1、家庭供電應該棄用交流模式成都技術支持工程師：鄭國全-、家庭供電模式探討：目前在家庭中，LED白光燈正在被越來越多的人們認識，3W-20W的小瓦數 LED照明燈也越來越多的進入家庭照明領域；家庭中電視機、電腦本身使用的就 是交流變直流的制式，空調、冰箱等等大功率電器正在進入節能高效的直流變頻 時代，所以探討家庭的供電模式有著緊迫和現實的意義。現在在家庭中，供電都 是采用的220V50HZ的交流電，這種供電模式是有問題的。二、家庭照明交流供電的弊端：1、交流供電會給使用者帶來安全隱患目前我國家庭的交流供電制式是：頻率 50Hz,電壓220V;給LED照明燈采用 交流供電模式現在一般方法是：每一盞照

2、明燈采用一支開關電源通過整流濾波后 由集成電路變換成低壓直流電供給 LED光珠，使其發光，每一盞LED照明燈內都 存在可以致人死亡的交流電壓。照明燈在家庭中與人們的接觸最多也非常頻繁， 僅此這個安全隱患就足以全盤否定這種交流供電模式2、交流供電會給整個家庭帶來電磁波輻射危害LED照明燈采用交流電供電時必須由燈內配置的開關電源將其變為直流，這 個變換是由開關電源內部的高頻變壓器和功率器件完成的，為了提高變換效率， 高頻變壓器和功率器件必須工作在頻率很高的開關狀態，必然會有電磁波泄漏， 這就會給使用家庭帶來非常嚴重的電磁波輻射，這種輻射會損害人體健康，給家 庭帶來大量不確定的安全隱患。3、交流電供

3、電時的效率比直流供電效率低 18%采用交流電供電時必須采用開關電源將其變為直流。一般開關電源的效率大 約在80%左右，浪費很大，不符合現在節能減排的潮流趨勢，因為8W勺LED照明燈，交流輸入功率就需要10W采用低壓直流供電在要求最苛刻的場合也僅是需 要采用恒流源，其工作效率高達 98%以上，非常節能。4、交流供電存在功率因數校正（PFO問題在開關電源生產中很多廠商為了惡性的價格競爭沒有在電路中設置必要的功 率因數校正電路，這種產品一旦大量采用以后，將會引起電網的總體效率降低， 會危害電網運行安全，這是交流供電的一大弊端。5、采用交流供電會使照明燈的壽命降低因為交流電必須經過整流濾波才能變成直流

4、電，而每一盞LED照明燈中配置的開關電源都必須采用電解電容來濾波。眾所周知，電解電容壽命很低，一般的 電解電容壽命大約在1000小時，長壽命的電解電容壽命也只有 10,000小時。而 且，周圍環境溫度每升高10度，壽命就降低一半。在LED照明燈的燈具中溫升比較高，電解電容的壽命也就更短了。一旦電解電容損壞，電源也就壞了，LED照明燈也無法使用了。6、直流LED燈的總體成本較低LED照明燈因為是采用直流供電，不需要整流濾波，不需要高頻變壓器和功 率器件做變換器，所以節能效率高，成本低，體積小，一般僅需要用電阻做均流 即可；在有非常特殊要求的場合才需要用恒流源，但這個時候不存在高壓絕緣問 題，其效

5、率可以做得非常高。由于不需要整流濾波，不需要高頻變壓器和功率器 件做變換器等等，就可以節約大量貴重的有色金屬，社會資源得到節約，我國可 持續發展的國策得以具體落實。7、交流供電模式不適宜現代光源由于時代的限制，基于技術發展瓶頸，電力技術和設施誕生的初始階段是交 流供電模式戰勝了直流供電模式，最根本的原因是直流無法進行遠距離傳輸；但 是對今天的科技技術來說，這個根本就不是一個問題。人類照明光源經歷了白熾 燈、氣體燈，現在正在進入半導體光源時代。白熾燈的效率最低，它的能量不足 10%專換成了光，其它有90%以上轉換成了熱量白白被浪費了。日光燈、節能燈、 金鹵燈、鈉燈等等都屬于氣體燈范疇，氣體燈的工

6、作效率有很大的提高，但很難 突破50%以上的工作效率，而且它需要高壓高頻的供電源，一般燈體發光要用水 銀也就是汞做中介媒體，汞對環境是有污染的，汞激勵出來的紫外線對人體也會 產生危害，所以氣體燈是屬于應盡快淘汰的光源。半導體光源的發光機理與前二 者完全不同，每個LED光珠的供電電源只需要3V的直流電，效率很高，發熱極小， 被稱之為“冷光源”，由于它擁有太多的優點，肯定是人類未來的照明光源，那 么與之配套的供電源不是應該早點規劃好嗎？&所有家庭照明燈改用LED燈可以至少節省半個三峽電站的發電量現代社會，家庭中人均2盞燈是最起碼的，依此計算，全國就有 28億盞燈， 只需要把20W的節能燈（

7、暫且不說大量的白熾燈）換裝成 8W的 LED燈（在相同距 離兩者的光照度一樣），每天2盞燈就可以節約24W電力，假設每盞燈每天使用 4小時，全年全國節電率高達490億度電，是07年度三峽電站全年發電量的80% 高于現在三峽電站全年發電量的一半。9、為新型能源的直接利用提供了便利目前太陽能光伏發電和利用風能發電的新型能源越來越受到重視，為了減少煤炭和石油使用，避免二氧化碳的污染，這種新型能源只會被更多的人應用。太 陽能光伏發電的特點就是產生出來是低電壓的直流電，為了讓它能夠并入市電電 網，一般的方法就是采用逆變器把它變換成 220V50HZ的交流電，這種變換既存在 變換損耗，也要消耗大量寶貴的有

8、色金屬，多一個器件總是多一個出問題的節點 如果家庭中本身使用的就是低電壓的直流電，這個逆變的過程根本就不需要了， 省去好多麻煩，而且照明燈中的開關電源也不需要了，真是皆大歡喜。三、家庭中除了照明外，其它也能實現直流供電嗎？完全可以，剖析如下：1、家用電器的用電分析：1）電動器具：家電中使用電機的主要有空調、電冰箱、洗衣機、風扇、洗碗 機、吸塵器、抽油煙機等，其實這些電器都可以直接使用直流電機。目前為了節 約電能，提高效率，家用電器發展的趨勢就是變頻控制或是采用直流無刷電機， 直流變頻技術是發展方向。手機、DVD等，這些都是采用開關電源把 300V的直流電后，再由高頻變壓器及功 都可以直接輸入直

9、流電壓，簡單高效且2）電熱器具：家庭中所采用電流熱效應的電熱器具，都是可以直接改用直流 電，交流電的有效值就是根據電流的熱效應來定義的。比如微波爐，新型的采用 變頻控制制式的微波爐，它的基本工作原理與脈寬調制開關電源類似，通過斬波 電路調整直流工作電流，使工作電流形成一連串寬窄幅度不同的脈沖波，從而實 現平滑連續調整磁控管的功率輸出，微波爐也就得到了不同的微波功率。這種微 波爐效率更高、工作狀態更加合理。3）信息設備-電視、音響、電腦、 220V50HZ的交流電通過整流濾波變換成 率器件降壓變換成低壓直流電來使用的， 成本極低。2 、交流改變為直流的可行性：實際承受的峰值電壓是：220V*V2

10、=308V,1）線路改造：交流220V的線路，如果不用交流電改用300V的直流電，從絕緣耐壓的角度看，線路不需要進行改造， 是符合使用要求的。2）功率損耗：如果改用300V直流電，功率損耗則降低為原來的220/300倍,僅是原值的0.7，就是說功率損耗降低了 30%理論上講，直流電壓還可以提高效 率220V*V2，兩者綜合計算下來，功率損耗只有原來數值的50%這是非常難能可貴的。3）直流供電存在一些固有的問題：如在一定條件下，處在恒定電場中的部分 金屬容易被電解腐蝕，靜電可能使導線表面吸附更多的污染物等等。但是最新的 HVD（技術已經解決了這些直流應用問題，如在家庭中采用雙絞護套線就能夠使靜 電產生的效應相互抵消。技術標準需要做修改，比如交流的雙芯插頭，在交流系 統中若反插盡管不太符合技術要求，但不影響用戶電器的使用，在直流系統，是 絕不允許這種情況發生的。所以直流系統中的插頭插座技術標準需要重新制定。四、直流供電的優勢1、損耗小，沒有輻射損耗；2、可靠性大幅提升；3、直流輸電控制系統響應快速、調節精確、操作方便、能實現多目標控制；4、技術簡單，由于沒有相位和頻率，電流電壓之間也就沒有什么超前或是滯后；不存在功率因數補償和有功無