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对LED频闪问题的认识 许多人还存在误区

在交流电50Hz频率下,国内一般灯具频闪频率为100Hz,测灯具频闪百分比低于3.2%,是无频闪危害的限值范围;当然,只要频闪百分比在8%的低风险范围内,灯具频闪是属于安全范围,若高于8%,该照明产品可视为不安全。

我们在前面的图表里可以很清楚的看到,光输出波形频率f是一个很重要的参考指标,按照计算公式是否小于所对应的波动深度限值以内,超过即不合其标准。事实上,“无频闪”不是真的完全没有闪烁,而是在一定的高频下(如表2,光输出波形频率f >3125 Hz,高频额免级别),已经超过人眼神经反应速度(无危害的影响水平区域的波动深度限值),不会对眼球有损害。

国内也有像电光源质量监督检测中心相关的检测机构可针对IEEE Std 1789-2015标准来检测(如图3检测报告)。由于调光恰恰是导致频闪的另外一个诱因。而当灯具加载调光功能时,频闪往往会进一步加剧。特别是在调光较暗时,其波动深度比较大。因此对于具有调光功能或者宣称可连接调光控制器的照明产品,最少应该在其分别在调光最亮(100%亮度)以及调光较暗(20%或更低亮度)时测量其频闪表现。

图3 相关检测机构的检测报告

从图4的测试结果来看,分别在最大亮度、中间亮度、最小亮度检测下,若光输出波形频率f>3125 Hz,即”免除考核”(高频豁免级别),达到无频闪的严格要求。

图4 调光灯具在三种不同亮度的检查报告结果

五、使用手机测试频闪是不合理的

2017年315国际消费者权益日晚会中,主持人和相关技术人员现场对两款LED护眼台灯进行测试。除专业仪器的测试数据以外,技术人员还指导主持人使用一部智能手机进行检测,结果清晰的看到了频闪,并表示“只需记住这一招:打开手机的照相功能,让镜头对准灯泡,注意屏幕上的闪烁,频闪严不严重一目了然!”。

事实上,使用手机摄像头拍摄灯管的确可以看到频闪,但这并不是判断产品是否合格的方法。主要有以下几点原因:

1.通过手机屏幕看到的不是你的眼睛直接感知到的;而是经过手机的采样电路处理后的。->具有卷帘门效应 (rolling shutter)的影像。

2.有的手机“采样 + 显示 ” 的频率会在一定的范围内根据摄像的范围内的光变化进行自动调整。-> 采样频率不够高,且不固定!

3.每个不同品牌的手机的“采样 + 显示 ” 的频率及调整范围,显示模式(和卷帘门效应联系)都可能不同;-> 不同手机带来的自身的测量参数不同!

4.可能有人说,当手机测量时没有黑条纹,就表示光的波形是没有变化的,那至少说明光的好的。->这也未必!如果手机的采样频率正好和光波形一样,那么手机就会被欺骗,告诉你这个光非常好,没有变化!

5.最后,手机的快门也会影响你的判断。->快门时间越短手机所看到的”频闪”越明显,但快门时间越长”频闪”极可能消失。

手机不是频闪的检测工具,但是它可以是一个参考工具。由于现代手机人手一支,随时随地都会利用手机拍照或摄影,若在频闪严重的灯光下使用手机,极容易在手机荧幕发现明暗相间的纹波影响了拍摄的效果及品质,所以手机可以先做一个把关参考的工具。

相同灯具使用不同调光驱动器,灯光效果明显不同

真正能够测出是否频闪,仍须专业的检测仪器(如图5),可以满足包括IEEE、能源之星、IEC、CIE等在内的多个最新频闪测量标准要求,适用于实验室和现场测量场所。个人或者可以使用便携式的频闪测量仪(图6),也同样可以显示频闪的重要参考,像”频闪百分比” 及”频闪指数”,还具备评价功能,让使用者能够直接判读光的品质好坏,例如:十分严重、明显存在、几乎没有、高频豁免等。

图5 光源频闪测量仪

图6 频闪测量仪评价 -- 无频闪(高频豁免级别)

六、结论

近年来社会大众对健康照明的呼声及要求越来越高,为了有效提高光的品质,目前越来越多的消费者已经了解到频闪所带来的潜在伤害,频闪问题必须面对与解决。但是现在市场上还有很大部分照明厂家的灯具达不到“无频闪”要求,终究原因是选择的LED驱动器不达标。

“无频闪”虽然有相关的国家标准,但不是强制性的要求,少部份的厂商虽推出所谓的”无频闪”产品,由于无法目视判断有效解除大家对频闪的疑虑。为此,已有照明设计师及照明工程公司使用频闪测量仪现场检测是否达标,也曾听闻甲方及最终消费者自备频闪仪检测。当然,最有效的方式就是请厂家提供具公信力的检测单位相关的检测报告。

拥有健康的光环境是基本的诉求,选择好的LED驱动器就可以将频闪所带来的负面影响减至最低。

(作者:张哲纲)

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