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LED道路燈是一個復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計，牽涉到光、電、熱、機(jī)械等領(lǐng)域。就驅(qū)動電源來講主要是效率和可靠性的問題。首先，驅(qū)動電源工作環(huán)境溫度很高(一般在70度上下)，這樣一來，就希望驅(qū)動電源的效率(包括恒壓加上恒流)的效率達(dá)到一定高度(比如>90%)，降低驅(qū)動電源的溫度，提高可靠性。其次，傳統(tǒng)的驅(qū)動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括PFC、PWM隔離和恒流DC/DC三級電路，元器件多，可靠性低，led路燈批發(fā)供應(yīng)商，特別是電解電容和光耦等敏感器件。

因此，在LED道路燈設(shè)計的過程中，必須很好地顧及LED溫度管理或散熱問題，使LED的工作溫度保持低于其結(jié)溫(極限結(jié)溫為150℃)，一般建議LED工作溫度需低于100℃，避免LED的可靠性受到影響。此外，LED驅(qū)動電路設(shè)計人員必須審慎選擇電路中的有源或無源器件，確保與LED壽命匹配。例如，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)盡可能地避免使用電解電容，因為這種電容在長期使用條件下可能會產(chǎn)生泄漏而導(dǎo)致工作壽命縮短。

再者，在整體LED照明市場中，LED道路燈是所有LED照明應(yīng)用中功率高，因此需要多個功率級和復(fù)雜的拓樸，以滿足功率因子校正(PFC)、總體諧波失真(THD)、85PLUS的效率等標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，以及多串LED電流恒定的要求。

要解決LED道路燈的電路可靠性問題，必須從驅(qū)動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提率，減少元器件數(shù)量，另外也可進(jìn)一步減少成本。

道路照明燈具功率因數(shù)解析

道路照明燈功率因素定義：

我們知道所有發(fā)電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，產(chǎn)生的電壓就是正弦波，這就是我們所謂的交流電。交流電有一個好處就是通過電磁感應(yīng)可以用變壓器來改變其電壓，而且可以升高到幾十萬伏進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸以減小傳輸中的損耗，到目的地以后再降下來變成我們常用的市電。我們現(xiàn)在的市電就是220V，山西led路燈批發(fā)，50Hz的交流電。而在電工學(xué)里交流電是可以用矢量來表示的。矢量可以表示電壓也可以表示電流。對于純電阻的負(fù)載，電壓和電流是同相的，而對于純電容負(fù)載或純電感負(fù)載，電流和電壓就不同相，而是有一個90度的相角，或者稱為相位差。在純電感負(fù)載時，其上的電壓是好于電流90度，led路燈批發(fā)商，而純電容負(fù)載時， 其上的電壓落后于電流90度。

如果我們用波形表示時，通常把電壓表現(xiàn)為余弦波，如果電流落后于電壓，就是電感性負(fù)載，好于電壓就是電容性負(fù)載。

因為實(shí)際上純電感和純電容都不存在的，實(shí)際的負(fù)載只能稱為電感性負(fù)載或者是電容性負(fù)載。這時候其交流電壓和交流電流之間就有一個夾角φ，對于電感性負(fù)載我們把這個夾角稱為φL，而對于電容性負(fù)載的夾角就稱為φC。

功率等于電壓和電流的乘積，但是只有在純阻負(fù)載的時候(電壓和電流同相)是這樣，而在電感性或電容性負(fù)載的時候就要把電流的矢量投影到電壓矢量(水平軸)上去，也就是要乘以cosφL或者cosφC。我們通常就把這個cosφL或者cosφC稱為功率因數(shù)。

但是由于這個夾角可以是正的，也可以是負(fù)的，所以功率因數(shù)也是可能為正數(shù)(感性負(fù)載)也可能為負(fù)數(shù)(容性負(fù)載)。但是當(dāng)我們用矢量來代表電壓和電流時，前提是它們的頻率必須是完全相同的。而且是在一個線性系統(tǒng)里。

在線性系統(tǒng)里我們也會把功率因數(shù)用有功功率和視在功率之比來表示。所謂有功功率就是和電流同相的那部分電壓和電流的有效值的乘積。而視在功率就是不考慮其間的相位差而將電壓和電流的有效值直接相乘所得到的“功率”。而這二者之比顯然就是前面所說的相角的余弦cosφ。

各種燈具的功率因素：

白熾燈因為是一個純電阻（感性負(fù)載），它的功率因數(shù)等于1，目前傳統(tǒng)道路照明光源（高壓鈉、金鹵燈、飛利浦COSMO等）功率因數(shù)都能達(dá)到0.9以上，采用電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)能提高到0.95以上。使電網(wǎng)諧波降低，減少電網(wǎng)危害、讓電能利用率更高。

LED燈具的功率因素：

因為LED是一個半導(dǎo)體二極管，它需要直流供電，如果用市電供電的話，就一定會有一個整流器，led路燈批發(fā) ，通常是二極管整流橋。為了得到盡可能平滑的直流避免出現(xiàn)紋波閃爍，通常都需要加上一個大電解電容。而后面的LED可以近似為一個電阻。

整流后的電壓電流波形都不是正弦波，而且雖然整流前的電壓波形是正弦波，但是其電流波形也不是正弦波。所以整個系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)。而本來功率因數(shù)是針對線性系統(tǒng)定義的，而且要求輸入輸出電壓電流都是同頻率的正弦形，否則的話無法采用Cosφ。但是在非正弦系統(tǒng)中，因為電壓電流波形都不是正弦波，是沒有什么相位角可以說的。所以非線性系統(tǒng)中的功率因數(shù)必須重新定義。

如前所述功率因數(shù)的另一個定義是有功功率和視在功率之比。有功功率是指實(shí)際輸出的功率，而視在功率是指輸入電壓有效值和輸入電流有效值的乘積。這個在正弦波系統(tǒng)里是完全可以和Cosφ等效的，所以是沒有問題的。但是在非線性系統(tǒng)里，什么是有功功率什么是視在功率就很值得探討的了。

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