經過十幾年的發展,LED照明行業已經從對光效、節能和成本的追求,上升到對光品質、光健康的需求。尤其是近年LED造成的人眼視網膜損害的問題日漸顯現,使行業意識到健康照明的普及刻不容緩。
而考核LED光源對人眼影響時,不可避免會提到頻閃,随着電光源技術的進步以及人們對于光生物性了解的不斷加深,解決頻閃問題無疑是實現健康照明的一大關鍵。
今天就帶大家一起學習LED頻閃相關問題,解答LED照明中的頻閃原因、危害、測量方法和解決辦法!
一、什麼是頻閃?
頻閃是指電光源光通量以一定頻率的波動。用手機對準光源經常可以發現條紋分布,這就是由于頻閃引起的。嚴重的頻閃會使人眼造成錯覺,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!
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可見頻閃
人眼是非常複雜的系統,個體差異非常大,對于絕大多數人來說,可以察覺到80Hz以下的光閃爍,此時的人眼能夠感知到明暗變化,閃爍頻率在80Hz以下的也被稱為可見頻閃(visible flicker)。可見頻閃是普通照明或顯示無法接受的。
人眼對頻閃的敏感加權函數
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頻閃效應
對于80Hz以上的頻閃,人眼是不易發覺的,但卻對人眼的空間感知有較大影響。例如将運動的物體看成是一系列靜止的圖像,即頻閃效應(Stroboscopic effect)。由于頻閃效應,人們會産生錯覺,而把一些快速運轉的設備看成是緩慢運轉着甚至是靜止的是非常危險的 。
頻閃效應示意
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頻閃效應帶來的機器運轉錯覺
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幻影現象
同樣的,當光源的閃爍頻率在80Hz-2kHz時,且環境中的物體保持靜止,人眼在移動位置或方向時,靜止光源卻會出現系統的延伸光點,稱為幻影現象,如汽車尾燈,或者掃視戶外LED顯示屏等。
二、LED為什麼會頻閃?
LED燈具光源頻閃的實質是光通量的波動,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。主要問題在于恒流電源,分兩種情況分析:
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電源驅動問題
沒有合适的電子電路,比如鎮流器、驅動或電源,光源就會産生頻閃,輸出光通量波動越大,頻閃越嚴重。
LED照明産品采用AC轉DC的恒壓或者恒流電源驅動,光源本身并不會産生頻閃,有無頻閃取決于LED驅動電源由于驅動器千差萬别,每個LED産品的頻閃表現也不一樣。特别是有些廠家為了節約成本,使用了較為簡單的驅動電路,會存在較大的頻閃問題。
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LED光源問題
光源質量較差,單顆芯片不足1W,燈具瓦數虛标,使得芯片也驅動不匹配而工作不正常導緻頻閃。
而對于智能照明産品,調光是其必備的功能,而調光恰恰是導緻頻閃的另外一個誘因。當産品加載調光功能時,頻閃往往會進一步加劇。特别是在調光較暗時,其波動深度比較大。因此對于具有調光功能或者宣稱可連接調光控制器的照明産品,應該在其分别在調光最亮以及調光較暗時測量其頻閃表現。
三、頻閃對健康有哪些影響?
光源頻閃對人的視覺系統有刺激作用,會産生不舒适的感覺,通常閃爍按人的感受分為可見閃爍和不可見閃爍。頻率大于100Hz時,人眼感受不到閃爍現象,但仍會造成眼睛疲勞,頭痛等,這就是頻閃導緻的後果,普遍認為500Hz以内都存在該效應。
那麼,長期處在閃爍的光線環境中工作或生活,會給人們帶來哪些傷害呢?
主要危害體現在兩大方面:人體健康危害和安全健康危害(這種危害影響是一個長期作用、慢性累積的過程)
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人體方面的危害
包括可能産生頭痛、偏頭痛、疲勞;眼壓增高、眼睛視覺功效降低、視力模糊,下降,注意力分散;神經性問題,如光敏性癫痫等。
02
安全方面的危害
如視覺錯覺,包括轉動的機器、道路照明和汽車燈等。研究表明不同程度的頻閃對人的生理和心理将造成影響,當然,負面的居多,如損傷視力、情緒易暴躁、誘發癫痫症等。
四、如何測量頻閃?
可用手機拍照功能識别是否存在頻閃。打開手機的攝像頭并對準被測照明産品,通過觀察手機屏幕中有無出現條紋來判斷該産品是否存在頻閃。
還有一個簡單易行測試頻閃的好方法,大家不妨試試:在光源後面放一張白紙,在光源和白紙之間拿住筆的一頭左右晃動,白紙上筆的陰影産生重影越小越好。
但這2種方法僅能反映出一部分問題,并不完全正确,更談不上客觀科學。
要科學定量評估頻閃問題,還是需要專業的測量設備。
根據标準要求,測量頻閃應使用光度探頭采集數據,采樣速率至少要2kHz以上,越快越好。
五、如何解決頻閃問題?
随着現代照明技術的不斷進步以及人們健康照明意識的不斷覺醒,擁有健康的光環境已成為大衆的基本訴求。我們在購買燈具時需盡量選擇大品牌LED照明産品,并讓商家出示相應的檢測報告,這樣才能有效降低購買頻閃燈具的風險,保護家人的健康。
1、建議不要購買三證全無、價低質劣的LED産品,盡量選購正規品牌燈具和光源。
2、最有效的方式是請廠家提供具公信力的檢測單位相關的檢測報告,如:中國質量認證中心(CQC)認證。
3、選購功率因數高的優質驅動電源,最好帶隔離功能的恒流驅動電源。
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