ปัญหาทางไฟฟ้าที่เกิดจากปัจจัยพลังงานต่ำ (PF) ของไฟเพดาน LED

แนวคิดเรื่องตัวประกอบกำลัง (PF)

ตัวประกอบกำลังวัดอัตราส่วนของกำลังจริงต่อกำลังปรากฏอยู่ในวงจร เป็นโหลดอิเล็กทรอนิกส์ ตัวประกอบกำลังของ ไฟเพดาน LED สะท้อนถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยตรง ตามหลักการแล้ว ตัวประกอบกำลังใกล้กับ 1 บ่งชี้ว่ากระแสอินพุตและแรงดันไฟฟ้าอยู่ในการซิงค์เฟสปิด ซึ่งจะใช้พลังงานอย่างเต็มที่ ตัวประกอบกำลังต่ำบ่งบอกถึงความแตกต่างของเฟสอย่างมากระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้า ส่งผลให้มีพลังงานรีแอกทีฟจำนวนมาก ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานและลดประสิทธิภาพทางไฟฟ้า

ผลกระทบต่อการโหลดกริด

ไฟเพดาน LED ที่มีตัวประกอบกำลังต่ำจะเพิ่มสัดส่วนของพลังงานปฏิกิริยาในกริด พลังงานรีแอกทีฟไม่ทำงานจริง แต่จะเพิ่มกระแสกริด ส่งผลให้สูญเสียสายมากขึ้น กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นในสายจำหน่าย และการทำงานในระยะยาวอาจทำให้อายุการใช้งานของโครงข่ายและอุปกรณ์กระจายสินค้าสั้นลง การใช้หลอด PF ต่ำในปริมาณมากอาจทำให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่น ซึ่งส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนอื่นๆ

ปัญหาการวัดพลังงานและการเรียกเก็บเงินค่าไฟฟ้า

หลอดไฟตัวประกอบกำลังต่ำจะเพิ่มกำลังที่ชัดเจน แต่กำลังงานจริงที่ใช้ไปอาจไม่เพียงพอที่จะชดเชยค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำ (PF) อาจส่งผลให้เกิดบทลงโทษด้านพลังงานรีแอกทีฟที่เรียกเก็บโดยบริษัทพลังงาน ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้น แม้ว่าผลกระทบโดยตรงต่อค่าไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัยจะมีน้อยมาก แต่การติดตั้งหลอดไฟ PF ต่ำในวงกว้างยังคงสามารถส่งผลกระทบต่อความเสถียรของโครงข่ายโดยรวมได้

ผลกระทบต่อไดรเวอร์ LED

ตัวประกอบกำลังต่ำทำให้ไดรเวอร์ทนต่อกระแสสูงสุดที่สูงขึ้น ทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนบนส่วนประกอบต่างๆ สิ่งนี้จะเพิ่มภาระให้กับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำ และองค์ประกอบสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ ช่วยเร่งการเสื่อมสภาพและการเสื่อมสภาพของลูเมน การทำงานแบบ PF ต่ำในระยะยาวสามารถลดประสิทธิภาพของไดรเวอร์ ทำให้เกิดการกะพริบ ความผิดปกติของไดรเวอร์ หรือการป้องกันความร้อนสูงเกินไป ส่งผลกระทบต่อประสบการณ์ผู้ใช้และอายุการใช้งานของหลอดไฟ

ผลกระทบต่อความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

โคมไฟเพดาน LED ที่มีตัวประกอบกำลังต่ำมักเกี่ยวข้องกับกระแสฮาร์มอนิกที่เพิ่มขึ้น กระแสฮาร์มอนิกอาจรบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์โดยรอบ ส่งผลต่อระบบการสื่อสารและเครื่องมือที่มีความแม่นยำ ฮาร์โมนิคที่มีลำดับสูงยังอาจทำให้หม้อแปลงไฟฟ้าและสายเคเบิลมีความร้อนสูงเกินไป ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลว การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามีความโดดเด่นเป็นพิเศษในอาคารสำนักงานและสภาพแวดล้อมในบ้านอัจฉริยะ และจำเป็นต้องได้รับการควบคุมผ่านวงจรกรองที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม

ปัญหาความน่าเชื่อถือของระบบ

การใช้งานหลอดไฟ PF ต่ำในระยะยาวจะเพิ่มภาระให้กับระบบจำหน่าย ทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมกับสวิตช์เกียร์ สายเคเบิล และฟิวส์ ความน่าจะเป็นที่สวิตช์สะดุดจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟลดลง เงื่อนไขค่าตัวประกอบกำลังต่ำ (PF) เฉพาะที่อาจทำให้ระบบควบคุมไฟส่องสว่างล่าช้าหรือทำงานผิดปกติ ส่งผลให้ความเสถียรของระบบไฟส่องสว่างอัจฉริยะโดยรวมและประสบการณ์ผู้ใช้ลดลง

การประหยัดพลังงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำจะลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยตรง ทำให้ไม่สามารถใช้พลังงานแสงสว่างจริงได้อย่างเต็มที่ สิ่งนี้จะเพิ่มการสูญเสียการส่งผ่านกริด ทำให้เกิดความร้อนและการปล่อยก๊าซคาร์บอนมากขึ้นต่อหน่วยการใช้พลังงานแสงสว่าง การปรับปรุง PF สามารถประหยัดพลังงานและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบโคมไฟเพดาน LED สมัยใหม่มุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีการแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) มากขึ้น รวมถึงโซลูชันการแก้ไข PF แบบพาสซีฟและแอคทีฟ เพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น

วิธีการทางเทคนิคในการปรับปรุงตัวประกอบกำลัง

การแก้ไขตัวประกอบกำลังแบบพาสซีฟใช้ตัวกรองตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ และเหมาะสำหรับหลอดไฟกำลังต่ำและปานกลาง หลอดไฟกำลังสูงมักใช้การแก้ไขตัวประกอบกำลังแบบแอกทีฟ (PFC) ซึ่งใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อปรับรูปคลื่นกระแสอินพุตแบบเรียลไทม์เพื่อซิงโครไนซ์กับแรงดันไฟฟ้า การออกแบบ PF ที่มีประสิทธิภาพจะช่วยลดภาระปฏิกิริยาของกริด ยืดอายุการใช้งานของไดรเวอร์ ลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของหลอดไฟโดยรวมและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน