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如何解决LED照明设计中的闪烁问题

作者:365bet注册送18发布时间:2019-09-12 09:53浏览:

图1:Lumileds LUXEON白光LED的标准化光输出和正向电流
相对电流输出与DC曲线的斜率是明显的,因为在100 mA工作点附近输出增加+/- 10 mA时,光强度变化+/- 10。%
小的DC波动会导致人类可感知的闪烁。
交流网络(50/60 Hz),整流全波功率(100/120 Hz),开关稳压器,便于调节(通常这适用于用于控制LED的DC-DC转换器的输出)),电力电子开关频率(百KHz至几MHz)。
用于衰减LED的脉冲宽度调制(PWM)工作频率(几kHz)也会影响稳压器输出上的电流纹波。
最好的监管机构正在减少目前的起伏,但通常会增加成本,复杂性和空间。
为什么眨眼问题?
光源的闪烁通常非常微妙。即使大脑感知光线,它通常也不会在人类观察者中产生显着的感官变化。
因此,许多对闪烁敏感的人可能不知道照明是他们不适的原因。
为了使事情变得更加困难,人类并不都对眨眼的影响敏感。
最敏感的人包括儿童和患有偏头痛,自闭症或癫痫的人。
闪光灯是最刺激和最不健康的。
在与视力相关的任务中,眨眼会导致眼睛疲劳,视力模糊和表现不佳。
在10%的人口中,眨眼可引起偏头痛,但其他人群往往会使人衰弱。
当电源荧光灯取代白炽灯泡时,这些效果引起了照明工程师的注意。
在20世纪70年代和80年代,人们发现70-150赫兹范围内的闪烁减少了对生产力和健康的影响,尽管几乎察觉不到。
在管道操作期间限制电流所需的低频磁镇流器引起闪烁。
当依赖于高频稳定器制造商时,通过将闪烁改变超出人类可感知的频率范围来解决该问题。
然而,随着LED穿透传统照明应用,闪烁问题已经恢复。
固态照明技术有两个因素可以使问题特别严重。激励电流变化(如上所述)的明显灵敏度和单位电流减小时的持久性不足。
持续性是当电流减小时光源输出降低的速率的量度。
高度持久的光源,例如白炽灯,在电压峰值之间继续发射相对大量的光,有效地减小间隙并降低闪烁率。
荧光灯不如白炽灯那么好,但具有很高的耐用性。
相比之下,LED持续几乎没有持续时间,并且随着电流下降而变暗。
这适用于红色LED,绿色LED,蓝色LED(RGB)和白色LED的组合,以及蓝色LED和钇钇石榴石(YAG)的组合。
在70 Hz时未检测到闪烁的阴险效应150 Hz范围不仅仅是频率的函数,而且物理和生理因素也起着重要作用。
例如,明亮的光比昏暗的更糟,并且照明图案的亮部和暗部之间的差异是重要的(例如,像不太耐用的LED,完全在周期的闭合部分期间)光源在视网膜中的位置是重要的,因为被调暗的光比从中心感知的光比周围的光更差。
[1]
北美照明工程研究所(IESNA)提出了一个定义来定义IESNA照明手册(当前第10版)中闪烁指数的闪烁率。
图2显示了如何定义度量标准。