无闪烁LED灯：你需要知道的一切

目录

什么是无闪烁LED灯？

什么是光闪烁？

为什么LED灯会闪烁？（问题及解决方法）

如何测量闪烁：进阶篇

如何使用智能手机检测屏幕闪烁？

无闪烁标准和推荐限值

如何选择无闪烁的LED灯？

结论

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 是无闪烁LED 灯？

无闪烁LED灯 是一种旨在将光输出波动控制在安全稳定范围内的照明系统。实际上，没有任何光源能够完全消除光频波动。所谓 无闪烁， 是指闪烁水平足够低，能够满足公认的行业标准，确保 视觉舒适度、健康性和操作安全性。

低闪烁性能主要取决于电气设计。关键技术特点包括：

高 品质恒流驱动器

低 纹波电流输出

采用 高频操作 ，避免产生可见或生物效应。

l在 电压波动和调光条件下性能稳定 

设计精良的 低纹波LED驱动器 可确保稳定的光输出，而不会出现明显或有害的调制。

为什么我们需要无闪烁的LED灯？

闪烁带来的风险不仅限于视觉不适：

（1）人类影响

眼睛 疲劳和头痛

疲劳 和注意力下降

降低 工作场所生产力

（2） 安全风险

频闪 效应 使旋转机械看起来静止或减速。

（3） 设备影响

相机 闪烁和视频条纹

 机器视觉、条形码扫描或检测系统中的错误

由于大多数闪烁问题肉眼不可见，因此目视检查并不可靠。正因如此，现代照明项目越来越多地指定使用 低闪烁或无闪烁的LED照明， 并辅以客观测量验证。

哪些地方需要无闪烁的LED灯？

在对视觉稳定性要求较高的应用中，无闪烁照明至关重要：

² 工业设施和生产线

² 仓库和物流中心

² 体育照明和广播

² 办公室、学校和医疗保健环境

² 视频制作和对摄像机敏感的空间

² 牲畜棚和农场

为了验证照明系统是否真正满足无闪烁要求，必须评估诸如 闪烁百分比、 闪烁指数和 频闪可见度测量 (SVM)等客观指标 ，如下一节所述。

什么是光闪烁？

要解决这个问题，我们首先需要把它定义清楚。

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。

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。 。

为什么LED灯会闪烁？（问题及解决方法）

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：它们无法很好地平滑波形，让“波纹”传递到 LED。结果：闪烁。

高 品质驱动器：它们使用高品质元件（例如电容器），这些元件就像储能器一样，填补功率缺口。这确保 LED 获得恒定稳定的电流。 稳定的电流 = 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。

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：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风险。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

如何使用智能手机检测屏幕闪烁？

在许多项目中，照明问题往往在安装完成后才被发现。虽然专业的闪烁测量需要专用设备，但智能手机可以用于 快速的初步筛查。

逐步方法

1. 打开手机相机，切换到 慢动作（慢动作） 模式。

2. 将相机直接对准光源。

3. 录制 3-5 秒。

4. 回放录像并观察光线模式。

需要注意什么

 图像上滚动的暗色条纹

可见 的闪烁或脉冲

 亮度周期不均匀

这些现象表明存在明显的光照调制和潜在的闪烁问题。

重要限制

此方法 仅为定性方法，无法测量闪烁百分比、频率、支持向量机 (SVM) 或是否符合 IEEE 1789 标准。对于工业设施、体育场馆或畜牧环境，务必使用 LM-79 闪烁数据或第三方测试报告来验证性能。

仅可将智能手机筛查作为快速现场检查手段——最终决定应始终基于已验证的测量结果。

无闪烁标准和推荐限值

虽然上一节解释了如何测量闪烁，但决策需要不同的视角：在实际应用中，哪些水平才被认为是安全和可接受的。

行业标准规定了推荐的限值，以确保照明设备在生物和视觉安全范围内运行。 以下参考值总结了广泛接受的阈值，这些阈值用于评估常见应用中的照明稳定性和安全性。

符合这些标准的照明系统能够提供稳定的视觉条件，减轻眼部疲劳和神经压力，并将频闪风险降至最低。在工厂、体育设施和畜牧场等高要求环境中，达到这些标准对于安全、生产效率和长期性能至关重要。

如何选择无闪烁的LED灯？

并非所有标榜“无闪烁”的产品都能达到相同的性能水平。在很多情况下，这个术语只是一种营销噱头，而非可衡量的指标。为了确保真正的照明稳定性，买家应该核实关键的闪烁指标，而不仅仅依赖产品描述。

1. 闪烁百分比检查测试数据中提供的闪烁百分比值。对于大多数应用，该值应低于 5%。在工业设施、体育赛事转播场馆、医疗场所或畜牧场等敏感环境中，建议采用更严格的范围，例如1% 至 3% 或更低， 以最大程度地减少生物应激和视觉疲劳。

2. 符合 IEEE 1789 标准
照明系统应在IEEE 1789-2015 定义的无影响区域内运行该标准评估调制深度和频率，以确保光不会引发神经或生理风险。

3. 频闪可见度 (SVM)对于有移动机械、旋转设备或高速摄像机的场所，请验证SVM 值。建议阈值为SVM ≤ 1.0，而高精度环境（例如生产线或广播场所）的目标SVM 应小于 0.4。

最后，务必向制造商索取闪烁测试报告或LM-79数据 。只有经过验证的测量结果才能可靠地确认产品是否真正无闪烁。

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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