随着“健康照明”地提出，人們對照明上的要求越來越高，要求"無藍光危害"“無頻閃”等等，今天就跟大家說說何為LED頻閃

什麼是頻閃

談到光源的閃爍時，我們常常用到“頻閃”一詞，那麼，什麼是頻閃呢？

頻閃，顧名思義，是一種由于頻率而發生的閃爍。

頻閃

光源頻閃現象就是指光源發出的光随時間呈快速、重複的變化，使得光源跳動和不穩定，也就是電光源光通量波動的深度。光通量波動深度越大，頻閃越嚴重。光源頻閃的實質是光通量的波動，實質是光源在交流或脈沖直流的驅動下，光通量，照度或亮度随電流幅值的周期性變化而發生相應的變化，人眼到人腦對這一變化産生的主觀反應。而電光源光通量波動深度大小，與電光源的技術品質有直接關系。

頻閃效應需要和頻閃區别看待，頻閃效應是指電光源由光通量的波動而産生的危害效應，即頻閃産生的危害效應。電光源頻閃越嚴重，頻閃效應危害越嚴重。頻閃與頻閃效應是表征電光源，光通量的波動深度和由此産生的危害效應（稱為頻閃效應）大小的兩個互為因果的物理量，即頻閃導緻了頻閃效應。

頻閃的危害

早在上世紀90年代，就有大量的研究發現：光源頻閃與偏頭痛、頭痛、自閉症、視覺疲勞與不适等神經學疾病有密切關系，嚴重的會使人眼造成錯覺，進而引發事故。不要小看頻閃，不同的頻率和波動深度對人的影響是不一樣的！研究表明，3-70Hz的低頻閃爍光源對于一些人可能引發光敏性癫痫；對于100Hz閃爍頻率被認定可導緻頭痛、偏頭痛；對于120Hz頻率的閃爍光源可能會影響人的情緒，出現厭煩、焦慮等。而頻閃效應和相關機械運動合拍時造成的視覺錯覺在工業場所是十分危險的。因此，對于照明産品的頻閃特性進行準确測量和評估直接關系到人們的健康問題，亟待解決。

LED頻閃的原因

可控矽&0/1-10V無頻閃調光電源

傳統的熒光燈具直接用于50Hz的交流電，它的頻閃是100Hz，用數碼相機拍攝的時候因為采樣頻率的不同所以會出現水波紋。而LED燈具是直流電源供電，其光源發出的光也将是直流形式的(在直流基礎上疊加有微小的波動或稱脈動)，從物理的角度上講，其發光的波動性的确遠遠低于交流電流工作的光源發光的波動程度。但是，其輸入供電電源的仍然是交流形式的，很難完全避免交流紋波通過LED光源，所以LED燈具也會存在頻閃。

對于控制裝置制造商而言，紋波電流是産生頻閃的一個重要罪魁禍首。紋波電流是整流和濾波後依然存在的交流成分。紋波電流疊加在直流上，具有不同的頻率和曲線。該交流成分使LED模組的功率發生波動，反過來又會使亮度發生變化。疊加交流的數量及頻率是産生頻閃的決定性因素。

另外由于LED具有非常快的響應時間，因此在一定的條件下，LED的頻閃特性主要是由于驅動電源的特性決定。而傳統光源由于響應速度慢（上升、下降時間長），發光具有很大延後性，因此對電流的抖動不敏感。因此LED光源的頻閃問題比傳統的光源要更加突出、嚴重，需要給予必要的關注。

與白熾燈相比，因白熾燈有熱慣性和氣體放電燈有餘輝效應，而LED的電壓和電流與光輸出響應快，所以LED光源的頻閃效應更加明顯。另一方面，頻閃效應對人們的工作和生活也有一定的影響，如視覺錯覺引發工傷事故，嚴重的頻閃危害人們的身體健康，損傷視力等，目前限制并消除LED燈具的頻閃效應就成為非常重要的話題。

對于不同光源其産生頻閃的技術機理都是一樣的，既有供電電源的因素，也有電光源技術性能落後的因素，以及照明設計不合理的因素等等。

解決頻閃問題的方法

由于電光源的特性，想徹底消除頻閃是很難實現的，想要降低LED頻閃，根本上是取決于LED的驅動。

目前LED電源單純來講滿足無頻閃的要求也是可以做到。大緻有三種方式：1.加大輸出電解電容；2.采用填谷式被動PFC方案；3.采用雙級方案(AC-DC，DC-DC)。

加大輸出電解電容。此方案從理論上講可以采用電解電容吸收部分交流紋波，但是實際經驗告訴我們：當紋波控制在一定範圍之内以後(10%)，很難再進一步降低，就算将電解電容不計成本的加多，也不能從根本上完全消除。

采用填谷式被動PFC方案。此方案也是最主流的一種處理方式。采用兩個大的電容以及三個二極管進行功率因素校正，因為在整流橋後面有大的電解電容，所以将交流紋波吸收，通過電感或者變壓器到次級部分的電流為直流電。

填谷式方案也存在一些問題，輸出電壓在40V以上時，無法做成90-265V全電壓輸入，填谷電路輸出電壓谷值隻有電解濾波電路谷值的一半，填谷式的整流方式整流後輸出電壓比普通整流後的輸出電壓低不少，有可能采用填谷式後在低壓輸入的是帶載不足。再者，無論隔離式還是非隔離式填谷式方案，諧波測試根本無法通過，功率因素也不能完全達到0.95以上。

采用雙級方案。在隔離電源的基礎上，再加一級DC-DC，就能夠消除交流紋波的影響。電性參數也能完全達到認證标準。但此方案在成本上有一定增加，需要加多一個電源管理芯片以及部分外圍電路。

填谷式方案固然能夠解決LED燈具的頻閃問題，但存在輸出電壓超過40V時不能做成全電壓輸入，但成本相對比兩級方案便宜，對于無頻閃有嚴格要求，輸出電壓超過40V時不要求全電壓輸入的客戶可以考慮選擇此種無頻閃電源解決方案，而對于無頻閃及其它方面均有較高要求的客戶，則可以選擇雙級方案。

珠海沃梵科技有限公司

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