无闪烁LED灯:你需要知道的一切

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在为奶牛场、体育场馆或工业仓库选择照明灯具时,您可能更关注流明、功率或色温。但您是否考虑过 闪烁 问题呢?如果没有,那么是时候仔细研究一下光照稳定性对环境的影响了。
人们普遍误以为只有LED灯才会产生令人不悦的频闪效果。但事实并非如此简单。虽然LED灯确实会产生闪烁,但几乎所有其他电光源,包括卤素灯、金属卤化物灯和荧光灯管,也都会出现这种情况。
区别在于它们闪烁的原因以及我们如何解决这个问题。以下是关于闪烁的本质、发生原因以及如何选择无闪烁LED灯的相关知识。
什么是闪烁?(基本概念定义)
要解决这个问题,我们首先需要明确定义它。
定义
闪烁是 指光源快速的开/关循环。
想象一下,一个灯开关每秒被拨动数百次。这基本上就是闪烁灯具内部发生的现象。灯光输出并非恒定不变,而是强度随时间波动。虽然这种现象有时是故意设计的(例如夜总会的频闪灯),但在专业环境中,它几乎总是令人不悦的干扰。
两种类型的闪烁
闪烁根据其速度(频率)的不同,表现为两种截然不同的形式:
可见 闪烁(<100 Hz):
这种闪烁频率很低——通常每秒100次或更低——以至于人眼可以直接察觉到。它非常明显且令人分心。
Ø 不可见闪烁(>100 Hz):
当光线循环速度极快,以至于人眼无法有意识地察觉到闪烁时,就会发生这种情况。然而,即使肉眼看不见,也不意味着它无害。大脑和身体仍然会处理这些快速变化,这可能导致头痛、眼睛疲劳和注意力不集中等负面影响。在工业环境中,这种不可见闪烁会产生频闪效应,使运转的机械看起来仍然很危险。
“无闪烁”究竟是什么意思?
你经常会在产品包装上看到“无闪烁”这个词,但它在技术上到底是什么意思呢?
无频闪LED灯是一种 专门设计的LED灯具,其设计目标是将电流波动降至最低,使其 不会对人体健康、牲畜行为或相机设备造成任何可察觉的影响 。它并非凭空实现这一目标,而是通过使用 高质量的驱动器 ,将不稳定的交流电转换为平稳、恒定的直流电。
参考资料:https://en.wikipedia.org/wiki/Flicker_(light)
专业提示:闪烁与眩光——有什么区别?
不要将这两种视觉危害混淆。
闪烁 现象 时 有发生:它是光线亮度快速波动(开/关循环)。它会导致神经系统压力。
眩光 常见于 太空:过高的亮度或对比度会造成视觉不适(例如直视太阳)。想解决这个问题吗?请阅读我们关于如何减少运动照明眩光的指南。 。
Ceramiclite解决方案:我们高品质的驱动单元可消除闪烁,而我们先进的光学透镜可最大限度地减少眩光。两者缺一不可,才能营造安全的视觉环境。
为什么灯光会闪烁?(问题与解答)
一个经常被提及的误解是“LED灯闪烁是自然现象”。这是错误的。LED灯本身是稳定的;问题在于 我们如何为它们供电 以及 如何控制它们。
以下是导致屏幕闪烁的两个主要原因以及解决方法。
原因一:交流电源
问题:交流电(AC)
世界上大部分电力都是以 交流电(AC)的形式输送的。
波形 :交流电以波形(正弦波)形式流动,每秒改变方向 50 到 60 次(50-60Hz)。
l 间隙:每次电流方向改变时,电压都会降至零。
结果 :当电压降至零时,灯光会在瞬间失去功率。
注意:老式白炽灯泡闪烁不多,因为即使在断电间隙,其炽热的灯丝也会持续发光。 而LED灯则瞬时响应。如果电源中断一毫秒,LED灯也会熄灭一毫秒。这就产生了快速的频闪效果。
解决方案:高质量驱动器(交流转直流转换)
你无法改变电网,但你可以改变灯具的供电方式。解决方案就是 LED驱动器。
它的作用:驱动器就像一座桥梁。它将“波动”的交流电转换成“平稳”的 直流电。
质量至关重要:
廉价 驱动器:它们平滑波形的效果很差,会让“波纹”传递到 LED。结果:闪烁。
陶瓷 驱动器:我们使用高品质元件(例如电容器),它们如同储能器一般,填补电源缺口。这确保 LED 获得恒定稳定的电流。 稳定电流 = 无闪烁。
原因二:调光不当
问题:旧调光器在新灯上
闪烁——当您尝试使用 20 世纪 80 年代设计的技术来调暗 LED 灯时,经常会发生这种情况。
l 相位切割(TRIAC):传统的墙壁调光器通过“切割”交流正弦波来工作,有效地关闭电源更长时间以降低亮度。
冲突 点:白炽灯泡能很好地耐受这种波动,但LED电子元件往往难以应对断续的电源波形。这种不匹配会导致LED工作异常,从而产生可见的嗡嗡声或闪烁。
解决方案:现代调光协议
要实现无闪烁调光,需要升级控制系统。
0-10V 或 DALI 系统:这些系统不通过切断电源线,而是使用单独的信号来精确地告诉驱动器所需的亮度。然后,驱动器会平滑地调节电流,避免像老式调光器那样产生剧烈的开关顿挫。
总结:如果您的LED灯闪烁,很可能是由于 劣质驱动器 无法转换交流电,或者 不兼容的调光器 切断了信号。解决方案始终是使用高质量的专用电子元件。
隐藏的危险:你为什么要关心?
你可能会想,“如果我看不到闪烁,那真的重要吗?”
答案是肯定的。即使光线变化速度快到你的眼睛无法有意识地察觉,它仍然会对生物系统和电子设备产生影响。
以下是照明质量差如何转化为对健康、安全和动物福利的现实风险。
人类健康:生物学代价
你的眼睛可能“看不到”闪光,但你的大脑肯定会处理它。
在闪烁的灯光下工作时,你的虹膜肌肉会不断扩张和收缩以适应光线的变化。与此同时,你的大脑也在加班加点地将这些快速闪烁的图像拼接成一个稳定的图像。
这种持续的神经系统活动会导致 灯光闪烁对健康造成影响,包括:
l 眼睛疲劳:几个小时后眼睛就会感到“沉重”。
l 头痛和偏头痛:对于敏感人群来说,闪烁是引发严重偏头痛的已知诱因。
注意力 不集中:在办公室或学校里,这种不易察觉的压力会降低认知能力。
畜牧福利:迪斯科对动物的影响
如果你经营一家农场,这一点至关重要: 动物对光的感知与人类不同。
例如,家禽的“临界闪烁融合率”(CFF)比人类高得多。对你来说可能看起来很稳定的光线,对鸡或火鸡来说却可能像可怕的频闪灯。
光照不稳定会从两个方面影响您的农场:
家禽 (鸡/火鸡):
由于它们对闪烁非常敏感,持续的视觉刺激会导致皮质醇水平升高。这会表现为 烦躁不安的行为(啄食和同类相食) ,最终导致产蛋量或生长速度下降。
对于奶牛而言:奶牛
依靠规律的光照周期来调节褪黑激素和催乳素水平。不稳定的闪烁光照会扰乱这些激素节律,直接影响牛群达到最佳 产奶量。
结论:对于牲畜照明而言,“无闪烁”不仅仅是一项奢侈品;它是一项动物福利标准,可直接保障您的生产投资回报率。
工业安全:频闪效应
在生产环境中,闪烁是一种人身危险。
这是频闪效应造成的 。想象一下,一台圆锯或一台冷却风扇高速旋转。如果LED灯以与机器转速相匹配的频率闪烁,那么 锯片看起来就像静止不动一样。
这种光学错觉会造成严重的安全隐患。工人可能会误触一台他们以为已经关闭的运转机器。因此, 频闪效应的安全性是 工业照明设计 中不可或缺的要求。
技术干预:数字化颠覆
闪烁也是现代技术的敌人。
摄像机 :高清安防摄像机和体育转播设备以高帧率捕捉图像。在闪烁的灯光下,视频画面会出现令人分心的 条纹,严重影响专业体育场馆的转播质量。。
l 扫描器:在物流中,如果在扫描过程中光线闪烁,自动条形码扫描器可能无法读取标签,从而减慢供应链速度。

如何测量闪烁:进阶篇
要真正评估安全性,我们不能简单地问“它会闪烁吗?”我们必须量化闪烁的方式。成功的测量必须考虑三个关键特征:
1. 幅度:光强度变化了多少?
2. 频率:发生的速度有多快?
3. 波形:开/关周期的形状是什么?
以下是闪烁指标的技术演变,从基本的振幅计算到高级频域分析。
方法一:百分比闪烁(测量幅度)
闪烁百分比可能是最容易理解的指标, 它衡量的是调制的幅度(深度)。它本质上是一种振幅计算。

计算方法:用最大光输出(峰值)与最小光输出(谷值)之差除以这两个值之和。
闪烁百分比 = 最大值 - 最小值 / 最大值 + 最小值 × 100%
规模:
0%:光线完全稳定。
100%:灯光完全熄灭,然后亮起(像频闪灯一样)。
关键限制:虽然百分比闪烁很容易计算,但它 完全忽略了频率和波形。
重要性:50Hz频率下100%闪烁的灯光会造成视觉灾难。而10000Hz频率下100%闪烁的灯光(常见于高频PWM灯光)通常是不可见的,也是安全的。仅仅依靠闪烁百分比来判断灯光是否安全,可能会误判一些合适的高科技灯具,同时又无法识别有害的低频灯光。
方法二:闪烁指数(测量波形)
闪烁指数 更进一步。它不仅关注光输出曲线的峰值和谷值,还关注 光输出曲线的形状 。

计算方法:它测量光输出波形下方的面积。具体来说,它是用 平均光输出以上的面积 除以 光输出曲线的总面积。
评分标准:范围从 0 到 1 (越低越好)。
它的优势在于:它考虑了 占空比 (灯实际“亮”的时间百分比)。两盏灯可能具有相同的闪烁百分比,但如果其中一盏灯在每个周期中“熄灭”的时间更长,那么它的闪烁指数就会更高。因此,与仅使用百分比相比,它能更准确地反映灯光的稳定性。
方法三:频域分析(“感知”标准)
最新、最精确的技术——例如 SVM 和 IEEE 1789——超越了简单的基于时间的测量,它们采用 频域分析。
科学原理 (傅里叶变换):这些指标依赖于一种称为傅里叶变换的数学过程。该过程将光信号从“时域”转换为“频域”,将复杂的光信号分解成其基本频率组成单元。
为什么说 这是黄金标准:与以往的方法不同,这种方法考虑了 人类的感知。它将光的频率与人类眼睛和大脑实际反应的经验数据进行比较。它对数据进行加权:低频光(对我们伤害更大)的惩罚力度更大,而超高频光的惩罚力度较小。
采用此方法的关键标准:
1. IEEE Std 1789-2015(安全指南)电气与电子工程师协会 (IEEE) 结合生物学和物理学,创建了一份权威的安全图表。它将分析范围扩展到 3000Hz ,以考虑生物效应。
它划分了三个区域:
ü 无影响区域(绿色):对所有应用均安全。
ü 低风险区域(黄色):适合一般用途。
ü 高风险区域(白色):不适用于工业或生物环境。
2. SVM(频闪可见性测量)该指标专门评估 频闪效应——即运动物体看起来像静止物体的危险性。它主要关注频率高于 80Hz 的情况。
目标:SVM 应 ≤ 1.0。对于高精度工业任务,该值应接近 0。
推荐表格:关键闪烁指标对比
指标 | 它测量的是什么 | 优点 | 缺点 | 判决 |
闪烁百分比 (PF) | 最大亮度与最小亮度(0-100%)之间的差异。 | 易于计算和理解。 | 忽略频率。 无法检测高速不可见的闪烁。 | 已过时,仅适用于基本检查。 |
闪烁指数(FI) | 光波形的形状和占空比(0-1.0)。 | 比PF更准确;考虑了“关闭”时间。 | 仍然无法完全解释人类的感知频率。 | 有所改进,但尚未完善。 |
SVM(频闪可见度测量) | 在移动环境中频闪效果的可见性。 | 黄金标准。兼顾人类的敏感度和反应速度。 | 需要专业设备进行测量。 | 对工业和运动安全至关重要 。 |
Pst LM(短期) | 短时间内可感知到的闪烁。 | 非常适合检测可见(<80Hz)的干扰性闪烁。 | 计算复杂;较少关注高速机械。 | 办公及通用照明标准 。 |
如何检查车灯?
你口袋里可能没有价值 2000 美元的光谱光度计。幸运的是,你已经拥有一个可以进行基本检测的设备:你的智能手机。
以下是一种筛选光线不足情况的简单方法。
智能手机技巧(慢动作视频)
现代智能手机摄像头能够以高帧率(通常为每秒 240 帧或更高)拍摄视频。这使得它们成为 检测 肉眼不可见的光闪烁的绝佳工具。
如何用手机测试LED灯闪烁:
1. 打开相机应用,切换到“慢动作”(Slo-Mo)视频模式。
2. 将相机直接对准光源。
3. 录制约 5 秒钟。
4. 回放视频。
需要注意的事项:
如果屏幕上的光线出现频闪、闪烁或滚动暗条纹,则说明您的灯具存在严重的闪烁问题。如果图像保持稳定,则说明灯光相对稳定。
重要提示:定性与定量
虽然这个手机检测技巧很有用,但它也有局限性。它只能进行 定性测试——它能告诉你是否存在问题,但无法告诉你问题的严重程度。
它 告诉你:“是的,这盏灯在闪烁。”
l 它的不足之处:它无法测量具体的闪烁指数、频率(Hz),也无法判断它是否在 IEEE 1789“安全区”内。
对于专业审计——尤其是在工业或畜牧业环境中——您应该始终使用专业的照度计或光谱仪来验证结果。
什么是无闪烁LED灯?
如果你逛逛市场,你会看到成千上万种产品都标有“无闪烁”的字样。但要小心:营销标签可能会具有欺骗性。
神话与现实
许多制造商声称某种灯具“无闪烁”,仅仅是因为其闪烁频率高于100赫兹(人眼无法察觉)。正如我们之前所了解的,这对于工业安全或动物福利而言远远不够。
事实:真正无闪烁的灯光完全依赖于灯具的核心部件——驱动器。
陶瓷技术背后的原理
在Ceramiclite,我们的目标不仅仅是欺骗人眼。我们精心设计灯具,使其符合最严格的物理标准。以下是我们的具体做法:
高 品质恒流驱动器:
廉价灯具使用简单的整流器,会让交流电产生纹波。我们采用先进的驱动器,配备大电容和复杂的电路。这项技术就像一道水坝,将湍流的交流电平滑成完全平稳的 恒流 。没有纹波,就没有闪烁。
l 高频脉宽调制(如需调光):
当需要数字调光时,我们确保开关速度极快。虽然普通灯具的开关频率可能为 300Hz,但高端工业系统可以以 2000Hz 以上的频率运行。在这种速度下,闪烁在生物学和机械学上都无关紧要。
我们的承诺
我们信奉数据,而非空洞的宣传口号。Ceramiclite 致力于提供超越基本合规要求的照明解决方案。我们力求将 闪烁率控制在 5% 以下 (通常低于 1%),并严格遵守 IEEE 1789 标准定义的安全区域。
结论
照明常常被忽略,但这不应该。
为了节省少量成本而选择配备廉价驱动器的LED灯具是一种得不偿失的做法。其隐性成本——无论是工人安全受到威胁、奶牛场牛奶产量下降,还是竞技场视频质量差——都远远超过最初的节省。
无闪烁LED灯是 对 安全、生产力和福祉的投资。
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