Содержание

Пульсация света как основной показатель качества лампы

   В современном мире энергосбережение на производстве и в быту вынуждает потребителей переходить на более экономичные источники света. На сегодняшний день самыми экономичными являются LED (светодиодные) лампы и светильники. Светодиодная продукция по многим показателям (срок службы, потребляемая мощность, безопасность) превосходит устаревшие и неэффективные лампы накаливания и люминесцентные лампы. Но сегодня при массовом производстве светодиодных ламп многие эксперты не советуют необдуманно переходить на светодиоды, не убедившись в качестве и безопасности их применения. Одним из «подводных камней» является пульсация света.

   Пульсация светового потока — это такой параметр искусственного освещения, который показывает частоту мерцания света.«На глаз» пульсацию не распознать и не увидеть, но на сознательнои уровне происходит воздействие невизуального характера, и тем самым вызывая дискомфорт, усталость глаз, переутомление и нервного состояние.

   Перед покупкой светодиодных ламп рекомендуем обратить внимание на коэффициент пульсации ламп. У большинства недобросовестных производителей на упаковке такой параметр вовсе отсутствует. Самостоятельно Вы можете проверить пульсацию с помощью камеры мобильного устройства. Если при наведении камеры на работающую лампу изображение будет мигать, тогда рекомендуем в данном случае от покупки воздержаться.

   Оптимальной для комфорта и безопасности человеческих глаз признана пульсация, чей коэффициент не превышает 4-5%.

   В каталоге продукции компании «Альфа-свет» есть специальная серия светодиодных ламп, коэффициент пульсации которых менее 1% (это лампы Ecola серии Premium).

   В данной серии представлены все модели наиболее популярных ламп. Возможно, заплатив на 10-20% больше за свет более высокого качества, Вы будете находиться в уверенности и безопасности за свое здоровье и самочувствие ваших близких.

Cветорасчет и подбор светильников промышленного объекта

Правильное освещение в цехах и специализированных помещениях является одним из важнейших аспектов высокой производительности труда и безопасности на производстве. Для подбора количества и мощности светильников, обеспечивающих необходимый уровень освещенности, выполняют светотехнический расчет. О факторах, которые необходимо учесть, поговорим в этой статье.

Расчет освещенности

Любое промышленное предприятие представляет собой совокупность помещений различного назначения: производственные цеха, вспомогательные помещения, кабинеты ИТР, склады и пр. Освещенность каждого объекта регламентируется нормами СНиП и СанПиН. Они являются обязательными к исполнению и учитываются еще на стадии проектирования.

Поэтому, если вы выбираете светильники на новый объект – просто руководствуйтесь характеристиками, указанными в проекте.

При замене освещения на уже введенном в эксплуатацию объекте есть несколько вариантов.

1.  Как показывает практика, газоразрядные лампы могут быть заменены на светодиодные меньшей мощности с сохранением светового потока, если использовать следующие соотношения:

1хLED = 3хДРЛ

1хLED=2хМГЛ

1хLED=2,5хДНаТ,

где LED – светодиодный светильник, ДРЛ – ртутная лампа, МГЛ – металлогалогенная лампа, ДНаТ – дуговая натриевая трубчатая лампа.

2. Метод коэффициента использования.

Световой поток для каждого светильника определяется по формуле

,

где E – минимальная освещенность, лк

k – коэффициент запаса, учитывает уменьшение светоотдачи в процессе эксплуатации. Для светодиодных ламп =1,1.

S – площадь освещаемого пространства

z – коэффициент минимальной освещенности. Характеризует неравномерность освещения, определяется отношением расстояния между светильниками к расчетной высоте (L/h). Для светодиодных ламп рекомендуется принимать z=1,1.

N – планируемое количество светильников

ŋ – коэффициент использования. Зависит от индекса помещения i, определяемого по формуле


где А, В – длина и ширина помещения

h – расстояние от рабочей плоскости до светильника.

Зная индекс помещения и коэффициент отражения пола/стен/потолка, по таблице определяем ŋ

потолок

0,8

0,7

0,7

0,5

0,5

0,5

стены

0,5

0,5

0,3

0,5

0,3

0,3

пол

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

0,1

Индекс помещения

0,60

0,33

0,32

0,25

0,3

0,24

0,24

0,80

0,41

0,39

0,32

0,36

0,3

0,29

1,00

0,47

0,45

0,38

0,42

0,35

0,34

1,25

0,53

0,51

0,44

0,47

0,41

0,39

1,50

0,58

0,55

0,48

0,51

0,45

0,43

2,00

0,65

0,62

0,56

0,57

0,52

0,49

2,50

0,7

0,67

0,61

0,61

0,56

0,53

3,00

0,64

0,71

0,65

0,64

0,6

0,56

4,00

0,79

0,75

0,7

0,68

0,64

0,6

5,00

0,83

0,78

0,74

0,71

0,68

0,62

Табл. 1 – Коэффициент использования для светодиодных светильников с углом раскрытия светового потока 120⁰

Материалы с высокой отражаемостью 

0,8

Белая поверхность

0,7

Светлая поверхность

0,5

Серая поверхность

0,3

Темная поверхность

0,1

Табл.2 – Коэффициент отражения света в зависимости от цвета поверхности

После получения значения Ф подбираем светодиодный светильник с аналогичным световым потоком. Допускается отклонение -10%…+20%.

Пример.

Подберем светильники для ремонтного цеха, имеющего размеры 36х18м и высоту 10м. Стены – светло-серые, пол бетонный, потолок окрашен белой краской. Намечено 15 световых точек.

 Е = 200 лк (СНиП 23-05-2010), k=1,1

S=36х18=648м2

z=1,1, N=15


Светильник DS-StreetA160P имеет световой поток 20800лм, что соответствует необходимому значению.

 

1.  Расчет освещенности в программе DIALux

Для расчета освещенности необходимо задать параметры помещения, высоту подвеса светильников, коэффициенты отражения поверхностей, и, самое главное, добавить в библиотеку программы IES-файл (файл с фотометрическими данными) светильника.

Исходя из требуемой освещенности программа предложит количество и схему расположения светильников.

Для рассмотренного выше примера получаем следующую модель светораспределения:



Поверхность

 [%]

Ecp [lx]   

Ecp [lx]

Emin [lx]

Emax [lx]

Emin / Ecp

Рабочая плоскость

/

286

160

353

0. 558

Полы

30

277

159

343

0.573

Потолок

70

80

61

87

0. 765

Стенки (4)

50

155

68

235

/


Видим, что освещенность выше планируемого значения, изменяем количество светильников, проверяем результат:


Поверхность

 [%]

Ecp [lx]

Emin [lx]

Emax [lx]

Emin / Ecp

Рабочая плоскость

/

230

127

286

0. 551

Полы

30

222

127

274

0.572

Потолок

70

64

48

72

0. 751

Стенки (4)

50

123

54

211

/

При установке 12 светильников освещенность цеха будет соответствовать требованиям, поэтому остановимся на этом варианте.

Программа DIALux позволяет выполнять как простейшие расчеты, так и расчеты для сложных объектов – стадионов, стеллажных складов, помещений сложной геометрической формы.

Вы можете самостоятельно рассчитать необходимое количество светильников, воспользовавшись каталогом IES-файлов для светильников производства DiodeSystem, или обратиться за консультацией к нашим специалистам.

Выбор светильников

Поговорим теперь о том, какие параметры важны при выборе светильников для промышленных объектов.

– характеристики блока питания

Драйвер отвечает за работоспособность (или нет) светильника в условиях нестабильности электросети – при скачках напряжения и импульсных помехах. Блоки питания известных мировых производителей компенсируют эти колебания и не дают им влиять на качество освещения в то время как светильники с рабочим напряжением 220В при перепадах и скачках могут начать мерцать, либо вообще выйти из строя.

Светильники с блоком питания, чувствительным к качеству электросети, рекомендуется использовать совместно со стабилизатором напряжения.

– светоотдача

Светоотдача современных светодиодов достигает 160лм/Вт. Чем выше этот показатель, тем меньше мощности требуется для обеспечения требуемого светового потока/освещенности. При этом увеличивается стоимость светильника. Оптимальное соотношение цена/качество у светодиодов со светоотдачей 120-130лм/Вт – вы не переплачиваете за технологические новинки и имеете существенную экономию производственных мощностей (если брать для сравнения безымянные китайские светодиоды с реальным световым потоком 70-90лм/Вт).

Имя и репутация производителя светодиодов – гарантия того, что светодиоды выработают весь заложенный ресурс в 75 000 – 100 000 часов, а не выйдут из строя через пару лет из-за перегрева или деградации люминофора.

– IP. Степень защиты от пыли и влаги

Для сухих непыльных помещений (рабочие кабинеты, коридоры, холлы и т.д.) достаточное значение IP 20…40 – т.е. в корпус нельзя засунуть палец/кабель/болт, нет защиты от воды.

В цехах, как правило, устанавливают светильники с  IP65 и выше, что гарантирует непроницаемость корпуса для пыли и мелких частиц и защиту от водяных брызг и струй.

Для уличного освещения требуются абсолютно герметичные светильники с IP67-68, работающие в любых погодных и климатических условиях.

– пульсация светового потока

Этот параметр отвечает за низкую нагрузку на зрение работников и отсутствие стробоскопического эффекта (иллюзия неподвижности движущихся частей машин и механизмов и наоборот).

Пульсация светового потока светодиодных светильников составляет менее 5%. В инструментальных цехах рекомендуется установка светильников с коэффициентом пульсации <1%.

Сейчас на рынке представлен огромный ассортимент осветительных приборов. Светодиодные светильники – наиболее эффективная, экономичная и экологичная замена газоразрядных ламп. При выборе светильников не стоит руководствоваться исключительно ценой – обратите внимание на то, какие комплектующие использует производитель, и какую гарантию дает на готовое изделие. Качественные светодиодные светильники раз и навсегда решат проблему освещения любого промышленного объекта.

В нашем каталоге имеются светильники для любого объекта, а также вы сможете подобрать качественные светильники с помощью наших специалистов! 


Способы обнаружения вредного и невидимого мерцания ламп | Технические советы и не только

В связи с появлением в продаже большого количества светодиодных ламп стал особенно актуален вопрос о пульсациях света от них. Ведь некачественные светодиодные лампы могут мерцать намного сильнее ламп накаливания и КЛЛ.

В нескольких статьях рассмотрим, как можно обнаружить невидимые пульсации и измерить их уровень, а также какой вред здоровью могут причинить плохие лампы.

Количественной характеристикой пульсации служит коэффициент пульсации (КП, %), равный отношению половины разности максимальной и минимальной освещенности за период в люксах к средней освещённости за тот же период.

Согласно российским нормам, коэффициент пульсации на рабочей поверхности рабочего места не должен превышать 10-20% (в зависимости от специфики помещения и точности производимых работ), а в помещениях с компьютерами – 5%. Но, по последним данным, для полного отсутствия вредных воздействий на человека, пульсации не должны быть более 4% при частоте до 300 Гц, потому что, согласно ГОСТ 33393-2015, частота пульсации свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность.

Международный стандарт IEEE 1789-2015 сообщает, что для 100 Гц уровни пульсации, соответствующие низкому уровню риска, — не выше 8 %. А заведомо безопасный уровень пульсаций — не выше 3 %. На Хабр есть интересная статья, где чуть больше информации из этого стандарта.

Коэффициент пульсации можно определить специальным прибором, либо другими способами, описанными далее и по ссылкам внизу статьи.

“Карандашный” тест.

След от карандаша при пульсирующей лампе.

След от карандаша при пульсирующей лампе.

Можно использовать светлый карандаш или любой другой похожий предмет, а также хорошо подходят блестящие металлические стержни. При свете лампы необходимо быстро двигать его полукругом в двух пальцах, чтобы размытый след карандаша по форме напоминал веер.

При сильных пульсациях в “веере” будут заметны как бы несколько карандашей. Чем сильнее коэффициент пульсации, тем более чётко будут различимы их контуры. На фото Кп 37%, поэтому видны полосы, очертания очень размыты. Если свет не пульсирует, или мерцание небольшое, то полос и контуров быть не должно. Способ не самый точный, поэтому, по возможности, рекомендую проверять его другими.

Оценка коэффициента пульсаций фотоаппаратом.

Можно визуально определить наличие пульсаций, а при некотором опыте отличить лампу с бо́льшим Кп от лампы с меньшим. Рекомендуется использовать телефон или смартфон. Некоторые камеры имеют встроенное подавление пульсаций, поэтому, если устройство не показывает мерцание лампы накаливания 75 Вт, то оно не подходит совсем, либо требует отключения этой функции.

Камера должна быть почти вплотную к лампе, чтобы она заняла весь экран. Может потребоваться нажатие кнопки автофокуса или изменение настроек. Ниже видео пульсаций, сделанное смартфоном HTC Desire S.

На видео лампа 300 Вт с очень небольшим коэффициентом пульсации среди ЛН – 4,5%. Ещё меньше только у более мощных ламп и у ламп с толстой нитью. Второе видео, где сравниваются лампы с разными пульсациями, находится в статье об измерении пульсаций компьютером.

Пульсации светового потока некоторых ламп можно уменьшить или убрать полностью внешней схемой. Подробности читайте в этой статье.

Для полноты информации советую почитать все статьи этой темы:

Определяем коэффициент пульсации ламп компьютером.

Вред от пульсаций света. Выявление их смартфоном и фотодиодом.

Определение мерцания ламп мультиметром, фотошопом и по звуку.

Обновляемая тематическая подборка статей моего канала здесь.

Благодарю Вас за то, что дочитали мою статью!
Если информация понравилась, ставьте лайк. Также буду рад комментариям!

Пульсации ламп накаливания. Пульсация и санитарные нормы

Которые доказали свое превосходство над другими источниками света благодаря долгому сроку службы и энергоэффективности. Но не только такими положительными характеристиками обладают светодиодные источники света. Другим достоинством является низкий коэффициент пульсации. Не так давно ученые выяснили, что пульсирование светового потока негативно сказывается как на зрении человека, так и на общем психологическом состоянии. Именно поэтому производители источников света стремятся снизить коэффициент пульсации. Стоит отметить, что избавиться от мерцания светодиодной лампы Вы можете и самостоятельно, обладая знаниями о самом явлении пульсации и способах ее устранения.

Из-за чего возникает пульсация led-ламп?

Большая часть существующих на сегодняшний день источников света характеризуется наличием мерцания. Для решения данной проблемы очень важно обладать достаточными знаниями о природе пульсаций. Главное негативное воздействие мерцаний – быстрая утомляемость человека. Не всегда пульсация света может быть замечена человеческим зрением, поскольку ее частота превышает границу частот слияния мельканий света.

От частоты пульсаций напрямую зависит самочувствие человека, которое сопровождается головными болями, вялостью, усталостью, рассеянностью и невозможностью сосредоточиться на работе.

Устаревшие лампочки накаливания создают самые сильные и частые пульсации светового потока. Следовательно, само явление мерцания зависит именно от источника света. В led-лампах используется драйвер, который контролирует подачу тока по цепи светодиодов. К сожалению, не все производители светодиодных источников света используют надежные драйверы, способные сократить пульсации до приемлемых показателей. Лампочки таких изготовителей, как правило, отличаются низкой себестоимостью.

Нередки случаи, когда изначально лампа светит без пульсаций. Но с течением времени появляется мерцание, которое в дальнейшем усиливается. Вывод, который приходит сам собой, это низкое качество изделия и недобросовестность производителей. Во избежание таких ситуаций при покупке тщательно изучайте информацию на упаковке, где должен быть обозначен коэффициент пульсаций.

Что представляет собой коэффициент пульсаций?

Коэффициент пульсаций – это показатель, выражаемый в процентах и отображающий степень колебаний при изменении светового потока. Источник света и его особенности – главная причина появления мерцаний.

Опытным путем учеными была установлена допустимая величина данного коэффициента, которая варьируется в диапазоне 5-20%. Важно помнить о том, что конкретная величина напрямую зависит от обстоятельств работы зрения человека.

В дошкольных учреждениях, где находятся маленькие дети, коэффициент не должен превышать 10%. Рабочим местам с компьютерами соответствует световой поток с мерцаниями не выше 5%. В образовательных учреждениях максимальные пульсации – 10%.

На производственных предприятиях коэффициент пульсации допустим в том случае, если люди в том или ином помещении появляются кратковременно, а не в течение всего рабочего дня, и при этом исключена вероятность возникновения стробоскопического эффекта (оптический обман зрения, причиной которого является неправильное восприятие движущихся объектов). Данный эффект опасен тем, что на производстве предметы, находящиеся в движении, могут казаться в состоянии покоя, тем самым при контакте с ними возможно получение серьезных травм.

Нормирование коэффициента пульсации произошло не так давно и сегодня характеризуются высоким контролем со стороны санитарных норм. Периодически осуществляются проверки освещения специальными органами.

Способы проверки уровня пульсации

Определение уровня пульсации может осуществляться на основе коэффициента, о котором говорилось ранее. Но данный способ уместен тогда, когда светодиодный источник света был подключен к переменному току. Коэффициент в таком случае попадает в рамки от 1 до 30%.

Коэффициент пульсации определяется на основе определенных измерений, которые осуществляются с учетом таких факторов:

  • при постоянном электрическом токе коэффициент равняется 0, следовательно, мерцания нет. Таким образом, все измерения происходят при переменном токе.
  • все измерения необходимо проводить при помощи специальных приборов. Одним из измерительных устройств является пульсометр-люксометр, который подключается к компьютеру и способен производить вычисления быстро и с высокой точностью.
Светодиодные лампы могут продолжать мерцать даже в выключенном состоянии, что заметно даже без напряжения зрения. Такие частые мигания вызывают сильный дискомфорт и «давят» на глаза человека. При этом включенные лампы также продолжают мерцать, что уже не будет так сильно ощущаться.

Сегодня еще не все производители светодиодных источников света указывают в технических данных коэффициент пульсации. Поэтому многие осуществляют проверку в домашних условиях следующими путями:

Казалось бы, как можно проверить исправность лампы канцелярским прибором? Данный процесс происходит довольно просто: испытуемый источник света подключается к сети, а карандашом перед ним нужно очень быстро водить. Если след, что остается от карандаша, как будто распадается на части, значит свойственно наличие мерцания. Камера (также для этой цели можно использовать современный смартфон) должна быть расположена на расстоянии около 1 метра от проверяемой лампы. При мигании источника света на экране будут отображаться темные полосы.

Каким образом можно избавиться от пульсаций?

Во-первых, необходимо произвести замену старого конденсатора на новый, которому характерна наибольшая емкость. При этом подбор конденсатора также определяется габаритами и рабочим напряжением. Более того, необходимо знать где расположен на плате тот самый конденсатор, а также обладать навыками и умением установить новый. Тем не менее, такой способ не всегда позволяет до конца устранить пульсации.

Другой причиной мерцания ламп является применение диммеров , предназначенных для регулировки освещения. Но, стоит помнить, что не каждый светодиод способен функционировать вкупе со светорегулятором. Следовательно, приобретать нужно качественные устройства, не жалея на них денег. Перед приобретением обязательно изучайте характеристики устройств.

Торговая сеть “Планета Электрика” обладает широким ассортиментом от известных производителей, которые гарантируют высокое качество своей продукции.

Что такое пульсации освещённости и яркости. Формула для расчёта пульсаций.

Коэффициент пульсаций освещённости характеризует колебания во времени светового потока, падающего на единицу поверхности. Коэффициент пульсаций освещённости определяется отношением амплитуды колебаний освещённости к их среднему значению и вычисляются по формуле:

где Емакс – максимальное значение освещённости за период её колебания, Емин – минимальное значение освещённости за период её колебания, Еср – среднее значение освещённости за тот же период.

В случае, когда анализируются пульсации от источников света, питающихся от сети переменного тока, т.е. форма пульсаций близка к синусоидальной, можно использовать упрощённую формулу для расчёта пульсаций:

В формуле (2) в качестве среднего берется среднеарифметическое значение. При использовании для расчёта пульсаций формулы (2), коэффициент пульсаций, очевидно, никогда не может превысить значение 100%. Если же при расчёте пульсаций в качестве среднего брать, например, среднеквадратичное значение, то, при наличии в измеряемом световом потоке коротких по времени, но больших по амплитуде пульсаций, рассчитанный по формуле (1) коэффициент пульсаций может значительно превысить 100%. Что, надо сказать, вполне допустимо. В недавно принятом новом ГОСТ Р 54945-2012 “Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности” приведена общая формула для расчета коэффициента пульсации освещенности:

Таким образом, расчёт пульсаций по формуле (2) допустим только для светового потока, колебания которого близки к гармоническим. При наличии в световом потоке значительной импульсной составляющей необходимо для расчёта коэффициента пульсаций применять формулу (3). В общем случае, формулу (2) для расчета коэффициента пуьсации освещенности или яркости можно применять только при прямом подключении источника света к сети переменного тока или при использовании ЭМПРА. При использовании ЭПРА, электронных драйверов, регуляторов мощности (диммеров), а также при измерении коэффициента пульсации яркости мониторов, для расчета коэффициента пульсации следует применять формулу (3).

Влияние пульсаций на здоровье человека. Частота пульсаций. Частотный спектр пульсаций.

Широко распространено мнение, что человеческий глаз чувствует световые пульсации частота которых не превышает нескольких десятков Герц. На этом допущении построено воспроизведение видеоизображений в кино и телевидении – там частота смены кадров составляет 25 Гц, 50Гц и более, что воспринимается глазом человека как целостное во времени, плавно изменяющееся изображение. Дело в том, что мозг человека перестает успевать полноценно обрабатывать ту часть поступающей ему от органов зрения информации, которая изменяется с частотой выше нескольких десятков Герц.

Иными словами, если в воспринимаемой органами зрения человека информации присутствует пульсация освещённости или яркости, частотой ниже указанных, то она воздействует непосредственно на сетчатку глаза человека, затем поступает в зрительный тракт и уже через наружное коленчатое тело, зрительную радиацию, анализируется в первичной зрительной коре. В результате, мы можем описать условия получения зрительной информации: яркость и контраст изображения, цвета и оттенки, есть ли пульсации яркости или освещённости. Если же параметры изображения нас не устраивают, то мы пытаемся как-то приспособиться к их восприятию и, в конце концов, сознательно ограничиваем время визуального восприятия этой информации ввиду дискомфорта.

Однако медицинские исследования показали, что органы зрения и мозг человека продолжают воспринимать и реагировать на изменения воспринимаемой зрительной информации вплоть до частоты 300Гц. Такие изменения в воспринимаемой органами зрения информации оказывают уже невизуальное воздействие. В этом случае, свет, попадающий в глаз, проделывает путь к супрахиазматическим клеткам и паравентрикулярным ядрам гипоталамуса, а также к шишковидной железе. И тогда свет управляет уже нашим гормональным фоном, который влияет на циркадные (суточные) ритмы, эмоциональную сферу, работоспособность и многие другие аспекты жизнедеятельности. Многие, наверное, уже сталкивались с таким невизуальным воздействием пульсаций искусственного освещения в виде ощущения необъяснимого чувства дискомфорта, усталости или недомогания во, вроде бы, хорошо и ярко освещённых помещениях или при работе с компьютером.

Самое опасное в невизуальном воздействии света – это то, что мы не чувствуем напрямую его влияния на наш организм и не можем принять меры для уменьшения опасных последствий такого воздействия на наше здоровье. Невизуальное воздействие света может приводить к расстройству биологических ритмов человека и к “циркадным стрессам”, которые, в свою очередь, могут приводить к развитию таких заболеваний, как депрессии, бессонница, паталогии сердечно-сосудистой системы и рак. По-видимому, невизуальное воздействие света на организм человека, заметно более глубокое, чем визуальное, хотя, оно ещё очень мало изучено.

Для светового потока, пульсация которого превышает частоту 300Гц, какого-либо заметного воздействия на организм человека выявлено не было, ввиду того, что на такие быстрые изменения интенсивности светового потока перестает уже реагировать сетчатка глаза человека.

Нормативные акты, устанавливающие требования к уровню пульсаций искусственного освещения

Измерения коэффициента пульсаций искусственного освещения.

Производители современных качественных светильников стараются удовлетворить требованиям нормативных документов, устанавливающих допустимые нормы коэффициента пульсаций освещённости и яркости. Однако, на рынке присутствует большое количество некачественных, контрафактных и несертифицированных должным образом светильников, в которых коэффициент пульсаций яркости намного превышает установленные нормы.

Таким образом, мы видим, что качественный пульсметр должен иметь хорошо сформированную частотную характеристику, чтобы обеспечить измерение коэффициента пульсации светового потока любых сигналов с частотами до 300 Гц и, одновременно, не реагировать на пульсации светового потока, частотой выше 300Гц, на которых работают качественные ПРА. Такую качественную частотную фильтрацию измеряемого светового потока можно осуществить цифровой обработкой сигнала, которая, например, реализована в фотоголовке ФГ-01, входящей в состав люксметров-пульсметров-яркомеров серии “Эколайт” . Амплитудно-частотная характеристика фотоголовки ФГ-01 приведена на Рис. 1

Источники пульсаций. Типы ламп, ЭПРА. Причины пульсаций ламп. Методы борьбы с пульсациями.

Наличие пульсаций освещённости вызвано исключительно источниками искусственного света. Основными источниками искусственного света являются различные осветительные приборы, которые могут быть построены на различных типах ламп. На данный момент времени, в основном, используются три типа ламп – лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиодные лампы или светильники. Рассмотрим все три типа ламп с точки зрения уровня пульсаций света, ислучаемого ими.

Лампы накаливания – самый распространённый и давно известный тип осветительных приборов. Обычно работают напрямую от осветительной сети переменного тока напряжением 220 Вольт и частотой 50Гц. Ввиду того, что лампа накаливания излучает свет на обеих полуволнах переменного напряжения сети, её яркость изменяется с частотой 100Гц. Уровень пульсаций яркости лампы накаливания зависит от инерционности нити накаливания – т.е. того, насколько эта нить успевает нагреться и остыть в течение каждого полупериода питающего напряжения. В общем случае, чем выше мощность лампы накаливания, тем ниже значение коэффициента пульсации её яркости ввиду более массивной и, следовательно, инерционной нити накаливания.

К обычным лампам накаливания можно также отнести так называемые “галогенные” лампы, в которых в качестве светоизлучателя также выступает нить накаливания, а колба лампы заполнена инертным газом, улучшающим её характеристики. В таких лампах та же природа пульсаций светового потока, что и в обычных лампах накаливания, но есть некоторые особенности, связанные с разнообразием конструкций таких ламп и нет возможности указать прямую зависимость мощности галогенной лампы и значения коэффициента пульсаций её светового потока. Несколько результатов измерений коэффициента пульсаций яркости ламп накаливания приведены в Таблице 1.

Необходимо отметить, что лампы накаливания, в том числе и галогенные, допускают питание постоянным током (при условии соблюдения заявленных параметров мощности ламп). В случае питания ламп накаливания постоянным током, пульсация яркости у них отсутствуют.

Газоразрядные (люминесцентные) лампы в качестве источника света используют электрический разряд в газовой среде, энергия которого затем преобразуется в видимый свет при помощи специального состава (люминофора), нанесённого на стенки колбы люминесцентной лампы. В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы могут работать только от переменного напряжения питания, необходимого для формирования электрического разряда. Поэтому, при работе люминесцентных ламп всегда присутствует пульсация света. Люминофор, нанесённый на стенки колбы лампы, в зависимости от своего состава, обладает некоторой инерционностью, которая в большей или меньшей степени сглаживает пульсации от электрического разряда в колбе люминесцентной лампы.

Большое значение для уровня пульсаций люминесцентной лампы имеет электрическая схема, управляющая работой люминесцентной лампы. В старых и дешёвых схемах с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ЭмПРА) люминесцентные лампы получают питание из осветительной сети напряжением 220 Вольт и частотой 50 Гц. Поэтому яркость этих ламп пульсирует с частотой 100 Гц (т.к. люминесцентная лампа светит каждый полупериод питающего напряжения, частотой 50 Гц). В качественных современных светильниках на люминесцентных лампах используют электронные пускорегулирующие автоматы (ЭПРА), которые, при питании люминесцентных ламп, преобразуют входную частоту питающей сети в частоты выше тех, которые чувствует человек (т.е. больше 300 Гц). В малогабаритных люминесцентных лампах со стандартным цоколем, предназначенными для замены ламп накаливания, ЭПРА обычно входит в состав такой лампы.

Качественные ЭПРА обеспечивают оптимальные условия работы люминесцентных ламп, значительно уменьшая не только коэффициент пульсации света, излучаемого лампой, но и заметно повышая долговечность и эффективность работы люминесцентных ламп. Однако качество разных ЭПРА может сильно отличаться как в плане долговременной надёжности работы, так и по значению коэффициента пульсаций света, излучаемого подключённой лампой. Несколько результатов измерения коэффициента пульсаций яркости люминесцентных ламп приведены в Таблице 1.

Светодиодные лампы и светильники в качестве светоизлучающего элемента используют кристалл полупроводника. Физические принципы работы светодиода позволяют излучать им свет только одной длины волны, т.е. только одного определённого цвета, в зависимости от типа используемого полупроводника – от ближнего ультрафиолета, практически любой цвет видимого диапазона и до инфракрасного диапазона. Для создания светодиодных светильников белого цвета используют либо комбинированные многоцветные светодиоды, либо светодиоды, кристалл полупроводника которых покрыт слоем люминофора, переизлучающего белый свет.

Светодиоды могут работать как от переменного, так и постоянного питающего напряжения. При работе от постоянного питающего напряжения, пульсация излучаемого света у светодиодов отсутствует. При этом, светодиод излучает свет только при положительном напряжении между анодом и катодом. Это означает, что при подаче на светодиод напряжения частотой 50 Гц, он будет излучать свет только в положительные периоды питающего напряжения. Таким образом, частота пульсаций яркости светодиода составит 50Гц (Рис.2).

фотоголовки ФГ-01 Эколайт-АП “.

Одиночный светодиод начинает излучать свет, когда напряжение между его анодом и катодом достигает от 1,5 до 3 Вольт, т.е. при подключении одиночных или цепочек светодиодов к осветительной сети, напряжением 220 Вольт и частотой 50 Гц необходимо использовать понижающие преобразователи напряжения. Качественный преобразователь напряжения в светодиодном светильнике может обеспечить надёжную и экономичную работу светодиодного светильника без пульсаций светового потока. Однако часто встречаются некачественные преобразователи напряжения для светодиодных светильников, в результате которых светодиодные светильники не только работают плохо и недолговечно, но и обладают высокими значениями коэффициента пульсаций излучаемого света.

Влияние регуляторов мощности ламп (диммеров) на значение коэффициента пульсации.

Необходимо упомянуть о негативном влиянии на значение коэффициента пульсаций ламп устройств регулировки мощности (или яркости). Чаще всего в этом качестве используются тиристорные регуляторы (или диммеры). Их принцип работы основан на том, что питающее синусоидальное напряжение сети подается на лампу не непрерывно, а частями. Чем выше установлена яркость лампы, тем большая часть полупериода синусоидального питающего напряжения на нее подается, а чем ниже установлена яркость лампы, тем меньшая часть полупериода синусоидального питающего напряжения подается на лампу. Использование диммеров для регулировки яркости ламп приводит к увеличению коэффициента пульсаций. Вид пульсаций светового потока лампы накаливания при использовании диммера приведён на Рис.3.


Примечание. Все изображения формы (осциллограммы) пульсаций и их частотных характеристик выполнены при помощи фотоголовки ФГ-01 и бесплатно распространяемого ПО анализатора пульсаций светового потока “Эколайт-АП “.

Необходимо отметить, что использование диммера с лампами накаливания приводит только к увеличению коэффициента пульсаций яркости за счёт того, что, её нить успевает сильнее остыть за время отсутствия напряжения. При этом, для люминесцентных и светодиодных ламп с ЭПРА применение диммера вообще недопустимо, ввиду того, что он задает ЭПРА нештатный режим работы, что приводит не только к значительному увеличению коэффициента пульсаций яркости, но и к работе всего светильника в нештатном режиме, которая может закончится его поломкой.

В Таблице 1 приведены несколько типов ламп, которые были протестированы с помощью фотоголовки ФГ-01 люксметра-пульсметра-яркомера “Эколайт” на уровень коэффициента пульсаций. Мощность ламп регулировалась при помощи диммера. Хорошо видно, что использование диммера существенно ухудшает характеристики люминесцентных ламп. Максимальный уровень коэффициента пульсаций яркости светодиодной лампы объясняется, по-видимому, отсутствием в её конструкции качественного преобразователя напряжения.

Таблица 1. Зависимость коэффициента пульсаций яркости ламп разного типа от регулировки уровня их выходной мощности при помощи диммера.

Тип, мощность, описание лампы

Кп, % (мощность 100%)

Кп, % (мощность 50%)

Накаливания, 75 Вт 10,815
Накаливания, 60 Вт 1115
Накаливания, 40 Вт 15,420
Галогенная, 60 Вт 1316
Люминесцентная, цоколь, 9 Вт, тип 1 4,743,2
Люминесцентная, цоколь, 9 Вт, тип 2 4,515,9
Люминесцентная, цоколь, 11 Вт 7,315,8
Люминесцентная, ЛБ-40, 40 Вт, ЭмПРА 41,5
Люминесцентная, PL-9W, 9 Вт, ЭмПРА 42,2
Светодиодная, 1,5 Вт 100100
Пульсации яркости мониторов.
Причины наличия у мониторов пульсаций яркости. Пульсации ЭЛТ и ЖК мониторов. Биения. Методы борьбы с пульсациями мониторов.

Существующие санитарно-гигиенические нормативы содержат нормы на коэффициент пульсаций только для освещенности рабочего места. Однако нельзя не упомянуть о пульсациях яркости электронных средств отображения информации – в первую очередь о пульсациях яркости экранов, дисплеев и мониторов компьютеров, телевизоров, игровых приставок, терминалов, рекламных и информационных табло, пультов управления машинами и установками и т.п. Также пульсацией яркости обладают проекционные изображения от проекторов, на экранах кинотеатров и т.д. Необходимо отметить, что пульсация яркости устройств отображения информации оказывает намного более негативное влияние на самочувствие и здоровье человека, чем пульсация общей освещенности рабочего места по той причине, что человек вынужден внимательно вглядываться и вчитываться в представляемую на них информацию. Наличие пульсаций яркости у мониторов, дисплеев и т. п. приводит к быстрой утомляемости органов зрения и отделов мозга, отвечающих за восприятие и анализ зрительной информации. Воздействие пульсаций яркости экранов дисплеев и мониторов в течение длительного времени может привести к хроническим заболеваниям органов зрения

Природа пульсаций яркости экранов мониторов, дисплеев и других устройств отображения информации зависит от их конструкции. Наиболее распространены устройства на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) и плоскопанельные устройства на жидких кристаллах (ЖК, LCD, TFT и т.п.), светодиодах (LED, OLED и т.п.), “электронных чернилах” (E-Ink и т.п.).

В ЭЛТ-мониторах изображение создается пучком электронов, который построчно сканирует всю плоскость экрана монитора и формирует изображение, последовательно засвечивая пиксели люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность ЭЛТ- экрана. Пульсация яркости у ЭЛТ-монитора вызвана тем фактом, что электронный пучок засвечивает текущую точку люминофора лишь на короткое время, после чего переходит к засветке следующей точки.

В следующий раз данная точка экрана ЭЛТ-монитора будет засвечена только после того, как электронный пучок просканирует весь кадр изображения. Таким образом, частота пульсаций яркости ЭЛТ- монитора равна частоте кадровой развёртки. Уровень коэффициента пульсаций яркости ЭЛТ-мониторов обычно очень близок к 100% (Рис.4).

Примечание. Все изображения формы (осциллограммы) пульсаций и их частотных характеристик выполнены при помощи фотоголовки ФГ-01 и бесплатно распространяемого ПО анализатора пульсаций светового потока “Эколайт-АП “.

Это по сути означает, что ЭЛТ-мониторы нельзя использовать для постоянной длительной работы, в компьютерных классах для обучения детей, в качестве устройств отображения информации для операторов опасных производств, диспетчеров на транспорте и авиации и прочих рабочих местах с повышенными требованиями к уровню внимания и реакции оператора.

В плоскопанельных мониторах, в отличие от ЭЛТ-мониторов, изображение практически всегда формируется статическим образом. То есть сформированный пиксель изображения постоянно сохраняет своё состояние до момента, когда это состояние требуется изменить. Таким образом, сам принцип формирования изображения в основной массе плоскопанельных дисплеев исключает появление пульсаций. Однако, в большинстве плоскопанельных устройств, используются системы задней подсветки. Эти системы подсветки представляют из себя системы специализированных газоразрядных ламп либо светодиодов со всеми особенностями работы, описанными в разделах про газоразрядные и светодиодные лампы. То есть, в зависимости от схемы управления подсветкой, может возникать значительная пульсация яркости подсветки. Необходимо заметить, что во всех моделях плоскопанельных дисплеев есть функция регулировки яркости задней подсветки. Наши исследования показали, что очень часто для регулировки яркости подсветки плоскопанельного дисплея используется импульсная модуляция, т.е. лампы подсветки периодически включаются на время, пропорциональное установленной яркости подсветки. Это приводит к появлению пульсаций яркости ламп подсветки у плоскопанельных мониторов. Причём в некоторых измеренных нами экземплярах мониторов компьютеров и ноутбуков коэффициент пульсации ламп подсветки при средних значениях яркости достигал 80% при частоте пульсаций 30Гц.

В отличие от ЭЛТ-мониторов, коэффициент пульсации ламп подсветки плоскопанельных дисплеев можно существенно снизить, выставив яркость подсветки экрана близкую к максимальной. Для установки комфортных значений яркости можно задействовать программные регулировки, не влияющие на лампы подсветки плоскопанельного монитора. К сожалению, программная регулировка яркости доступна только в компьютерах.

Пример пульсации ламп подсветки мониторов при разных уровнях выставленной яркости приведены на Рис.5 и Рис.6.

Примечание. Все изображения формы (осциллограммы) пульсаций и их частотных характеристик выполнены при помощи фотоголовки ФГ-01 и бесплатно распространяемого ПО анализатора пульсаций светового потока “Эколайт-АП “.

Нами были проведены измерения коэффициента пульсаций яркости мониторов у сотрудников нашей компании. Там, где были обнаружены пульсации яркости подсветки мониторов, и там, где была возможность, мы провели регулировку яркости ламп подсветки до уровней, когда коэффициент пульсации яркости подсветки минимален. После этих мероприятий все сотрудники отметили улучшение своего самочувствия, снижение утомляемости и повышение работоспособности при работе с монитором компьютера.

Наложение пульсаций. При оценке коэффициента пульсации яркости мониторов, необходимо помнить об эффекте наложения пульсаций от устройства отображения информации и пульсаций от источников искусственного освещения. Поскольку, свет от разных источников суммируется в каждой точке пространства и создает на поверхности экрана определённую освещенность, то от экрана монитора буде исходить суммарный световой поток (излучённый и отражённый) с пульсациями, частоты которых будут равны суммарной и разностной частотам пульсаций искусственного освещения и пульсациям от экрана монитора. Могут возникать, так называемые биения уровня яркости, выражающиеся в появлении низкочастотных пульсаций яркости монитора.

Эколайт-АП “, провести полный анализ регистрируемого светового потока по величине, уровню коэффициента пульсаций, форме пульсаций. Также есть возможность провести частотный анализ пульсаций светового потока и освещенности для выявления причин их возникновения. Примеры работы анализатора пульсаций приведены на Рис.2, 3, 4, 5, 6

У люксметра-пульсметра-яркомера “Эколайт” отдельно стоит отметить функцию “Измерение искусственной освещенности и коэффициента пульсаций в присутствии естественного освещения” , учитывающую уровень естественного освещения и позволяющую оператору проводить измерения искусственной освещенности и ПРАВИЛЬНЫЙ (!!!) расчет коэффициента пульсации искусственной освещенности в светлое время суток.

ВСЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ ◄

.”◄

Практически 90 процентов информации наш мозг получает посредством органов зрения. Понятно, что для лучшего восприятия информации нам необходимо хорошее освещение. Наш организм прекрасно воспринимает естественное освещение . Но, к сожалению, мы (как наши предки) не можем себе позволить ложиться спать с заходом солнца. Поэтому нам приходится постоянно пользоваться искусственным освещением в помещении. Естественно, такое освещение имеет ряд минусов, по сравнению с естественным. Одним из которых можно смело назвать – пульсация (мерцание, моргание, мигание) ламп. Сегодня мы попробуем разобраться с таким понятием, как пульсация (мерцание, моргание, мигание) светодиодных ламп . Вообще. повышенная пульсация ламп происходит из-за периодических колебаний уровня светового потока , который мы получаем от любой лампы, в том числе и светодиодной.

Пульсация светового потока – это одна из характеристик искусственного освещения , показывающая частоту мерцания света.

Санитарные нормы и правила требуют максимальные уровни пульсации для каждого вида освещения. Согласно СП 52. 13330.2011 пульсация допускается в диапазоне 10-20 процентов. В жилых помещениях такие требования не распространяются.

Скорее всего из-за этого на всех коробках светодиодных ламп попросту не указывают коэффициент пульсации. А зря… Как выясним позже, очень зря…

Реальные коэффициенты пульсаций светодиодных приборов

Мы знаем, что может быть как от постоянного, так и переменного напряжения . А это значит, что уровень (коэффициент) пульсации, мерцания, моргания любых светодиодных ламп будет полным повторением уровня пульсаций их источников питания.

Если лампа имеет питание от постоянного тока, то и световой поток. исходящий от нее будет постоянным, что само по себе значит нулевой коэффициент пульсации.

Но в наших домах постоянного напряжения нет. Поэтому, в зависимости от схемы питания светодиодных ламп, пульсация будет составлять от 1 до 30 процентов.

Часто бывает пульсация в светодиодных лампах появляется после. Не часто, но такая проблема тоже имеет место быть.

Для сравнения, за все время проводимых измерений были получены следующие цифры:

Коэффициент пульсации для индукционных ламп составляет не более 5%
– для ламп накаливания (галогенные) – не более 5%
– люминесцентные от 5-40 %
– светодиодные от 1-30%

Мы видим, что коэффициент пульсации (моргания, мерцания, мигания) светодиодных ламп может охватывать весь диапазон пульсаций, в зависимости от того, какая используется схема их электропитания.

Поэтому можно понять, что с пульсацией надо бороться и свести к минимуму. Так чем же вредна пульсация?

Вредность пульсации (мерцания, мигания) светодиодных ламп

Мы можем фиксировать изменение поступающей информации до 300 Гц. Визуально мы их не ощущаем, но на подсознательном уровне все ПЛОХО. Как правило, человек начинает чувствовать себя плохо, появляется дискомфорт, переутомление, головокружение. И хорошо, если Вы сталкиваетесь с такой пульсацией не надолго. Но если на рабочем месте у Вас постоянно такое освещение, то это станет (рано или поздно) причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и возможно (еще не доказано. но ведутся исследования) онкологических заболеваний.

Также стоит отметить и такое важное и опасное состояние светодиодных ламп – стробоскопический эффект. Это доказанный и опасный факт. Его необходимо как можно быстрее “убирать” с рабочих мест. Пример стробоскопического эффекта: частота мерцания лампы совпадает с частотой вращения детали на каком-нибудь станке. От этого создается впечатление, что детали на станках “крутятся-вертятся” очень медленно. Из-за такого эффекта пострадали, покалечились, погибли не одна сотня работников.

Поэтому оптимальным коэффициентом пульсации ЛЮБОГО источника света стоит считать до 5 %.

Сравнение некоторых ламп по коэффициенту пульсации (мерцанию, морганию)

Ниже приведены графики протестированных ламп по коэффициенту пульсации:

1. Лампа накаливания 60 Вт – пульсация 18%
2. Лампа светодиодная Армстронг – пульсация 41%
3. Лампа люминесцентная 9 Вт WalSun – пульсация 31%
4. Лампа люминесцентная Camelion – пульсация 4%
5. Лампа люминесцентная ЛБ40 – пульсация 25%
6. Лампа светодиодная Philips 9 Вт – пульсация 3,2%
7. Лампа светодиодная кукуруза “китайская” – пульсация 68%

По полученным данным можно легко понять, что светодиодная лампа не дает нам основания считать о низкой пульсации. Самый хороший коэффициент можно считать светодиодную лампу Philips . Это не удивительно. Чем дороже лампа, чем лучше брэнд, тем лучше коэффициенты пульсации. И наоборот, повсеместное использование известных источников света (Армстронг) не говорит о том, что Вы получите качественное освещение.

Все-таки, перед покупкой стоит у продавца спрашивать сертификаты на лампы, комплектующие (если источник света собирается “на коленях”). Только тогда Вы сможете быть уверенным, что не получите негативного влияния от пульсации.

Видеообзор сравнение пульсации различных ламп

В данном видеоматериале Вы посмотрите ряд тестов сравнений по освещенности и коэффициенту пульсаций на ряде ламп: от ламп накаливания, до светодиодных.

Можно ли справиться с миганием светодиодных ламп

С миганием справиться достаточно просто, но только для тех, кто понимает где и что делать. Как правило, без паяльника тут не обойтись.

Все китайские модели не имеют драйвера в своих лампах. поэтому тут проблема решиться только с установкой драйвера. Но тут стоит понимать, что его надо еще найти таких размеров, чтобы в лампу установить.

Можно пробовать установить конденсатор. Тут надо помимо паяльника уметь считать. Для каждой каждой лампы свой. Тут без измерений не обойтись, чтобы правильно подобрать конденсатор.

Все способы сводятся только к замене или установке нормальных драйверов. Но опять же… Это дополнительные траты и трудозатраты. Скупой платит дважды! Поэтому не стоит скупиться и приобретать. Пульсация там будет, но минимальная, что нас абсолютно устраивает.

Для тех же, кто хочет все-таки самостоятельно убрать пульсацию (мигание, мерцание) есть хорошее подспорье – “Светодиодные лампы . Как убрать пульсацию Автор: Коллектив Издательство: Россия Год издания: 2015 Язык: Русский Формат: Mp4 Качество: отличное Размер: 408.20 Мб”. Забейте в поисковик и у Вас все получится.

Как определить пульсацию (мигание, мерцание) светодиодных ламп

Одним из самых простых способов определить есть ли пульсация в Вашей лампе – использовать видеокамеру. Современные камеры в телефонах имеют параметр – гашение мерцания 50 или 60 Гц. Вам необходимо найти данную опцию в параметрах и включить ее. После этого, подводя камеру к лампе Вы сможете увидеть мерцание (ни с чем его не спутать). Если же картинка остается четкой – то поздравляем, мерцания в Вашей лампе или нет или она ничтожно мала.

Также можно с легкостью телефона и фотографии определить мерцание. Достаточно сделать фотографию лампы без засветки. Фотография Вам покажет есть или нет пульсации. Если на фото Вы видите горизонтальные затемненные полоски, то Вам не повезло…

Более серьезные методы – использование компьютера, фото а, резистора мы рассматривать не будем. Материала по этому вопросу достаточно много в сети. Ищите, да обрящите.

Одним из важнейших физических факторов на каждом рабочем месте является освещение. Освещение не только обусловливает возможность выполнения работ, но и обеспечивает уровень производительности и качества труда, травмобезопасность и состояние здоровья работников. Контроль и оценка условий освещения при аттестации рабочих мест производится в соответствии с требованиями Р 2.2.2006–05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» по методике, изложенной в МУ ОТ РМ 01-98/2.2.4.706-98 «Оценка освещения рабочих мест». При этом освещение оценивается по параметрам, характеризующим как количество, так и качество света. Среди показателей качества света особое место занимает пульсация освещенности. Этот параметр световой среды неизменно вызывает вопросы.

Анализ результатов аттестации рабочих мест с персональными компьютерами показывает, что большинство из них «условно аттестованы» по причине несоответствия требованиям норм по ограничению глубины пульсации освещенности. Причем зачастую не отвечают требованиям норм по ограничению пульсации новые осветительные установки, нередко выполненные импортными светильниками, имеющие современный дизайн и обеспечивающие достаточное количество света. В итоге внешне эффектные системы освещения не соответствуют требованиям по качеству освещения и оказываются вредными с точки зрения условий и охраны труда. Использование четырехламповых растровых зеркальных светильников в административных помещениях также нередко приводит к нарушению требований норм по пульсации освещенности. При этом обеспечение требуемых уровней освещенности не представляет проблемы.

При высоких уровнях освещенности оценка условий освещения как вредных вызывает недоумение у работодателей: света много, откуда может быть «вредность»? Однако эту «вредность» очень четко отмечают работающие в условиях повышенной пульсации, которые, не фиксируя ее визуально, выражают нежелание работать «при люминесцентных ламп ах». Проблема эта не нова, и, по словам выдающегося проектировщика-светотехника Г. М. Кнорринга, «в первые годы применения люминесцентных ламп, когда вред пульсаций недооценивался и для их ограничения не принималось мер, несколько хороших в остальном осветительных установок были скомпрометированы именно из-за пульсаций».

Что же такое пульсация освещенности? Среди показателей качества световой среды это, пожалуй, самый «коварный» параметр. Коварность пульсации светового потока заключается в том, что глаз не ощущает колебания света, но на них отрицательно реагирует мозг, и человек не понимает, по какой причине он очень утомляется и неважно себя чувствует.

Причина пульсации освещенности – переменный ток, питающий осветительные установки. Световой поток источников света при питании их переменным током промышленной частоты 50 Гц пульсирует с удвоенной частотой – 100 Гц (см. рисунок).

Явление это наиболее характерно для газоразрядных источников света. Процесс электрического разряда в этих лампах практически безынерционен и следует за частотой переменного тока, в связи с чем, зависящее от этого процесса излучение люминофора, обладающего лишь малым послесвечением, также непостоянно во времени. Следует отметить, что пульсация освещенности отмечается и в осветительных установках с лампами накаливания, она весьма незначительна при использовании мощных ламп (3-5 % при лампах мощностью 300-500 Вт), однако при снижении мощности до 100-60 Вт может достигать 11-18 %.

Пульсация светового потока зрительно не воспринимается, так как частота пульсаций 100 Гц превышает критическую частоту слияния световых мельканий. Электрофизиологические исследования показали, что пульсация неблагоприятно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость. Это обусловлено изменением основной ритмической активности нервных элементов мозга, перестраивающих присущую им частоту в соответствии с частотой световой пульсации.

Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины. Большинство исследователей отмечают отрицательное воздействие пульсации света на работоспособность человека как при длительном пребывании в условиях пульсирующего освещения, так и при кратковременном, в течение 15–30 мин. Это определяет требования к ограничению глубины пульсации светового потока в осветительных установках.

Поскольку основным количественным параметром осветительных установок является нормированный уровень освещенности, в качестве критерия оценки глубины световых колебаний в осветительных установках, питаемых переменным током, принят коэффициент пульсации освещенности на рабочей поверхности, характеризующий ее глубину. Он равен отношению половины максимальной разности освещенности за период колебания к средней освещенности за период, выраженному в процентах.

Экспериментально установлено, что отрицательное действие пульсации на организм человека достаточно мало только при глубине пульсации не более 5–6 % при частоте 100 Гц. При частоте колебаний света 300 Гц и более глубина пульсаций не имеет значения, так как на эту частоту мозг не реагирует.

При работе с ВДТ на электронно-лучевых трубках вопрос об ограничении пульсации освещенности встает особенно остро, так как мозг человека крайне отрицательно реагирует на два и более одновременных, но различных по частоте и некратных друг другу ритма световых раздражений. Именно такая ситуация складывается при работе на персональном компьютере . Поэтому к осветительным установкам в помещениях с компьютерами предъявляются весьма жесткие требования по пульсации освещенности – не более 5 %.

Ограничение пульсации освещенности требуется не только в помещениях с компьютерами, но и при выполнении других видов работ, особенно работ, относящихся к точным. При этом особенно следует обратить внимание на систему комбинированного освещения, где пульсация должны быть ограничена не только в местном освещении (как правило, для этого используются светильники с лампами накаливания), но и в общем. Есть основание считать, что периферическое зрение особенно чувствительно к пульсации, поэтому общее освещение также должно соответствовать нормативным требованиям (не более 20%). На практике нередко общее освещение механических цехов, выполненное светильниками с газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДНаТ) без распределения по фазам сети, создает пульсацию освещенности, достигающую 80-90 %.

Следует отметить, что наличие пульсаций освещенности, превышающих нормативные требования, может вызвать, так называемый, стробоскопический эффект, то есть явление, когда предметы быстро движущиеся поступательно представляются имеющими многократные контуры. Вращающиеся предметы в зависимости от их скорости вращения могут казаться остановившимися, изменившими скорость или направление вращения. Искажение зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении или кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени может быть непосредственной причиной травматизма.

Меры ограничения глубины пульсации освещенности достаточно хорошо проработаны. Они изложены в любой справочной литературе по светотехнике («Справочная книга по светотехнике» под редакцией Ю.Б. Айзенберга, «Справочная книга для проектирования электрического освещения » под редакцией Г.М. Кнорринга и др.). Требование к обязательности оценки коэффициента пульсации освещенности изложено в Р 2. 2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» и в Методических указаниях «Оценка освещения рабочих мест». Контроль коэффициента пульсации освещенности в настоящее время осуществляется инструментально с помощью приборов.

Все отраслевые и ведомственные нормативные документы по освещению содержат нормируемые значения коэффициента пульсации, и их требования должны учитываться при проектировании осветительных установок (ОУ). Кроме того, ГОСТ 17677-82 «Светильники. Общие технические условия» также содержит требования по ограничению пульсации, в частности указано, что в светильниках с числом ламп, кратным двум, должны применяться пускорегулирующие аппараты, обеспечивающие сдвиг фаз между токами ламп (см. п.3.2.3 ГОСТ). И требования этого ГОСТа должны в обязательном порядке выдерживаться.

Теоретически все наши действующие осветительные установки должны обеспечивать надлежащее качество освещения. Тем более что практическое обеспечение требований норм по ограничению глубины пульсации освещенности технически достижимо: использование наиболее подходящих для данного вида работ источников света, ПРА с «расщепленной фазой», включение ламп на разные фазы сети, при необходимости использование ВЧПРА. . Однако, как показывают результаты обследования освещения, почти все существующие осветительные установки на рабочих местах с компьютерами не обеспечивают нормируемую глубину пульсации освещенности и, как правило, она составляет 28-35 %, а иногда достигает 41-50 %.

Решения, обеспечивающие соблюдение нормативных требований к освещению (как по количеству, так и по качеству), должны обеспечиваться на стадии проектирования. К сожалению, уровень проектирования осветительных установок в настоящее время оставляет желать лучшего. К тому же при сертификации светильников не проверяется коэффициент пульсации освещенности. Положение осложняется еще и тем, что отечественные заводы – изготовители светильников в большинстве своем не соблюдают требования ГОСТ16677-82 в части ограничения глубины пульсации освещенности. Нередко осветительные установки в кабинетах, где имеются рабочие места с компьютерами, монтируются вообще без проектов, просто кому-то понравились светильники в соседнем учреждении, решили себе установить не три, а, например, четыре таких светильника – чтобы светлее было! И если не соблюдается порядок монтажа осветительных установок, то о каком качестве освещения можно говорить. К слову сказать, грамотное проектирование освещения в помещениях с компьютерами является сложной задачей, технические решения иногда приходится принимать на уровне компромисса, с такой задачей способен справиться лишь опытный специалист-светотехник.

Справедливости ради надо отметить, что в последнее время на освещение, наконец-то, обратили внимание. Многие работодатели имеют намерение привести осветительные установки в состояние, соответствующее требованиям норм, в том числе и по коэффициенту пульсации освещенности. Многие из них сталкиваются с проблемой отсутствия информации о возможности приобретения соответствующей качественной аппаратуры, и это в то время, когда любой производитель ищет рынки сбыта и с готовностью предложит свою продукцию.

К сожалению, для обеспечения требуемых норм пульсации освещенности сегодня нередко приходится реконструировать действующие вновь смонтированные установки. Однако этот процесс нельзя пускать на самотек. Современный светотехнический рынок наполнен как дешевыми некачественными изделиями, так и продукцией высокого уровня , но дорогой. Чтобы разумно выбирать «золотую середину», без специалистов, владеющих вопросами освещения, не обойтись.

Надо еще раз обратить внимание на необходимость качественного проектирования вновь создаваемых осветительных установок, недопустимо монтировать системы освещения без соответствующих проектов. Нужно более ответственно подходить к процессу приемки осветительных установок в эксплуатацию, а производственный контроль проводить в полном соответствии с требованиями нормативной документации. Следует решить вопрос с информацией: потребители должны знать, что им нужно, и где это приобрести, а производителям необходимо предоставлять сведения о своих изделиях в полном объеме, причем в форме, доступной и понятной для покупателей.

К сожалению, информацию о продаваемых светильниках получить очень трудно. Продавцы твердят о наличии сертификата на светильник, об указании в паспорте светильника на соответствие его требованиям ГОСТ (как правило, это требования ГОСТ по пожарной безопасности). Никаких указаний по типам установленных ПРА в паспорте не содержится. То есть нужно очень хорошо представлять, как задать интересующий вопрос по поводу ограничения коэффициента пульсаций, чтобы получить адекватный ответ.

Что же касается реконструкции действующих осветительных установок, то наиболее целесообразным вариантом решения этой проблемы представляется разработка типовых рекомендаций с привлечением грамотных специалистов – светотехников.

Мы вкратце вспомнили историю искусственного освещения, а также немного поговорили о том, какие основные параметры есть у энергосберегающих ламп вообще и светодиодных ламп в частности. Сегодня, как и было обещано, мы перейдем к замерам и сравнениям (однако пока что без раскручиваний).

А стоит ли оно того?
Прежде всего меня волновал очевидный вопрос – все же, так ли сказочно эффективны обычные светодиодные лампы, которые можно купить в магазине, в реальных условиях? Чтобы ответить на него, я решил замерить освещенность, создаваемую в моей комнате разными лампочками, вкрученными в одну и ту же (мою) люстру. Исходно в ней стояли три двадцативаттных КЛЛ «Эра»; для сравнения я взял три светодиодных лампы Gauss по 12 Вт (утверждается, что это аналог 100 Вт лампы накаливания) и, для чистоты эксперимента, три обычных лампы накаливания по 95 Вт. Измерения проводились в центре комнаты, то есть именно там, где яркость освещения мне наиболее интересна и необходима. Скажу сразу – с точки зрения фотометрии это, наверное, не совсем корректно; но вот с точки зрения обычной жизни такое сравнение, как мне кажется, представляет основной интерес, так как отражает поведение лампочки не в интегрирующей сфере, а в самой обычной люстре.

Измерения проводились люксометром Mastech MS6610 . Стороннюю засветку я исключил плотными шторами (при выключенном освещении прибор показывал ноль люкс). Поскольку световой поток люминесцентных и светодиодных ламп зависит от их температуры, значения освещенности снимались два раза – сразу после включения и после десятиминутного прогрева (эмпирически было выяснено, что после десяти минут работы освещенность изменяется крайне незначительно). Лампы накаливания, разумеется, прогревать не надо, поэтому для них измерение проводилось только один раз, сразу после включения, чтобы не испортить люстру, расчитанную, если мне не изменяет память, максимум на 40 Ватт (для лампы накаливания) в каждом рожке. Результаты сего опыта можно наблюдать в таблице ниже.

Ну что же, видно, что этом тесте светодиодные лампы (как минимум те, что были у меня) и правда превосходят все, что ныне можно вкрутить в обычный патрон E27 (за исключением, может быть, какой-нибудь экзотики). С лампами накаливания все понятно – я и так догадывался, что результат будет не слишком впечатляющим. Интереснее сравнить светодиодные лампы и все еще популярные КЛЛ.

Сразу бросается в глаза, что за первые десять минут КЛЛ изменяют яркость почти в пять раз. На практике это означает, что для бытового сценария «зашел в комнату (кладовку) на две минуты найти что-то» они подходят хуже всего – к моменту выхода на рабочий режим их скорее всего уже выключат. Это помимо того, что газоразрядные лампы и так плохо переносят частые включения, хотя, положим, в кладовке они могут быть и не такими частыми, но, тем не менее, непродолжительными. Светодиодные лампы, напротив, несколько снижают яркость по мере прогрева – падение напряжения, а, следовательно, и мощность (при постоянном токе) на нагретом светодиоде меньше. Тем не менее, разница в яркости здесь не носит такого сногсшибательного характера, как в случае КЛЛ (что косвенно говорит о достаточно хорошем теплоотводе конкретно в этих лампах). К слову, видно, что и после прогрева разница все еще в пользу светодиодов, хотя ее размер таков, что можно считать освещенность, создаваемую и теми, и другими, примерно равной. Однако мы говорим о примерно равной освещенности, создаваемой двадцативаттной КЛЛ и двенадцативаттной LED-лампой – экономия по мощности почти в два раза. Про лампы накаливания можно даже не говорить – при во много раз большей мощности потребления по создаваемой освещенности они проигрывают и КЛЛ, и светодиодам. Кроме того, как я уже упоминал выше, девяностопятиваттные лампы в мою люстру вкручивать вообще нельзя, так что в реальности с лампами накаливания я бы не получил даже этих ста люкс. Разумеется, такое ограничение связано с нагревом.

Лампы накаливания, очевидно, уже сошли с дистанции, так что давайте сравним КЛЛ и светодиодную лампу по нагреву.

Эти изображения также были сняты после десятиминутного прогрева. Видно, что КЛЛ греется до ста градусов и более, в то время как максимальная температура светодиодной лампы составляет лишь около шестидесяти. То есть, возможность обжечься об КЛЛ, в принципе, существует (белок начинает сворачиваться при восьмидесяти градусах Цельсия), в то время как со светодиодной лампой это невозможно в принципе. Мелочь, но приятно.

Больше промеров
Итак, мы разобрались, что с точки зрения тех характеристик, которые приходят в голову первыми, светодиоды явно лучше. Время поговорить о более тонких материях, таких как коэффициент мощности и коэффициент пульсаций. Об этих хактеристиках почему-то вообще вспоминают редко, и, разумеется, их (пока что?) никогда не пишут на упаковках, а зря.

Коэффициент пульсаций является очень важным показателем. Несмотря на то, что изменения яркости с частотой более 16 – 20 Гц наш мозг сознательно не обрабатывает, эффект от них вполне заметен. Существенные пульсации общей освещенности могут привести к повышенной утомляемости, мигреням, депрессиям и прочим малоприятным вещам по части психики. Нормируется этот показатель в СНиП 23-05-95 . Там очень много разных таблиц, но, в целом, из них можно вынести, что коэффициент пульсаций общего освещения не должен превышать 20%. Стоит оговориться, что разговор обо всем этом имеет смысл до частоты около 300 Гц, поскольку далее на изменения освещенности уже не успевает реагировать сама сетчатка, и потому в этом случае в мозг просто не приходит раздражающего сигнала.

Коэффициент мощности для конечного потребителя, в принципе, неважен. Этот параметр показывает отношение активной мощности, потребляемой прибором, к полной мощности , учитывающей реактивную часть, не производящую полезной работы, но, в частности, греющую провода. Также распространено название «косинус фи» – это все оттого, что интересующая нас величина может вводиться как косинус некоторого условного угла. Максимальное, идеальное значение коэффициента мощности – 1. Бытовые счетчики учитывают только активную мощность , ее же пишут на упаковках; для потребителя в этом смысле проблем нет. Однако, если мы говорим о глобальных масштабах (например, миллионный город, целиком освещаемый светодиодными светильниками), низкий коэффициент мощности может создать большие проблемы энергетикам. Поэтому его оценка – оценка лампы в смысле светлого светодиодного будущего.

Мощность и коэффициент мощности я мерял головкой muRata ACM20-2-AC1-R-C . Коэффициент пульсаций измерялся осциллографом Uni-Trend UTD2052CL , к которому подключалась следующая схема:


Кому интересно, это классический частотно-компенсированный преобразователь «ток-напряжение» на операционном усилителе, дополненный искусственной средней точкой. Питается, для исключения наводок, от батареи. Диод BPW21R – прибор фотометрического класса с характеристикой, компенсированной согласно чувствительности человеческого глаза. Документация гарантирует линейность тока в зависимости от освещенности в фотогальваническом режиме, так что схема выдает напряжение, прямо пропорциональное освещенности фотодиода и вполне годится для измерений коэффициента пульсаций. Определяется он, кстати, как отношение размаха пульсаций к удвоенному среднему значению. И размах, и среднее значение входят в стандартные автоматические измерения любого современного цифрового осциллографа, так что с этим проблем нет – остается только удвоить и поделить. Сравнения результатов измерений этой импровизированной конструкцией со значениями, выдаваемыми прибором «ТКА-ПУЛЬС» (Госреестр), показали расхождение измеренного коэффициента пульсаций не более процента.

Итак, результаты замеров для ламп, которые оказались у меня под рукой:

С цоколем E27:

С цоколем E14:

Про лампу Wolta стоит поговорить отдельно

На упаковке читаем гордую надпись:


«Оптимальная для глаз частота мерцания». Офигеть! Что там за частота-то такая? Может быть, они имеют в виду, что она далеко за пределами регламентированных санитарными нормами трехсот Герц?

На осциллографе видим:


100 Гц, коэффициент пульсаций 68%. По СанПиН не проходит. Что они понимают под оптимальностью – загадка…

Как мы видим, здесь у светодиодных ламп не все так радужно. Тут же выясняется очень интересный факт – похоже, что о качестве светодиодных ламп нельзя судить только по производителю; одни и те же бренды, вообще говоря, ставят как рекорды качества, так и антирекорды. Надо отметить, что общий вердикт, представленный в таблице, я выносил, придавая большее значение коэффициенту пульсаций, чем коэффициенту мощности, по причинам, изложенным выше. Но даже коэффициент пульсаций в 1% не может до конца оправдать коэффициент мощности, равный 0.5, в случае промышленного изделия, продаваемого миллионными тиражами. Впрочем, для дома лучше взять такую лампу, чем изделие с единичным коэффициентом мощности и уровнем пульсаций в 50%.

Разумеется, лампы с коэффициентом пульсаций более 20% категорически не подходят для общего освещения (в люстру по шесть штук такое вкручивать не стоит). К слову, для упомянутых мной КЛЛ «Эра» он составляет чуть менее 10%, а для классической лампы накаливания – около 13%.

Последние параметры, о которых можно вскользь поговорить, это цветовая температура и индекс цветопередачи. Несмотря на то, что они формализуются, на бытовом уровне все сводится к «нравится/не нравится». Должен сказать, что все протестированные лампы в этом плане меня порадовали – ни у одной не было явного уклона в синеву или избыточную желтизну, все имели приятный белый оттенок. Но это, разумеется, на мой вкус, и только.

В следующих статьях мы наконец-то посмотрим, что у ламп внутри, и попытаемся разобраться, какие внутренние причины делают хорошие лампы хорошими, а плохие – плохими.

Примечание:
Выбор ламп для тестов обусловлен исключительно соображением «что было». Если (когда) появятся другие лампы – промеряю и выложу.

В связи с популяризацией светодиодных источников света у потенциальных покупателей возникают вопросы, связанные с качественными показателями изделия. К сожалению, в розничной торговле многие продавцы не могут дать полноценных ответов, руководствуясь исключительно данными с упаковки. Производителю, в свою очередь, выгодно указывать на упаковке к изделию только «маркетинговые» характеристики.

Значение такого технического параметра, как коэффициент пульсации, не принято приводить в описании. Многие китайские производители даже не нормируют его. Однако негативное влияние пульсирующего освещения доказано научно и нормативно закреплено российскими стандартами. Стоит ли делать акцент на этом физическом явлении при выборе светодиодных ламп? Какую опасность несёт повышенное мерцание для человека?

Определение и единица измерения

Коэффициент пульсации (Кп) является одной из характеристик, которая определяет качество искусственного освещения. Для расчета Кп производят замер уровня освещённости с фиксацией минимального, среднего и максимального значения. Затем данные подставляют в представленную ниже формулу. Коэффициент пульсации светодиодных ламп – безразмерная величина. Для удобства понимания полученный результат отображают в процентном эквиваленте. По данной формуле проводят расчёты, полученные на основании измерений гармонических колебаний. Драйверы светодиодных ламп являются источником негативных сигналов гармонической формы, что упрощает проведение замеров экспериментальным методом.

При наличии в источнике излучения импульсных помех применяют более сложные расчёты. Однако к электрическим схемам блоков питания LED-ламп это не имеет отношения.

Как проверить пульсацию?

Сразу следует отметить, что, во-первых, мерцание лампы возможно только при включении её к питающей сети переменного тока. При питании от аккумулятора или батареек работают светодиодные лампы без пульсаций (Кп=0%). Во-вторых, измерить пульсацию подручными средствами (видео или фотокамерой) невозможно. С их помощью можно лишь утолить своё любопытство и убедиться в наличии мерцания.

Согласно ГОСТ Р 54945–2012, пульсация светодиодных ламп должна измеряться специальными приборами с измерительными преобразователями излучения. В документе приводится ряд приборов, рекомендуемых для проведения измерений:

  • Многоканальный радиометр «Аргус»;
  • Пульсметр-люксметр «Аргус 07» или «ТКА-ПКМ»/08;
  • Пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/08;
  • Люксметр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01» или «Эколайт-02».

Внешне эти измерительные приборы немного крупнее пульта дистанционного управления, оснащены фотодатчиками, дисплеем и кнопками управления. Как правило, прибор можно подключить к ПЭВМ, и с помощью прикладной программы организовать визуализацию и дополнительные вычисления.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 и СП 52.1333.2011

В России требования к качеству освещения регламентируются нормативными документами. В частности, СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 устанавливает гигиенические требования к освещению в жилых и общественных зданиях. В жилых комнатах светодиодные лампы должны обеспечивать уровень освещённости не менее 150 Лк. Коэффициент пульсации при этом не нормируется. В общественных непроизводственных зданиях санитарные нормы устанавливают значение Кп в пределах 10-20%.

В своде правил СП 52.1333.2011 большое внимание уделяется нормам искусственного освещения всех типов сооружений, селитебных зон и производственных площадок. В нормативном документе отдельно оговорены требования к светодиодным источникам света. В зависимости от степени напряженности работы в нём приведены допустимые значения коэффициента пульсаций и освещенности.

Отрицательное воздействие

Видимые пульсации светового потока частотой до 80 Гц оказывают негативное влияние на мозг, раздражают нервную систему через органы зрения. В результате человек подсознательно вынужден бороться с дискомфортом, хочет быстрее покинуть зону воздействия мерцающего света. Освещение пульсирующим светом может привести и к реальным производственным травмам. Например, если скорость вращения циркулярной пилы совпадает по частоте светового потока светодиодной лампы, человеку может показаться, что станок не подвижен. Подобные ситуации являются серьезными причинами травматизма на производстве.
Мерцание в диапазоне 80–300 Гц не воспринимается напрямую человеческим глазом. Однако зрительные рецепторы детектируют данные колебания, которые провоцируют сбои в работе головного мозга. Действуя незаметно, они постепенно сдвигают гормональный фон, способствуют снижению работоспособности, ухудшают эмоциональное самочувствие. Как показали эксперименты – длительное нахождение в зоне пульсаций светового потока способствует возникновению и обострению хронических заболеваний нервной системы.

Как убрать пульсацию в светодиодной лампе?

Во многие светодиодные лампы китайского происхождения устанавливают примитивный блок питания (БП), который назвать драйвером невозможно. Он состоит из RC-цепочки, диодного моста и фильтрующего конденсатора малой ёмкостью, не более 10 мкФ. Именно из-за отсутствия качественного сглаживающего фильтра постоянное напряжение на выходе пульсирует с частотой менее 300 Гц. Ниже представлена схема подобной лампы.
Улучшить качество выходного сигнала можно путём замены электролитического конденсатора на аналог большей ёмкости. В результате амплитуда переменной составляющей сигнала снизится в несколько раз. Однако это не всегда возможно, ввиду большого размера конденсатора необходимой емкости.

Основные требования к драйверу – обеспечение светодиодов лампы стабильным током и миниатюрные размеры, необходимые для размещения схемы внутри цоколя. Поэтому самым надёжным способом значительно снизить коэффициент пульсации, является замена некачественного блок питания на драйвер со встроенным ШИМ-регулятором.

Если по субъективным причинам не удаётся избавиться от вредного мерцания светодиодной лампы, то рекомендуется установить её в помещении с наименьшим количеством включений. Наметив очередную покупку светодиодной лампы, делайте выбор в пользу сертифицированной продукции известных брендов.

Читайте так же

Я часто пишу о пульсации плохих светодиодных ламп (а теперь ещё и о пульсации подсветки телевизоров). Напомню, пульсация света может приводить к усталости глаз и мозга, вызывать головные боли и приводить к обострению нервных заболеваний.

Для определения пульсации света многие используют камеры смартфонов – если свет пульсирует, по экрану бегут полосы, причём чем они чернее, тем пульсация больше.

Но это лишь косвенный «взгляд на пульсацию» – мы видим интерференцию между пульсацией света и работой электронного затвора камеры. На некоторых смартфонах полос может и не быть из-за программного подавления пульсаций.

Сегодня я дам вам возможность увидеть пульсацию непосредственно, как она есть.

С помощью камеры, снимающей со скоростью 1200 кадров в секунду, я зафиксировал пульсацию света обычной лампы накаливания 25 Вт (у ламп накаливания чем меньше мощность, тем больше пульсация) и плохой светодиодной лампы.

Я воспроизвожу видео со скоростью 10 кадров в секунду, поэтому получается замедление в 120 раз.

Лампа накаливания:


Нить лампы накаливания не успевает остыть, поэтому пульсация небольшая – коэффициент пульсации 23%. Это означает, что минимум яркости лишь на 23% меньше уровня максимума. Такая пульсация практически незаметна глазами и вреда от неё нет.

А вот так светит плохая светодиодная лампа.


100 раз в секунду лампа полностью гаснет, а потом загорается снова. Коэффициент пульсации 100%.

Такая пульсация раздражает. Её отлично видно боковым зрением и при быстром переводе взгляда (объекты в поле зрения «распадаются» из-за стробоскопического эффекта). Именно от такой пульсации света устают глаза и может болеть голова.

К счастью, ламп с пульсацией на рынке всё меньше и меньше. Лампы с обычными цоколями E27 сейчас почти все без пульсации, пульсирующие лампы с цоколями E14 ещё встречаются (чаще всего филаментные свечки и шарики). К сожалению, более половины светодиодных микроламп с цоколем G9 имеют пульсацию 100% (очень сложно разместить в малюсеньком корпусе хороший драйвер со сглаживающим конденсатором).

Никогда не используйте в жилых помещениях лампы с видимой пульсацией света. Проверить наличие или отсутствие пульсации можно как с помощью смартфона, так и

Лампы филипс технические характеристики коэффициент пульсации. Пульсация светодиодных светильников

На многие вещи, связанные с повседневной деятельностью человека, зачастую влияет качество света-это давно известный факт. Иногда мы даже не задумываемся о последствиях процессы проходят на подсознательном уровне, почти как во сне. Как снизить нагрузку на мозг в четыре раза и увеличить эффективность труда, а также о других эффектах пульсации светового потока подробнее в нашей статье.

В двух словах

Пульсация светового потока = эффект мерцания.

Снижение пульсаций источника света является важной составляющей в борьбе за качество света. В последнее время одним из заметных трендов на рынке LED-освещения становится гонка за нулевым значением коэффициента пульсации. Так ли это важно на самом деле, давайте разбираться

Подробнее о коэффициенте пульсации

Пульсация светового потока-это одна из основных характеристик источников искусственного освещения, отражающая частоту мерцания и качество света в целом. Характеризуется данный эффект специальным параметром-коэффициентом пульсации.

Для тех, кто любит формулы и ГОСТы

Коэффициент пульсации это относительная величина и измеряется она в % от разности максимального и минимального значений освещенности в люксах, приведенная к усредненному значению освещенности за период.


В России ограничения по значениям Kп светильников регламентируются СНиП 23-05-95, ГОСТ 17677-82 и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. В Европе и США подобных норм не существует. Основные ограничения, существующие в России:

    Пульсации освещенности, частотой до 300 Гц, на рабочих местах не должны превышать 20%, в некоторых случаях (при работе с ПЭВМ) – 5%.

    В местах временного пребывания (коридоры, лестницы, переходы и т.п.) уровень пульсации не нормируется.

  1. Не нормируются пульсации освещенности, частота которых превышает 300 Гц.

Предыстория появления эффекта

Физика работы LED такова, что включение диода возможно только при определенном значении силы тока и его направлении. Для подключения в цепях переменного напряжения (бытовой сети) и управления их яркостью мы, как специалисты-светотехники, вынуждены применять специальные пускорегулирующие устройства-LED-драйверы и диммеры с широтно-импульсной модуляцией-ШИМ (о ней читайте в нашей следующей статье).

И здесь все просто-колебания тока на выходе таких устройств порождает колебания светового потока LED, именно поэтому применение пускорегулирующей аппаратуры в системах освещения порождают подобный специфический эффект.

В этом плане обычная лампа накаливания подвержена тем же самым воздействиям со стороны питающей сети. Однако, она более инертна по своим характеристикам, поэтому мерцания частотой в 50 Гц фактически отсутствуют.

Теперь немного о том, как пульсация света может влиять на самочувствие человека и чем она опасна.

О пороге восприятия частоты пульсаций света и их влияние на человека

В большинстве случаев человеческий глаз не фиксирует пульсацию источника искусственного света, поскольку существует определенный порог восприятия, связанный с особенностями нашего зрения и частотой самих пульсаций.

Многократными исследованиями доказано, что критическая частота восприятия пульсаций-300 Гц, при достижении этого значения человеческий мозг перестает воспринимать их как таковые. При частоте до 120 Гц мозг на подсознательном уровне воспринимает пульсацию как некий “месседж” и пытается его обработать. Считается, что таким образом, человек воспринимает до 4 частот мерцаний от различных источников света, что в значительной степени повышает “загруженность” его центрального вычислителя-головного мозга.

Можно выделить два вида влияний пульсации светового потока на человека: краткосрочные и долгосрочные, см. таблицу 1.

Таблица 1

Влияние пульсаций на человека

Краткосрочное влияние

Долгосрочное влияние

    усталость органов зрения

    снижение внимания

    утомляемость организма

    замедление активности мозга

    тошнота и нарушение пищеварения

    нарушение циркадных ритмов

    депрессия

    бессонница

    патология сердечно-сосудистой системы

    патология органов зрения

    патология ЖКТ

    эректильная дисфункция

    расстройство НС

Стробоскопический эффект – положительные и отрицательные стороны

Наиболее опасным последствием пульсации света можно назвать стробоскопический эффект на промышленных объектах, где присутствуют быстро движущиеся открытые механизмы и детали машин. Частота их вращения может совпасть с частотой мерцания света и может показаться, что механизм неподвижен, что зачастую является причиной серьезных травм и повреждений, см.рисунок ниже

Эффект мерцания источника света может быть зафиксирован при фото- и видеосъемке на коротких выдержках-тот эффект, о котором было рассказано в самом начале статьи. Данный неприятный момент может испортить не только несколько фотографий, но и испортить имидж студий и съемочных павильонов.

Световое оборудование для клубов и концертных площадок

Лазерные и диодные стробоскопы-это одни из самых распространенных световых девайсов, которые любят применять в клубах и на дискотеках. Интересный кратковременный световой эффект повышает настроение посетителям и является абсолютно безвредным для человека.

В заключение от Aledo

В последнее время нам все чаще приходится слышать о том, что на рынке появляются светильники с коэффициентом пульсации 1-2%-это результат борьбы производителей LED за конкурентные преимущества, о которых мы писали в самом начале статьи.

Наша позиция в этом вопросе такова: коэффициент пульсации источника света 20%-это абсолютно нормальное и допустимое значение, обозначенное в ГОСТе и СанПиНе. Конечно, существуют условия труда и быта человека, где необходимо максимальное снижение Kп (до 5% и ниже), но это весьма частные и редкие случаи. Мы всегда стараемся анализировать проект, исходим из реальных потребностей наших клиентов и предлагаем наиболее рациональные варианты для систем освещения.

Кстати, в шоуруме kaledoscop есть специальный прибор, который мы используем для тестирования наших решений и поставляемого оборудования,-пульсометр. Приезжайте к нам в гости, за чашкой кофе или чая, мы сможем показать на деле, что такое пульсация светового потока и какие решения существуют в России и мире для снижения подобного эффекта.

Что такое пульсация светового потока? Какое влияние она оказывает на здоровье человека? Что такое коэффициент пульсации и как его вычислить?

Коэффициент пульсации светильников

Пульсация светового потока – это одна из характеристик искусственного освещения, показывающая частоту мерцания света. Количественной характеристикой пульсации служит коэффициент пульсации (Кп, %), равный отношению половины разности максимальной и минимальной освещенности за период в Люксах к средней освещенности за тот же период:

Согласно санитарным нормам и правилам, допустимыми являются значения Кп в диапазоне от 5 до 20%.

Рассмотрим с точки зрения коэффициента пульсации три самых популярных типа светильников: с лампами накаливания, люминесцентный и светодиодный.

Светильники с лампами накаливания как правило подключаются напрямую к сети переменного тока напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. Частота изменения яркости свечения лампы накаливания составляет 100 Гц. Коэффициент пульсации лампы накаливания определяется иннерционностью нити накаливания, т.е. тем, как быстро нить накаливания успевает нагреться и остыть за полупериод питающего напряжения. Таким образом, чем мощнее лампа накаливания, и, следовательно, чем толще ее нить, тем меньше коэффициент пульсации.

Светильники с люминесцентными (газоразрядными) лампами, в отличие от традиционных светильников с лампами накаливания, работают исключительно от переменного тока, который необходим для формирования электрического разряда, служащего источником света в люминесцентной лампе. Это означает, что пульсация света неизбежна. Обладающий иннерционностью люминофор на стенках колбы несколько сглаживает пульсацию.

Коэффициент пульсации люминесцентного светильника сильно зависит от электрической схемы, управляющей его работой. В старых схемах были задействованы ЭмПРА – электромагнитные пускорегулирующие аппараты. Светильники, снабженные такими аппаратами, получали питание из 220-Вольтной сети частотой 50 Гц и пульсировали с частотой 100 Гц. Сейчас на смену ЭмПРА пришли электронные пускорегулирующие автоматы – ЭПРА, преобразующие входную частоту питающей сети в частоты свыше 300 Гц (т.е. свыше тех частот, что фиксируют глаза и мозг человека). Качественные ЭПРА существенно снижают коэффициент пульсации. Однако разные ЭПРА сильно отличаются друг от друга как с точки зрения общего качества исполнения, так и с точки зрения воздействия на пульсацию светильника.

Светодиодные светильники работают как от переменного, так и от постоянного тока. При работе от постоянного тока пульсация отсутствует. При работе от переменного напряжения питания пульсация может быть сведена до минимума при помощи драйвера, преобразующего переменный ток в постоянный. Драйвер входит в состав любого светодиодного светильника. Однако минимизировать пульсацию способен только качественный драйвер – в противном случае, она не будет сильно отличаться от пульсации люминесцентного светильника со старым ЭмПРА.

Влияние пульсации на здоровье человека

Человеческий глаз практически не различает пульсацию светового потока – мозг не успевает полностью обработать зрительную информацию, изменяющуюся с частотой свыше нескольких десятков Герц. На этом свойстве зрения основывается принцип показа видеоизображений, где кадры меняются с частотой от 25 Гц и выше, а зритель воспринимает увиденное как единую картину, плавно изменяющуюся со временем.

Тем не менее, по данным медицинских исследований, человеческий мозг фиксирует изменения информации, поступающей через органы зрения, вплоть до 300 Гц. Такие изменения зрительной информации не воспринимаются на сознательном уровне, но оказывают значительное воздействие невизуального характера, причем это воздействие довольно-таки негативное: «жертва» ощущает необъяснимый дискомфорт, переутомление, головокружение даже в, казалось бы, комфортных и светлых комнатах. Систематическое невизуальное воздействие света (например, на рабочем месте) может послужить косвенной причиной постоянного подавленного состояния, бессонницы, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

Пульсация светового потока свыше 300 Гц считается безопасной для здоровья человека. Во всяком случае, до сих пор никакого влияния на здоровье и самочувствие человека замечено не было.

Говоря о влиянии пульсации светового потока на здоровье и безопасность человека, нельзя не упомянуть о таком явлении, как стробоскопический эффект. Стробоскопический эффект возникает тогда, когда частота мерцания светильника является кратной или совпадает с частотой движений деталей рабочего оборудования, из-за чего кажется, что те медленно двигаются в обратном направлении или не двигаются вообще. Например, неподвижными могут казаться вращающийся вал фрезерного станка, работающая циркулярная пила, блок ножей мясорыхлителя и пр. Шума одного механизма, естественно, не будет слышно в общем производственном гуле. В результате ежегодно десятки тысяч рабочих лишаются конечностей (а иногда и жизни). По итогам расследования производственных несчастных случаев «виновным» зачастую оказывается именно стробоскопический эффект. Стробоскопический эффект может возникнуть при коэффициенте пульсации в 10%.

В общем и целом, несмотря на то, что российские санитарные нормы допускают глубину пульсации до 20% (для некоторых помещений – до 10-15%), оптимальной для комфорта и безопасности человека была признана пульсация, чей коэффициент не превышает 4-5%. Такие показатели способны обеспечить только светодиодные светильники с качественным драйвером.

Пульсация и санитарные нормы

Допустимый уровень пульсации для разных учреждений указан в следующих нормативных документах: СНиП (Строительные Нормы и Правила) 23-05-2010 (редакция СНиП 23-05-95) и СаНПиН (Санитарные правила и нормы) 2.21/2.1.1.1278-03.

Согласно нормам, коэффициент пульсации на рабочей поверхности рабочего места не должен превышать 10-20% (в зависимости от специфики помещения и точности производимых работ), а в помещениях, оборудованных компьютерами – 5%. В общеобразовательных, а также в детских дошкольных учреждениях глубина пульсации должна быть не выше 10%.

Следует заметить, что с 1 января 2013 года действует новый ГОСТ Р 54945-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности», в котором говорится о том, что “коэффициент пульсации освещенности учитывает пульсацию светового потока до 300 Гц. Частота пульсации свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность”.

Несмотря на то, что санитарные нормы и правила в отношении освещения действуют более 10 лет, в последние годы контроль за соблюдением норм освещения на рабочих местах и в общественных помещениях сильно ужесточился, и огромное множество офисов, производственных помещений, клиник и школ были признаны потенциально опасными для сотрудников и посетителей. Самый простой способ избежать этого – поставить светодиодные светильники с гарантированно минимальной пульсацией. К счастью, сейчас есть множество качественных, надежных и доступных по цене светодиодных светильников как для офисных помещений, так и для промышленных комплексов, и, конечно же, для медицинских и образовательных учреждений.

Переходите на безопасное и экономичное освещение прямо сейчас! После отправки заявки наш менеджер свяжется с вами, чтобы уточнить все детали.

Содержание:

Полупроводниковые осветительные приборы обладают множеством преимуществ и пользуются широкой популярностью среди широких масс населения. Среди них следует отметить сравнительно невысокий коэффициент пульсации светодиодных ламп, характеризующий степень безопасности того или иного источника освещения для человеческого глаза. Дело в том, что формирование зрения происходило только при солнечном свете, при отсутствии посторонних факторов.

По мере развития цивилизации, человечеству потребовалось дополнительное освещение для нормальной жизни и деятельности в темное время суток. В связи с этим . Следом за ними появились и современные осветительные приборы. Сравнительно недавно ученые обнаружили у них явление пульсации, отрицательно влияющее на организм. В результате, многие виды ламп были признаны недопустимыми для использования в детских учреждениях, и других помещениях с постоянным пребыванием людей.

Мерцание или пульсация светодиодных ламп

Эффект мерцания во время освещения создается практически всеми осветительными приборами. Пульсирующий не воспринимается напрямую человеческим глазом, поскольку частота пульсаций выше критической частоты слияния мельканий. Тем не менее, отрицательное воздействие присутствует, приводя к повышенной утомляемости. В случае усиления пульсации, возрастает глазное напряжение, наступает быстрая усталость, головные боли. В конечном итоге, человек уже не может сосредоточиться при выполнении сложной работы.

Максимальное мерцание создается обычными лампами накаливания. Поскольку мерцание полностью зависит от пульсаций источника питания, в светодиодных лампах эта проблема была решена путем использования драйверов, через которые к источнику света осуществляется подача постоянного электрического тока. Однако не все производители устанавливают качественные элементы, способные понизить уровень пульсации даже ниже допустимой нормы. Таким образом, конечный продукт имеет очень низкую стоимость, но и соответствующее неудовлетворительное качество.

В некоторых случают мерцание светодиодных ламп может появиться лишь через определенное время после их покупки. Это также свидетельствует о низком качестве товара. Наиболее выгодным вариантом считается приобретение дорогостоящих изделий, у которых на упаковке отражены технические характеристики, в том числе и коэффициент пульсации, являющийся важным параметром каждого источника освещения.

Что такое коэффициент пульсации

Основной характеристикой мерцания светового потока является коэффициент пульсации. Он представляет собой безразмерную величину, выраженную в процентах и показывающую степень колебания освещенности при временном изменении светового потока. За основу берется источник света, подключенный к переменному току. В формуле, приведенной на рисунке, Емакс и Емин соответствуют максимальному и минимальному значению освещенности за время ее колебания, Еср является средним значением освещенности за этот же промежуток времени.

Как показали исследования, даже при 10% коэффициенте пульсации возникает стробоскопический эффект, являющийся оптическим обманом зрения, появляющимся в результате искаженного восприятия предметов, находящихся в движении. В соответствии с нормами Российской Федерации, допустимая величина коэффициента пульсации установлена в размере 5-20% в зависимости от условий, в которых осуществляется зрительная работа.

В местах где чаще всего находятся люди, коэффициент пульсации не должен превышать:

  • Помещения, где установлены компьютеры – 5%.
  • Детские дошкольные учреждения – 10%.
  • Учреждения общего, начального, среднего и высшего специального образования – 10%.

Кроме того, 10% норма устанавливается для помещений, где может появиться стробоскопический эффект и в помещениях, предназначенных для выполнения высокоточных работ.

Коэффициент пульсации не ограничивается в складских помещениях и производственных цехах, в которых люди пребывают лишь периодически и где отсутствует вероятность появления стробоскопического эффекта. Последний фактор может привести к возникновению опасной ситуации, когда вращение детали и частота мерцаний света будут совпадать. В этом случае деталь будет визуально казаться находящейся в неподвижном состоянии, из-за чего возрастает риск производственного травматизма.

Данные нормы были введены сравнительно недавно, но лишь в последнее время их соблюдение стало активно контролироваться. Практически все рабочие места на большинстве предприятий, учреждений и учебных заведений перестали отвечать санитарным нормам. Поэтому все мероприятия по результатам проверок направлены на улучшение качества .

Проверка уровня пульсации светодиодных ламп

Уровень пульсации определяется коэффициентом, который рассматривался ранее. При условии подключения светодиодных ламп к переменному току, в зависимости от схемы питания, коэффициент пульсации может составлять 1-30%, то есть охватывается весь возможный диапазон.

Для того чтобы определить этот коэффициент, необходимо произвести специальные измерения. При этом следует учитывать несколько факторов. Во-первых, все измерения должны проводиться только при переменном токе, поскольку постоянный ток дает нулевой коэффициент и мерцание полностью отсутствует. Во-вторых, не следует пытаться измерять пульсацию с помощью подручных средств, например, фотокамерой. Они лишь констатируют сам факт мерцания, а не его величину.

Поэтому для проведения измерений существуют специальные приборы с функцией преобразования излучения. Можно воспользоваться многоканальным радиометром «Аргус», пульсометрами-люксметрами «Аргус 07» или «ТКА-ПКМ/08» и другими аналогичными устройствами. Все они могут подключаться к компьютерам для проведения дополнительных вычислений с помощью специальных программ.

В обычной ситуации человек так описывает свет от искусственного источника: яркий или тусклый, теплый или холодный. О мерцании современных бытовых ламп речь в большинстве случаев не идет. Но значит ли это, что они действительно производят «ровный» свет? И если ответ отрицательный, то чем вредна пульсация ламп?

Что такое пульсация света?

Пульсация освещенности создается мерцанием осветительного прибора. Наш глаз практически не воспринимает эти колебания, но мозг реагирует на мерцание лампы при частоте до 300 Гц.

Лаборатория промышленного освещения ивановского НИИ охраны труда провела исследования, которые установили: при увеличении глубины пульсаций света их вредное воздействие на организм возрастает. Появляются внутреннее напряжение, усталость, человеку трудно сосредоточиться. Это происходит из-за того, что организм не успевает приспособиться к значительным изменениям уровня яркости освещенности за короткие периоды времени.

После оценки результатов многочисленных исследований нормы СанПиН и СНиП ужесточились: к освещению помещений для работы и отдыха людей стали предъявлять особые требования. С обязательным учетом нормируемого коэффициента пульсации, который отражает ее глубину. А точнее, показывает изменение уровня освещенности при максимальном и минимальном колебаниях яркости света.

Нормальные показатели пульсации ламп

Все лампы мерцают, хотя глазу это не всегда заметно. Но коэффициент пульсации разных типов ламп неодинаков. Его значения при частоте 0-300 Гц для основных видов осветительных приборов таковы:

  • лампы накаливания – 12-18 %;
  • люминесцентные – 23-39 %;
  • галогенные – 11-29 %;
  • светодиодные – 0-8 %.

Действующие санитарные нормы РФ – актуализированная редакциия СП 52. 13330.2011 “Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95” и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 ограничивают пульсацию приборов освещения при частоте пульсаций до 300 Гц.

Так, например, в игровых комнатах детских садов, а также учебных классах, кабинетах, аудиториях учреждений образования этот показатель не должен превышать 10 %. Этот же норматив действует и для торговых залов супермаркетов, для парикмахерских, некоторых производственных и медицинских помещений.

В читальных залах, мастерских по обработке древесины и металла, помещениях для компьютерных игр коэффициент пульсации ограничен 15 %. Самый высокий нормируемый показатель 20 % установлен, к примеру, для помещений с непродолжительным пребыванием людей (конференц-залы, архивные хранилища, спортзалы, кладовые).

Самые строгие требования предъявляются к освещению мест, оборудованных компьютерной техникой. В частности, коэффициент пульсации света в таких кабинетах не должен превышать 5 %. Это связано с тем, что помимо ламп пульсируют также мониторы компьютеров, что создает дополнительную нагрузку на органы зрения и организм в целом.

Впервые о негативном влиянии пульсации света заговорили полвека назад. Еще в 1963 г. в 5-ом номере журнала «Светотехника» появилась статья, в которой описывались результаты исследования воздействия пульсирующего освещения на организм человека (авторы В. А. Самсонова и В. Г. Ильянок).

Ученые установили: мозг регистрирует даже те мерцания ламп, которые зрительно не фиксируются. Оказалось, что его работа нарушается уже при коэффициенте пульсаций выше 5-8 % и частоте 100 Гц. В процессе исследований также выяснилось, что пульсации глубиной 20 % и 100 % создают одинаковый вред здоровью.

Вопрос пульсации ламп изучают по сей день. В московском институте, занимающемся исследованиями в области охраны здоровья детей и подростков (НИИ ГиОЗДиП НЦЗД РАМН), провели группу специальных тестов. Ученые сравнивали влияние освещения, производимого разными светильниками на здоровье школьников.

Результаты показали, что в классах, оборудованных лампами с более высоким коэффициентом пульсации, у детей к концу урока почти в 3 раза снижалась работоспособность. Кроме того, у них заметно возрастали жалобы на:

  • слабую концентрацию внимания,
  • ощущение внутреннего дискомфорта,
  • сухость и резь в глазах,
  • необъяснимый упадок настроения,
  • чувство сильной усталости к концу школьного дня,
  • трудности с засыпанием.

После того как в классах были установлены светодиодные светильники, дети стали меньше волноваться по поводу учебы в школе, у большинства исчезла плаксивость, стал крепче сон, возросла работоспособность.

Соответствие рабочих мест нормам освещенности контролируют проверяющие органы. Домашнее освещение также влияет на организм, но в этом случае контроль показателей – дело частное. Однако даже при желании установить точные значения сделать это на глаз невозможно. Как быть?

В связи с популяризацией светодиодных источников света у потенциальных покупателей возникают вопросы, связанные с качественными показателями изделия. К сожалению, в розничной торговле многие продавцы не могут дать полноценных ответов, руководствуясь исключительно данными с упаковки. Производителю, в свою очередь, выгодно указывать на упаковке к изделию только «маркетинговые» характеристики.

Значение такого технического параметра, как коэффициент пульсации, не принято приводить в описании. Многие китайские производители даже не нормируют его. Однако негативное влияние пульсирующего освещения доказано научно и нормативно закреплено российскими стандартами. Стоит ли делать акцент на этом физическом явлении при выборе светодиодных ламп? Какую опасность несёт повышенное мерцание для человека?

Определение и единица измерения

Коэффициент пульсации (Кп) является одной из характеристик, которая определяет качество искусственного освещения. Для расчета Кп производят замер уровня освещённости с фиксацией минимального, среднего и максимального значения. Затем данные подставляют в представленную ниже формулу. Коэффициент пульсации светодиодных ламп – безразмерная величина. Для удобства понимания полученный результат отображают в процентном эквиваленте. По данной формуле проводят расчёты, полученные на основании измерений гармонических колебаний. Драйверы светодиодных ламп являются источником негативных сигналов гармонической формы, что упрощает проведение замеров экспериментальным методом.

При наличии в источнике излучения импульсных помех применяют более сложные расчёты. Однако к электрическим схемам блоков питания LED-ламп это не имеет отношения.

Как проверить пульсацию?

Сразу следует отметить, что, во-первых, мерцание лампы возможно только при включении её к питающей сети переменного тока. При питании от аккумулятора или батареек работают светодиодные лампы без пульсаций (Кп=0%). Во-вторых, измерить пульсацию подручными средствами (видео или фотокамерой) невозможно. С их помощью можно лишь утолить своё любопытство и убедиться в наличии мерцания.

Согласно ГОСТ Р 54945–2012, пульсация светодиодных ламп должна измеряться специальными приборами с измерительными преобразователями излучения. В документе приводится ряд приборов, рекомендуемых для проведения измерений:

  • Многоканальный радиометр «Аргус»;
  • Пульсметр-люксметр «Аргус 07» или «ТКА-ПКМ»/08;
  • Пульсметр-люксметр «ТКА-ПКМ»/08;
  • Люксметр-яркомер-пульсметр «Эколайт-01» или «Эколайт-02».

Внешне эти измерительные приборы немного крупнее пульта дистанционного управления, оснащены фотодатчиками, дисплеем и кнопками управления. Как правило, прибор можно подключить к ПЭВМ, и с помощью прикладной программы организовать визуализацию и дополнительные вычисления.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 и СП 52.1333.2011

В России требования к качеству освещения регламентируются нормативными документами. В частности, СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 устанавливает гигиенические требования к освещению в жилых и общественных зданиях. В жилых комнатах светодиодные лампы должны обеспечивать уровень освещённости не менее 150 Лк. Коэффициент пульсации при этом не нормируется. В общественных непроизводственных зданиях санитарные нормы устанавливают значение Кп в пределах 10-20%.

В своде правил СП 52.1333.2011 большое внимание уделяется нормам искусственного освещения всех типов сооружений, селитебных зон и производственных площадок. В нормативном документе отдельно оговорены требования к светодиодным источникам света. В зависимости от степени напряженности работы в нём приведены допустимые значения коэффициента пульсаций и освещенности.

Отрицательное воздействие

Видимые пульсации светового потока частотой до 80 Гц оказывают негативное влияние на мозг, раздражают нервную систему через органы зрения. В результате человек подсознательно вынужден бороться с дискомфортом, хочет быстрее покинуть зону воздействия мерцающего света. Освещение пульсирующим светом может привести и к реальным производственным травмам. Например, если скорость вращения циркулярной пилы совпадает по частоте светового потока светодиодной лампы, человеку может показаться, что станок не подвижен. Подобные ситуации являются серьезными причинами травматизма на производстве.
Мерцание в диапазоне 80–300 Гц не воспринимается напрямую человеческим глазом. Однако зрительные рецепторы детектируют данные колебания, которые провоцируют сбои в работе головного мозга. Действуя незаметно, они постепенно сдвигают гормональный фон, способствуют снижению работоспособности, ухудшают эмоциональное самочувствие. Как показали эксперименты – длительное нахождение в зоне пульсаций светового потока способствует возникновению и обострению хронических заболеваний нервной системы.

Как убрать пульсацию в светодиодной лампе?

Во многие светодиодные лампы китайского происхождения устанавливают примитивный блок питания (БП), который назвать драйвером невозможно. Он состоит из RC-цепочки, диодного моста и фильтрующего конденсатора малой ёмкостью, не более 10 мкФ. Именно из-за отсутствия качественного сглаживающего фильтра постоянное напряжение на выходе пульсирует с частотой менее 300 Гц. Ниже представлена схема подобной лампы.
Улучшить качество выходного сигнала можно путём замены электролитического конденсатора на аналог большей ёмкости. В результате амплитуда переменной составляющей сигнала снизится в несколько раз. Однако это не всегда возможно, ввиду большого размера конденсатора необходимой емкости.

Основные требования к драйверу – обеспечение светодиодов лампы стабильным током и миниатюрные размеры, необходимые для размещения схемы внутри цоколя. Поэтому самым надёжным способом значительно снизить коэффициент пульсации, является замена некачественного блок питания на драйвер со встроенным ШИМ-регулятором.

Если по субъективным причинам не удаётся избавиться от вредного мерцания светодиодной лампы, то рекомендуется установить её в помещении с наименьшим количеством включений. Наметив очередную покупку светодиодной лампы, делайте выбор в пользу сертифицированной продукции известных брендов.

Читайте так же

Читайте также…

Коэффициент пульсации нормы. Что такое пульсация светодиодных ламп

В обычной ситуации человек так описывает свет от искусственного источника: яркий или тусклый, теплый или холодный. О мерцании современных бытовых ламп речь в большинстве случаев не идет. Но значит ли это, что они действительно производят «ровный» свет? И если ответ отрицательный, то чем вредна пульсация ламп?

Что такое пульсация света?

Пульсация освещенности создается мерцанием осветительного прибора. Наш глаз практически не воспринимает эти колебания, но мозг реагирует на мерцание лампы при частоте до 300 Гц.

Лаборатория промышленного освещения ивановского НИИ охраны труда провела исследования, которые установили: при увеличении глубины пульсаций света их вредное воздействие на организм возрастает. Появляются внутреннее напряжение, усталость, человеку трудно сосредоточиться. Это происходит из-за того, что организм не успевает приспособиться к значительным изменениям уровня яркости освещенности за короткие периоды времени.

После оценки результатов многочисленных исследований нормы СанПиН и СНиП ужесточились: к освещению помещений для работы и отдыха людей стали предъявлять особые требования. С обязательным учетом нормируемого коэффициента пульсации, который отражает ее глубину. А точнее, показывает изменение уровня освещенности при максимальном и минимальном колебаниях яркости света.

Нормальные показатели пульсации ламп

Все лампы мерцают, хотя глазу это не всегда заметно. Но коэффициент пульсации разных типов ламп неодинаков. Его значения при частоте 0-300 Гц для основных видов осветительных приборов таковы:

  • лампы накаливания – 12-18 %;
  • люминесцентные – 23-39 %;
  • галогенные – 11-29 %;
  • светодиодные – 0-8 %.

Действующие санитарные нормы РФ – актуализированная редакциия СП 52.13330.2011 “Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95” и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 ограничивают пульсацию приборов освещения при частоте пульсаций до 300 Гц.

Так, например, в игровых комнатах детских садов, а также учебных классах, кабинетах, аудиториях учреждений образования этот показатель не должен превышать 10 %. Этот же норматив действует и для торговых залов супермаркетов, для парикмахерских, некоторых производственных и медицинских помещений.

В читальных залах, мастерских по обработке древесины и металла, помещениях для компьютерных игр коэффициент пульсации ограничен 15 %. Самый высокий нормируемый показатель 20 % установлен, к примеру, для помещений с непродолжительным пребыванием людей (конференц-залы, архивные хранилища, спортзалы, кладовые).

Самые строгие требования предъявляются к освещению мест, оборудованных компьютерной техникой. В частности, коэффициент пульсации света в таких кабинетах не должен превышать 5 %. Это связано с тем, что помимо ламп пульсируют также мониторы компьютеров, что создает дополнительную нагрузку на органы зрения и организм в целом.

Впервые о негативном влиянии пульсации света заговорили полвека назад. Еще в 1963 г. в 5-ом номере журнала «Светотехника» появилась статья, в которой описывались результаты исследования воздействия пульсирующего освещения на организм человека (авторы В. А. Самсонова и В. Г. Ильянок).

Ученые установили: мозг регистрирует даже те мерцания ламп, которые зрительно не фиксируются. Оказалось, что его работа нарушается уже при коэффициенте пульсаций выше 5-8 % и частоте 100 Гц. В процессе исследований также выяснилось, что пульсации глубиной 20 % и 100 % создают одинаковый вред здоровью.

Вопрос пульсации ламп изучают по сей день. В московском институте, занимающемся исследованиями в области охраны здоровья детей и подростков (НИИ ГиОЗДиП НЦЗД РАМН), провели группу специальных тестов. Ученые сравнивали влияние освещения, производимого разными светильниками на здоровье школьников.

Результаты показали, что в классах, оборудованных лампами с более высоким коэффициентом пульсации, у детей к концу урока почти в 3 раза снижалась работоспособность. Кроме того, у них заметно возрастали жалобы на:

  • слабую концентрацию внимания,
  • ощущение внутреннего дискомфорта,
  • сухость и резь в глазах,
  • необъяснимый упадок настроения,
  • чувство сильной усталости к концу школьного дня,
  • трудности с засыпанием.

После того как в классах были установлены светодиодные светильники, дети стали меньше волноваться по поводу учебы в школе, у большинства исчезла плаксивость, стал крепче сон, возросла работоспособность.

Соответствие рабочих мест нормам освещенности контролируют проверяющие органы. Домашнее освещение также влияет на организм, но в этом случае контроль показателей – дело частное. Однако даже при желании установить точные значения сделать это на глаз невозможно. Как быть?

Краткая информация (наведите курсор)

Лампа накаливания , наверное, самый долгоживущий электрический прибор, начинающий свою историю с начала XIX века. Серийно лампы накаливания выпускают уже более 100 лет и непрерывно ведутся работы по улучшению её характеристик, несмотря на то, что с начала XXI века лампы накаливания активно вытесняются более современными и экономичными источниками света – светодиодными и газоразрядными лампами. Тем не менее, окончательно списывать со счетов лампы накаливания рано. Они еще будут долго использоваться как в специфических областях, так и для освещения помещений. При этом большинство людей отмечают, что свет, излучаемый лампами накаливания более уютный, комфортный и «теплый». Эти ощущения объясняются тем, что свет от ламп накаливания равномерно распределен по световому спектру, с преобладанием инфракрасной («теплой») части спектра, что делает его близким к естественному солнечному освещению. Кроме того, пульсация ламп накаливания обычно гораздо ниже, чем у новых типов ламп.

Пульсация ламп является одной из основных проблем при обустройстве домашнего или рабочего освещения. Что такое коэффициент пульсации ламп было рассмотрено в статье «Коэффициент пульсации освещенности….» (сюда>>> ).

В общем, считается, что коэффициент пульсации ламп накаливания существенно меньше, чем у энергосберегающих ламп. Это не совсем верно – качественные современные светодиодные и люминесцентные лампы могут вообще не иметь пульсаций. В то же время, при питании от сети переменного тока, лампы накаливания тоже имеют пульсации (Рис. 1).


Рис.1. Пульсации лампы накаливания 40 Вт (программа «ЭкоЛайт-АП»).

Рассмотрим причины возникновения пульсаций у ламп накаливания при питании от сети переменного тока (при питании постоянным током у ламп накаливания пульсаций нет). Известно, что источником света в лампе накаливания является нить из тугоплавкого металла (вольфрам), разогреваемая проходящим через неё током до нескольких тысяч градусов. Поскольку питается лампа от сети переменного тока (обычно 220 Вольт, частотой 50 Гц), то, синхронно с изменением проходящего через нить накаливания тока, изменяется и температура нити. Однако нить накаливания имеет определенную теплоемкость, которая не даёт ей сильно остыть. Тем не менее, существует некоторое остывание нити накаливания при уменьшении, проходящего через нее тока. Это приводит к колебаниям излучаемого нитью накаливания света. В целом, чем больше теплоемкость (масса) нити накаливания, тем меньше пульсации излучаемого лампой накаливания света. Мы провели измерения коэффициента пульсации ламп накаливания нескольких типов – см. Табл.1.

Совместно с журналом “Современная светотехника” мы провели тестирование на уровень пульсаций образцов ламп накаливания, продающихся в конце 2014 года известном сетевом магазине. На тестировании й нас побывали около

Напомним, что допустимый уровень пульсации освещенности при работе на компьютере составляет 5%.

Таблица 1. Коэффициент пульсации ламп накаливания.

Из Таблицы 1 видно, чем выше мощность лампы накаливания, тем меньше пульсации. Тем не менее, эти данные неполные и надо понимать, что окончательно определить коэффициент пульсации той или иной лампы можно только при помощи специального прибора – пульсметра. Мы использовали люксметры-пульсметры-яркомеры «Эколайт-01» (сюда >>> ) и «Эколайт-02» (сюда >>> ). Очень полезной особенностью этих приборов является то, что фотоголовку ФГ-01, входящую в их состав, можно подключить к персональному компьютеру через USB-порт, на котором, при помощи бесплатного (!!!) ПО «Эколайт-АП» (сюда >>> ) провести подробное изучение пульсаций ламп любого типа (Рис. 1).

Более 90% окружающей его информации человек получает через органы зрения. Для наиболее качественного восприятия визуальной информации необходимо хорошее освещение. Органы зрения человека лучше всего приспособлены к естественному солнечному свету. Однако в помещениях и в темное время суток никак не обойтись без искусственных источников света. По сравнению с естественным, искусственное освещение имеет ряд недостатков. Один из них – это повышенная пульсация ламп , вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Действие пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации искусcтвенного света, излучаемого лампами оказывают существенное негативное влияние на здоровье человека – в первую очередь на органы зрения и центральную нервную систему. Мерцающий свет перегружает зрительную и нарвную систему человека, нарушает естественные биоритмы. Типичные симптомы воздействия пульсирующего светового потока – повышенная утомляемость, сухость и боль в глазах, головные боли, раздражительность. При длительном воздействии пульсации света могут приводить к хроническим заболеваниям.

В то же время, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения уровню пульсации, как правило, не уделяют должного внимания.

Для нормирования таких пульсаций вводится коэффициент пульсации ламп, показывающий какую долю в общем уровне светового потока лампы занимают пульсации. В общем виде, коэффициент пульсации рассчитывается по формуле:

где L max – максимальное значение светового потока, L min – минимально значение светового потока, L 0 – среднее значение светового потока от лампы

Как и чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике, определить коэффициент пульсации ламп без специальных приборов, пульмсметров, невозможно. Для измерения пульсаций рекомендуем:

  • либо купить люксметр “Эколайт-01 ” или “Эколайт-02 “, занесенные в госреестр средств измерений, с поверкой или без нее,
  • либо приобрести измеритель освещенности “Radex Lupin” – качественный бытовой люксметр цена которого существенно ниже, чем у профессиональных приборов,
  • НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) не пытаться измерить пульсации ламп и экранов при помощи карандашей, фотоаппаратов, смартфонов и других подручных предметов (как показывает практика – почти в 90% случаев даже “поймать” пульсацию, не говоря уже, чтобы ее измерить, не получится)

Результаты измерения пульсаций

Существует множество распространенных мнений, типа “лампы накаливания почти не пульсируют”, “люминесцентные лампы с ЭПРА гарантированно имеют низкий уровень пульсации”, “у светодиодных ламп не бывает пульсации” и т. п. На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество измерений различных типов ламп и светильников и можем однозначно утверждать – к сожалению, практически нет АБСОЛЮТНО никакой связи между типом и стоимостью лампы или светильника и уровнем коэффициента пульсации излучаемогго света. Нам попадались как очень дорогие ультрасовременные светодиодные светильники с множеством режимов работы и, при этом, с коэффициентом пульсации под 100%, так и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсаций.

Тем не менее, можно утверждать, что, в первую очередь, уровень пульсаций освещенности зависит от типа применяемых ламп. По уровню возможных проблем с пульсацией светового потока мы разместили разные типы ламп в следующем порядке (по возрастающей):

  1. Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
  2. Люминесцентные лампы. (возможны пульсации до 50%)
  3. Светодиодные лампы. (возможны пульсации до 100%)

Ниже приведем пример измерения коэффициента пульсации лампы светодиодной потолочной типа “Армстронг”. Для измерений была использована бесплатная программа пульсметра-люксметра для Android и Windows :


Для измерений мы использовали разработанный нами модуль люксметра-пульсметра-яркомера фотоголовку ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также нашу БЕСПЛАТНО (!!!) распространяемую программу анализатора световых пульсаций “Эколайт-АП”.

С результатами наших измерений пульсации различного типа ламп можно ознакомиться ниже в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений. С благодарностью примем на размещение Ваши материалы по измерению ламп и светильников различного типа.

  • Статья “Пульсация ламп накаливания “
  • Статья “Пульсации светодиодных ламп”
  • Статья “

При расчётах источников электропитания любое радиоустройство или станцию связи представляют активным эквивалентом с сопротивлением

(1) где U 0 — постоянная составляющая напряжения, I 0 — ток нагрузки.

Реальная нагрузка обычно нелинейна, поэтому часто используют дифференциальное сопротивление нагрузки:

(2).

Обычно R н ≠ R НД, поэтому расчёты вторичных источников электропитания справедливы только для номинального режима и это является источником погрешности в расчётах показателей выпрямительных устройств.

Коэффициент полезного действия

Основной характеристикой любого энергетического устройства является его КПД, который равен отношению активных мощностей на выходе (Рвых) и на входе (Р — мощность, потребляемая от первичной сети):

(3) где P вых = P 0 = U 0 ×I 0 — выходная мощность.

Если первичная сеть постоянного тока, то потребляемую мощность определяют P = U ВХ ×I ВХ. Если первичная сеть переменного тока, то мощность, потребляемая от сети при гармоническом токе равна:

S = U×I — полная мощность P = U×I ×cos φ — активная мощность Q = U×I× sin φ — реактивная мощность, где U, I — действующие значения напряжения и тока.

Справедлив треугольник мощностей (рисунок 1):


Рисунок 1 — Треугольник мощностей

Если ток потребления несинусоидальный, то активная мощность потребляется только на той частоте, которая совпадает с частотой напряжения сети. Здесь в полной мощности появляется ещё одно слагаемое — мощность искажений (Т)

, (4)

но активная мощность потребляется только по первой гармонике P=U×I 1 ×cos φ 1 , где I 1 — действующее значение первой гармоники тока и угол сдвига этой гармоники — φ 1 .

Коэффициент мощности

Полная мощность (S) характеризует предельные возможности источника энергии. Под коэффициентом мощности понимается отношение

, (5) где ν = I 1 /I — коэффициент искажения тока; I 1 — действующее значение первой гармоники; I — действующее значение всех гармоник несинусоидального тока.

При синусоидальной форме переменного тока полная мощность равна потребляемой мощности S = P только при резистивной нагрузке. Реальные потребители электроэнергии всегда имеют реактивную составляющую сопротивления и часто обладают нелинейным характером, поэтому коэффициент мощности χ≤1. В энергетике принимают специальные меры для его повышения. Международная электротехническая комиссия (МЭК) ещё в 1992г ввела в действие стандарт IEС–555–2, согласно которому любое устройство, потребляющее от сети мощность более 300 ватт, должно иметь коэффициент мощности равный единице. Это возможно только при наличии на входе активного корректора коэффициента мощности (ККМ). В 2001 принят новый стандарт IEC–1000–3–2, в котором уровень мощности снижен до 200 ватт, поскольку растёт число потребителей именно малой мощности. Поэтому любая электротехническая продукция, выходящая на международный рынок и подключаемая к сети переменного тока, должна иметь активный характер входного сопротивления.

Коэффициент пульсаций

Форма выходного напряжения ВУ в общем случае содержит постоянную (полезную) составляющую и переменную составляющую (пульсации). Она приведена на рисунке 2. Под коэффициентом пульсаций понимается отношение амплитуды первой гармоники пульсаций к постоянной составляющей U 0 , хотя его можно определить по любой гармонике, которая может оказаться больше первой.


Рисунок 2 — Выходное напряжение выпрямителя

Представив выпрямленное напряжение рядом Фурье — суммой постоянной составляющей U 0 и n гармоник с амплитудами U mn , находят коэффициент пульсаций напряжения:

, (6)

Постоянная составляющая U 0 — является полезным продуктом выпрямителя, а пульсации U mn — вредной составляющей. При сложной форме пульсаций наибольшую величину может иметь не первая гармоника, а гармоника с более высоким номером, хотя обычно под k П понимается именно первая гармоника, которая используется во всех расчётах и приводится в технической документации на оборудование.

В современных выпрямителях, использующих импульсные методы преобразования, форма пульсаций существенно отличается от синусоидальной формы (см. рисунок 2б). Потребителя обычно не интересует, какая из гармоник на выходе выпрямителя имеет максимальный размах. Его интересует общий размах пульсаций или так называемый абсолютный коэффициент пульсаций (k абс), который может рассчитываться по разным формулам, например:

, (7) , (8)

Например, если постоянное напряжение U 0 = 10 В, а напряжение пульсаций U m1 = 1В, то:

Видно, что абсолютный коэффициент пульсаций вдвое больше по величине и объективно отражает пульсации на нагрузке, хотя во всех нормативных документах указываются именно пульсации по первой гармонике. Поэтому к коэффициенту пульсаций надо относиться очень внимательно.

Для оценки помех, проникающих в телефонные каналы связи по цепям питания необходимо учитывать не только амплитуду, но и частоту помехи. Это связано с неравномерной чувствительностью человеческого уха в звуковом диапазоне. Поэтому вводится понятие псофометрического коэффициента a к, зависимость которого от частоты приведена на рисунке 3.


Рисунок 3 – Псофометрический коэффициент

На частоте f = 800 Гц a к = 1. Относительное влияние гармоник с другими частотами характеризуется величиной псофометрического коэффициента. Эффективное значение псофометрического напряжения пульсаций U псф на выходе выпрямителя определяется выражением:

где a к — коэффициент соответствующей гармоники, U км — амплитуды соответствующих гармоник выпрямленного напряжения.

Внешняя характеристика

Внешняя характеристика вторичного источника питания — это зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки: U 0 = f(I 0). Вторичный источник питания обычно представляется генератором постоянного напряжения U 0xx (холостого хода) с внутренним сопротивлением R вых. Эта схема приведена на рисунке 4.


Рисунок 4 – Эквивалентная схема вторичного источника питания

По этой схеме можно определить напряжение на зажимах источника питания: U 0 = U 0xx − I 0 R вых. Типовая внешняя характеристика источника питания приведена на рисунке 5 и обычно имеет падающий характер.


Рисунок 5 – Типовая внешняя характеристика источника питания

Падение напряжения определяется выходным сопротивлением источника питания, поэтому по внешней характеристике можно определить его выходное сопротивление:

, (13)

это сопротивление обычно нелинейное, поэтому его находят при заданном рабочем токе. У стабилизированного источника питания выходное сопротивление может быть достаточно мало, и тогда внешняя характеристика принимает вид, показанный на рисунке 6.


Рисунок 6 – Внешняя характеристика стабилизированного источника питания

Выходное сопротивление источника питания существенно влияет на работу РЭА. Если от одного источника питается несколько блоков (широко распространенная практика), то зависимость выходного напряжения от тока источника при R вых ≠0 приводит к электрической связи между несколькими нагрузками. Эта ситуация иллюстрируется эквивалентной схемой, приведенной на рисунке 7.

, (14)

где ω н — частота изменения тока нагрузки.

При импульсных токах нагрузки это условие надо выполнить для широкого спектра частот, но идеальных конденсаторов не существует. Реальный конденсатор можно представить эквивалентной схемой замещения, показанной на рисунке 8.


Рисунок 8 — Эквивалентная схема реального конденсатора (а) и зависимость его полного сопротивления от частоты (б)

Здесь R с — сопротивление потерь, зависящее от тангенса угла потерь используемого диэлектрика, L — индуктивность выводов и инерционность диэлектрика. Зависимость полного сопротивления Z от частоты носит резонансный характер. Частота резонанса зависит от типа, конструкции конденсатора и меняется в широких пределах от 2 ГГц для керамических smd конденсаторов до десятков килогерц для электролитических конденсаторов. Например, для конденсатора К50-33 с напряжением 63 В и ёмкостью С = 4700мкФ, модуль полного сопротивления лежит в пределах Z = 0,03 … 0,1 Ом в диапазоне частот 10кГц… 1МГц.. При этом значение сопротивления идеального конденсатора равно:

(15)

То есть, реальное сопротивление конденсатора на частоте 10 кГц на порядок превышает теоретическое значение сопротивления Х с. Поэтому в схемах устройств, чувствительных к помехам параллельно электролитическому конденсатору ставят плёночный или керамический конденсатор малой ёмкости, который обладает большей полосой рабочих частот.

Масса и объём

Энергетические устройства одинакового назначения сравнивают между собой по удельным массо-объёмным показателям с размерностью: Вт/дм&sup3 и Вт/кг (иногда кг/Вт). Габариты любого электротехнического устройства определяются либо требуемой поверхностью теплопровода (VT), либо конструктивным объёмом, необходимым для размещения деталей V к. Применение интегральной и гибридно-плёночной технологии изготовления диодов, транзисторов, резисторов, дросселей и других деталей, повышает их коэффициент загрузки, т. е. увеличивается плотность тока j (А/мм&sup2) и частота преобразования, что приводит к уменьшению массы и объёма конструкции V к. С другой стороны повышение коэффициента загрузки приводит к увеличению потерь, следовательно, возрастает и требуемый «тепловой» объём (V т). Это положение иллюстрируется графиком, приведенным на рис.7, где по оси абсцисс отложен интегральный параметр — частота f, плотность тока j, индукция В.


Рисунок 9 — Зависимость объёма вторичного источника питания от частоты, плотности тока и индукции

Можно предположить, что увеличивая частоту, можно снизить объём конструкции, однако при этом возрастает минимальный тепловой объём (мощный транзистор ставится на радиатор!). Поэтому нет смысла уходить за точку оптимума. Попадание в эту точку на этапе проектирования системы может быть только случайным, поскольку задача многопараметрическая. Любое отклонение от неё в ту или другую сторону является основанием для оптимизации режимов работы с целью повышения удельной мощности и КПД вторичного источника.

Современные выпрямители (ВБВ — импульсные) работают в районе точки оптимума и характеризуются удельной мощностью 400 … 600 Вт/дм&sup3 при частоте преобразования 50 … 100 кГц. Классические выпрямители, работающие на промышленной частоте 50 Гц, имеют удельную мощность 7 … 10 Вт/дм&sup3 .

Литература:

  1. А. Ю. Воробьев Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. — М.: Эко-Трендс, 2002. — 280 с.

Вместе со статьей “Вторичные источники питания” читают:

(55 votes, average: 4,51 out of 5)

Коэффициент пульсации освещенности в осветительных установках. Метод расчета.
Пульсации светового потока возникают при питании источников света переменным или импульсным током. Человек зрительно различает пульсации светового потока с частотой, меньшей критической частоты слияния мельканий, лежащей
в диапазоне от 35 до 60 Гц в зависимости от области сетчатки глаза, воспринимающей излучение: для фовеальной области КЧСМ составляет 40-55 Гц, для парафовеальной она возрастает до 55-60 Гц, на крайней периферии снижается до 35-40 Гц. Таким образом, пульсации светового потока сильнее заметны периферическим зрением.

Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №3/2013

[email protected]

Выпускник кафедры «Светотехника и источники света» Московского энергетического института. Инженер-проектировщик ООО «СТК «ГЕЛИОСИТИ». Опыт работы по специальности с 2007 года. Принимал участие в реализации проектов освещения объектов ОАО «Северсталь» и ОАО «АК «Транснефть», цехов Калужского турбинного завода, Кирсинского кабельного завода, Ярославского завода резиновых технических изделий, склада Туринского целлюлозно-бумажного завода, территории ТЦ «Садовод» (14 км МКАД), спортивного зала художественной гимнастики учебно-тренировочного центра «Новогорск», наружного освещения широкого молла Туапсинского морского торгового порта и др.

Видимые глазом пульсации вызывают явное раздражение, но также отрицательное влияние на зрительную работоспособность и нервную систему оказывают неразличимые органом зрения пульсации светового потока, имеющие частоту до 300 Гц. К наиболее опасным последствиям высоких пульсаций светового потока относится возникновение стробоскопического эффекта – иллюзии неподвижности или замедленного движения вращающихся объектов, что может привести к производственным травмам. Повышенная зрительная утомляемость и опасность травматизма диктуют необходимость нормирования величины пульсаций светового потока, который в итоге и влияет на коэффициент пульсации освещенности на объекте (Кп).

Коэффициент пульсации освещенности: термины и определения

Коэффициент пульсации освещенности – один из качественных показателей внутренних осветительных установок, регламентируемый СП52.13330.2011, а также рядом отраслевых стандартов, санитарных правил и норм. По определению коэффициент пульсации освещенности – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в осветительной установке в результате изменения во времени светового потока источников света при их питании переменным током. В зависимости от разряда зрительной работы, Кп ограничивается значениями, не превышающими 10%, 15% или 20% .

Нижнее значение Кп было выбрано исходя из возможности его реализации во второй половине XX века. Верхнее значение связано с вероятностью возникновения стробоскопического эффекта при Кп > 20%. В помещениях с дисплеями Кп не должен превышать 5% . Кп не ограничивается для помещений с периодическим пребыванием людей, при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта.

При питании источников света переменным током промышленной частоты (50 Гц) частота пульсаций светового потока определяется её удвоенным значением и составляет 100 Гц. Наличие таких пульсаций невозможно определить «на глаз», для их выявления применяются измерительные приборы – пульсметры, часто совмещаемые с люксметрами. В настоящее время данные приборы получают широкое распространение, в 2012 году был введён стандарт, содержащий перечень рекомендуемых средств измерения и описывающий, как измерять коэффициент пульсации освещенности Кп .

Высокий коэффициент пульсации освещенности (свыше 30%) характерен для осветительных установок, в которых применяются светильники с разрядными лампами и электромагнитными ПРА, подключенные к однофазной линии питания . Вопреки сложившемуся мнению, пульсации светового потока свойственны в том числе и лампам накаливания (Кп до 15% при подключении к одной фазе). Коэффициент пульсации освещенности на объектах со светодиодными источниками света зависят от схемотехнического решения их блоков питания (драйверов): если с целью удешевления конечного продукта на выходе схемы вместо постоянного тока выдаётся выпрямленный ток промышленной частоты, Кп может достигать порядка 30%. В связи с этим рекомендуется запрашивать у производителей или поставщиков светодиодных светильников техническую информацию по пульсациям светового потока для каждого конкретного продукта. Также коэффициент пульсации освещенности возрастает при регулировании светового потока источников света с помощью диммеров, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на частоте до 300 Гц.

Один из способов снижения Кп в осветительных установках переменного тока – применение электронных ПРА с частотой питания от 400 Гц. При частоте питания свыше 5 кГц Кп составляет менее 1%. Данный способ эффективен для люминесцентных и компактных люминесцентных ламп, т.к. их применение с электронными ПРА стало практически повсеместным ввиду очевидных преимуществ и относительно невысокой стоимости решения. Частота питания современных ЭПРА для люминесцентных ламп – от 25 кГц. Ранее для снижения Кп в осветительных установках с многоламповыми люминесцентными светильниками применялись электромагнитные ПРА, работающие по схеме с расщеплённой фазой, обеспечивающей питание одной части ламп в светильнике отстающим током, другой – опережающим.

Разрядные лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применяются, как правило, в одноламповых светильниках, поэтому подключение по схеме с расщеплённой фазой для них является неактуальным. Применение РЛВД с электронными ПРА не приводит к существенному снижению Кп ввиду относительно низкой частоты выходного тока (порядка 135 Гц), ограниченной физическими особенностями работы горелок ламп.

Наиболее распространённый способ снижения Кп для РЛВД в осветительных установках с трёхфазными групповыми линиями – так называемая расфазировка – поочерёдное присоединение светильников к разным фазам сети. Максимальное снижение Кп достигается при установке в одной точке двух или трёх светильников, питаемых от разных фаз.

В таблице 1 приводятся значения Кп для основных типов источников света, установленных в одной точке при питании от одной, двух или трёх фаз.


Данное планирование расфазировки является идеальным, но значительно чаще встречается применение одного светильника в точке с поочерёдным соединением соседних светильников в ряду к разным фазам сети, реже – поочерёдное соединение соседних рядов светильников к разным фазам.

Оценить эффективность применения расфазировки в цепях переменного тока промышленной частоты с целью снижения коэффициента пульсации в осветительных установках общего освещения со светильниками с разрядными лампами и электромагнитными ПРА можно с помощью предлагаемого метода расчёта, основанного на требованиях, предъявляемых при измерении Кп и инженерном методе расчёта Кп по таблицам . Данный метод может применяться для расчёта Кп в осветительных установках с металлогалогенными лампами (например, серии HPI Plus), дуговыми ртутными лампами (ДРЛ) и люминесцентными лампами типа ЛБ или ЛД и их зарубежных аналогов – ламп цветности 640 и 765 соответственно.

Коэффициент пульсации освещенности: алгоритм вычисления

1. Моделирование осветительной установки в расчётной программе.Необходимые исходные данные: габариты помещения, коэффициенты отражения его поверхностей, наличие затеняющих объектов, схема и высота установки светильников, высота плоскости нормируемой освещённости).
Наиболее распространённой расчётной программой является DIALux, поэтому методика расчёта будет рассматриваться на его примере.

2. Распределение светильников по фазам согласно электрическому проекту или схеме. Ввиду того, что в программе DIALux расчёты проводятся по сценам освещения, для удобства получения результатов следует добавить светильники каждой фазы к соответствующим элементам управления (Фаза A, Фаза B, Фаза C), которые затем необходимо добавить к соответствующим сценам освещения (Фаза A, Фаза B, Фаза C). Либо можно создать отдельные расчётные файлы со светильниками от каждой фазы.

3. Определение минимального количества квадратов расчётной сетки. Минимальное количество квадратов расчётной сетки определяется исходя из размеров помещения и высоты подвеса светильников над нормируемой рабочей поверхностью.
Минимальное количество квадратов расчётной сетки N1 в квадратном помещении определяется по таблице 02 в соответствии с индексом помещения i:


a и b – размеры сторон помещения, м;
h0 – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Как правило, помещения имеют неквадратную форму. Минимальное количество квадратов расчётной сетки N для неквадратного помещения рассчитывается по формуле:


Sп – площадь помещения, м;
Sк – площадь квадрата со стороной, равной наименьшей стороне помещения, м.

4. Создание сетки расчётных точек освещённости.
Расстановка контрольных точек расчёта освещённости производится в центре каждого квадрата расчётной сетки. При размещении контрольных точек расчёта освещённости на плане помещения их сетка не должна совпадать с сеткой размещения светильников. В случае совпадения сеток число контрольных точек на плане помещения следует увеличить. При расположении в помещении крупногабаритного оборудования контрольные точки не должны располагаться на оборудовании. Если контрольные точки попадают на оборудование, сетку контрольных точек следует сделать более частой и исключить точки, попадающие на оборудование.

5. Определение освещённости в контрольных точках для каждой фазы с помощью расчётной программы.

6. В каждой точке максимальное из значений освещённости принимается равным 100%, значения освещённости от светильников оставшихся фаз выражаются в процентах от максимального значения.

7. По результатам п. 6 для каждой контрольной точки определяется значение Кп_оуi в соответствии с типом источника света по таблице 3, 4 или 5. Если расчёт производится для двухфазной системы, доля освещённости от третьей фазы принимается равным 0%.

8. По результатам п. 7 для каждой контрольной точки определяется значение Кпi по формуле:


Кп_ис – значение коэффициента пульсации освещенности применяемого источника света при подключении к одной фазе, определяемое по таблице 1.

9. Для удобства полученные результаты сводятся в таблицу 06:

10. Коэффициент пульсации освещенности Кп определяется как среднее арифметическое всех значений Кпi, полученных
в п. 9.


N – количество расчётных точек.

Рассмотрим применение данного метода на конкретном примере: производственный цех размерами 60 х 18 х 10 м, высота установки светильников 9 м, светильники устанавливаются на поперечных балках с шагом 6 м, нормируемая средняя горизонтальная освещённость на уровне 0,8 м: 200 лк, разряд зрительных работ: IV (средней точности, Кп

1. Моделирование осветительной установки в DIALux.

Коэффициенты отражения поверхностей в промышленном помещении выбираются в соответствии с одним из наименее благоприятных возможных условий: потолок – стекло (6%), стены – бетон (27%), пол – цемент (27%). Коэффициент запаса
(в DIALux – коэф. уменьшения) принимается равным 0,71.

Выбранный тип светильников: подвесной BOX LAMA Q 250W с широкосимметричным отражателем 48D и защитным стеклом с металлогалогенной лампой HPI Plus 250/743 BU. Для обеспечения нормируемой освещённости на рабочей поверхности потребуется 27 светильников, установленных в 3 ряда с шагом 6 м (по 9 светильников в ряду). Результаты светотехнических расчётов приведены на рис. 1.


2. Распределение светильников по фазам.

В рассматриваемом примере будет использовано распределение светильников по фазам в соответствии со схемой:


B – C – A – B – C – A – B – C – A
C – A – B – C – A – B – C – A – B

Выделение светильников каждой фазы для присоединения к соответствующим элементам управления в DIALux удобнее производить сверху вниз, слева направо (см. рис. 2).


Светильники каждой фазы необходимо присоединить к соответствующим элементам управления. Для удобства элементы управления следует переименовать в соответствии с фазами A, B, C.
Затем каждый элемент управления присоединяется к соответствующей сцене освещения (см. рис. 3). Для удобства сцены освещения целесообразно переименовать в соответствии с фазами A, B, C.


3. Определение минимального количества квадратов расчётной сетки (см. рис. 4).


Определение индекса помещения в соответствии с формулой 1:


Минимальное количество квадратов расчётной сетки N1 для квадратного помещения определяется по таблице 2 в соответствии с индексом помещения i: 9. Ввиду того, что помещение имеет прямоугольную форму, минимальное количество квадратов расчётной сетки N рассчитывается по формуле 2:


4. Создание сетки расчётных точек освещённости. Площадь помещения составляет 1080 м2, минимальное количество квадратов расчётной сетки – 30 шт. При данных параметрах максимальная площадь квадрата расчётной сетки составляет 36 м2, т.е. 6х6 м. Контрольные точки расчёта освещённости следует располагать в центре квадратов расчётной сетки.

5. Определение освещённости в контрольных точках для каждой фазы.Для наглядного представления результатов расчёта в DIALux следует отметить пункт «Расчётные точки (обзор результатов)» для сцен освещения каждой фазы.
Значения освещённости от каждой фазы в 30 контрольных точках заносятся в таблицу (см. таблицу 7).


6. В каждой из 30 точек максимальное значение освещённости принимается равным 100%, значения освещённости от светильников оставшихся фаз выражаются в процентах от максимального значения.

Например, в точке 1 освещённость от фазы А составляет 46 лк, от фазы B – 49 лк, от фазы C – 18 лк. Максимальной является освещённость, создаваемая светильниками фазы B – 49 лк, данное значение принимается равным 100%. Освещённость от фазы A составляет 94% от максимальной освещённости, от фазы C – 37%. Процентные соотношения заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

7. По результатам п. 6 для каждой контрольной точки определяется коэффициент пульсации осветительной установки Кп_оуi по таблице 3, т.к. применяемый источник света – металлогалогенная лампа.
Например, в точке 1 Кп_оу1 определяется по таблице 3 на пересечении значений 94% и 37% и равен 28,3% (точное значение получено с помощью интерполяции табличных данных). Полученные значения Кп_оуi заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

8. По результатам п. 7 для каждой контрольной точки определяется значение коэффициента пульсаций источника света Кпi по формуле 3. Для металлогалогенных ламп Кп_ис = 37% (по таблице 1).
Например, для точки 1 .


Полученные значения Кпi заносятся в таблицу (см. таблицу 7).

9. Полученные результаты сводятся в таблицу 7:

Как видно из таблицы 7, при отсутствии затеняющих объектов в помещениях с симметричным расположением сетки светильников каждой фазы относительно сетки расчётных точек, значения освещённостей в расчётных точках также имеют симметрию (в рассматриваемом случае – только в поперечной плоскости). Следовательно, для расчёта Кп с достаточной точностью можно использовать половину расчётных точек (с 1 по 15 или с 16 по 30).

10. Коэффициент пульсации Кп определяется как среднее арифметическое всех значений Кпi, полученных в п. 9.



Таким образом, коэффициент пульсации освещенности в данном промышленном помещении равен 5,3%, что значительно ниже нормируемого значения 20%.

Предложенная в примере схема расфазировки является одной из наиболее оптимальных. Рассмотрим также ряд схем подключения светильников в трёхфазной сети:

Подключение поперечных рядов к отдельным фазам: Кп = 10,9%.

A – B – C – A – B – C – A – B – C
A – B – C – A – B – C – A – B – C
A – B – C – A – B – C – A – B – C

Подключение продольных рядов к отдельным фазам: Кп = 13,6%.

A – A – A – A – A – A – A – A – A
B – B – B – B – B – B – B – B – B
C – C – C – C – C – C – C – C – C

Подключение светильников одной фазы в шахматном порядке для обеспечения равномерного распределения освещённости в дежурном режиме работы осветительной установки (светильники фазы А): Кп = 13,3%.

A – B – A – C – A – B – A – C – A
B – A – C – A – B – A – C – A – B
A – B – A – C – A– B – A – C – A

Подключение светильников к двум фазам в каждом продольном ряду трёхфазной сети: Кп = 8,2%.

A – B – A – B – A – B – A – B – A
B – C – B – C – B – C – B – C – B
C – A – C – A – C – A – C – A – C

Чем меньше коэффициент пульсации освещенности осветительной установки в зависимости от рассматриваемой схемы, тем сложнее и дороже будет её реализация с точки зрения стоимости монтажных работ и электротехнических материалов (щитов управления, пускателей, автоматов, кабелей, лотков, монтажных коробок и др.).

В связи с этим целесообразно рассматривать несколько вариантов схем расфазировки и выбирать наиболее простой из удовлетворяющих нормируемым требованиям.

Программа для расчета коэффициента пульсации освещенности

Автором статьи совместно с Андреем Леготиным ([email protected]) была разработана программа, производящая автоматизированный расчёт пп. 3, 6 – 10. Исходными данными являются габариты помещения, высота подвеса светильников относительно расчётной плоскости, тип источников света и значения освещённости в контрольных точках, полученные в расчётной программе. Программа производит расчёт индекса помещения, автоматически предлагает минимальное количество расчётных точек (возможен ручной ввод), рассчитывает коэффициент пульсации освещенности для металлогалогенных, ртутных и люминесцентных ламп с электромагнитными ПРА в каждой контрольной точке, а также коэффициент пульсации освещенности всей осветительной установки. Программа доступна в режиме онлайн на сайте

Требования к освещению для школьных и дошкольных учреждений

С января 2021 года были введены существенные изменения в требования к освещению в школах и детских садах. Согласно постановлению правительства РФ от 24 декабря 2020 г. N 2255 “Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения” был принят ряд изменений и дополнений к требованиям по освещенности учебных объектов. Ниже разберем что поменялось, и как с этим быть.

Согласно пункта 26, под литерой В, вышеуказанного положения, для освещения в дошкольных, общеобразовательных, профессиональных образовательных организациях и образовательных организациях высшего образования, лечебно-профилактических медицинских организациях и медицинских организациях особого типа должны применяться светильники с индексом цветопередачи не ниже 90! Таким образом, основным нововведением стало требование по цветопередаче Ra≥90.

Также есть ряд требований, которые остались нам от прошлых норм, правил и стандартов. Современные и качественные светильники обычно их превосходят. Ниже перечислим, максимально полный список требований к светильникам и освещенности для учебных и дошкольных заведений.

  1. Коэффициент мощности светодиодных светильников должен быть не ниже 0,95, при мощности свыше 25Вт. У качественных блоков питания этот показатель выдержан (от 0,96 для блоков питания типа Аргос).
  2. Светильники должны обладать индексом цветопередачи не ниже 90.
  3. Коэффициент пульсации светового потока светильников со светодиодами должен быть ниже 10 процентов. (в среднем у современного светильника пульсации не выше 1%).
  4. Светильники должны иметь условный защитный угол 90 градусов и более (означает запрет потолочных светильников, в которых видны не закрытые рассеивателем светодиоды).
  5. Габаритная яркость светодиодного светильника не должна превышать 5000 кд/кв. м (при таком показателе можно смотреть на светильник без визуального дискомфорта).
  6. Неравномерность яркости выходной поверхности светильника Lmax: Lmin не более 5 к 1 (как правило достигается за счет большего количества светодиодных линеек в корпусе).
  7. Светильники на базе светодиодов, должны иметь цветовую температуру 4000 кельвинов. Это требование установлено письмом Роспотребнадзора № 01/11157-12-32
  8. Объединенный показатель дискомфорта UGR ≤ 21. Данный параметр расчётный, его значение можно посчитать, например, в Dialux.
  9. В соответствии с СанПиН 2.2.4.3359-16 средний уровень освещенности парт не должен быть ниже 400 лк.  (Минимальная освещенность парт не должна быть ниже 90 % этой нормы). При этом для классов разной направленности могут быть различными требования по общей освещенности, для класса информатики, труда и т.п. есть особые уточнения.
  10. Для классной доски также есть свои требования по освещенности. Центр доски по СП 52.13330.2016 должен иметь освещенность не менее 500 лк. (На ВУЗы это требование не распространяется).

Ознакомиться с вариантами светильников для школьного освещения можно у нас на сайте, в разделе для школы. В настоящий момент все больше производителей приводят свои светильники в соответствие новым требованиям. Звоните, либо присылайте ваши запросы на почту [email protected]  – мы поможем сориентироваться в многообразии светильников.

ШИМ-управление – коэффициент заполнения прямоугольных импульсов в светодиодном освещении

ШИМ-управление – коэффициент заполнения прямоугольных импульсов в светодиодном освещении

PWM расшифровывается как широтно-импульсная модуляция, что является еще одним термином для обозначения цифрового сигнала. ШИМ используется в широком диапазоне приложений, включая усовершенствованные схемы управления. Управление широтно-импульсной модуляцией обычно используется для управления затемнением светодиодов RGB.

При применении ШИМ-управления в светодиодном освещении мы можем достичь различных результатов, поскольку широтно-импульсная модуляция позволяет нам изменять количество высоких уровней сигнала аналоговым способом. Хотя сигнал может быть только низким или высоким в любой момент, мы можем регулировать количество времени, в течение которого сигнал высокий, в отличие от того, когда он низкий в течение определенного интервала.

Управление светодиодным освещением с ШИМ

Чаще всего широтно-импульсная модуляция используется для управления светодиодным освещением. Они используются для затемнения светодиодных ламп. Это метод, который уменьшает среднее количество подаваемой мощности подаваемого электрического сигнала. Этот процесс выполняется путем эффективного разделения сигналов на небольшие отдельные части.

PWM изменяет ток, подаваемый на светодиоды с высокой частотой, от 0 до скорости выходного тока, чтобы регулировать яркость светодиодного освещения. Диммирование широтно-импульсной модуляции зависит от способности человеческого глаза интегрировать средний свет в импульсы. Наблюдаемая яркость светодиодного света почти пропорциональна рабочему циклу импульсов, то есть отношению времени включения и выключения светодиодной лампы.

Этот поток импульсов продолжает протекать с высокой частотой, что делает его незаметным или необнаружимым для человеческого глаза или высокоскоростных видеокамер.ШИМ-управление яркостью можно использовать в различных светодиодах, которые работают либо с драйверами постоянного тока, либо с драйверами постоянного напряжения.

Как работает PWM затемнение?

ШИМ-управление яркостью работает путем включения и выключения светодиодного освещения с очень высокой скоростью. Несмотря на то, что эта операция приводит к мерцанию света, она происходит достаточно быстро, чтобы быть незаметной для человеческого глаза. Широтно-импульсная модуляция работает за счет использования того же количества электрического тока, которое требуется для светодиодного освещения. Это непрерывный процесс, который быстро переключается между нулем и определенной величиной тока.Таким образом, светодиод работает на требуемой мощности или выключается.

Преимущество диммирования с широтно-импульсной модуляцией заключается в том, что оно позволяет выключать светодиодный свет на меньшее время. Это предотвратит повышение внутренней температуры светодиода и потенциально увеличит срок службы светодиодного светильника. Еще одним преимуществом является цветовая температура. Светодиод продолжает работать при необходимом количестве электрического тока с затемнением PWM. Проецируемая цветовая температура светодиодного света не меняется и остается неизменной при диммировании.

Недостатком диммирования с широтно-импульсной модуляцией является возможность создания некоторого шума от лампочки. Если не использовать правильную частоту ШИМ, есть вероятность возникновения мерцания. Более того, ШИМ-драйверы иногда могут создавать электромагнитные помехи (ЭМП), что делает их непригодными для некоторых приложений, например, медицинских.

Рабочий цикл

Говоря об управлении ШИМ в светодиодном освещении, вы будете сталкиваться с некоторыми терминами снова и снова.Одним из них является «рабочий цикл». Термин относится к общему количеству включений импульса в течение цикла. Таким образом, когда яркость составляет 50%, это означает, что рабочий цикл светодиода составляет 50%. Рабочий цикл обычно измеряется в герцах и дает нам значение циклов в секунду.
Таким образом, при частоте 50 Гц цикл составляет 1 секунду/50 циклов, что равно 0,02 секунды. Поскольку мы работаем с измерениями малого времени, хорошо использовать меньшую единицу измерения для секунд, т.е.микросекунды. В 1 секунде 1 000 000 микросекунд, что дает продолжительность цикла 20 000 микросекунд, что составляет 50 Гц или 50 циклов в секунду.

В течение этих 20 000 микросекунд мы должны либо включить, либо выключить светодиод в зависимости от требований рабочего цикла. Например, при рабочем цикле 75% импульс должен быть включен на 15 000 микросекунд и выключен на 5 000 микросекунд позже.

Высокий уровень сигнала обозначается как «время включения». Чтобы уточнить количество «вовремя», мы будем использовать концепцию рабочего цикла.Значение рабочего цикла указано в процентах. Процент рабочего цикла, в частности, показывает процент времени, в течение которого цифровой сигнал включен в течение определенного времени или интервала. Это время противоположно частоте сигнала.

Если цифровой сигнал остается включенным в течение полупериода и выключен в течение другого полупериода, это будет означать, что цифровой сигнал имеет коэффициент заполнения 50% и соответствует стандартному прямоугольному сигналу. Если процент больше 50%, это означает, что цифровой сигнал остается в высоком состоянии дольше, чем в низком, и наоборот, если процент меньше 50%.Напряжение, установленное на уровне 5 вольт или выше, соответствует рабочему циклу 100%, тогда как сигнал заземления соответствует рабочему циклу 0%.

Частота прямоугольных импульсов должна быть достаточно высокой при регулировании светодиодных ламп, чтобы получить соответствующий эффект затемнения. На частоте 1 Гц волна с рабочим циклом 20% будет очевидна для человеческого глаза, что она выключается и включается, в то время как на частоте 100 Гц рабочий цикл 20% или выше будет казаться более тусклым, чем полный свет. В принципе, время не может быть слишком большим, если вы хотите получить эффект затемнения со светодиодной подсветкой.

Примеры

Регулируя рабочий цикл, можно регулировать яркость светодиодного освещения.

Позволяет смешивать пропорции трех цветов (красного, зеленого и синего) в светодиодах RGB для создания необходимого цвета. Вы можете сделать это, затемняя три цвета в разной степени.

При смешивании в равных количествах он будет генерировать белый свет с различной яркостью. Равномерно смешанные зеленый и синий цвета создадут чирок. Также можно попробовать сложное сочетание цветов.Попробуйте добавить 100 % красного цвета с рабочим циклом 50 % для зеленого и полного отключения синего, чтобы создать атмосферу оранжевого цвета.

Срок службы светодиода и факторы, на него влияющие

Одним из преимуществ светодиодов является их долгий срок службы. Поскольку у них нет подвижных частей или нитей накала, которые могут сломаться, светодиоды могут иметь долгий срок службы.

Световой поток от всех источников света, светодиодов, галогенных, металлогалогенных и флуоресцентных ламп со временем снижается. Количество света от источника света в определенное время в будущем называется коэффициентом поддержания светового потока лампы или LLMF. Срок службы светодиодного модуля определяется как время, которое требуется, чтобы его светоотдача или сохранение светового потока достигла 70% от исходной мощности.Его также называют L 70 . Другими словами, модуль не гаснет мгновенно, как многие обычные источники света, а медленно тускнеет. Планировщики освещения учитывают этот эффект при расчете осветительной установки. Поскольку они хотят, чтобы уровень освещенности достиг минимального значения в люксах в конце срока службы, они завышают размеры установки светильника, часто используя больше светильников. Поэтому значение люкс в начале срока эксплуатации осветительной установки выше, чем в конце.Светильники стандартизировали срок службы светодиодов L 70 = минимум 50000 часов, что соответствует LLMF 0,7, если срок службы осветительной установки установлен равным тому же количеству часов.

Фактический срок службы светодиодного светильника важен для экономии средств. После 50000 часов жизни остается не 70% ресурса, а 80% и даже больше.Затем LLMF повышается до 0,8 или выше, и дизайнеру по свету не нужно так сильно увеличивать размеры осветительной установки. При таком обновлении может быть исключено до 25% светильников, в зависимости от типа потолка. Это означает более низкие затраты на установку и меньший счет за электроэнергию. При этом уровень освещенности всегда соответствует требованиям норм освещенности.

Новые стандарты по сроку службы светодиодов
Опубликованы новые международные стандарты по декларированию срока службы светодиодных светильников. Стандартами являются светодиодные модули IEC 62717 для общего освещения. Требования к рабочим характеристикам и IEC 62722-2-1, особые требования к светодиодным светильникам.

Что говорят стандарты?
В стандарте IEC 62722 указаны как метод тестирования, так и минимальное необходимое время для тестирования срока службы светодиодов. Минимальное время испытаний составляет 6000 часов, при этом световой поток регистрируется каждые 1000 часов. Эти значения экстраполированы с использованием метода, указанного в IES TM21.

Что нового?
Срок службы светодиодного модуля и драйвера следует указывать отдельно.Если срок службы драйвера короче, чем у модуля, может потребоваться замена драйвера до завершения жизненного цикла светильника. Это означает, что не может быть единой цифры, обозначающей общий срок службы светильника.
Полезная метрика для «среднего срока службы» была введена в IEC 62717. Это время, по истечении которого 50 % используемых светодиодных светильников достигают заявленной светоотдачи, например, L 80 .
 

Как Glamox Luxo определяет срок службы светодиодных светильников
Срок службы светодиодного модуля внутри светильника связан со снижением светового потока при заданной температуре окружающей среды.L 70 , L 80 или L 90 указывает, сколько люменов (в процентах по отношению к исходным люменам) остается после окончания срока службы. Значение L можно объяснить значениями B и C.

Для всех светильников Glamox Luxo перечисляет:
• Средний срок службы (IEC 62717) LxB50 при T a 25 градусов. L x может варьироваться от 70 до 90 в зависимости от продукта, а соответствующий срок службы достигает 100 000 часов.
• Коэффициент сохранения светового потока лампы (LLMF) 50000 ч, B 50 , T a 25 град.Это коэффициент от 0 до 1,0.
Для промышленных светильников мы также перечисляем: 
• Средний срок службы (IEC 62717) LxB50 при максимальном T a . L x может варьироваться от 70 до 90 в зависимости от продукта, а соответствующий срок службы достигает 100 000 часов.
 
Значение B
Доля отказов для B y выражает только постепенное ухудшение светоотдачи в процентах y для ряда светодиодных модулей одного типа, которые при их номинальном сроке службы обозначают процент (долю) отказов.Значение B 50 указывает на то, что заявленное значение L будет достигнуто как минимум для 50 % светодиодных модулей, а оставшиеся 50 % могут иметь более низкое значение светового потока. Значение B 10 означает, что минимум 90 % светодиодных модулей будут соответствовать заявленному значению L и только 10 % будут иметь более низкий уровень светового потока. Таким образом, значение A B 10 является более консервативным, чем значение B 50 . На практике это означает, что B 10 достигается на более ранней стадии срока службы набора светодиодных модулей по сравнению с B 50 . Glamox Luxo использует B 50 в качестве стандартного значения при указании срока службы светодиодов.

Значение C
Доля отказов для Cy выражает только резкое ухудшение светоотдачи в процентах y для ряда светодиодных модулей одного типа, которые при их номинальном сроке службы обозначают процент (долю) отказов. Катастрофический сбой — это когда светодиодный модуль не излучает свет. Glamox Luxo не публикует значения C для наших светодиодных продуктов.

 


На рисунке показаны два фактора, влияющие на срок службы светодиодного светильника – постепенное ухудшение светового потока или внезапный выход светильника из строя.Источник: ЦВЭИ.

Значение F
Значение F отражает комбинированную долю отказов. Это сочетание как постепенных (В), так и тотальных отказов (С).

Срок службы драйвера
Драйвер светодиода можно сравнить с другими электронными компонентами, такими как ВЧ балласты для ламп T5. Ожидаемый срок службы зависит от самой конструкции, используемых компонентов и температуры этих компонентов. Glamox Luxo использует драйверы только от качественных поставщиков. Драйверы отмечены эталонной точкой температуры, T c , где указанная температура никогда не должна превышаться.Часто максимальная температура окружающей среды (T a ) светильника связана с максимальным значением в точке T c . Для этого T и заявлен минимальный срок службы 50 000 часов с предполагаемой частотой отказов 10%.

Почему значение L так важно?
Значение L напрямую связано с коэффициентом технического обслуживания (MF), используемым при расчете освещения. MF включает следующие параметры:

MF=LLMF x LSF x LMF x RSMF

  • LLMF = Коэффициент обслуживания светового потока лампы
  • LSF = Коэффициент ресурса лампы.Коэффициентом LSF можно пренебречь (установить равным 1,0), если светильники заменяются сразу после выхода из строя.
  • LMF = коэффициент обслуживания светильника. Зависит от типа светильника, чистоты окружающей среды и, наконец, интервала очистки светильника. Нормальные значения для внутреннего использования составляют от 0,93 до 0,98 для чистых помещений.
  • RSMF = Коэффициент ухода за поверхностью помещения. Зависит от коэффициента отражения в помещении, чистоты окружающей среды и, наконец, интервала очистки помещения.Нормальные значения для внутреннего использования составляют от 0,95 до 0,97 для чистых помещений.

LLMF в основном такой же, как L-значение. L 80 соответствует LLMF 0,8. Чтобы найти правильное значение L, вы должны сначала определить правильный требуемый срок службы и правильную требуемую температуру окружающей среды (T и ).

Значения LMF и RSMF определены в CIE 97, и большинство компьютерных программ расчета освещенности имеют таблицы, помогающие выбрать правильное значение.

Пример 1:

Встраиваемый светодиодный светильник для офисного ландшафта. Этот светильник имеет срок службы L 90 = 50000 часов при T a 25 градусов. Чистота окружающей среды, периодичность очистки два раза в год, коэффициенты отражения 70, 50, 20.

MF = LLMF x LSF x LMF x RSMF = 0,9*1*0,96*0,96 = 0,83

Пример 2:

Встраиваемый светодиодный светильник в коридоре. Этот светильник имеет срок службы L 80 = 50000 часов при T a 25 градусов. Окружающая среда чистая, интервал очистки два раза в год, коэффициенты отражения 70, 50, 20.

MF = LLMF x LSF x LMF x RSMF = 0,8*1*0,96*0,96 = 0,74

 

 


1 Для изделий, предназначенных для закрытой установки, срок службы будет меньше, чем для открытой установки. Например, потолочный светильник может иметь срок службы L 70 100 000 часов при 25° и 75 000 часов при 35° (макс. Ta). Срок службы закрытой установки составляет 75 000 часов.

мерцающих светодиодных ламп.

Что такое пульсация или мерцание света и чем это вредно для человека

Более 90% информации об окружающей среде он получает через органы зрения.Для наиболее качественного восприятия визуальной информации необходимо хорошее освещение. Органы зрения человека лучше всего приспособлены к естественному солнечному свету. Однако в помещениях и в темное время суток без искусственных источников света никак не обойтись. По сравнению с естественным, искусственное освещение имеет ряд недостатков. Одним из них является повышенная пульсация лампы , вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Влияние пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации бесхитростного света, излучаемого светильниками, оказывают существенное негативное влияние на здоровье человека – в первую очередь на органы зрения и центральную нервную систему.Мерцающий свет перегружает зрительно-нарративную систему человека, нарушает естественные биоритмы. Типичными симптомами воздействия пульсирующего светового потока являются повышенная утомляемость, сухость и резь в глазах, головные боли, раздражительность. При длительном воздействии пульсация света может привести к хроническим заболеваниям.

При этом, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения на уровень ряби, как правило, не обращают должного внимания.

Для нормирования таких пульсаций вводится коэффициент пульсаций светильников, показывающий, какую долю в общем уровне светового потока светильника занимают пульсации.В общем случае коэффициент пульсации Рассчитывается по формуле:

где L MAX – максимальное значение светового потока, L min – минимальное значение светового потока, L 0 – среднее значение светового потока от лампа

Как и чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике определить коэффициент пульсации без специальных приборов, пульсометров, невозможно. Для измерения пульсаций рекомендуем:

  • либо купить люксметр “Эколат-01” или “Эколайт-02”, внесенный в Госреестр средств измерений с поверкой или без,
  • либо приобрести “РАДЕКС ЛЮПИН” измеритель освещенности – качественный бытовой люкс, цена которого значительно ниже, чем у профессиональных приборов,
  • НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) Не пытайтесь измерить пульсации ламп и экранов с помощью карандашей, фотоаппараты, смартфоны и прочие подкадровые предметы (как показывает практика – почти в 90% случаев даже “поймать” пульсацию, не говоря уже о том, чтобы не измерить, не получится)

Результаты измерения пульсаций

Существует много распространенных мнений, типа “лампы накаливания почти не пульсируют”, “люминесцентные лампы с ЭПРА гарантированно имеют низкий уровень пульсаций”, “в светодиодных лампах пульсации отсутствуют” “, так далее. На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество замеров различных типов ламп и светильников и однозначно можем утверждать – к сожалению, абсолютно никакой связи между типом и стоимостью светильника или светильника и уровнем коэффициента пульсаций излучаемого света практически нет. Нам попадались как очень дорогие сверхсовременные светодиодные лампы с множеством режимов работы и, с коэффициентом пульсации под 100%, так и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсаций.

Тем не менее, можно утверждать, что в первую очередь уровень световых пульсаций зависит от типа используемых ламп. По уровню возможных проблем с пульсацией светового потока мы расположили разные типы ламп в следующем порядке (по возрастанию):

  1. Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
  2. Лампы люминесцентные. (возможны пульсации до 50%)
  3. Светодиодные лампы. (пульсация возможна до 100%)

Ниже приведен пример измерения коэффициента пульсации светодиодного потолка типа «Армстронг». Для измерений использовалась бесплатная программа Luxemeter для Android и Windows:

Для измерений использовался Модуль Люксметра-Пульсметра-Ярмера фотоголовки ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также наш бесплатный (!! !) Программа анализатора пульсаций света Eclaight-AP.

С результатами наших измерений пульсаций различных типов ламп можно ознакомиться в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений.Благодаря размещению ваших материалов по замерам светильников и светильников различных типов.

  • Статья “Пульсация ламп накаливания”
  • Статья “Пульсация светодиодных ламп”
  • Статья ”

Резюме (Мышь наведена)

Лампа накаливания с начала своей истории электротехники начало XIX века.Серийные лампы накаливания выпускаются уже более 100 лет и непрерывно ведутся работы по улучшению их характеристик, несмотря на то, что с начала XXI века лампы накаливания активно вытесняются более современными и экономичными источники света – светодиодные и газоразрядные лампы. Тем не менее, окончательно списывать лампочки накаливания рано. Они еще долго будут использоваться как на конкретных участках, так и для освещения помещений. При этом большинство людей отмечают, что свет, излучаемый лампами накаливания, более уютный, комфортный и «теплый». Эти ощущения объясняются тем, что свет от ламп накаливания равномерно распределяется по световому спектру, с преобладанием инфракрасной («теплой») части спектра, что делает его близким к естественному солнечному освещению.Кроме того, пульсации у ламп накаливания обычно намного ниже, чем у ламп новых типов.

Пульсация ламп – одна из основных проблем при обустройстве домашнего или рабочего освещения. Что такое коэффициент пульсации ламп было рассмотрено в статье “Коэффициент разряжения-рассегмента…” (здесь >>).

Вообще считается, что частота пульсаций у ламп накаливания значительно меньше, чем у энергосберегающих ламп. Это не совсем так – качественные современные светодиодные и люминесцентные лампы могут вообще не иметь пульсаций. В то же время при питании от сети переменного тока лампы накаливания также имеют пульсации (рис. 1).


Рис.1. Пульсация ламп накаливания 40 Вт (программа Ecolat-AP).

Рассмотрим причины возникновения пульсаций в лампах накаливания при питании от сети переменного тока (при постоянном токе в лампах накаливания пульсации отсутствуют). Известно, что источником света в лампе накаливания является нить из тугоплавкого металла (вольфрама), нагретая проходящим через нее током до нескольких тысяч градусов.Так как Лампа питается от сети переменного тока (обычно 220 вольт, частота 50 Гц), то синхронно с изменением тока накала меняется и меняется температура нити. Однако нить накаливания обладает определенной теплоемкостью, которая не дает ей остыть. Однако есть некоторое охлаждение нити накаливания при уменьшении тока, проходящего через нее. Это приводит к колебаниям излучаемого света ламп накаливания. В общем, чем больше теплоемкость (масса) нити накаливания, тем меньше пульсация излучаемого света лампы накаливания. Нами были проведены измерения коэффициента пульсации ламп накаливания нескольких типов – см. табл.1.

Совместно с журналом «Современная светотехника» мы провели тестирование уровня пульсаций образцов ламп накаливания, реализованных в конце 2014 года известным сетевым магазином. На тестировании у нас побывали

Напомним, что допустимый уровень пульсации света при работе за компьютером составляет 5%.

Таблица 1. Коэффициент пульсации ламп накаливания.

Из таблицы 1 видно, что чем выше мощность лампы накаливания, тем меньше пульсации. Однако эти данные неполны и необходимо понимать, что окончательно определить коэффициент пульсаций той или иной лампы можно только с помощью специального прибора – пульсометра. Мы использовали Люксетеры-Пульсметры-Ярмар “Эколайт-01” (здесь >>) и “Эколайт-02” (здесь >>>>). Очень полезной особенностью этих устройств является то, что входящий в их состав фотограф ФГ-01 можно подключить к персональному компьютеру через USB-порт, на котором с помощью бесплатного (!!!) ПО Ecolait -АП (здесь>>) Провести детальное исследование пульсаций ламп любого типа (рис. 1).

Часто пишу о пульсации плохих светодиодных ламп (а теперь о пульсации подсветки телевизоров). Напомню, пульсация света может привести к утомлению глаз и мозга, вызвать головную боль и привести к обострению нервных заболеваний.

Для определения пульсации света многие используют камеры смартфонов – если свет пульсирует, то по экрану бегут полоски, и чем они черные, тем нити крупнее.

Но это лишь косвенный “вид на пульсацию” – мы видим интерференцию между пульсацией света и работой электронного затвора камеры.На некоторых смартфонах полос может не быть из-за программы подавления пульсаций.

Сегодня я дам вам возможность увидеть рябь такой, какая она есть.

С помощью камеры, снимающей со скоростью 1200 кадров в секунду, я зафиксировал пульсацию света обычной лампы накаливания 25 Вт (у ламп накаливания чем меньше мощность, тем больше пульсация) и плохая светодиодная лампа.

Я буду воспроизводить видео со скоростью 10 кадров в секунду, поэтому получается замедление в 120 раз.

Лампа накаливания:


Резьба ламп накаливания не успевает остывать, поэтому пульсация небольшая – коэффициент пульсации 23%. Это означает, что минимальный уровень яркости всего на 23% меньше максимального уровня. Такая пульсация практически незаметна для глаз и никакого вреда от нее.

А так светит плохая светодиодная лампа.


100 раз в секунду лампа полностью гаснет, а затем снова загорается. Коэффициент пульсации 100%.

Такая пульсация раздражает. Он отлично виден боковым зрением и при быстром переводе взгляда (предметы в поле зрения «рассыпаются» из-за стробоскопического эффекта). Именно от такой пульсации света устают глаза и может заболеть голова.

К счастью, пульсационных ламп на рынке все меньше и меньше. Лампы с обычным цоколем Е27 сейчас почти все без пульсации, еще встречаются пульсирующие лампы с цоколем Е14 (чаще всего свечи накаливания и шарики).К сожалению, больше половины светодиодных микроламп с цоколем G9 имеют пульсацию 100% (хороший драйвер со сглаживающим конденсатором в крошечном корпусе разместить очень сложно).

Никогда не используйте лампы с пульсацией видимого света в жилых помещениях. Проверить наличие или отсутствие пульсации можно как со смартфона так и с

Если посмотреть на светодиодную лампочку через смартфон или видеокамеру, можно обнаружить сильное мерцание. Если его нет, то можно попытаться приблизиться к лампочке на расстояние 20-30 см.У качественных светодиодных ламп качественный драйвер, в результате не будет мерцания (у некоторых некачественных ламп может проявиться через месяц-другой).

Также проверить наличие мерцания можно также карандашным тестом. Для этого нужно просто взмахнуть карандашом и посмотреть, останется ли след.

Ну и конечно мерцание (рябь) можно измерить с помощью специального оборудования).

Мерцающие лампы следует ставить в коридоре, туалете и любой другой комнате, где вы не проводите много времени.

У меня была ИКЕА ЛЕДАРЭ ГУ10 сама моя самая светодиодная лампа (802.559.07). После галогенки светодиодные лампочки порадовали отсутствием ультрафиолета, а так же отсутствием мерцания.

200 лм на лампочку конечно маловато оказалось. А вот для чтения хватило 5 лампочек, и то благодаря направленному свечению прожекторов. Что интересно, одна из галогенных лампочек прожила 2 года, а первые четыре сгорели меньше года. Интересно, 4 светодиодные лампы в одном фонаре как-то продлевают срок службы пятой галогенки или нет?

Следующим приобрел пару светильников-свечей ИКЕА ЛЕДАРЭ 402.540,90 Е14 7Вт 400лм. Цветопередача у этих икеевских ламп заметно лучше многих других. Да и 400 люмен – вдвое больше, чем 200. Перед покупкой боялся, что в светильнике с лампами, расположенными полугоризонтально, светодиодные свечи не справятся из-за ограниченного угла. Но светили неплохо. Правда, они заметно шире обычных ламп накаливания, поэтому ни в какой светильник не влезут. И все бы ничего, тем более по такой цене, но мерцают эти светодиодные лампы

Следующим приобрёл десяток светодиодных трубок Philips E27 8W 92

488.Брал сразу много, так как был уверен, что Филипс выпускает качественную продукцию, а цена в продаже в Ашане была всего 159 рублей.

Позже выяснилось, что лампочки были произведены еще в 2010 году. Хотя на коробке написано 600 люмен, но у икеевской лампы Е27 с маркировкой 600 люмен они заметно тусклее. При этом ламед лампа ИКЕА и по размерам больше, да и мощность выше. Ничего, кроме данных мерцания светодиодных ламп Philips

Потолочный светильник EUROSVET (Евросвет) 4807/12 Кроме 12 галогенных ламп G4 используются светодиодные светильники.На камере также видно мерцание светодиодов.

При этом галогенные лампы G4 в этой люстре не будут заменены на светодиодные. G4, наверное, самая неподходящая конструкция для изготовления светодиодных ламп. Он слишком мал для того, чтобы туда можно было поставить хорошо светящиеся и качественные диоды, чтобы они еще нормально охлаждались. 3 Вт — практический предел для такого корпуса из-за проблем с теплоотводом, да и такие лампы могут очень быстро сгореть.

Но кроме малой освещенности этой люстре еще приходится сталкиваться с тем, что трансформатор рассчитан на активную нагрузку. Даже если светодиодные лампы с ним заработают (в т.ч. если часть ламп оставить галогенными), мерцание будет просто кошмаром.

Для установки люстры с цоколем G4, рассчитанной на галогеновые лампы, светодиодные лампы, потребуется импульсный стабилизированный блок питания.

А так же другие светильники Евросвет с цоколем G4 и пультом!

Родители, после моего опыта со светодиодными лампами и значительного сокращения счетов за электроэнергию, тоже решили их попробовать. В магазине им предложили лампочки Gauss Elementary.Начал читать об этом “бренде”, пишут, что их продукция присутствует только в России. Страницы на немецком попадаются, но реального присутствия в магазинах и тестирования за границей нет. Также читал, что это китайские лампы по очень высокой цене, не соответствующей качеству. Цена в 310 рублей за лампу действительно казалась завышенной для середины прошлого года. К счастью, данные ламп вообще не мерцают, если смотреть через видеокамеру:

(Обновление) снова снял лампы GAUSS Elementary LED. Мерцание очень хорошо видно. Интересно, это появилось со временем (всего пару месяцев), или просто при первой съемке камера была далеко?

Но кроме надписи Gauss Elementary больше ничего на лампе не нашел. Лампы Phillips и маркировка IKEA это конечно намного больше.

После таких экспериментов у меня возникли сомнения, стоит ли верить каждому “знатоку интернета”. Хотя патрон1 Измерил индекс цветопередачи светодиодной свечи EB103101106, он оказался 72.8, а на коробке написано >90. Может с такой же маркировкой сейчас есть уже другие лампы, но это вообще странный шаг. Да и другие лампочки Гаусса можно фликовать.

Что касается проблемы с мерцанием, то иногда может ее решить. Например, у одного из покупателей ИКЕА Ледаре Е14 802.489.93 На входе после моста дополнительно стоял конденсатор 2,2 МКФ на 400 вольт, а на выходе поменял 220МКФ на 50В. К сожалению, в электронике не разбираюсь, поэтому подтвердить не могу.Но если решение такое простое, то почему производитель его не использует? Потому что конденсаторы сохнут, а лампочки сильно греются и способствуют этому?

Тестирование лампочек проводят многие, но на одном российском ресурсе вроде ledbenchmark. com с самыми популярными светодиодными лампами пока нет.

Кстати, очень удобно на маркере лампы писать дату установки. В дальнейшем это поможет легко определить, как долго она проработала. 20, 30 и даже более 55 тысяч часов — это очень приличный срок, так что все позаботятся годами.Да и с такой надписью проще отследить, сгорела ли лампа до окончания гарантийного срока.

Полупроводниковые источники освещения, пользующиеся большим спросом у населения, обладают огромным разнообразием преимуществ. Одним из преимуществ является низкий коэффициент пульсации, например, у светодиодных лампочек. Интересно, что формирование зрения происходит только при воздействии солнечных лучей и отсутствии сторонних факторов. По мере развития цивилизации человечеству требовалось больше дополнительных источников света.По этой причине были изобретены первые лампы накаливания. Далее в силу прогресса стали выпускать более современные источники света. Однако совсем недавно ученые, проводя исследования, обратили внимание на такое явление, как пульсация, плохо воздействующая на организм человека. Из-за этой информации в местах, где регулярно бывают люди, а также в детских учреждениях запрещено использовать некоторые виды лампочек. В этой статье мы расскажем, что такое пульсация светодиодных ламп, почему она возникает и как устранить мерцание самостоятельно.

Причины мерцания

Практически все лампы образуют эффект мерцания. Для того, чтобы решить, как устранить эту проблему, важно знать, почему лампы пульсируют. Дело в том, что частота мерцания или пульсации выше предельной частоты слияния вспышек, которые глаз человека не воспринимает непосредственно как мерцающий световой поток. Несмотря на это, негативное воздействие сказывается на самочувствии человека и вызывает повышенную утомляемость. Чем чаще возникает пульсация, тем больше влияние на организм: начинается головная боль, а также быстрая утомляемость, что приводит к рассеянности человека, и он не может сосредоточиться на работе.

Лампы накаливания формировали сильнейшее мерцание. В связи с тем, что мерцание полностью зависит от самого блока питания, в светодиодных лампах эта проблема решена с помощью применения драйвера, благодаря которому напряжение проходит как постоянное. Тем не менее, не все производители стали использовать качественные драйверы, способные снизить уровень пульсации до нужного значения. Поэтому производимые товары имеют низкую стоимость и в то же время низкое качество.

Иногда бывает так, что при покупке лампочка светит хорошо без мерцания, но со временем мерцание появляется.Это говорит о том, что качество этого продукта низкое. Поэтому при покупке необходимо обратить внимание, указан ли коэффициент пульсации в технических характеристиках. Соответственно такой осветительный прибор стоит дороже.

Подробная информация о коэффициенте пульсации

Основной причиной мерцания является коэффициент пульсаций. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и ​​отображает уровень колебаний подсветки при изменении светового потока.Источник света является основой, к которой подключается переменный ток.

Благодаря проведенным исследованиям выяснилось, что при коэффициенте пульсации 10% появляется стробоскопический эффект, и он представляет собой обман зрения. Появляется из-за неправильного восприятия предметов, находящихся в движении. Существуют нормы допустимого значения коэффициента пульсаций. Значение должно находиться в пределах от 5% до 20% в зависимости от обстоятельств, при которых происходит зрительная работа.

В тех местах, где больше всего людей, коэффициент не может превышать:

  • Дошкольные детские учреждения – 10%.
  • Мест, где компьютеров 5%.
  • Учебные заведения – 10%.
  • Места, где выполняются высокоточные работы – 10%.

Коэффициент пульсации может возникать и на производственных предприятиях, а также в складских ангарах, то есть в местах, где люди могут находиться лишь некоторое время, и где исключена возможность возникновения стробоскопического эффекта. Однако первый фактор способен привести к опасной ситуации, например, вращение детали может совпасть с мерцанием лампы.В такой ситуации предмет будет казаться в фиксированном положении, и из-за этого может возникнуть опасная ситуация, которая приведет к производственному травматизму.

Такие правила были установлены недавно, и только недавно стали контролировать их соблюдение. На большинстве предприятий, а также в учебных заведениях освещение не соответствует санитарным нормам. Поэтому по результатам проверок все стали улучшать качество освещения.

Как проверить уровень пульсации

Важно знать, как определить уровень пульсации в светодиодных лампах.Это можно сделать с помощью коэффициента, который был рассмотрен выше. Однако только в том случае, если подключение светодиодных ламп производилось к переменному току, учитывая схему питания. Коэффициент варьируется в диапазоне 1-30%, охватывает весь диапазон.

Вы должны сделать измерение, которое позволит вам определить коэффициент пульсации. При измерении следует учитывать два фактора:

  1. Так вот, при постоянном токе коэффициент нулевой, а соответственно мерцание полностью отсутствует, измерение надо проводить на переменном токе.
  2. Проверка или измерение должны проводиться специальными приборами, а не простой камерой. Он только записывает сам факт мерцания, но не вычисляет его значение. Следует использовать устройства, способные преобразовывать излучение. Например, можно использовать пульсометр-люкс или многоканальный радиометр, а также другие подобные приборы. Для дополнительных расчетов можно подключить эти устройства к компьютеру, и с помощью программы произвести расчет.

Светодиоды могут мерцать даже в выключенном состоянии.Это явление видно невооруженным глазом, и оно вызывает дискомфорт у человека. Впрочем, они могут мигать и во включенном состоянии, причем визуально это не ощущается. Поэтому следует знать, чем вредны пульсации светодиодных ламп. Такая перепрошивка очень вредна, т.к. непроизвольно воздействует на организм человека. Если лампочка мигает при работе, человек устал, у него депрессивное состояние и бессонница, и естественно на зрение это не влияет.

На видео ниже наглядно показано как измеряется пульсация светодиодных ламп известных производителей:

К сожалению, производители редко указывают информацию, показывающую коэффициент пульсаций.Но чтобы проверить в домашних условиях, необходимо провести тесты, которые фокусируют себя. Проверить это явление можно двумя способами.

  1. Самый простой способ использования карандаша. Нужно только включить тестовую светодиодную лампу и быстро помахать перед ней карандашом. Если виден сплошной карандашный след, то все в порядке, если же след распадается на сегменты, значит, заложены импульсы.
  2. Вы также можете использовать камеру. Не всегда под рукой будет камера, поэтому нужно знать, как проверить телефон, ведь большинство из них оснащены камерой.Так, камеру следует держать на расстоянии 1 метра от тестируемой светодиодной лампочки, если мигание присуще, то на экране будут темные полосы.

На видео ниже наглядно показано, как определить мерцание светодиодных ламп при работе:

Методы устранения мерцания

Вы должны знать, как избавиться от мерцания светодиодных ламп. Необходимо заменить старый конденсатор на другой большей емкости. Однако выбирать конденсатор нужно как по размерам, так и по рабочему напряжению старого устройства.Конечно нужно знать как устранить пульсации, ведь в плате надо найти сам конденсатор, и уметь впаять новый. Тем не менее, этот вариант не всегда позволит полностью убрать проблему, а попробовать различные способы борьбы с ней нужно.

Светодиоды Overdrive для высокопроизводительного освещения машинного зрения

При указанном номинальном токе светодиоды и светодиодные фонари выдают 100% яркость. Тем не менее, можно получить более 100% яркости, управляя более высоким номинальным током для коротких импульсов.Этот перегруз светодиодов в сочетании с технологиями Gardasoft SafePower и SafeSense позволяет пользователям делать это легко и с полной уверенностью.

Overdrive используется с импульсным освещением и приносит пользу большинству приложений Vision. Исключением являются приложения, в которых камера экспонируется в течение большого процента времени, например приложения освещения Linescan.

Преобразование системы постоянного освещения в импульсное очень просто.Триггер для камеры отправляется на контроллер светодиодного освещения. Контроллер обеспечивает точную синхронизацию ширины импульса, управление мощностью и яркостью светового импульса. Это гарантирует, что освещение пульсирует во время экспозиции камеры и что световая энергия одинакова для каждого изображения.

Точная перегрузка светодиодных фонарей

Для приложений, где пользователь хочет перегрузить светодиоды, контроль тока особенно важен. Чтобы перегрузить свет в 2 раза, вы удваиваете ток.Чтобы перегрузить свет в 5 раз, вы увеличиваете ток в 5 раз. Но этот уровень точного перегрузки невозможен с драйвером, основанным на напряжении – увеличение напряжения не будет связано с прямо пропорциональным увеличением тока, так, например, некоторым источникам света может потребоваться 28 В для удвоенного уровня яркости, другим может потребоваться 40 В.

Безопасный перегруз светодиодных фонарей

Точная перегрузка светодиодов — это большой шаг вперед в управлении светодиодным освещением, и в равной степени важно убедиться, что не выбран слишком высокий рабочий цикл.Gardasoft устраняет этот потенциал с помощью своей запатентованной технологии SafeSense™. Когда свет подключен, технология Safesense™ запускает очень быструю процедуру, которая определяет фактический рейтинг света.

APP930

Светодиодные лампочки | Светодиодные лампы общего назначения

Светодиодная лампа представляет собой полупроводниковое осветительное устройство (SSL), разработанное для замены традиционных ламп накаливания или люминесцентных источников света. С тех пор, как Эдисон изобрел лампу накаливания, освещение обеспечивалось исключительно лампочками, и все осветительные приборы были рассчитаны на лампочки.С появлением светодиодного освещения принципиально изменилась форма освещения. Термин «источник света» был переопределен и теперь включает небольшие пакеты светодиодов, которые представляют собой блоки полупроводниковых устройств. Уникальные оптические, электрические и физические характеристики светодиодов положили начало тенденции к прямой интеграции светодиодов в осветительные приборы, а не к проектированию светильников вокруг лампы или группы ламп. По сравнению с традиционными ламповыми светильниками, светильники со встроенными характеристиками обеспечивают более оптимизированное распределение света, эффективное управление температурным режимом, сложное управление освещением, а также вдохновляющий или адаптивный к архитектуре дизайн светильников.

Новая технология в старой упаковке

Тенденция разработки светодиодных светильников к интегрированным системам не означает конец лампочек. Несмотря на поэтапный отказ от ламп накаливания и люминесцентных ламп, форм-фактор и схема распределения света устаревших источников света по-прежнему имеют большое значение. Значительное количество осветительных приборов, которые были разработаны для использования устаревших источников света, необходимо модернизировать до светодиодной технологии. Для облегчения простого и недорогого обновления освещения модернизированные светодиодные лампы должны иметь точно такой же адаптер питания, а также физическую конфигурацию и светораспределение как можно ближе к заменяемым лампам.Светодиодные лампы разработаны как решение plug-and-play, которое позволяет модернизировать обычные осветительные приборы до новейших светодиодных технологий без каких-либо электрических или структурных модификаций светильников. Помимо приложения для модернизации, многие светильники с классическим дизайном процветают за счет использования лампочек, а многие коммунальные светильники по-прежнему полагаются на использование лампочек для упрощения обслуживания пользователем.

Лампы типа А

Чаще всего термин «лампочка» относится к очень распространенной лампе общего назначения (GSL) или службе общего освещения (GLS), которая также известна как лампа типа А («А» — первая буква « произвольная сферическая, сужающаяся к узкому горлышку»).Несмотря на то, что газоразрядные лампы КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) не унаследовали форму ламп накаливания и галогенных ламп, лампы А-образной формы остаются невероятно популярными и по сей день, а светодиоды, заменяющие лампы накаливания и КЛЛ, вернули классический дизайн лампы накаливания с вольфрамовой нитью. Лампочки могут иметь другие формы, такие как выпуклая (B), коническая (C), эллиптическая (E), пламя (F), шаровидная (G), грибовидная (M), грушевидная (P), рефлекторная (R), прямая. двусторонние (S) и трубчатые (T). Однако лампы типа А составляют преобладающую часть светильников, устанавливаемых в жилом секторе.Эти лампочки находят свое применение в настольных лампах, торшерах, подвесках, потолочных светильниках, потолочных вентиляторах, настенных бра и даже в устройствах с голой лампочкой. Следовательно, имеет смысл изучить конструкцию и конструкцию светодиодных ламп типа А.

Лампа типа А определяется как лампа GSL, форма которой имеет сферическую концевую часть, соединенную с шейкой по радиусу. Радиус имеет центр вне колбы и величину больше, чем радиус сферического сечения. Радиус касается как шейки, так и кривой сферического концевого участка.Лампа A19 (или ее метрический эквивалент, лампа A60) является самой продаваемой моделью в семействе A-серии, которое также включает лампы A15, A17, A21 и A23. Число в каждом коде относится к максимальному диаметру колбы в восьмых долях дюйма. Лампа A19 имеет диаметр 19 восьмых дюйма в самом широком месте, что составляет 2–3/8 дюйма или 60 мм. Длина лампы A19 составляет приблизительно 4–3/8 дюйма или 110 мм. длинное основание позволяет использовать лампочку типа А в розетках, обычно используемых в жилых, коммерческих и промышленных светильниках.Основание среднего винта E26 (диаметром 26 мм) используется в США, Канаде, Японии, Мексике и большинстве стран Центральной Америки. Среднее винтовое основание E27 (диаметр 27 мм) предназначено для ламп, продаваемых в Китае, Европе, Великобритании, Аргентине, России, Индии, Австралии, Бразилии, многих других странах Азии, Африки и Южной Америки. Основание штыка B22 с поворотным типом в наши дни встречается реже и находит свое применение в некоторых бывших членах Британской империи, например. Великобритания, Австралия.

Как работают светодиоды

Светодиод имеет p-n переход, зажатый между двумя противоположно легированными слоями полупроводникового материала. Когда p-n-переход смещен в прямом направлении, электроны из n-перехода будут выпадать из зоны проводимости и двигаться через пограничный слой в p-переход. Дырки из валентной зоны p-перехода мигрируют через переход в обратном направлении. Электроны и дырки рекомбинируют в активной области диода, высвобождая энергию в виде фотонов.Этот эффект называется инжекционной электролюминесценцией. Фотоны, возникающие в результате электролюминесценции, имеют типичную ширину полосы в несколько десятков нанометров и, таким образом, имеют один цвет. Монохроматический свет должен быть частично или полностью преобразован в люминофор, чтобы расширить полосу пропускания излучаемого света, который воспринимается человеческим глазом как белый свет. Сегодня светодиоды с самым высоким КПД изготавливаются из нитрида индия-галлия (InGaN), который имеет внешнюю квантовую эффективность (EQE) до 60%.Таким образом, большинство белых светодиодов представляют собой синие светодиоды накачки на основе InGaN, которые способны обеспечить эффективность светильника более 200 лм/Вт.

Технологические преимущества

Сама по себе светодиодная технология

, несомненно, превосходит традиционные технологии освещения. Переход от традиционного освещения к светодиодному освещению является огромным усилием, но ряд особенностей, уникальных для светодиодного освещения, оправдывают преимущества этого перехода.

  • В отличие от мизерной эффективности ламп накаливания (1.9-2,6%, как правило) и галогенные (2,6-3,5%) лампы, а также относительно низкий КПД ламп компактных люминесцентных ламп (8-11%), эффективность настенной розетки (WPE) от 40% до 50% делают светодиоды особенно привлекательными.
  • Номинальный срок службы светодиодов составляет от 30 000 до 100 000 часов непрерывной работы, что значительно больше, чем у обычных источников света. Поскольку нить накала нагревается до достаточно высокой температуры проходящим через нее электрическим током, лампы накаливания и галогенные лампы имеют короткий срок службы (1000 – 5000 часов).Срок службы компактных люминесцентных ламп ограничен электродами, которые используются для возбуждения газообразной среды. Эти лампы имеют номинальный срок службы около 10 000 часов.
  • Адаптация спектрального качества белого света стала более удобной благодаря светодиодной технологии. Спектральный состав света является ключевым компонентом, который входит в дизайн внутреннего освещения. Спектральное распределение мощности (SPD) белого света определяет цвет света, а также способность источника света точно воспроизводить цвета различных объектов.Традиционные источники света имеют очень ограниченную спектральную настраиваемость, в то время как светодиоды могут спектрально настраиваться для получения света с любой коррелированной цветовой температурой (CCT) и удовлетворять любым требованиям к цветопередаче.
  • Светодиоды
  • , предназначенные для общего освещения, излучают свет только в видимой области спектра. Не излучая инфракрасного (ИК) и ультрафиолетового (УФ) излучения, светодиодное освещение хорошо подходит для использования людьми с особой чувствительностью к УФ-излучению и не представляет термической опасности для сетчатки глаза.Лампы накаливания излучают большое количество тепла в виде инфракрасного света, люминесцентные лампы излучают небольшое количество ультрафиолетового света.
  • Полупроводниковая природа светодиодов обеспечивает мгновенное включение/выключение и значительно большее число циклов переключения в течение номинального срока службы. Напротив, традиционное освещение не обеспечивает мгновенной яркости, а частое включение/выключение сокращает срок службы ламп. Превосходная управляемость светодиодов также проявляется в их диммировании.Светодиодами можно управлять, чтобы обеспечить переменный световой поток, используя диммеры управления фазой, аналоговые схемы диммирования или цифровые схемы диммирования.
  • Твердотельная природа светодиодов позволяет светодиодным лампам обеспечивать большую устойчивость к ударам, вибрации и износу. Нет нити накала, стекла или трубки, которые можно сломать, повышенная прочность значительно увеличивает срок службы светодиодных ламп.

Несчастная реальность

К сожалению, воспользоваться преимуществами светодиодного освещения нелегко. Существует фундаментальный компромисс между стоимостью и эксплуатационной надежностью светодиодов.Существует также внутренний компромисс между качеством цвета и световой отдачей для светодиодов. Система светодиодного освещения взаимозависима от применяемой тепловой, электрической и управляющей системы. Таким образом, светодиодная лампа — это многоплановая инженерная работа, требующая целостного подхода. Светодиодные лампы являются товарной продукцией, которая реализуется обычным потребителям. Большинство потребителей необразованны и поэтому не могут оценить качество светодиодных ламп. Потребительский рынок очень чувствителен к цене, особенно если учесть, что лампочки производятся массово до такой степени, что низкие цены стали обычной практикой.В результате производители осветительных приборов пытаются конкурировать по цене, а не по стоимости.

Доступные в настоящее время на рынке светодиодные лампы

не могут быть хуже. Если вы ищете лампочку, которая будет использоваться в настольной лампе, торшере или потолочном светильнике, то, как специалист в отрасли, я бы посоветовал вам купить лампу накаливания. Несмотря на низкую энергоэффективность, технически простые лампы накаливания, безусловно, могут дать вам душевное спокойствие. Фактически, лампы накаливания были доступной роскошью в истории искусственного освещения.Лампы накаливания обеспечивают спектр света, наиболее близкий к естественному дневному свету. Флуоресцентное освещение лишило человеческий мир возможности наслаждаться фантастическими цветовыми ощущениями. Светодиодные лампы, которые должны были бы работать лучше в этом отношении, не имеют ключевых длин волн, которые важны для получения насыщенных цветов. Лампы накаливания не вызывают мерцания, в то время как люминесцентные и светодиодные лампы пытаются устранить мерцание, и эта проблема часто плохо решается в дешевых продуктах.Производители осветительных приборов также экономят на управлении тепловым режимом, что имеет решающее значение для длительного срока службы и работы светодиодной лампы с высоким током возбуждения. Это означает, что срок службы и эффективность светодиодного освещения значительно уступают светодиодным лампам.

Президент США Дональд Трамп пожаловался, что энергосберегающие лампочки делают его неестественным. Его администрация отменила стандарты эффективности, которые предусматривали отказ от ламп накаливания. Оппоненты раскритиковали изменение правил, утверждая, что отмена может привести к увеличению счетов за электроэнергию и увеличению выбросов парниковых газов.Эти критики никогда не осознавали, что среди всех осветительных приборов, разработанных с использованием светодиодных технологий, светодиодные лампы — буквально мусор, когда речь идет о качестве света и сроке службы системы. Энергетические программы поощрения и скидки, такие как Консорциум дизайнерского освещения (DLC) и Energy Star, делают акцент исключительно на светоотдаче, игнорируя критические факторы, влияющие на качество освещения и устойчивость освещения. Эти факторы включают мерцание, цветопередачу, сохранение светового потока, стабильность цвета, надежность системы и даже безопасность.Для светодиодных ламп практически все параметры в этом отношении находятся на едва приемлемом уровне.

Более того, эффективность светодиодных ламп по сравнению с их предшественниками не так очевидна, как у других типов светодиодных систем. Использование дешевой электроники драйвера приводит к низкой эффективности схемы. Довольно большие потери при преобразовании мощности в сочетании с тепловыми ограничениями и потерями на оптическую диффузию приводят к чрезвычайно низкой эффективности светодиодных ламп. Типичная световая отдача доступных в настоящее время светодиодных ламп составляет 90 лм/Вт, что лишь немного выше, чем у ламп КЛЛ (46-87 лм/Вт).Напротив, промышленные и наружные светодиодные системы обычно имеют эффективность более 140 лм/Вт благодаря синергетическому сочетанию высококачественного источника света, высокоэффективного регулирования мощности и эффективного управления температурным режимом.

Еще одна серьезная проблема заключается в том, что многие из продаваемых на рынке светодиодных ламп имеют высокую цветовую температуру. Это сделано для того, чтобы обеспечить высокую светоотдачу. Высокий CCT обычно соответствует относительно высокой доле синих длин волн в видимом спектре.Ночное воздействие белого света, обогащенного синим цветом, приводит к нарушению циркадных ритмов, что оказывает негативное влияние на здоровье.


Типовая конструкция недорогих ламп накаливания A19
(Простой драйвер, дрянные светодиоды, неадекватное тепловыделение)

Проектирование и строительство

В типичной светодиодной лампе типа А используется изогнутая конструкция «снежного конуса», в которой «чашка» служит корпусом лампы. Печатная плата (PCB) вставляется в пластиковый держатель в нижней части корпуса.Плата драйвера соединяется со светодиодной сборкой через два припаянных язычка. Схема, управляющая светодиодами, состоит из различных дискретных компонентов, установленных на двух сторонах печатной платы. Печатная плата может быть залита в корпус для обеспечения защиты от механических воздействий, для поддержки винтового основания колбы и контактной ножки, а также для улучшения отвода тепла, выделяемого ключевыми силовыми компонентами, к поверхности корпуса.

Важнейшей ролью корпуса является обеспечение теплоотвода и отвода тепла от светодиодов.Корпус может быть изготовлен из алюминия, керамики или пластика. Большинство светодиодных ламп имеют корпус из поликарбоната (ПК) с алюминиевым покрытием, предназначенным для увеличения площади рассеивания тепла. Дискообразный алюминиевый радиатор расположен на конической алюминиевой облицовке и конкурирует с узлом радиатора лампочки. Конструкция ПК/алюминий является результатом снижения стоимости схемы драйвера и системы управления температурным режимом. Пластиковый корпус в первую очередь предназначен для обеспечения электрической изоляции.В недорогих конструкциях схема драйвера не имеет гальванической развязки с входной цепью. Когда выходная цепь гальванически не изолирована от сети, прикосновение к металлическому корпусу может привести к смертельному поражению электрическим током.

Светодиодная сборка представляет собой печатную плату светодиодов SMD. Печатная плата, на которой припаяна матрица дискретных светодиодов, очень часто представляет собой печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). MCPCB состоит из медного слоя дорожки, диэлектрического слоя и алюминиевой подложки.MCPCB обеспечивают высокую теплопроводность через плату, обеспечивая при этом диэлектрическую изоляцию. Плата светодиодов прикреплена к алюминиевому диску с помощью материала теплового интерфейса (TIM), который предназначен для максимальной передачи тепла между двумя сопрягаемыми поверхностями. Куполообразный рассеиватель из поликарбоната равномерно распределяет световой поток от светодиодов высокой интенсивности во всех направлениях, тем самым устраняя яркие пятна источника света и уменьшая блики. Однако диффузия приведет к 15% оптическим потерям. Светодиодные лампы не такие всенаправленные, как лампы накаливания, поскольку корпус блокирует светопропускание.Эти лампы обычно распространяют свет с углом луча менее 330°.

Термическое управление

Светодиодные лампы

резко упали в цене, а цены на условиях самовывоза стоят менее доллара. Снижение стоимости происходит в основном за счет сокращения срока службы и ухудшения качества света. Одним из ключевых инженерных моментов, которым принесли в жертву светодиодные лампы, является управление температурой. Светодиоды являются самонагревающимися устройствами. В настоящее время эффективность преобразования энергии из электроэнергии в белый свет составляет менее 45%.Это означает, что более половины электроэнергии, подаваемой на светодиоды, не используется, а преобразуется в тепло. Поскольку светодиоды не излучают тепло в виде инфракрасной энергии, любое тепло, выделяемое светодиодом, должно рассеиваться через сам корпус устройства.

Что делает управление температурным режимом в светодиодных лампах особенно сложным, так это то, что значительная часть продуктов использует линейные источники питания. Линейные источники питания являются недорогим драйверным решением, но могут вызвать проблемы с рассеиванием тепла из-за низкой эффективности.Обычно они реализуются как решение «водитель на борту» (DOB). Компоненты драйвера смонтированы на той же печатной плате, что и светодиоды. Таким образом, отработанное тепло, выделяемое при линейном регулировании мощности, создает дополнительную тепловую нагрузку на расположенные рядом светодиоды. Поскольку линейные источники питания работают с КПД менее 85%, количество тепла, которое необходимо отводить от платы светодиодов, является значительным.

Способность светодиодной лампы отводить тепло от светодиодного перехода имеет решающее значение для достижения надежности, ожидаемой от светодиодного освещения.Перегрев светодиодов может ускорить зарождение и рост дислокаций в активной области светодиода, что приведет к снижению эффективности. Накопление тепла может привести к обесцвечиванию материалов в корпусе, что является доминирующим механизмом сдвига цветности и уменьшения светового потока в корпусах светодиодов средней мощности.

Раньше светодиодные лампы

оснащались очень большими и тяжелыми алюминиевыми радиаторами, которые обеспечивают эффективный отвод тепла, но требуют больших материальных затрат. Таким образом, радиатор стал одной из целей оптимизации затрат в светодиодных лампах, что сопровождается ухудшением управления температурой.Чтобы выжать все возможное из структуры затрат, размер алюминиевого радиатора, используемого в светодиодных лампах, был уменьшен до такой степени, что срок службы лампы сильно сократился. Мало того, что алюминиевые радиаторы стали более легкими, чем когда-либо, в некоторых дешевых светодиодных лампах даже алюминиевая обшивка, которая помогает рассеивать тепло от светодиодной сборки, устранена для снижения стоимости. Использование пластикового корпуса еще больше снижает эффективность управления температурным режимом. Чтобы система управления температурным режимом работала на полную мощность, необходимо оптимизировать конструкцию радиатора, чтобы обеспечить высокую эффективность теплопроводности и конвекции.Пластиковый корпус с очень низкой теплопроводностью препятствует кондуктивной и конвективной передаче тепла от светодиодов.

Светодиодные лампочки

, которые продаются как товарные продукты, создают серьезные проблемы с конструкцией в управлении тепловым равновесием. Форм-фактор лампы обеспечивает ограниченное пространство для радиатора. Эти продукты начального уровня требуют очень небольших вложений в радиаторы. Растущее использование низкоэффективных линейных источников питания с конструкцией DOB означает, что светодиоды испытывают более высокую, чем обычно, тепловую нагрузку.Скорость теплопередачи (проводимость и конвекция) отстает от скорости, с которой тепловая энергия поступает в светодиоды. В результате светодиоды, используемые в лампах накаливания, подвержены сильной термической деградации, что приводит к ухудшению поддержания светового потока и стабильности цвета.

Светодиодные лампы товарного класса имеют очень ограниченный срок службы по сравнению с коммерческими, промышленными и наружными светодиодными системами, срок службы которых обычно превышает 50 000 часов. Номинальный срок службы, указанный производителями, обычно составляет от 10 000 до 25 000 часов.В реальных условиях срок службы светодиодных ламп может быть намного короче, чем заявляют производители осветительных приборов. Не верьте в 5-летнюю или 10-летнюю гарантию, даже если ее предлагают крупные бренды. Эти бессмысленные гарантии основаны на ограниченных часах работы каждый день (например, 2-3 часа работы в день). Использование в тяжелых условиях (более длительное время работы) ускоряет кинетику термического разложения и часто приводит к преждевременным отказам.

Светодиодный драйвер

Драйвер светодиода играет ключевую роль в определении эффективности работы, качества света и срока службы светодиодной лампы.Световой поток светодиода пропорционален прямому току светодиода. Привод с фиксированным напряжением будет производить неопределенный ток. Кроме того, на прямое напряжение на полупроводниковом переходе светодиода влияет температура перехода светодиода. Чем выше температура перехода, тем ниже прямое напряжение. Небольшое изменение прямого напряжения вызовет большие колебания прямого тока и соответствующего выходного сигнала светодиода. Следовательно, светодиодная лампа должна питаться от источника постоянного тока.Драйвер постоянного тока для светодиодов предназначен для обеспечения жесткой регулировки и контроля выходного тока, подаваемого на светодиодную нагрузку, независимо от изменения напряжения питания и прямого напряжения светодиода. Многие другие проблемы связаны с конструкцией драйвера постоянного тока. В схему драйвера светодиодов следует добавить защиту от перегрева, короткого замыкания и переходных процессов, а также для защиты последующих компонентов.

Драйверы светодиодов постоянного тока обычно разрабатываются как импульсные источники питания (SMPS), которые могут работать с использованием широтно-импульсной модуляции (PWM) или частотно-импульсной модуляции (PFM) для управления переключением силового переключающего транзистора (ов).Высокая эффективность преобразования, высокое качество электроэнергии, высокая гибкость управления выходом, широкий диапазон входного напряжения и возможность обеспечения изоляции цепей ввода/вывода являются основными причинами, по которым разработчики используют драйверы SMPS. Драйверы SMPS разработаны в одноступенчатой ​​или двухступенчатой ​​конфигурации в зависимости от интеграции схемы коррекции коэффициента мощности (PFC) и преобразователя постоянного тока в постоянный. В чувствительных к затратам и ограниченных по площади применениях модифицированных ламп предпочтительнее использовать одноступенчатую конструкцию, поскольку она экономит 20-50% деталей схемы, размера и стоимости по сравнению с двухступенчатым решением.В однокаскадных драйверах светодиодов могут использоваться топологии схемы, такие как обратноходовые преобразователи, понижающие преобразователи и повышающе-понижающие преобразователи.

Однако при использовании импульсных источников питания необходимо учитывать фильтрацию и экранирование электромагнитных помех (ЭМП) из-за высокочастотного коммутационного шума. Срок службы схемы переключающего драйвера сильно зависит от электролитического конденсатора, который используется в качестве компонента для накопления энергии. Электролитический конденсатор часто является первым компонентом, который выходит из строя в драйвере светодиода, потому что электролит внутри конденсатора быстро испаряется при высокой рабочей температуре, что вызывает рост эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и падение емкости.Существуют высокотемпературные электролитические конденсаторы, срок службы которых может составлять, например, 10 000 часов при 105 °C и 40 000 часов при 85 °C. Но все же стоимость всегда является проблемой.


Драйвер постоянного тока для светодиодов (импульсный источник питания)

Разработка драйвера SMPS для светодиодных ламп может быть сложной задачей из-за стоимости и ограниченного пространства. Таким образом, линейные источники питания выходят на сцену, потому что они являются простым и дешевым решением и требуют значительно меньшего количества компонентов, чем драйверы SMPS.Линейный регулятор работает в линейной области, в которой последовательный транзистор работает как переменный резистор, регулируя свое сопротивление для поддержания заданного тока. Линейная стабилизация не создает высокочастотного импульсного шума и, следовательно, не требует дополнительных схем или сложной схемы для фильтрации электромагнитных помех. В отличие от драйверов SMPS, которые рассчитаны на большие реактивные компоненты и требуют специальной печатной платы FR4, в линейных схемах используются компактные интегральные схемы (ИС) и дискретные устройства, которые могут быть установлены на MCPCB и, таким образом, совместно использовать печатную плату, тем самым экономя на печатной плате. Стоимость.

Линейные блоки питания по своей сути являются предпочтительным выбором, поскольку их низкая стоимость важнее эффективности, производительности, качества выходного сигнала и даже безопасности. Использование линейных источников питания имеет много недостатков. Линейный источник питания регулирует мощность, снижая входное напряжение до желаемого выходного напряжения. КПД низкий, потому что падение напряжения обычно высокое. Низкая эффективность вызывает проблемы с управлением температурой, поскольку избыточная электрическая мощность рассеивается в виде тепла. Это требует дополнительной охлаждающей способности для отвода тепла от лампы, что особенно важно для светодиодных ламп на основе DOB.Однако немыслимо оснастить однодолларовую лампу высокоэффективным радиатором. Линейные источники питания понижают более высокое напряжение на входе до более низкого напряжения на выходе и не могут компенсировать мощность, которая падает ниже выходного напряжения. По этой причине они не имеют универсального входного напряжения. Другая проблема с линейным регулированием заключается в том, что гальваническая развязка между входной и выходной цепями не может быть реализована с помощью этого драйвера. Следовательно, следует проявлять особую осторожность, чтобы электрически изолировать все металлические контакты.


Светодиодный модуль на плате водителя (DOB)
(Линейный источник питания с низким КПД, высоким уровнем мерцания, плохой защитой от EOS)

Управление затемнением

Часто желательно уменьшить яркость светодиодной лампы до любой желаемой яркости. Светодиодные лампы в качестве решения для модернизации часто требуются для работы с диммерами с отсечкой фазы, которые включают диммеры с передним фронтом (TRIAC) и диммеры с задним фронтом (ELV). Однако обычные диммеры предназначены для управления резистивными и индуктивными нагрузками.Напротив, светодиодные драйверы, в которых используется SMPS, представляют собой реактивную нагрузку на диммер. В результате диммирование светодиодных ламп с помощью диммеров с отсечкой фазы может вызвать ряд проблем, таких как выпадение низких частот, пропуски зажигания TRIAC, проблемы с минимальной нагрузкой, мертвый ход, мерцание света и большие скачки светоотдачи. Следовательно, драйверы SMPS должны быть спроектированы так, чтобы быть совместимыми с резистивными нагрузками. С другой стороны, линейные схемы работают с обычными диммерами, поскольку они представляют собой устройства с переменным сопротивлением. Уровень совместимости, такой как плавность и диапазон диммирования (диапазон между минимальным и максимальным фазовыми углами диммера) как для импульсных, так и для линейных драйверов, может различаться от диммера к диммеру, в зависимости от различных факторов, таких как модель и/или тип диммера.Несмотря на присущую совместимость с фазовым управлением, драйверы SMPS могут быть разработаны для поддержки аналогового и ШИМ-управления яркостью, что позволяет сделать освещение более адаптивным к потребностям пользователя и упростить интеграцию с датчиками и процессорами.

Мерцание

Мерцание

является серьезной проблемой для светодиодных ламп, потому что очень низкая цена этих продуктов начального уровня достигается за счет принесения в жертву качества света, эффективности и надежности лампы. Светодиоды излучают фотоны (пакеты света) только тогда, когда p-n переход смещен в прямом направлении и через него протекает электрический ток.Чтобы создать устойчивый и непрерывный источник света, питание, подаваемое на светодиодную нагрузку, не должно прерываться. Это означает, что именно блоки питания вызывают мерцание светодиодных ламп. Низкая стоимость светодиодных ламп требует существенного компромисса в отношении качества электроэнергии. Многие дешевые драйверы не могут устранить остаточную синусоидальную форму переменного сетевого напряжения, которая падает ниже прямого напряжения светодиодов в пределах каждой полуволны синусоидального сетевого напряжения. В результате светодиодная лампа выключается с частотой, вдвое превышающей частоту сети.Человеческий глаз воспринимает это явление как мерцание.

В целом, видимое мерцание (амплитудная модуляция света на частотах ниже примерно 80 Гц) не характерно для светодиодных ламп, но невидимое мерцание, возникающее на более высокой частоте (например, 120 Гц или 100 Гц), все же может вызвать реакцию нервной системы. и вызвать легкие или серьезные проблемы со здоровьем. Затуманенное зрение, зрительное напряжение и снижение производительности зрительных задач являются прямыми последствиями воздействия мерцания. Существует также особая группа риска, для которой мерцание не просто раздражает, но может вызывать такие симптомы, как головные боли, мигрень и эпилептические припадки.Как одноступенчатые импульсные источники питания, так и схемы линейных драйверов, встроенные в светодиодные лампы, обычно неадекватно рассчитаны на подавление пульсаций. Светодиодные лампы с регулировкой мощности, обеспечиваемой линейными блоками питания, могут демонстрировать очень высокий процент мерцания из-за неполного подавления переменного сигнала.

Стандарты мерцания для различных приложений и групп населения еще не установлены. Вот почему производители осветительных приборов осмеливаются пожертвовать этой спецификацией при разработке драйверов.Для сетевого напряжения с синусоидальной частотой 60 Гц процент мерцания (мерцание 120 Гц), производимого светодиодными лампами, должен быть менее 10%. Процент мерцания (мерцание 100 Гц) не должен превышать 8% для светодиодных ламп, питающихся от сети с синусоидальной частотой 50 Гц. 4 процента мерцания или менее при частоте 120 Гц или 3 процента мерцания или менее при частоте 100 Гц или считаются безопасными для людей, чувствительных к мерцанию.

Источник света

В светодиодных лампах типа A обычно используются светодиоды SMD средней мощности, которые представляют собой недорогие корпуса с пластиковыми выводными чипами (PLCC), хотя есть лампочки в винтажном стиле, в которых используются светодиодные нити для имитации декоративного вида и всенаправленного светового рисунка. вольфрамовых ламп накаливания.Самый популярный форм-фактор светодиодных корпусов, используемых в светодиодных лампах, — 2835 в различных вариантах мощности. Как и ожидалось, светодиоды средней мощности, используемые в лампах накаливания, обычно имеют очень низкое качество. Вместе с неадекватно спроектированными радиаторами и схемами драйверов они способствуют аномально низкой стоимости, а также дерьмовому качеству и короткому сроку службы светодиодных ламп. Первоначальная эффективность пакетов типа PLCC может выглядеть привлекательно, поскольку в корпусах используются материалы с высокой отражающей способностью, чтобы максимизировать эффективность светоотдачи.Однако эти пакеты светодиодов могут демонстрировать быстрое уменьшение светового потока при высоких температурах. Это связано с тем, что светодиоды средней мощности, основанные на архитектуре PLCC, имеют менее прочную конструкцию, чем мощные светодиоды на керамической основе или корпуса в масштабе микросхемы (CSP).

Наиболее важно то, что упаковочные материалы для светодиодов, используемых в светодиодных лампах, выбираются в соответствии с целевой стоимостью, а не критериями надежности и качества цвета. Высокая эффективность пакетов средней мощности является результатом использования пластикового корпуса с отражающими боковыми стенками и выводной рамки, покрытой отражающим металлом.Основная проблема, связанная с этой конструкцией, заключается в том, что с этими материалами могут возникнуть проблемы износа. Корпус светодиода обычно изготавливается литьем под давлением из материалов на основе смолы, таких как полифталамид (PPA) или полициклогексилендиметилентерефталат (PCT), которые имеют плохую термическую и фотостабильность. При высоких температурах и длительном времени работы смола может обесцвечиваться, трескаться или расслаиваться, что в конечном итоге приводит к уменьшению просвета и изменению цвета. Пластмассовые смолы, такие как эпоксидная формовочная масса (ЭМС) и силиконовая формовочная масса (СМС), обладают улучшенной стойкостью к обесцвечиванию при более высоких температурах, но имеют более высокую стоимость.Коррозия покрытия свинцового каркаса является еще одним механизмом уменьшения светового потока и изменения цвета в светодиодах. Серебряное покрытие может взаимодействовать с агрессивными газами, такими как сероводород (h3S), и терять отражательную способность.

Когда термически ограниченные светодиодные блоки работают в термически напряженной среде, результат очевиден. За исключением электрического обрыва цепи (например, электромиграции, обрыва соединительного провода, электростатического разряда) или электрического короткого замыкания, существует очень небольшая вероятность внезапных отказов светодиодов.Хотя постепенное уменьшение светового потока раздражает, изменение цвета может вызывать разочарование. Пакеты PLCC имеют различные механизмы изменения цвета. Многие из них приводят к сдвигу цвета в синем направлении. Чрезмерно высокий процент синих длин волн в световом спектре может представлять фотобиологическую опасность и вызывать нарушение циркадной системы организма.

Цветопередача

Качество света, излучаемого светодиодной лампой, влияет на воспринимаемые цвета освещенного объекта или сцены.Цветопередача описывает, насколько хорошо источник света передает цвета различных объектов. Существует множество систем для оценки цветопередачи. Индекс цветопередачи (CRI) повсеместно используется для обозначения характеристик цветопередачи лампы. Однако расчеты CRI не учитывают способность источника света точно воспроизводить насыщенные цвета, обычно обозначаемые от R9 до R14. Для расчета общего индекса цветопередачи Ra используются восемь образцов с хроматической насыщенностью от низкой до средней.Будучи ошибочной системой, значение CRI по-прежнему является полезным ориентиром для обычных потребителей.

Как было предложено ранее, если качество света является приоритетом, вам следует выбрать лампу накаливания вместо светодиодной. Будучи тепловым излучателем, лампы накаливания производят минимальное мерцание, как и солнечный свет. Аналогичным образом лампы накаливания излучают свет со спектральным распределением мощности (SPD), которое близко соответствует солнечному свету. Солнечный свет имеет самый высокий индекс цветопередачи, равный примерно 100, а лампы накаливания имеют индекс цветопередачи более 97.Это означает, что при освещении лампами накаливания цвета объектов, которые попадают в поле зрения каждого, точно воспроизводятся. Смешно, что с тех пор, как на рынке появилось люминесцентное освещение, освещение с высокой точностью цветопередачи ушло в прошлое, а индекс цветопередачи 80 был принят в качестве стандартного показателя цветопередачи при внутреннем освещении для бытовых применений. Мало того, что средняя точность цветопередачи восьми эталонных цветов с низкой цветностью резко упала, SPD большинства из 80 источников света CRI буквально не содержит длин волн для передачи насыщенных цветов.При освещении этими источниками света с низким индексом цветопередачи цвета объектов в наших глазах кажутся искаженными.

Светодиодная технология

дает возможность отображать все объекты в приятном и естественном виде. Светодиоды могут быть упакованы для получения белого света широкого спектра с качеством цвета, точно соответствующим естественному дневному свету. К сожалению, цветовые показатели светодиодных ламп по-прежнему соответствуют стандартам, установленным для люминесцентного освещения. Цветопередача жилых светодиодных светильников такая же плохая, как у люминесцентных ламп.Светодиодные лампы, продаваемые на потребительском рынке, имеют только минимально приемлемый индекс цветопередачи и просто не учитывают передачу насыщенных цветов. Почему производители осветительных приборов до сих пор производят светодиодные лампы с низким индексом цветопередачи, хотя технически возможно обеспечить точную цветопередачу светодиодного освещения? Виновником является стремление повысить энергоэффективность. Существует компромисс между цветопередачей и эффективностью лампы. Однако это не должно служить оправданием для снижения качества цветопередачи. Даже при минимальном индексе цветопередачи 90 световая отдача светодиодных ламп намного лучше, чем у ламп CFL 80 CRI.Более того, бытовое освещение потребляет значительно меньше электроэнергии, чем коммерческие и промышленные светильники, поскольку они обычно работают в течение нескольких часов, в то время как коммерческие и промышленные осветительные приборы имеют значительно большую продолжительность работы. Жертвовать качеством света ради чуть более высокой энергоэффективности в бытовых осветительных приборах — значит думать по принципу «телега впереди лошади». Когда люди уединяются, чтобы перезарядиться и расслабиться в своих домах после долгих часов работы, они заслуживают высококачественного освещения.

Источниками света светодиодных ламп в большинстве случаев являются синие светодиоды накачки, в которых используются кристаллы синих светодиодов InGaN для накачки люминофоров внутри корпуса устройства. Часть коротковолнового света, излучаемого синим светодиодом, преобразуется с понижением частоты в более длинноволновый свет. Непреобразованный синий свет смешивается с преобразованным вниз светом для получения желаемого белого света. Светодиод с высокой цветопередачей обеспечивает равномерную мощность излучения во всем диапазоне длин волн видимого спектра излучения. Это требует, чтобы большая часть синего света была преобразована с понижением частоты смесью люминофоров.Преобразование с понижением длины волны связано со стоксовой потерей энергии. Чем выше доля синего света, подлежащая преобразованию, тем выше потери стоксовой энергии. Наряду с увеличением стоимости использования широкополосных люминофоров и снижением чувствительности глаз по сравнению с SPD, освещение с высокой цветопередачей имеет определенные недостатки, которые включают более высокую стоимость и более низкую светоотдачу. Белый свет также может быть создан с помощью светодиодов с фиолетовой накачкой, которые включают преобразование всей длины волны всего излучаемого коротковолнового света.Фиолетовые светодиоды накачки очень дороги и используются только в продуктах высокого класса, предназначенных для приложений, где особое значение имеет высокая цветопередача.

Несмотря на более высокую стоимость источника света и более низкую светоотдачу, связанную с освещением с высоким индексом цветопередачи, следует учитывать минимальный индекс цветопередачи 90, когда лампочки устанавливаются на настольные лампы, торшеры, подвесные светильники или любые осветительные приборы, предназначенные для зрительно интенсивных задач. или приложений, критичных к цвету. Потому что CRI не отражает передачу насыщенных цветов.Следует обратить внимание на R9, специальный индекс цветопередачи для темно-красного образца. Значение R9, равное 25, считается приемлемым, а значения R9 выше считаются отличными.

Коррелированная цветовая температура (CCT)

Коррелированная цветовая температура (CCT), измеряемая в градусах Кельвина (K), представляет собой показатель, относящийся к внешнему виду света, излучаемого источником света. Белый свет с КЦТ в диапазоне от 2700 К до 3300 К обычно называют теплым белым светом.Белый свет с КЦТ от 3500 К до 4100 К классифицируется как нейтральный белый свет. Белый свет с CCT выше 4100 K называется «холодным белым». Восприятие теплоты и холодности светлых тонов влияет на субъективную оценку человеком внутреннего пространства, что обычно определяет выбор цветовой температуры источника света. В Северной Америке и большей части Европы для внутреннего освещения жилых помещений используются источники света от 2700 К до 3300 К, в основном из-за того, что «теплый белый» вид света от свечей и ламп накаливания укоренился в их культуре.Во многих странах Азии, Африки и Южной Америки холодный белый цвет является обычным выбором цветовой температуры для внутреннего освещения. Выбор CCT для обычных потребителей обычно обусловлен психологическими проблемами, которые в первую очередь связаны с культурой и, возможно, с климатом.

Пока нет строгих правил по выбору CCT. За появлением света стоит наука. Цвет света влияет не только на наши эмоции, настроение, восприятие и зрительную деятельность, но и физиологически влияет на функционирование человеческого организма.В ходе эволюции в организме человека выработалась циркадианная система под влиянием естественной смены дня и ночи. Циркадный ритм — это 24-часовой биологический процесс, который регулирует выработку важных гормонов. Свет — это стимулятор, который день и ночь сигнализирует супрахиазматическому ядру (СХЯ) в головном мозге через фоторецепторы ipRGC. SCN — это главные циркадные часы, которые координируют биологический процесс. В частности, эта стимуляция регулируется общей дозой синего света (около 480 нм), достигающей ipRGC.Высокая доза синего света сигнализирует мозгу о необходимости высвобождения дофамина, серотонина и кортизола, одновременно подавляя выработку мелатонина. Это программирует тело на дневной режим. С другой стороны, SCN будет реагировать на темноту или ослабленный синий свет, сигнализируя о высвобождении мелатонина, который позволяет телу регенерировать и восстанавливаться.

Воздействие холодного белого света, который содержит большое количество синих длин волн, может резко подавлять выработку мелатонина в ночное время. Многократное воздействие яркого света с высоким КЦТ нарушит циркадный ритм.Нарушение циркадных ритмов связано с целым рядом негативных последствий для здоровья человека. Напротив, теплый белый свет несет в спектре очень небольшое количество синей длины волны. Это может свести к минимуму нарушение циркадной системы организма. Таким образом, теплый белый свет должен быть выбором CCT для освещения жилых помещений.

Опять же, существует компромисс между низким светом CCT и эффективностью лампы. Большое количество синих длин волн необходимо преобразовать с понижением частоты в более длинные волны, чтобы свет имел относительно красноватый оттенок для теплого белого цвета.Вот почему производители осветительных приборов активно навязывают необразованным потребителям продажу лампочек с чрезвычайно высокой температурой цветовой температуры от 6000 до 6500 К. Воздействие белого света с цветовой температурой температуры в этом диапазоне сильно нарушает циркадный ритм человека.

Как защитить цепи освещения для светодиодных фонарей

В 2017 году на 21 миллион зданий в Германии приходилось 36 процентов от общего потребления энергии в стране. Если учесть, что 18 процентов электроэнергии в нежилых зданиях потребляется освещением 1 , установка наиболее эффективного освещения может оказать существенное влияние на потребление энергии и затраты.

Потребляя на 75 процентов меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания, светодиодные лампы могут существенно снизить потребление.

Характеристика систем светодиодного освещения

Если вы решили установить светодиодные светильники в электроустановку, важно учитывать электрические параметры светодиодного светильника, а не только потребляемую мощность.

Чтобы лучше понять параметры, вот обзор компонентов светодиодного светильника:

Светодиоды

— это полупроводниковые источники света, которые излучают свет, когда через них проходит электрический ток.Чтобы излучать свет, светодиоду нужен постоянный ток, который обеспечивается электронным устройством, называемым драйвером. Драйвер преобразует мощность низковольтной сети переменного тока в постоянное напряжение и ток для светодиодного светильника. Все драйверы содержат конденсаторы. Это вызывает пусковые токи при включении. В установившемся режиме возникают гармоники, и ток светодиодного светильника не является идеально синусоидальным.

Влияние электрических параметров светодиодного светильника на электрическую сеть

При установке устройства защитного отключения (УЗО) в цепи необходимо учитывать ток утечки на землю.Для светильников типичный ток утечки на землю составляет менее 1 мА. Это означает, что можно установить большое количество светодиодных светильников.

Также необходимо учитывать искажение синусоидального сигнала. Несинусоидальная форма волны влияет на ток срабатывания УЗО переменного тока, чувствительного только к переменному току. В связи с этим следует использовать УЗО типа А, чувствительное к переменному току и/или пульсирующему току с постоянной составляющей.

Другим элементом, который следует учитывать, является то, что выбор характеристики миниатюрного автоматического выключателя (MCB) зависит от характеристики нагрузки.Это включает в себя поперечное сечение и длину кабелей, а также пусковой ток. При включении светодиодных светильников возникают большие пусковые токи из-за конденсатора в драйвере. Можно заметить, что автоматический выключатель срабатывает при включении светодиодных светильников.

Следующий пример иллюстрирует эту ситуацию:

  • В одной схеме установлено двенадцать драйверов светодиодов мощностью 150 Вт, 0,7 А.
  • В спецификации драйвера светодиодов указан пусковой ток 78 А в течение 195 мкс.
  • Цепь защищена автоматическим выключателем C-образной формы, I n = 16 A.
  • При включении цепи срабатывает ПЦС. Для грубой оценки пиковые токи складываются. Однако полное сопротивление сети, сечение и длина кабелей оказывают существенное влияние на пиковое значение и продолжительность пускового тока.
  • На диаграмме импульсного отключения для пиковой продолжительности 195 мкс коэффициент k = 13.
  • С-кривая автоматического выключателя, I n = 16 A, не срабатывает при пусковом токе 13 x 5 x 16 A = 1,040 A. Это расчетное значение выше, чем общий пусковой ток двенадцати драйверов светодиодов, что составляет 936 А, но автоматический выключатель сработал.Это вызвано большей длительностью суммы пусковых токов драйверов светодиодов.
  • Измерен общий пусковой ток, длительность огибающей пусковых токов составляет 250 мкс.
  • C-кривая MCB не срабатывает за 250 мкс до 11 x 5 x 16 A = 880 A. Это показывает, что для этой конкретной установки одиннадцать драйверов светодиодов могут быть защищены одной C-кривой MCB, I n = 16 А.

Пиковое значение и продолжительность пускового тока драйвера светодиодов указаны в техническом паспорте.Влияние нескольких драйверов, полного сопротивления сети, поперечного сечения и длины кабелей на пиковое значение и продолжительность пускового тока неизвестно. Для расчета количества драйверов светодиодов, подключаемых к одному MCB, можно использовать схему импульсного отключения. Для запаса прочности результат следует умножить на 0,8.

Для приведенного выше примера расчетный пусковой ток равен 1,040 А, умноженный на 0,8, максимальный пусковой ток равен 832 А.

Использование светодиодных ламп в вашей электроустановке может значительно снизить потребление энергии и связанные с этим затраты.

При выборе установки необходимо учитывать влияние пускового тока при включении светодиодных ламп. Проверьте пусковые токи драйверов светодиодов, которые вы хотите установить в одну цепь, в технической документации. Этот пусковой ток должен быть ниже импульсного тока отключения МСВ, защищающего эту цепь (имеется в технических данных). Также важно рассмотреть возможность использования запаса прочности в 80 процентов от значения срабатывания.

Учтя все эти моменты, вы убедитесь, что у вас комфортное и безопасное освещение с минимальными затратами.

Источник: 1 dena-Gebäudereport 2018, www.dena.de

Объемный звук в светодиодной лампочке

Думая о возможном подарке, я стараюсь думать либо о практичном предмете, либо о чем-то, чего они никогда бы не ожидали, но что их «поразит». Знаете, как детишки срывают обертку и орут “ круто!” ».

Вот технический предмет, о котором вы, возможно, еще не слышали и который определенно имеет этот фактор крутости.

 – это Pulse от Sengled, который обеспечивает объемный звук в формате .. подожди… светодиодная лампочка. Серьезно.

Давно прошли те времена, когда громоздкие стереосистемы занимали весь прилавок. Теперь у вас может быть самый маленький музыкальный плеер, даже без проводов. Тем не менее, с Pulse едва узнаваемый источник этого аудиоисточника Harman, поскольку он маскируется под лампочку.

В один комплект входят 2 светодиодные лампы, дающие высококачественный звук: одна основная лампа, а другая вспомогательная. В отличие от обычных лампочек, которые нужно менять время от времени, эти служат долго {18-20 лет}.

С 2 включенными лампочками вы получаете двойной динамик JBL с диапазоном, способным воспроизводить настоящий объемный звук. На самом деле, звук потрясающий, лучше, чем я ожидал! Вы воспроизводите музыку через загружаемое приложение Pulse, которое работает как для Android, так и для iPhone. Простота загрузки и использования, вы можете буквально управлять музыкой из любой точки дома. Кроме того, соединение Bluetooth работает на нескольких платформах (телефон, компьютер, iPad и т. д.).

Светодиодные лампы Pulse просты в установке — в конце концов, это лампочка.Учитывая этот факт, они также портативны, поэтому вы можете взять их куда угодно! Мне также нравится, что вы также можете использовать приложение для приглушения света, это еще одна интересная функция, которая вам понравится. Одно слово для мудрых, это довольно большая лампочка, поэтому есть места, где Pulse не будет работать. Мне приходится использовать мой в лампах, так как у нас в основном есть небольшие встроенные светильники по всему дому.

Управляется компьютером или устройством, без питания или проводов, без замены батарей — Pulse — это инновационный продукт, который обязательно произведет впечатление.Объемный звук исходит от лампочки? Да, это очень круто!

Раскрытие информации: я получил продукт, чтобы облегчить этот обзор, все мнения являются моими собственными.

 

.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.