《LED驅(qū)動穩(wěn)定性設(shè)計所不能回避的幾個基礎(chǔ)知識》
《LED驅(qū)動穩(wěn)定性設(shè)計所不能回避的幾個基礎(chǔ)知識》
一、什么是PF值？
PF值即功率因素：是表示用電設(shè)備對電網(wǎng)電力系統(tǒng)利用率的一個指標(biāo)。相同功率的用電設(shè)備，PF值較高的設(shè)備輸入電流更小，所需電力系統(tǒng)的容量也更小。各國對民用、商業(yè)和工業(yè)用電設(shè)備都有明確的PF值要求。
二、PF值過低有什么壞處？
PF值過低會帶來多方面的不良影響：首先PF值過低會導(dǎo)致輸入電流較大，需要增大輸入線線徑保證線路安全，其次PF值過低會增大電網(wǎng)損耗，拉低電網(wǎng)電壓，導(dǎo)致用電設(shè)備異常。同時PF值低的設(shè)備往往諧波也很大，諧波容易對電網(wǎng)用電設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響設(shè)備正常工作。
三、什么是總諧波失真（THD）？
諧波是指電流中所含的頻率為基波整數(shù)倍的電量。總諧波失真是指信號輸入時，輸出信號比輸入信號多出的額外諧波成分，各諧波疊加在輸入信號上會產(chǎn)生畸變的波形，THD通常用百分比來表示，表示電流諧波含量占基波含量的百分比。
四、總諧波失真（THD）過高有什么不好？
當(dāng)大量使用THD過高的用電器設(shè)備時，它產(chǎn)生的諧波電流總量會嚴(yán)重污染整個供電系統(tǒng)和其他用電用戶，同時也使電網(wǎng)電壓波形發(fā)生畸變。
過大的諧波電流會產(chǎn)生以下危害：
1、使電力變壓器產(chǎn)生局部磁化，損耗增大，嚴(yán)重時會危及變壓器及電力運行安全。
2、諧波電流通過功率補償設(shè)備的電力電容器時，容易導(dǎo)致電力電容器過流或過壓損壞。
3、諧波電流能對線路上的繼電保護(hù)、儀器儀表、自動控制、電子通訊、衛(wèi)星導(dǎo)航以及計算機系統(tǒng)產(chǎn)生強烈干擾，從而引起誤動作、出現(xiàn)噪聲等異?，F(xiàn)象。
4、在三相四線制供電系統(tǒng)中，諧波電流會使電網(wǎng)的相電流無法在中線相互抵消致使中線內(nèi)電流產(chǎn)生疊加而過流損壞，若三相電位發(fā)生偏移，嚴(yán)重時會導(dǎo)致燒毀燈具，甚至引起火災(zāi)。
五、什么是浪涌？
顧名思義就是瞬間出現(xiàn)超出額定值的峰值，它包括浪涌電壓和浪涌電流。浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時間內(nèi)的一種劇烈脈沖?？梢砸鹄擞康脑蛴校褐匦驮O(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動機。而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護(hù)連接設(shè)備免于受損。
1、浪涌簡介
浪涌電流是指電源接通瞬間或是在電路出現(xiàn)異常情況下產(chǎn)生的遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電流的峰值電流或過載電流。
在電子設(shè)計中，浪涌主要指的是電源剛開通的那一瞬間產(chǎn)生的強力脈沖，由于電路本身的非線性有可能高于電源本身的脈沖；
或者由于電源或電路中其它部分受到本身或外來尖脈沖干擾叫浪涌。它很可能使電路在浪涌的一瞬間燒壞，如PN結(jié)電容擊穿，電阻燒斷等。
浪涌保護(hù)就是利用非線性元器件對高頻（浪涌）的敏感設(shè)計的保護(hù)電路。簡單而常用的是并聯(lián)大小電容和串聯(lián)電感。
2、產(chǎn)生原因
⑴、外部原因（雷電原因）
雷擊引起的浪涌危害最大。在雷擊放電時，以雷擊為中心1.5～2.0KM范圍內(nèi)，都可能產(chǎn)生危險的過電壓。雷擊引起（外部）電涌的特點是單相脈沖型，能量巨大。
外部電涌的電壓在幾微秒內(nèi)可以從百伏特快速升高至20000V，可以傳輸相當(dāng)長的距離。按ANSI/IEEE C62.41-1991說明，瞬間電涌可高達(dá)20000V，瞬間電流可達(dá)10000A。根據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)外的電涌主要來自于雷電和其它系統(tǒng)的沖擊，大約占20%。
①、感應(yīng)雷擊電涌過電壓：雷擊閃電產(chǎn)生的高速變化的磁場，閃電輻射的電場作用于導(dǎo)體，感應(yīng)很高的過電壓，這類過電壓具有很陡的前沿并快速衰減。
②、直接雷擊電涌過電壓：直接落雷面電網(wǎng)上，由于瞬間能量巨大，破壞力超強，還沒有一種設(shè)備能對直接落雷進(jìn)行保護(hù)。
③、雷擊傳導(dǎo)電涌過電壓：由遠(yuǎn)處的架空線傳導(dǎo)而來，由于接于電力網(wǎng)的設(shè)備對過電壓有不同的抑制能力，因此傳導(dǎo)過電壓能量隨線路的延長而減弱。
④、振蕩電涌過電壓：動力線等效一個電感，并與大地及臨近金屬物體間存在分布電容，構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，在TT、TN供電系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障的瞬間，由于高頻率的成分出現(xiàn)諧振，在線路上產(chǎn)生很高過電壓，主要損壞二次儀表。
直接雷擊是最嚴(yán)重的事件，尤其是如果雷擊擊中靠近用戶進(jìn)線口架空輸電線。在發(fā)生這些事件時，架空輸電線電壓將上升到幾十萬伏特，通常引起絕緣閃絡(luò)。雷電電流在電力線上傳輸?shù)木嚯x為一公里或更遠(yuǎn)，在雷擊點附近的峰值電流可達(dá)100KA或以上。在用戶進(jìn)線口處低壓線路的電流每相可達(dá)5KA到10KA。在雷電活動頻繁的區(qū)域，電力設(shè)施每年可能有好幾次遭受雷電直擊事件引起嚴(yán)重雷電電流。而對于采用地下電力電纜供電或在雷電活動不頻繁的地區(qū)，上述事件是很少發(fā)生的。
間接雷擊和內(nèi)部浪涌發(fā)生的概率較高，絕大部分的用電設(shè)備損壞與其有關(guān)。所以電源防浪涌的重點是對這部分浪涌能量的吸收和抑制。
⑵、內(nèi)部原因（大型設(shè)備工作、短路、電源切換、設(shè)備故障、同一線路帶載數(shù)量過多）
內(nèi)部浪涌發(fā)生的原因同供電系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備啟停和供電網(wǎng)絡(luò)運行的故障有關(guān)：
在電力系統(tǒng)內(nèi)部，由于斷路器的操作、負(fù)荷的投入和切除或系統(tǒng)故障等系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)變化，而使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，從而引起的電力內(nèi)部電磁能量轉(zhuǎn)換或傳輸過渡過程，將在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過電壓。系統(tǒng)內(nèi)的電涌主要來自于系統(tǒng)內(nèi)部用電負(fù)荷的沖擊，大約占80%。在電力系統(tǒng)引起的內(nèi)部過電壓的原因大致可分為：
①、電力在負(fù)荷的投入和切除。
②、感性負(fù)荷的投入和切除。
③、功率因素補償電容器的投入和切除。
④、短路故障。
⑤、同一線路帶載數(shù)量過多。
六、浪涌的等級分類
根據(jù)GB/T17626.5-2008《電磁兼容試驗和測量技術(shù) 浪涌（沖擊）抗擾度試驗》等同于國際標(biāo)準(zhǔn)：IEC61000-4-5:2005
浪涌抗擾度試驗等級分為：
備注：“X”可以是高于、低于或在其他等級之間的任何等級，該等級可以在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)格。
七、紋波電流
紋波電流定義為輸出直流電流上疊加的交流成分。LED電源將輸入端的交流電轉(zhuǎn)換成直流電來驅(qū)動LED，轉(zhuǎn)換的過程中因電路及器件的特性不可避免的疊加了交流成分。有試驗證明，紋波電流對LED的光輸出和光效有影響，紋波電流的存在會降低LED的光輸出和光效，紋波電流幅值越大光效和輸出下降越明顯，但控制紋波幅值的大小，LED仍可保持較高的光效。
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