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解析LED照明產品頻閃現象

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-08-01 來源:光明網瀏覽次數:34

隨著照明技術的進步,相對傳統照明,LED照明產品以其低功耗、壽命長的壓倒性優勢迅速贏得了市場和消費者的青睞。但LED照明產品的頻閃問題并未得到“革命性”的解決,該如何科學面對?這依然是個懸而未決的問題。

近年來,隨著生活水平的不斷提高,人們對工作、生活的光環境要求也越來越高,尤其是室內燈具存在頻閃的問題,越來越受到大家的關注。那么,究竟什么是燈具頻閃,頻閃對人體有何危害,鑒別頻閃的誤區,怎樣解決燈具頻閃問題呢?

頻閃因何而來?

頻閃是指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。電光源光通量波動深度的大小,與電光源的技術品質有直接關系。傳統燈具由于使用交流電供電,其光亮度隨著交流電的周期性變化而變化。燈具頻閃就是由光線的明暗變化而形成的,通常分為兩種:一種是變化頻率在100Hz以下的,此時的頻閃可以被人眼捕捉;另一種是變化頻率在100Hz以上的,這種頻閃不會被人看到。

頻閃對人體有何潛在危害?

關于頻閃可能對人體造成的傷害,目前已有相關的生物學及醫學研究:

1、可能引發腦細胞損傷。有研究者稱,通過觀察腦電圖發現,即使環境中光的頻閃已快到讓人無法察覺,生物體的視網膜仍然可以分辨出頻率為100-160Hz,甚至高達200Hz的光并做出反應,在以貓為代表的動物實驗中,100-120Hz的光已經引起了其腦部細胞灼傷,灼傷細胞屬外側膝狀體組織,該組織起到控制眼球的作用。

2、可能影響閱讀及視力。有研究表明,熒光燈和CRT顯示屏的亮度頻閃會影響人在閱讀文字時的眼球運動軌跡,另外,在一些健康檢查報告中也發現,視力損傷正是由熒光燈頻閃造成的。

3、可能誘發偏頭痛。實驗發現,頻率為100Hz的熒光燈頻閃可能引起辦公室工作人員的頭痛發病率倍增,當然,這種影響通常被認為是特例,只產生于特殊人群中。

手機拍照鑒別頻閃的方法靠譜嗎?

隨著LED照明的逐漸發展,越來越多的人會習慣性的拿手機對著LED燈具進行拍攝,通過觀察有無頻閃而確定該燈具是否對人眼睛有傷害,這種做法是不完全正確的。

LED燈具是直流電源供電,其光源發出的光也將是直流形式的,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,所以會存在LED燈具用數碼相機拍攝的時候存在閃爍。

克服頻閃,目前有無良策?

目前,越來越普遍使用的LED照明燈具若采用恒定直流供電,理論上完全可能實現無頻閃恒定照明。但事實上,由于行業標準的缺失,市場競爭激烈而無序,市場上充斥著低質量LED燈具,尤其是室內小功率LED燈具,同樣具有頻閃問題。要得到純凈及恒定的電流源,以保證LED照明燈具無頻閃,LED驅動電源是最大的關鍵。目前,LED電源單純來講滿足無頻閃的要求也是可以做到,大致有以下三種方式:

1、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:當紋波控制在一定范圍之內以后(10%),很難再進一步降低,除非將電解電容不計成本的加多,也不能從根本上完全消除。

2、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,因為在整流橋后面有大的電解電容,所以將交流紋波吸收,通過電感或者變壓器到次級部分的電流為直流電。但填谷式方案也存在一些問題,輸出40V以上無法做成90-265V全電壓輸入,填谷電路輸出電壓谷值只有電解濾波電路谷值的一半,填谷式的整流方式整流后輸出電壓比普通整流后的輸出電壓低不少,有可能采用填谷式后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。

3、采用雙級方案。在現有隔離電源的基礎上后面再加一級DCtoDC,就能夠完全消除交流紋波的影響。電性參數也能完全達到認證標準。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。

綜上所述,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。

 
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關鍵詞: LED照明 LED驅動 頻閃
 
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