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LED频闪测试方法

发布时间:2020-11-21 15:08 作者:真人麻将

  LED频闪测试方法_物理_自然科学_专业资料。LED 频闪测试方法 检验和判别 LED 光源和灯具是否有频闪?简单的办法是打开手机的拍照功能对着 LED 光源近距离观察,如屏幕上看到光源有明显黑条纹滚动或有明暗变化,就可以 断定有频闪。 针对 L

  LED 频闪测试方法 检验和判别 LED 光源和灯具是否有频闪?简单的办法是打开手机的拍照功能对着 LED 光源近距离观察,如屏幕上看到光源有明显黑条纹滚动或有明暗变化,就可以 断定有频闪。 针对 LED 频闪的特点,进行频闪测量时需要满足以下条件: 1)使用的光电转换探测器,必须有很快的响应速度,可以快速取样; 2)探测器必须能够模拟人眼对光的感应曲线,即明视函数曲线,可同时进行照度或亮度测量; 3)具备软件计算功能。 按照上述要求, 目前测量频闪的仪器是使用光度计。 测试时的环境温度应控制在 20~30℃之间。 光度计价格相对于光谱仪更便宜, 但是其一次只能测量一个波长, 不过在测频闪中已经足够了。因为在可见光波段内,针对同一个灯具,其光强变化是同步的且成比例的。在一个开关周期内,我们只需要测定一个特定波长的光通量 变化曲线, 根据峰值和谷值可算出波动深度, 另外再计算出其平均光通量 (利用积分的方法求得图一中一个周期的面积 S, 在除以周期长度 T, 即可得到平均光通量) , 然后在对 Q1 区域积分,Q2= S - Q1,由 Q1 和 Q2 就可算出频闪指数。 另外,目前市场上也有多种专门用于测试光源频闪的频闪仪,可以从仪器中直接读出频闪各项参数的具体数据,大概分为 3 种:手持式(如 SFIM-300 光谱闪烁 照度计)、台式触屏可直接显示(如 LFA-2000 光源频闪测试仪)、台式需连接 PC 端加软件测试(如 PM2000)。 闪对人眼的危害往往超出我们的想象,为了减少频闪给人们造成的伤害,我国相应国标对 LED 频闪做了规定,具体如何?我们往下看? LED 频闪的标准 波特兰 PNNL(PacificNorthwest National Laboratory)高级照明组的资深科学家、照明设计师 Naomi Millier 说,“照明行业关心的是那些可能引起神经系统问题 和影响工作绩效的频闪范围。”而 LED 的频闪如果没有很好地控制那么就会引起上述的问题。那么这个频闪范围又是什么呢? 虽然 IEEE PAR1789《LED 照明闪烁的潜在健康影响》 给出了波动深度及频闪指数的 “不可察觉”及“低风险”限制, 并定义了波动深度 (波动深度=(A-B)/(A+B)×100%) 和频闪指数(频闪指数=Q1/(Q1+Q2)),但在实际应用中较难实现,主要是因为会增加 LED 光源的成本和体积。 波动深度的概念即是最大(A)和最小(B)亮度之差除以最大和最小亮度之和,即迈克尔逊对比。 频闪指数定义为一个周期的平均光输出线以上的面积除以光输出曲线 区域的面积之和的比。 目前,新的 GB/T 31831-2015《LED 室内照明应用技术要求》标准就是采用这种定义和限值,新标准于 2016 年 1 月 1 日起实施。 评价频闪的波动深度与频率的关系如图 2 所示,图 2 中无影响区域用绿色表示,低风险区域用橙色表示。低风险区域的上限是波动深度线 倍,相当于无影响边缘的 2.5 倍。LED 频闪的测试方法 检验和判别 LED 光源和灯具是否有频闪?简单的办法是打开手机的拍照功能对着 LED 光源近距离观察,如屏幕上看到光源有明显黑条纹滚动或有明暗变化,就可 以断定有频闪。 针对 LED 频闪的特点,进行频闪测量时需要满足以下条件: 1)使用的光电转换探测器,必须有很快的响应速度,可以快速取样; 2)探测器必须能够模拟人眼对光的感应曲线,即明视函数曲线,可同时进行照度或亮度测量; 3)具备软件计算功能。 按照上述要求, 目前测量频闪的仪器是使用光度计。 测试时的环境温度应控制在 20~30℃之间。 光度计价格相对于光谱仪更便宜, 但是其一次只能测量一个波长, 不过在测频闪中已经足够了。因为在可见光波段内,针对同一个灯具,其光强变化是同步的且成比例的。在一个开关周期内,我们只需要测定一个特定波长的光通量 变化曲线, 根据峰值和谷值可算出波动深度, 另外再计算出其平均光通量 (利用积分的方法求得图一中一个周期的面积 S, 在除以周期长度 T, 即可得到平均光通量) , 然后在对 Q1 区域积分,Q2= S - Q1,由 Q1 和 Q2 就可算出频闪指数。 另外,目前市场上也有多种专门用于测试光源频闪的频闪仪,可以从仪器中直接读出频闪各项参数的具体数据,大概分为 3 种:手持式(如 SFIM-300 光谱闪烁 照度计)、台式触屏可直接显示(如 LFA-2000 光源频闪测试仪)、台式需连接 PC 端加软件测试(如 PM2000)。 解决频闪问题的方法 由于电光源的特性,想彻底消除频闪是很难实现的,想要降低 LED 频闪,根本上是取决于 LED 的驱动。 目前 LED 电源单纯来讲满足无频闪的要求也是可以做到。大致有此三种方式:1.加大输出电解电容;2.采用填谷式被动 PFC 方案;3.采用双级方案(AC to DC, DC to DC)。 加大输出电解电容。此方案从理论上讲可以采用电解电容吸收部分交流纹波,但是实际经验告诉我们:当纹波控制在一定范围之内以后 (10%),很难再进一步降 低,除非将电解电容不计成本的加多,也不能从根本上完全消除。 采用填谷式被动 PFC 方案。此方案也是最主流的一种处理方式。采用两个大的电容以及三个二极管进行功率因素校正,因为在整流桥后面有大的电解电容,所以 将交流纹波吸收,通过电感或者变压器到次级部分的电流为直流电。 填谷式方案也存在一些问题,输出电压在 40V 以上时,无法做成 90-265V 全电压输入,填谷电路输出电压谷值只有电解滤波电路谷值的一半,填谷式的整流方式 整流后输出电压比普通整流后的输出电压低不少,有可能采用填谷式后在低压输入的是带载不足。再者,无论隔离式还是非隔离式填谷式方案,谐波测试根本无法通 过,功率因素也不能完全达到 0.95 以上。 采用双级方案。在隔离电源的基础上,再加一级 DC to DC,就能够消除交流纹波的影响。电性参数也能完全达到认证标准。但此方案在成本上有一定增加,需要 加多一个电源管理芯片以及部分外围电路。 综上所述,填谷式方案固然能够解决 LED 灯具的频闪问题,但存在输出电压超过 40V 时不能做成全电压输入,但成本相对比两级方案便宜,对于无频闪有严格要 求,输出电压超过 40V 时不要求全电压输入的客户可以考虑选择此种无频闪电源解决方案,而对于无频闪及其它方面均有较高要求的客户,则可以选择双级方案。 Tips 目前,LED 的频闪危害正逐渐引起人们的注意,国家也刚刚出台了新标准进行行业规范。按照国家最新标准对频闪的定义以及评价方法,我们可以通过实验(波 动深度和频闪指数)评价一个灯具的频闪。解决频闪的方法目前也还在研究中,某些 LED 驱动电源已经可以消除频闪。


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