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科普丨LED灯具的“频闪”小知识

发布日期:2021-05-19

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随着LED照明技术的日益精进,LED灯具寿命得到延长,功耗也得以降低,极大的节约了能源,也赢得了广大市场和消费者的青睐。但是LED照明灯具还有一个很大的问题没有“彻底”解决,那就是频闪。我们如何科学的面对它,这仍然是一个需要思考的问题!

频闪图片

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什么是频闪?

根据相关资料的释义:


灯具的频闪是指光源光通量波动的深度。光通量波动深度越大,频闪越严重。电光源光通量的波动深度直接关系到电光源的技术质量。由于交流电源的使用,传统灯具的亮度随着交流电的周期性变化而变化。


而百度百科的解释,频闪就是在一个电器的屏幕里看另一种电器的屏幕,另一种电器的屏幕会有一条亮线从屏幕的底部推移到顶部,又从底部出现。这样无穷下去,给我们的感觉就是图像在闪烁。


但是,小编觉得上面的两个解释都太专业了,倒是知乎作者:Shrugged 给频闪的定义比较通俗易懂一些:频闪,有频率的闪烁,光随着时间快速、重复的变化就叫做频闪,直接的感受就是图像跳动、不稳定。

频闪危害

大部分人可以明显感知 50 或 60 Hz 以下的频闪,当频率达到一定程度,人眼会将闪烁的光看作连续源,这个频率被称作“临界闪烁频率”(CCF)。


CCF 因人而异,同一人在不同状况下也会变化,但大多数人的 CCF 值不超过 100 Hz。不少人面对 50/60 Hz 以下的频闪会感到很不舒服,部分人在 50-100 Hz之间依然不自在。


至于要多少HZ才能不受影响也是众说纷纭,有说160 Hz、200 Hz的,也有说 500 Hz的,但业内基本上都认为达到千赫兹(KHz)影响就微乎其微了。

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02

频闪对人体有潜在危害吗?


答案是肯定的!


上个世纪90年代就有大量发现:光源频闪与偏头痛、头痛、眼睛疲劳、视力模糊有密切关系。不要小看频闪,LED灯的频闪严重的话甚至让人眼造成错觉,包括转动的机器、道路照明和汽车灯等,容易导致安全事故的发生。


在IEEE Standard P1789的报告指出,人眼可辨识70Hz以下的频闪,人体生理上对这样的低频闪烁可能会有头疼、眼花、心神不安,或引发癫痫等反应。


而对高于70Hz的频闪,虽然无法感知,但也并非没有影响,可引发头疼、视觉疲劳,长期使用可引起视力下降,甚至心跳加快等反应。

频闪对比

频闪在日常生活中也处处存在,电视、手机、电脑等等,这些视频设备为了适应人眼的需要,输出图像大多在15-60幅/秒,人在观看视频时,感受到的画面变化属于可视低频闪烁,长时间盯着视频,带来负面问题是眼睛疲劳或可能诱发精神性疾病。


采取一些措施可以降低视频设备的负面效应,例如:一定时间让眼睛休息;保持相对距离;适当降低显示屏的亮度;开灯看电视大幅降低画面闪烁对人眼的刺激(本质上降低了视频闪烁进入人眼的比值)。

03

灯具、光源频闪的原因



爱克挂壁式泳池彩灯


LED灯频闪是由光强度的变化形成的,通常分为两种:一种是闪烁频率在80Hz以下,才会被肉眼捕抓;另一种是闪烁频率在80Hz以上,这种频闪灯变化肉眼是看不到的。


绝大部分光源都有频闪,只是程度有别。LED的频闪,很大程度上不是LED芯片本身问题,而是源自驱动和调光部件,常见的频闪原因是:


① 劣质的驱动部件,不能减少“从交流电转为直流“从驱动部件到LED芯片”过程中产生的“电压和电流的输出波纹”。


② 劣质的调光部件,或是兼容性差,或是选用了低频的 PWM 调光。


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04

如何消除和降低频闪


LED灯具越来越普遍使用恒定的直流电源,虽然在理论上完全可能实现无频闪的恒定照明,但是,事实证明,绝对意义上的无频闪是不可能的,而中国行业标准对合格产品的频闪要求是3125Hz。

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目前,LED电源若想满足无频闪的要求,大致有以下三种方法:


① 提高输出电解电容:这个方法从理论上可以吸收部分交流纹波,但是有相关实验表明,当纹波控制在一定范围(10%)内时,很难再进一步降低,除非提高电解电容器的成本,即使这样也很难完全消除。


② 采用双级方案:即在现有隔离电源基础上,再加入一级直流电源可以完全消除交流纹波的影响,电气参数也会符合认证标准。但是,该方案的成本在一定程度上有所增加,并且需要添加一个功率管理芯片和一些外围电路。


爱克不锈钢挂壁式泳池灯


③ 采用谷填式被动PFC方案:这是目前主流的处理方式,由于整流桥后面有较大的电解电容,因此采用两个大型电容器和三个二极管进行功率因数校正,从而吸收了交流纹波,从电感或变压器到二次部分的电流是直流的。但在填谷方案中也存在一些问题。当输出电压超过40V时,山谷填充电路不能进行90-265V的全电压输入,山谷填充电路只有电解过滤电路山谷值的一半。填谷整流器的输出电压远低于普通整流器。当输入电压较低时,填谷整流器可能无法进行90-265V全电压输入。此外,无论是孤立的还是非隔离的河谷填充方案,谐波测试都无法通过。


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05

面对频闪,我们普通消费者怎么选择


1、看品牌。建议不要购买三证全无、价低质劣的LED产品,尽量选购正规品牌灯具和光源,看起都一样的背后,是不一样的标准与质量。低价低质的LED灯具产品经常会发生很多问题,甚至会发生LED灯漏水、短路、触电、腐蚀等危害人身安全的可怕事故。


2、看质量。灯具作为普通消费者,我们无法从外观上直接判断灯具的光源和电源的优劣,但是从一些细节我们能推断出一款灯具做工是否用心,相信好的灯具也是用心制造出来的。质量好的灯具结构件配合都很合理,无明显大的不均匀缝隙,也没有过多的不起作用的孔位,表面喷涂都很均匀,没有明显的黑点杂质等等。


AQUA爱克泳池灯部分精美案例实拍

3、看光效。好的灯具往往光色纯正,光效均匀,质量差的灯具通常亮光效果不佳,光源条之间有明显暗区。特别是有无频闪,驱动里的纹波电流数据是频闪风险的第一指示。如想获得更多可靠信息以便做出一个明智决定,可查看整个灯具上的数据。


AQUA爱克泳池灯变色效果实拍


例如知名泳池设备品牌AQUA爱克旗下的泳池灯就可以做到各个LED亮度、色度的一致性,还可以同组灯光同步变色,灯体结构布局巧妙,密封性能十分优秀,防水防潮,就算直接浸入水中也可以安全运行。


爱克水景灯

AQUA爱克一直严格把关产品质量,旗下泳池灯节能、环保、低功耗,相比市面上的普通水下灯节能80%;优质材料外壳,性能稳定运行安全,使用寿命长;还有适用于ios和Android系统的WIFI灯组控制器;泳池灯配有灯组控制箱及遥控器控制灯组可达3000WRGB同步模式,可远距离遥控同组灯光同步变色,功能齐全,可广泛用于泳池、温泉、水上乐园、喷泉池等工程项目,为您带来泳池照明舒适体验。

06

结语


关于LED灯具频闪的知识要点就先分析到这里,希望能帮到大家。由于不同的主体对文中相关内容的理解存在主观差异性,如本文分析内容有不妥之处,敬请见谅!如您有任何疑惑之处,诚挚欢迎您致电AQUA爱克客服热线020-32583997详细咨询,谢谢!

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