上海市质量监督检验技术研究院国家电光源质量监督检验中心（上海）国家灯具质量监督检验中心上海时代之光照明电器检测有限公司上海市照明学会俞安琪2013年8月照明产品的频闪分析及对功能性照明的影响内容简介文章介绍了光源产生频闪的原因和传统光源的频闪特性，引入波动深度，闪烁指数的概念及分析了传统光源的频闪效应，并进行量化。列举了光源频闪在功能性照明场合对人体的生理影响和危害。在进行测量、研究的基础上详细分析了固态照明LED的频闪现状，给出了几种频闪小或基本无频闪的LED光源工作情况。关键词：交流驱动，伏安特性，波动深度，热惯性，有源恒流驱动一.从传统光源的频闪说起人类自从采用交流电网作为照明电源起，因交流电而引起的光源闪烁（频闪）问题就一直困扰着我们，从60年代末期至90年代，为了提高照明能效，在工厂里大量采用电感镇流器配荧光灯的照明灯具，在众多的纺织厂车间里，为了看清楚高速运动的梭子，而采用三相电源分别点亮每相的荧光灯并且照亮同一场合，从相位上基本弥补了输出光的频闪。但是对于一般的家庭及办公室，不可能具备三相电源，上述的方法也无法采用。可能有很多人认为，采用白炽灯照明除了光色参数好以外还能有效避免频闪，甚至一些医生也会告诉家长让孩子使用60W白炽灯的台灯，但这仍然是一个认识上的误区。从图1的测量参数可以看出，该台灯输出光的波动深度为18.9，已明显超过了美国IEEEPAR17891.报告中的“不可察觉”限值和“低风险”限值。实际证明白炽灯的频闪深度是个随灯丝温度变化程度不同而变动的量。白炽灯功率越小其灯丝越细，温度随灯丝电流的变化越大，再加上灯丝温度低时发光效率的降低，所以波动深度相对就大。1.IEEEPAR1789危险性评估分委会危险性评估草案《LED照明闪烁的潜在健康影响》图160W白炽灯的灯具波动频率：100Hz；（最高105.6，最低72.0）；波动深度：18.9，不可察觉限值：3.2，低风险限值：8.0。实际还达不到低风险要求充有卤族元素的白炽灯（卤素灯）因为灯丝温度和热容量都较高，当灯电流在过“零”区域时，灯丝的“热惯性”尚能维持发光，所以其频闪深度远好于普通的白炽灯，从图2可以看出，卤素灯频闪深度已低于“不可察觉”限值，可认为是无频闪的灯图2低压卤钨灯的灯具波动频率：100Hz；（最高7.739，最低7.308）；波动深度：2.864，不可察觉限值：3.2，低风险限值：8.0已经可靠达到无频闪的指标二.IEEEPAR1789《LED照明闪烁的潜在健康影响》的限值简介1.波动深度的定义IEEEPAR1789对波动深度定义为最大和最小亮度之差除以最大和最小亮度之和，即迈克尔逊对比。图3给出的是波动深度随驱动电流频率的函数关系，也可被应用于复杂波形的傅立叶分量的闪烁评估。低风险区域的上限是线性变化的，低风险区域的上限<闪烁频率×0.08，相当于无影响边缘的2.5。低风险区域的更多研究是开放的，但在IEEEPAR1789危险性评估分委会内，橙色区域包含低风险区已达成共识。图3“低风险和不可察觉到”的影响水平的闪烁频率和波动深度函数关系图中，无影响的区域用绿色表示，低风险区用橙色表示。2.对闪烁的度量IEEEPAR1789对闪烁指数，由伊士曼和坎贝尔[8]定义为[9]一个周期的平均光输出线以上的面积除以光输出曲线的总面积。参见图4，定义：闪烁指数=面积1/（面积1+面积2）闪烁百分数。参考图4，闪烁的百分数，也被称为峰-峰值相比，迈克尔逊对比，调制，波动深度的定义是：定义：闪烁百分数=100(最大-最小)/(最大+最小)=100(A-B)/(A+B)闪烁指数=211面积面积面积图4闪烁指数和闪烁百分数的定义图，来自IES第十版手册因为本文涉及到的闪烁波形都是简单并且重复的波形，所以本文对闪烁程度的衡量都采用图3的闪烁频率和波动深度函数关系的限值来评价。三.功能性照明光闪烁的危害在功能性照明场合，照明光的闪烁会带来诸多麻烦甚至危害，主要表现在：1.对于体育场馆，如果需要照明运动物体，例如乒乓球馆、羽毛球馆、网球馆等，照明光的闪烁将无法看清运动球体；2.在进行摄影和摄像的场合，如果采用带闪烁的光照明，将无法避免摄影时出现暗区以及摄像时出现黑色滚动条；3.对于光敏性癫痫病人，低频率高波动而产生可见的...
