涨知识！如何评测LED频闪？ - 全文

　　你有这样的发现吗？当我们长时间在日光灯下看书时，眼睛容易感到不舒服，即使日光灯的亮度与白天无异。

　　这是为什么？专家经过研究发现，这主要是因为日光灯的光强会随着时间的改变而改变，进而使人眼产生不适感。简言之，日光灯光源的闪烁会引起人眼的不适。

　　什么是频闪？

　　谈到光源的闪烁时，我们常常用到“频闪”一词，那么，什么是频闪呢？

　　频闪，顾名思义，是一种由于频率而发生的闪烁。

　　光源频闪现象就是指光源发出的光随时间呈快速、重复的变化，使得光源跳动和不稳定，也就是电光源光通量波动的深度。光通量波动深度越大，频闪越严重。光源频闪的实质是光通量的波动，实质光源在交流或脉冲直流的驱动下，光通量，照度或亮度随电流幅值的周期性变化而发生相应的变化，人眼到人脑对这一变化产生的主观反应。而电光源光通量波动深度大小，与电光源的技术品质有直接关系。

　　频闪效应需要和频闪区别看待，频闪效应是指电光源由光通量的波动而产生的危害效应，即频闪产生的危害效应。电光源频闪越严重，频闪效应危害越严重。频闪与频闪效应是表征电光源，光通量的波动深度和由此产生的危害效应（称为频闪效应）大小的两个互为因果的物理量，即频闪导致了频闪效应。

　　光源频闪的危害

　　现在人们不仅只关注照明的物理性能效果，同时也很重视照明的光生物安全。光源频闪对人的视觉系统有刺激作用，会产生不舒适的感觉。通常闪烁按人的感受分为可见闪烁和不可见闪烁。频率大于100Hz时，人眼感受不到闪烁现象，但仍会造成眼睛疲劳，头痛等，这就是频闪导致的后果，普遍认为500Hz以内都存在该效应。

　　人们长期在闪烁的光线下工作或生活，还可能影响视觉系统的生理卫生和心理卫生。这种刺激作用或影响的严重程度与光源闪烁的强度、频率、持续作用时间以及长期性有关。这种影响往往是缓慢的，因此长期以来没有引起人们的重视。电光源的频闪与频闪效应，给我们的工作和生活带来了严重的危害。那么频闪对人体会产生哪些危害呢？

　　光对人体健康的危害影响是一个长期作用、慢性累积的过程，世界上发达国家很早就开始了相关的研究。根据光的闪烁频率、光强变化幅度等不同因素，光对人体的危害程度也不相同。目前研究的结果发现，频闪效应导致人体的不良生理反应包括：

　　? 头痛和眼疲劳Wilkins博士等人发现办公室人员用高频电子镇流器灯具比用50Hz电感镇流器荧光灯照明产生头痛的人数下降两倍。根据美国国家头痛基金会的报告：“许多偏头痛患者对光非常敏感，如亮光并且闪烁，则更容易引起偏头痛。慢速闪烁通常比快速闪烁更容易引起偏头痛。”

　　? 光敏性癫痫病对光敏感的人群在3-70HZ范围内的可见光调制下即使短时间接触也会发作癫痫，这大概会影响到1/4000的年龄在5-24岁人群，通常是在青春期左右开始发作，并且有75%的人群会终生对光敏感。

　　? 视力下降Veitch和McColl于1995年发现：和高频电子镇流器相比，100-120Hz调制的电感镇流器荧光灯系统会降低群体的平均视力。这样的情况经常发生在纸质阅读和电脑屏幕的文本阅读中。

　　? 注意力分散人眼视场的周围对频闪更加敏感，例如频闪不停的信号灯或者汽车尾灯产生的快速调制会吸引司机一直盯着看。而提前将眼睛移开可能会对司机或者在驾驶道路上的人和物有危险。与运行中的机器结合的频闪光源会产生开合效应，对人产生的伤害，会导致显著不同的移动和停止速度。十年前在行业中就已经鉴别出来这种危害。

　　? 自闭症有自闭症的儿童尤其对环境的改变很敏感，而照明中的频闪则增加了这种行为的反复发作，美国的儿童患自闭症的比例大概是1/110。

　　人体暴露在有频闪的照明环境中，较容易产生不良反应的条件有：接触时间长、视网膜接受刺激面积大、视场定位靠中心、闪光亮度高、与环境亮度对比度高、闪光颜色呈深红色。

　　无论是家居照明，还是办公照明，都应该选用无闪烁的LED照明灯具。有频闪的LED光源和灯具都是有害人类健康的劣质产品。频闪给我们的日常生活带来许多问题，甚至影响部分人的身体健康。我们无法回避这个问题，那么就只能——了解它！！解决它！！那么，频闪出现的原因是什么？

　　LED频闪的原因

　　传统的荧光灯具直接用于50Hz的交流电，它的频闪是100Hz，用数码相机拍摄的时候因为采样频率的不同所以会出现水波纹。而LED灯具是直流电源供电，其光源发出的光也将是直流形式的（在直流基础上叠加有微小的波动或称脉动），从物理的角度上讲，其发光的波动性的确远远低于交流电流工作的光源发光的波动程度。但是，其输入供电电源的仍然是交流形式的，很难完全避免交流纹波通过LED光源，所以LED灯具也会存在频闪。

　　对于控制装置制造商而言，纹波电流是产生频闪的一个重要罪魁祸首。纹波电流是整流和滤波后依然存在的交流成分。纹波电流叠加在直流上，具有不同的频率和曲线。该交流成分使LED模组的功率发生波动，反过来又会使亮度发生变化。叠加交流的数量及频率是产生频闪的决定性因素。另外由于LED具有非常快的响应时间，因此在一定的条件下，LED的频闪特性主要是由于驱动电源的特性决定。而传统光源由于响应速度慢（上升、下降时间长），发光具有很大延后性，因此对电流的抖动不敏感。因此LED光源的频闪问题比传统的光源要更加突出、严重，需要给予必要的关注。

　　与白炽灯相比，因白炽灯有热惯性和气体放电灯有余辉效应，而LED的电压和电流与光输出响应快，所以LED光源的频闪效应更加明显。另一方面，频闪效应对人们的工作和生活也有一定的影响，如视觉错觉引发工伤事故，严重的频闪危害人们的身体健康，损伤视力等，目前限制并消除LED灯具的频闪效应就成为非常重要的话题。

　　对于不同光源其产生频闪的技术机理都是一样的，既有供电电源的因素，也有电光源技术性能落后的因素，以及照明设计不合理的因素等等，并且是诸多因素综合作用的结果，我们仅从常用电光源技术性能的角度，进行分析：
       1、发光体驱动电功率频率低
       2、电光源供电电压波动大
       3、电光源性能

　　这里需要细说一下，因为白炽灯为灯丝直接加热发光的热辐射性光源，发光体的发光功率，必然随供电电源的频率，呈正弦波规律波动。高压汞（钠）灯，直管型（电感式）日光灯，虽然是气体放电发光的电光源。但由于其启动与点燃均采用电感式镇流器（不具备AC-DC-AC变频功能）。所以，气体放电发光体的放电功率，必然也随供电电源的频率波动而波动。电压变动产生的影响，可以用视觉敏感系数曲线和闪变电压限值曲线两个概念来量化。可以被人眼感知的光源闪烁，可以通过统计的方法来测得人眼的对光源闪烁的感觉特性。当闪烁频率40Hz以上时，感觉就不灵敏；50Hz以上的闪烁就完全没有感觉。