发布时间:2023-04-03 点此:23次
LED的闪烁频率是跟驱动电路频率有关的,照明的话直流的比较常见。LED不能直接接到交流电上使用,p-n异质结会反向击穿,一般配有逆变器变为直流再使用。
现在最高频的LED蓝光波段的闪烁脉宽有nS级,也就是可以一纳秒就完成一次点亮熄灭过程。
一、LED灯闪烁的原理开始前,先简单说下LED的闪烁原理。LED本身是二极管,只能通过直流电,所以必须用电源将市电交流转化为直流电(除非是电池供电)。
LED的发光亮度对电流的响应时间非常短,随电流变化而变化,通过多少电,发出多少光,所以LED闪烁只与其驱动电源的输出电流的频率和纹波(无法避免)有关。
LED的闪烁频率至少100Hz(2倍的市电工频)。另外过大的电流纹波对LED是有害的。隔壁事业部的同事经常很无奈的回应客户“你们的电源有问题,别怪我LED有问题”二、关于LED灯闪烁的标准(免责声明:我不是专业的认证工程师,对标准的理解可能有误,如有请指出,具体请咨询各认证机构。)美国能源之星的标准中,只要求调光LED灯肉眼不可见闪烁。
(调光LED灯不匹配调光器可能出现可见闪烁)中国标准:GB/T31831-2015+LED室内照明应用技术要求:这个基本也是肉眼看不到闪烁即可。(对于100Hz,FPF的限制为3.2WTF。这里的“%”很奇怪,后面会在谈到这点)我没有继续寻找其他类似的标准,因为我发现以上标准都参考了IEEE Standard PAR1789。
我同事这里并没有这份标准,说明基本没人撩它。还在我最后还是在Google找到了它,在这里有我们想要知道的一切。这份标准的结论如下:其中Mod%=100* (Lmax – Lmin)/(Lmax + Lmin),或者叫做Percent flicker(3·15上的频闪深度),没错这个数值计算是国标的100倍,而限值在同一数量级。
当人们处于一个照明用光环境时,似乎并不能明显感觉闪烁,事实上,除了警告类闪烁标记或者灯具故障,人们对于频闪的概念并无太多直观感受。观察转动的风扇叶片时,会发现叶片有时“静止”,有时“转动”,行驶的汽车轮胎也会有这种现象,这些都可以解释为光源频闪带来的视觉暂留现象。
下图中,黑色圆盘上一个白点,圆盘转动时,无频闪照明条件下会出现图a的连续变化,在波动频闪光源下,会出现图b现象。
a一般情况 b频闪情况
频闪造成原因:光源频闪实质上就是光源发出的光随着时间呈现出一定频率、周期的变化,在不同亮度、颜色之间随着时间变化而变化。灯具的驱动如果没有合适的电子电路,比如镇流器、驱动或电源,光源就会产生频闪,输出光通量波动越大,频闪越严重。
产生频闪的技术机理,既有供电电源的因素,也有电光源技术性能因素以及照明设计不合理的因素等等。对于很多照明灯具来说,光源工作电流必然随着输入电压的波动而波动,直接导致光输出的波动产生频闪。
频闪危害:1.光敏性癫痫或闪烁光诱导的癫痫:2.频闪造成的视觉暂留效应3.头痛、偏头痛、恶心、视觉紊乱等生理问题4.用眼疲劳、视力下降
频闪判定标准
IEEE于2013年4月发布IEEEPAR1789:2013《Draft Risk Assessment-Potential health effects of flicker from LED lighting》。中对频闪的判定标准如下图所示,图中无影响区域用绿色表示,低风险区域用橙色表示:
低风险和不可察觉到的影响水平的闪巧频率和波动深度函数关系
文件对无频闪判定准则为:
(1)频率低于9Hz,不可觉察波动深度限值为0.288%;
(2)频率在9-3120Hz范围内,不可觉察波动深度限值为:频率×0.032%;
(3)频率大于3120Hz,认为完全无频闪,免除考核。
如何减小频闪
分析频闪产生的原因,可以发现减轻频闪的关键在于电光源技术与驱动技术。
如LED在恒定、无震荡的直流源驱动下,可达到无频闪的效果。市场上的驱动产品还需考虑驱动成本、尺寸、可靠性、效率等因素,制造商与行业专家也尝试找到一个人们可以接受的频闪程度。
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