Tutto quello che c'è da sapere sul fattore di potenza della luce a LED

Qual è il fattore di potenza (PF) di una lampada a LED?

Nel circuito CA, il coseno della differenza di fase (Φ) tra la tensione e la corrente è chiamato fattore di potenza, rappresentato dal simbolo cosΦ. In termini di valore, il fattore di potenza è il rapporto tra la potenza attiva e la potenza apparente, ovvero cosΦ=P/S. Il basso fattore di potenza indica che la potenza reattiva del circuito è elevata.

 

Un fattore di potenza inferiore grava più pesantemente sulle apparecchiature di alimentazione e rende la rete elettrica meno stabile. Il valore del fattore di potenza dipende dalla natura del carico nel circuito. Ad esempio, carichi resistivi come lampadine a incandescenza e forni a resistenza hanno un fattore di potenza pari a 1, che è l'ideale. In genere, i circuiti con carichi induttivi hanno un fattore di potenza inferiore a 1.

 

Il fattore di potenza è un parametro tecnico cruciale nei sistemi di alimentazione, che misura l'efficienza delle apparecchiature elettriche. Un basso fattore di potenza indica che il circuito consuma una potenza reattiva significativa per convertire il campo magnetico alternato, il che a sua volta riduce l'efficienza delle apparecchiature e aumenta le perdite di potenza nelle linee elettriche.

 

Il fattore di potenza dei LED misura l'efficienza dell'illuminazione a LED quando è in uso. Ad esempio, se un LED ha un fattore di potenza di {{0}}.95, significa che ha un'efficienza del 95%. Alcuni driver LED possono raggiungere un fattore di potenza di 0.98 e potrebbero raggiungere 0,99 quando funzionano con alimentazione CC. Raggiungere un fattore di potenza perfetto di 1 è l'obiettivo finale, ma non è stato ancora pienamente realizzato.

 

 

 

Qual è il fattore di potenza standard per le luci a LED?

Attualmente, non esiste uno standard specifico per i LED. Secondo le normative del settore, il fattore di potenza delle lampade inferiore a 5 W non è richiesto e, se supera i 5 W, deve raggiungere più del 70%. Le lampade attuali sono realizzate in base alle esigenze del cliente, ad esempio, il fattore di potenza richiesto dal reparto di alimentazione della sede del cliente.

 

Nello specifico, le lampade a bassa potenza hanno un fattore di potenza inferiore e hanno un impatto minimo sulla rete elettrica. Poiché la potenza è bassa, non causerà alcun danno. Se il fattore di potenza delle lampade ad alta potenza è basso, l'impatto sulla rete elettrica sarà grande. A causa dell'elevata potenza, potrebbe causare grandi perdite di apparecchiature, sovraccarico delle apparecchiature di potenza, rete elettrica instabile, inquinamento armonico e così via.

 

Di solito, la potenza di una lampada a LED non è direttamente correlata al suo fattore di potenza. Il fattore di potenza della lampada a LED dipende dalla struttura del circuito di pilotaggio della lampada. Con diverse strutture di circuito, la potenza di pilotaggio può essere la stessa, ma il fattore di potenza è diverso.

 

Qual è la differenza tra efficienza energetica del driver e fattore di potenza nelle lampade a LED?

Sebbene sia il fattore di potenza che l'efficienza di conversione si riferiscano all'utilizzo di un alimentatore, la differenza è enorme.
Il fattore di potenza è il rapporto tra potenza apparente in ingresso e potenza attiva in ingresso, che non ha nulla a che fare con l'efficienza. Maggiore è il fattore di potenza, minore è la potenza reattiva. L'efficienza di potenza è il rapporto tra potenza attiva in ingresso e potenza attiva in uscita. Maggiore è l'efficienza, minore è la perdita elettromeccanica. In parole povere, la perdita causata dal fattore di potenza è un onere del settore energetico, mentre la perdita di efficienza di conversione è responsabilità dell'utente.

 

Il fattore di potenza è il rapporto tra la potenza attiva consumata dall'alimentatore e la potenza reattiva.

L'efficienza energetica è il rapporto tra la potenza attiva in ingresso e la potenza attiva in uscita.

 

 

Come calcolare il fattore di potenza delle luci LED?

Nel circuito CA, il coseno della differenza di fase (Φ) tra la tensione e la corrente è chiamato fattore di potenza, rappresentato dal simbolo cosΦ. In termini numerici, il fattore di potenza è il rapporto tra potenza attiva e potenza apparente. Potenza apparente=tensione di ingresso * corrente di ingresso=potenza attiva + potenza reattiva.

 

Generalmente, la potenza che leggiamo direttamente dallo strumento è la potenza attiva, e il prodotto della tensione di ingresso e della corrente di ingresso è la potenza apparente

 

Ad esempio, se consideriamo una lampada da 10 W, la tensione di uscita dell'alimentatore è 30 V, la corrente è 330 mA, dopo aver installato l'intera lampada, i dati vengono visualizzati sull'analizzatore dei parametri elettrici: la tensione è 220 V, la corrente è 55 mA e la potenza è 11,5 W.

Innanzitutto, è necessario chiarire le seguenti potenze: potenza apparente, potenza attiva e potenza di uscita dell'alimentatore.

Potenza apparente =potenza attiva + potenza reattiva =220V0.055A=12.1W Potenza attiva: ovvero gli 11,5W visualizzati direttamente sullo strumento, e la bolletta elettrica viene calcolata anche in base a questa potenza. Potenza in uscita dell'alimentatore: 30V0.33A=9.9W
E fattore di potenza =potenza attiva/potenza apparente =11.5w/12.1w=0.95
Efficienza energetica=potenza in uscita/potenza attiva100%=30V0.33A/11.5W*100%=86.1%.

 

 

 

 

Il fattore di potenza degli apparecchi di illuminazione a LED cambia in base alla tensione di ingresso?

Il fattore di potenza delle lampade a LED dipende dal livello di progettazione del driver (alimentatore). In genere, se nell'alimentatore è progettato un circuito PFC (correzione del fattore di potenza), il fattore di potenza dell'alimentatore è quasi indipendente dalla tensione e rimane invariato entro il normale intervallo di tensione di funzionamento.

Se non c'è alimentazione per la linea PFC per risparmiare sui costi, il fattore di potenza e la tensione della lampada cambiano in modo parabolico, ovvero circa il 20% in meno rispetto al punto di tensione nominale (varia a seconda delle diverse linee) e il fattore di potenza è più alto ad entrambe le estremità di questo punto di tensione. L'estremità alta aumenta e quella bassa diminuisce, e il fattore di potenza diminuisce.

Anche l'efficienza e la tensione dell'alimentatore sono paraboliche, simili alle modifiche di cui sopra. Ma l'efficienza massima è solitamente al punto di tensione nominale.