Todo lo que debes saber sobre el factor de potencia de la luz LED

¿Qué es el factor de potencia (PF) de una lámpara led?

En el circuito de corriente alterna, el coseno de la diferencia de fase (Φ) entre el voltaje y la corriente se denomina factor de potencia, que se representa con el símbolo cosΦ. En términos de valor, el factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente, es decir, cosΦ=P/S. Un factor de potencia bajo indica que la potencia reactiva del circuito es grande.

 

Un factor de potencia más bajo supone una carga mayor para los equipos de suministro de energía y hace que la red eléctrica sea menos estable. El valor del factor de potencia depende de la naturaleza de la carga en el circuito. Por ejemplo, las cargas resistivas, como las bombillas incandescentes y los hornos de resistencia, tienen un factor de potencia de 1, que es ideal. Por lo general, los circuitos con cargas inductivas tienen un factor de potencia inferior a 1.

 

El factor de potencia es un parámetro técnico crucial en los sistemas eléctricos, ya que mide la eficiencia de los equipos eléctricos. Un factor de potencia bajo indica que el circuito consume una cantidad significativa de potencia reactiva para convertir el campo magnético alterno, lo que a su vez reduce la eficiencia del equipo y aumenta las pérdidas de potencia en las líneas eléctricas.

 

El factor de potencia de los LED mide la eficiencia de la iluminación LED cuando está en uso. Por ejemplo, si un LED tiene un factor de potencia de {{0}}.95, significa que tiene una eficiencia del 95 %. Algunos controladores de LED pueden alcanzar un factor de potencia de 0.98 y pueden llegar a 0.99 cuando funcionan con alimentación de CC. Lograr un factor de potencia perfecto de 1 es el objetivo final, pero aún no se ha logrado por completo.

 

 

 

¿Cuál es el factor de potencia estándar para las luces LED?

En la actualidad, no existe una norma específica para los LED. Según las normas de la industria, no se exige que el factor de potencia de las lámparas sea inferior a 5 W, y si supera los 5 W, debe ser superior al 70 %. Las lámparas actuales se fabrican según los requisitos del cliente, por ejemplo, el factor de potencia requerido por el departamento de suministro de energía de la ubicación del cliente.

 

En concreto, las lámparas de baja potencia tienen un factor de potencia más bajo y tienen poco impacto en la red eléctrica. Como la potencia es pequeña, no causará ningún daño. Si el factor de potencia de las lámparas de alta potencia es bajo, el impacto en la red eléctrica será grande. Debido a la alta potencia, puede provocar grandes pérdidas de equipos, sobrecarga de equipos eléctricos, red eléctrica inestable, contaminación armónica, etc.

 

Por lo general, la potencia de una lámpara LED no está directamente relacionada con su factor de potencia. El factor de potencia de la lámpara LED depende de la estructura del circuito de accionamiento de la lámpara. Con diferentes estructuras de circuito, la potencia de accionamiento puede ser la misma, pero el factor de potencia es diferente.

 

¿Cuál es la diferencia entre la eficiencia energética del controlador y el factor de potencia en las lámparas LED?

Aunque tanto el factor de potencia como la eficiencia de conversión se refieren a la utilización de una fuente de alimentación, la diferencia es enorme.
El factor de potencia es la relación entre la potencia aparente de entrada y la potencia activa de entrada, que no tiene nada que ver con la eficiencia. Cuanto mayor sea el factor de potencia, menor será la potencia reactiva. La eficiencia energética es la relación entre la potencia activa de entrada y la potencia activa de salida. Cuanto mayor sea la eficiencia, menor será la pérdida electromecánica. En pocas palabras, la pérdida causada por el factor de potencia es responsabilidad del sector eléctrico, mientras que la pérdida de eficiencia de conversión es responsabilidad del usuario.

 

El factor de potencia es la relación entre la potencia activa consumida por la fuente de alimentación y la potencia reactiva.

La eficiencia energética es la relación entre la potencia activa de entrada y la potencia activa de salida.

 

 

¿Cómo calcular el factor de potencia de las luces LED?

En el circuito de CA, el coseno de la diferencia de fase (Φ) entre el voltaje y la corriente se denomina factor de potencia, que se representa con el símbolo cosΦ. En términos numéricos, el factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. Potencia aparente=voltaje de entrada * corriente de entrada=potencia activa + potencia reactiva.

 

Generalmente, la potencia que leemos directamente del instrumento es la potencia activa, y el producto del voltaje de entrada y la corriente de entrada es la potencia aparente.

 

Por ejemplo, hay una lámpara de bombilla de 10 W, el voltaje de salida de la fuente de alimentación es de 30 V, la corriente es de 330 mA, después de instalar toda la lámpara, se muestra en el analizador de parámetros eléctricos, el voltaje es de 220 V, la corriente es de 55 mA y la potencia es de 11,5 W.

En primer lugar, hay que tener claras las siguientes potencias: potencia aparente, potencia activa y potencia de salida de la fuente de alimentación.

Potencia aparente=potencia activa+potencia reactiva=220V0.055A=12.1W Potencia activa: es decir, 11,5 W que se muestran directamente en el instrumento y la factura de la luz también se calcula en función de esta potencia. Potencia de salida de la fuente de alimentación: 30 V0.33A=9.9W
Y factor de potencia=potencia activa/potencia aparente=11.5w/12.1w=0.95
Eficiencia energética=potencia de salida/potencia activa100%=30V0.33A/11.5W*100%=86.1%.

 

 

 

 

¿El factor de potencia de la luminaria LED cambia con el voltaje de entrada?

El factor de potencia de las lámparas LED depende del nivel de diseño del controlador (fuente de alimentación). Por lo general, si se diseña un circuito PFC (corrección del factor de potencia) en la fuente de alimentación, el factor de potencia de la fuente de alimentación es casi independiente del voltaje y no varía dentro del rango de voltaje de funcionamiento normal.

Si no hay suministro de energía para la línea PFC para ahorrar costos, el factor de potencia y el voltaje de la lámpara cambian parabólicamente, que es aproximadamente un 20% más bajo que el punto de voltaje nominal (varía con diferentes líneas), y el factor de potencia es el más alto en ambos extremos de este punto de voltaje. , el extremo alto aumenta y el extremo bajo disminuye, y el factor de potencia disminuye.

La eficiencia y el voltaje de la fuente de alimentación también son parabólicos, similares a los cambios anteriores, pero el máximo de eficiencia suele estar en el punto de voltaje nominal.