解决LED照明灯具频闪现象的设计方案
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近年来，随着生活水平的不断提高，人们对工作、生活的光环境要求也越来越高，尤其是室内灯具存在频闪的问题，越来越受到大家的关注。那么，究竟什么是灯具频闪，频闪对人体有何危害，鉴别频闪的误区，怎样解决灯具频闪问题呢?频闪因何而来? 频闪是指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。电光源光通量波动深度的大小，与电光源的技术品质有直接关系。传统灯具由于使用交流电供电，其光亮度随着交流电的周期性变化而变化。灯具频闪就是由光线的明暗变化而形成的，通常分为两种：一种是变化频率在100Hz以下的，此时的频闪可以被人眼捕捉;另一种是变化频率在100Hz以上的，这种频闪不会被人看到。
频闪对人体有何潜在危害? 关于频闪可能对人体造成的伤害，目前已有相关的生物学及医学研究： 1、可能引发脑细胞损伤。有研究者称，通过观察脑电图发现，即使环境中光的频闪已快到让人无法察觉，生物体的视网膜仍然可以分辨出频率为100-160Hz，甚至高达200Hz的光并做出反应，在以猫为代表的动物实验中，100-120Hz的光已经引起了其脑部细胞灼伤，灼伤细胞属外侧膝状体组织，该组织起到控制眼球的作用。 2、可能影响阅读及视力。有研究表明，荧光灯和CRT显示屏的亮度频闪会影响人在阅读文字时的眼球运动轨迹，另外，在一些健康检查报告中也发现，视力损伤正是由荧光灯频闪造成的。 3、可能诱发偏头痛。实验发现，频率为100Hz的荧光灯频闪可能引起办公室工作人员的头痛发病率倍增，当然，这种影响通常被认为是特例，只产生于特殊人群中。 手机拍照鉴别频闪的方法靠谱吗? 随着LED照明的逐渐发展，越来越多的人会习惯性的拿手机对着LED灯具进行拍摄，通过观察有无频闪而确定该灯具是否对人眼睛有伤害，这种做法是不完全正确的。 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，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，所以会存在LED灯具用数码相机拍摄的时候存在闪烁。 克服频闪，目前有无良策? 目前，越来越普遍使用的LED照明灯具若采用恒定直流供电，理论上完全可能实现无频闪恒定照明。但事实上，由于行业标准的缺失，市场竞争激烈而无序，市场上充斥着低质量LED灯具，尤其是室内小功率LED灯具，同样具有频闪问题。要得到纯净及恒定的电流源，以保证LED照明灯具无频闪，LED驱动电源是最大的关键。目前，LED电源单纯来讲满足无频闪的要求也是可以做到，大致有以下三种方式： 1、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。 2、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。但填谷式方案也存在一些问题，输出40V以上无法做成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。 3、采用双级方案。在现有隔离电源的基础上后面再加一级DCtoDC，就能够完全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。 |
