节能灯的基本概念

论电光源频闪效应的危害性及改进对策

青岛法兰克(Frank)微电子有限公司

青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室

合同能源管理机制推进事业部

高频光源事业部

高频光源设计工程师  韩俭荣

摘  要：电光源频闪效应危害性极大，产生的技术机理比较复杂。本文仅从正确认识频闪效应的危害牲和科学选用新型光源，构建明亮、舒适的绿色照明环境的角度，对频闪、频闪效应产生的技术机理及危害性表现。进行简要的分析。

关键词：频闪  频闪深度  频闪效应  驱动电功率频率  高频率合同能源管理专用节能灯                                             

一、概述

电光源在给人类带来光明的同时，也由于电光源的频闪，给人类带来了新的危害，即：频闪效应。

频闪效应指的是两个概念。一是频闪：即电光源光通量波动的深度，波动深度越大，频闪深度越大。二是频闪效应：即电光源频闪在人视觉上产生的负效应。频闪深度越大，负效应越大，危害越严重。

频闪与频闪效应，跟电光源种类，及其技术性能具有直接的关系。不同种类与不同技术性能的电光源，其频闪与频闪效应危害程度也不同。

正确认识，电光源频闪与频闪效应的危害性，科学把握改进技术措施。对构建明亮、舒适的绿色照明环境，具有科学的重要意义。

二、常用传统电光源的频闪深度

当前，在生产领域、日常生活中。应用最广泛的传统电光源，主要有白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、金卤灯、直管型（电感式）日光灯。由于其技术品质的原因，频闪深度和频闪效应危害严重。

现将上述几种传统电光源的频闪深度列表如下：

传统电光源的频闪深度与频闪频率列表

三、频闪效应的危害性

电光源的频闪效应，给人类生产、日常生活、身心健康造成了不可弥补的严重危害。主要表现在以下几个方面：

（一）、引发工伤事故

在电光源的频闪频率，与运动（旋转）物体的速度（转速）成整倍数关系时。运动（旋转）物体的运动（旋转）状态，在人的视觉中就会产生静止、倒转、运动（旋转）速度缓慢，以及上述三种状态，周期性重复的错误视觉，引发工伤事故。

1、例如：制衣行业的缝纫机操作工，将高速上下运动的针头，错觉为静止状态，不慎将手指扎伤。

2、例如：机加工行业机床操作工，对正向旋转的车刀，错觉为倒转。而进行紧急换向操作，损坏工件、刀具，甚者造成人员伤亡。

3、例如：在机械行业中，吊车操作工，对吊车与吊勾的运动状态产生运动速度缓慢，瞬间静止等错误视觉。产生定位困难，造成操作失误，引发事故。

4、例如：在机械行业中，生产操作人员对生产设备的飞轮、皮带轮的转速。产生转动缓慢、倒转等错误视觉。导致误操作，引发事故。

（二）、造成生产效率低下

频闪效应会引发视觉疲劳、偏头痛。特别是机械行业采用高压汞（钠）灯、金属卤化物灯，和轻工、食品、印刷、电子、纺织等行业，普遍采用T8直管型（电感式）日光灯的照明场合尤为明显。

例如，流水线上的插件操作工，容易因视觉疲劳、眼花，引起偏头痛。产生定位困难情形，生产效率低下。

（三）、对成长中的青少年伤害眼睛，形成近视

在我国80年代以后，T8直管型（电感式）日光灯，普遍应用于家庭、学校、图书馆等，成长中的中小学生受害极大，视力下降明显，近视眼显着增多。

四、产生频闪的技术机理分析

电光源产生频闪的技术机理，既有供电电源的因素，也有电光源技术性能落后的因素，以及照明设计不合理的因素等等。并且是诸多因素综合作用的结果，技术机理比较复杂。限于篇幅，本文仅从常用电光源技术性能的角度，进行概括性技术分析。

1、 电光源发光体驱动电功率频率低

白炽灯、高压汞（钠）灯、金属卤化物灯、T8直管型（电感式）日光灯。在现阶段，由于其技术性能比较落后。 绝大多数由50Hz工频正弦交流电，直接向电光源的发光体供电，驱动发光体放电发光。其发光体的发光功率，必然随供电电源的频率，呈正弦波规律波动。频闪频率为50Hz×2＝100Hz。

2、电光源供电电压波动大

我国现阶段工频交流电源，瞬时电压值波动幅度在10％--20％之间，大大加重了频率为100Hz，呈正弦波规律波动的频闪深度。

五、频闪效应的改进对策

改进电光源频闪的根本技术对策，是提高驱动电光源发光体发光的驱动电功率频率，使其达到40KHz以上。

从宏观技术角度上讲，提高驱动电光源发光体发光的驱动电功率频率的措施很多。但在现阶段，有些技术措施根本不可能实现，或实现成本较高。最为可能、最为经济，也是最为有效的途径，是选择具有交流－直流－交流（AC-DC-AC）频率变换功能的新型电光源。

综合考虑，电光源应用环境、光通亮、显色性能、频闪效应、节能效果、性能价格比、照明质量等等因素。本文选择具有交流－直流－交流（AC-DC-AC）频率变换功能的新型电光源：青岛法兰克高频率合同能源管理专用节能灯。再通过科学的照明工程设计，辅之选择使用性能优越的照明灯具。就能够消除频闪效应危害，构建明亮、舒适的绿色照明环境。

青岛法兰克高频率合同能源管理专用节能灯的基本原理：采用具有交流－直流－交流（AC-DC-AC）频率变换功能的全电子镇流器。将50Hz、220V工频交流电，整流变成平滑的直流电，经变频振荡器将直流变换成40KHz以上的高频交流电。加在三基色节能荧光灯管上，驱动节能荧光灯管放电发光。因驱动电功率频率高、波动小，节能荧光灯管的频闪深度小于5%，没有频闪效应危害。

经科学计算，实验证明：驱动荧光灯管放电发光的电功率频率，应在40KHz-100KHz之间。幷且，在此范围之内频率越高，荧光灯管的频闪深度越小，频闪效应危害越小。

需特别说明的是，市场上正在销售的普通节能灯，其电子镇流器的变换频率，并不全是在40KHz以上。有的普通节能灯，变换频率仅在20KHz左右，甚者低至17Khz以下。仍然会产生20－30％的频闪深度，仍然存在严重的频闪效应危害。

六、结论

1、传统电光源的光通量都在波动，均产生频闪与频闪效应危害。

2、频闪与频闪效应危害的主要表现是：产生视觉错觉，引发工伤事故；视觉疲劳，降低生产效率；伤害眼睛，导致近视。

3、采用变换频率能够达到40Khz以上的，高频率合同能源管理专用节能灯。频闪深度可降至5％以下，即可消除频闪效应的危害性。

4、变换频率能够达到40Khz以上时，还能够提高荧光灯管的发光效率，降低电耗，提高照度。

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