曹 永 涛

(武汉市路灯管理服务中心, 湖北 武汉 430010)

0 引 言

随着LED相关产业规模扩大和逐渐成熟,LED灯具价格在逐渐降低,其高性价比也逐渐被广大用户所注意。LED灯具即将成为市电照明系统主力设备,在市政路灯、家用照明、酒店、商场等具有非常大的应用空间。

按照通常的光效定义,LED发光效率并不高,但由于其几乎全部集中在可见光段,效率可达80%～90%。单体LED的功率一般为0.05～1.00 W,通过集群的方式可以满足不同需要。LED灯具单灯珠工作电压为3 V左右,其驱动电路常采用Boost-PFC技术,功率因数很高,但是电路的整流部分会产生谐波。虽然照明设备单个容量较小,但其大量使用引起的电能质量问题同样不容忽视[1]。照明负荷约占总负荷的20%[2],且随着城市建设品质的提高及经济社会的发展,照明负荷在城市总用电负荷中的比重仍在不断提高。

1 LED路灯的谐波产生原因

大功率LED路灯驱动电路模型如图1所示。该模型由220 V交流电源、整流电路、滤波电路、Boost-PFC校正电路、Buck(降压)电路和LED构成。其中整流电路将网侧220 V交流电流变换为直流电流;Boost-PFC校正电路在将电压提升的同时将电流波形校正到接近正弦波形状从而提高电路的功率因数;Buck电路为LED提供稳定的直流驱动电流[3]。LED灯的驱动电路是典型单相桥式整流电容滤波负荷。当电源电压高于直流侧电容电压时,二极管导通,电源向电容充电;当电源电压低于直流侧电容电压时,二极管截止,电容向负荷侧放电。交流侧电流的波形关于原点对称,因此其中不含偶次谐波分量[4]。……