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对LED频闪问题的认识 许多人还存在误区

导读: 健康照明的观念越来越流行,但是对于LED频闪问题的认识许多人还存在误区,今天我们就一起来看看雷特科技市场总监·张哲纲博士带来的深度解析。

健康照明的观念越来越流行,但是对于LED频闪问题的认识许多人还存在误区,今天我们就一起来看看雷特科技市场总监·张哲纲博士带来的深度解析。

一、照明频闪在生活中不全然是负面的

照明所产生的闪烁除了令人讨厌之外,闪烁的光线还会引发一些严重的疾病,比如头痛,视力障碍,或者在极端的情况下,癫痫发作。 即使闪烁是轻微的,例如在100到150赫兹的高频率,你的眼睛可能不会有意识地注视它,但是大脑仍然能够检测和反应它,可能带来负面的后果。 尤其是,体育场和仓库工人的运动员在灯光条件差的情况下更容易发生事故,这可能导致频闪效应(stroboscopic effect)。

但现实生活中,仍可见到与闪烁相关的案例,这些是属于我们想要的”闪烁”

◎救护车、消防车和警车上的灯

◎飞机降落时的机翼指示灯

◎音乐会、酒吧的激光灯

除此之外,目前也有国外的科学研究,控制灯光的闪烁来治疗阿尔茨海默病(Alzheimer disease, AD)。

二、传统光源也频闪,LED频闪取决于LED驱动

几乎所有类型的灯都容易闪烁,包括白炽灯、卤素灯、甚至 LED 灯泡。 但是每种光线的效果都不尽相同。例如在白炽灯与卤素灯中,灯丝温度对电流的变化反应缓慢,所以你不会注意到闪烁的效果。对于当前的变化,LED几乎是立即响应的,所以闪烁会更加引人注目。

目前常用频闪指数来形容光源的频闪程度,综合频闪百分比和其它2个变量:光波形和占空比。其中,频闪百分比等于一个开关周期内最大光输出与最小光输出之差除以最大光输出与最小光输出之和,频闪指数等于一个开关周期内超过平均光输出的量除以全部光输出。频闪百分比(波动深度)和频闪指数越低,光源闪烁或者造成的频闪效应越少。

对于LED频闪,许多人仍存有误区

图一 各种光源的频闪

从图1可以看出,双U紧凑型荧光灯由于使用电感镇流器及电子镇流器的不同,频闪百分比也有明显的不同,说明了照明电器对频闪有极大的影响。同样情况,LED会产生重度频闪,也是由于选择了不好的LED驱动器,与LED灯具本身并无太大的关系。

三、关于频闪,仍有不同定义与不同参考指标

关于频闪,有不同定义与不同参考指标,例如IEEE、能源之星、IEC、CIE等,这里列举两个组织的定义:

(一)国际照明委员会CIE(Commission Internationale de LEclairage)

对于LED频闪,许多人仍存有误区

CIE 17.443 e-ILV:时间的光效应(Temporal Light Artefacts, TLA):在具体环境中,亮度或光谱随时间波动的光刺激引起观察者视觉感知的变化。下文的闪烁、频闪效应和幻影效应都是TLA的不同类型体现。

CIE TN006-2016中的定义:

◎ 闪烁(Flicker):对于静态环境中的静态观察者,亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的视觉不稳定性感知。与过去我们提到的“闪烁(flicker)”“亮度随时间的变化”不同,这里的环境和观察者都处于静态。

◎ 频闪效应(Stroboscopic effect):对于非静态环境中(运动物体)的静态观察者,亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对运动感知的变化。例如,在方波周期波动的亮度下,连续运动目标会被感知成不连续的移动;如果亮度波动周期与目标转动周期一致,则目标会被看作是静止的。

◎ 幻影效应(The phantom array effect):又称鬼影(ghost),对于静态环境中的非静态观察者,亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对物体形状或空间位置的感知变化。例如,当扫视以方波周期波动的小光源时,光源会被看成一系列空间延展的光点。

(二)电气和电子工程师协会IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)

对于LED频闪,许多人仍存有误区

IEEE Std 1789-2015中的定义:

◎“亮度随时间的变化”(光的时间调制)

◎包含所有上述效果

◎包括视觉效果和非视觉效果

四、厂家宣称无频闪就真的是无频闪吗

对于LED频闪,许多人仍存有误区

某购物平台搜索无频闪灯具结果

厂家宣称无频闪就真的是前面所说的无频闪吗?须特别留意的是,若没说明是依照什么测试标准或结果,他们指的无频闪或许只是表示你肉眼看不到它的闪烁,与你想像的不一样。目前我们国家已对台灯做了闪烁的相关标准,依2016/11/02实施的CQC1601-2016《视觉作业台灯认证技术规范》,闪烁应符合IEEE(电气和电子工程师协会)的IEEE Std 1789-2015标准。

IEEE在2015年所发布的文件中,将频闪风险分为几个等级,如图2所示,绿色面积覆盖的是无危害的等级,而黄色区域则是低风险,超过黄色部分(白色区域)是不能被接受的。表1和表2 则列出低风险和无危害区域,灯具频闪百分比(波动深度)的限值。

对于LED频闪,许多人仍存有误区

图2 IEEE Std 1789-2015标准

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