Енергоефективність, довговічність і адаптивність світло-діодів(світлодіодні) ліхтаріповністю змінили сектор освітлення. Проте побоювання щодо можливого впливу світлодіодів на здоров’я виникли, оскільки вони замінюють звичайні лампи розжарювання та люмінесцентні лампи. Мерехтіння-раптова повторювана зміна світловіддачі-є однією з важливих проблем. Мерехтіння світлодіодів не є винятковим для них, але в деяких ситуаціях спосіб їх виготовлення та функціонування може погіршити ситуацію. У цій статті розглядається негативний вплив мерехтіння світлодіодного освітлення на здоров’я, як воно вимірюється та як зменшити його негативний вплив.
Розуміння мерехтіння світлодіодного освітлення
Флікер: що це?
Термін «мерехтіння» описує поступову зміну інтенсивності світла. Це є результатом швидкого перемикання електричного струму, який живить діод у світлодіодах. Світлодіоди вмикаються та вимикаються відносно миттєво, що робить мерехтіння більш помітним, якщо його не контролювати. Це на відміну від ламп розжарювання, які утримують тепло і світяться між циклами.
Типи мерехтіння
Видиме мерехтіння: варіації, видимі неозброєним оком, зазвичай виникають на частотах нижче 80 Гц.
Вища-модуляція частоти (понад 80 Гц), яка може впливати на здоров’я, навіть якщо вона непомітна, відома як «невидиме мерехтіння».
Причини мерехтіння світлодіодів
Проблеми з джерелом живлення: неефективне перетворення змінного струму (AC) у постійний (DC) за допомогою недорогих світлодіодних драйверів може призвести до залишкових коливань.
Методи затемнення. Один із популярних методів затемнення, широтно-імпульсна модуляція (ШІМ), швидко вмикає та вимикає світлодіоди, створюючи мерехтіння.
Схема схеми: несумісні частини або погано побудовані схеми можуть зробити варіації більш помітними.
Вплив світлодіодного мерехтіння на здоров'я
Мерехтіння впливає на здоров'я як психологічно, так і фізіологічно. Частота, інтенсивність, тривалість впливу та особиста чутливість є деякими змінними, які впливають на тяжкість.
1. Напруга очей і розлад зору
Зіниця та клітини сітківки ока повинні постійно адаптуватися до мерехтіння, яке викликає:
Симптоми астенопії включають туманний зір, сухі очі та проблеми з фокусуванням.
Головний біль і мігрень: під час миготливого світла чутливі люди-особливо ті, хто страждає від мігрені-повідомляють про частіші епізоди.
2. Вплив на нерви
Мерехтіння від 3 до 70 Гц може спричинити судоми в 1 із 4000 людей із світлочутливою епілепсією.
Когнітивні показники: дослідження показують, що мерехтіння пов’язане зі зниженням концентрації уваги та більшою кількістю помилок у завданнях. Згідно з дослідженням Lighting Research & Technology у 2019 році, учасники зробили на 23% більше помилок під час мерехтіння з частотою 100 Гц.
3. Порушення циркадного ритму
Вироблення мелатоніну регулюється світлом. Навіть на високих частотах мерехтіння може перешкоджати цьому процесу, що може призвести до:
Розлади сну включають погіршення якості сну та затримку сну через пригнічення рівня мелатоніну.
Розлади настрою: сезонні афективні розлади та депресія пов’язані з хронічними циркадними порушеннями.
4. Розширені небезпеки
Хронічні захворювання можуть загострюватися при тривалому впливі:
Згідно з дослідженнями на тваринах,-високочастотне мерехтіння може прискорити дегенерацію сітківки.
Хронічні головні болі: постійні головні болі частіше зустрічаються серед офісних працівників, які піддаються впливублимання світлодіодів.
Мерехтіння та інструменти
Інженери з освітлення використовують спеціальні інструменти та кількісні вимірювання для оцінки мерехтіння:
1. Важливі показники
Формула відсотка мерехтіння: (Amax−Amin)(Amax+Amin)×100%.
(Amax+Amin)(Amax−Amin)×100%=Відсоткове мерехтіння
де найвищий і мінімальний вихід світла позначено Amax і Amin. Гірше мерехтіння вказують на вищі відсотки.
Індекс мерехтіння обчислює частку світлового випромінювання, яке вище або нижче норми. Від 0 (без мерехтіння) до 1 (надзвичайне мерехтіння), значення змінюються.
Ключовим фактором при оцінці відчутності є частота. Хоча мерехтіння понад 200 Гц здебільшого не виявляється, воно все ж може мати фізіологічний вплив.
2. Засоби вимірювання
Вимірювачі мерехтіння — це портативні прилади, які вимірюють частоту та відсоток мерехтіння, наприклад PRC LMK-5.
Світлові хвилі можна побачити за допомогою осцилографів, але для них потрібен фотодетектор.
Програми для смартфонів: «Flicker Tester» та інші попередні інструменти надають легкодоступні, але неточні оцінки.
3. Настанови та стандарти
IEEE 1789-2015: для програм із низьким ризиком мерехтіння має бути нижче 8% при 90 Гц або 3% при 1200 Гц.
ENERGY STAR: вимагає, щоб світлодіодні продукти мали частоту принаймні 120 Гц і мерехтіння не більше 30%.
Пом'якшення мерехтіння світлодіодного освітлення
1. Проектно-технічні рішення
Високо{0}}якісні драйвери: для стабільного виходу використовуйте драйвери постійного струму (CCD), а не ШІМ.
Повно{0}}випрямлячі зменшують залишкові пульсації, перетворюючи змінний струм на плавний постійний.
ШІМ і аналогове затемнення використовуються в гібридному затемненні, щоб зменшити мерехтіння за слабкого освітлення.
2. Галузеві та нормативні стандарти
IEC TR 61547-1: Встановлює стандарти несприйнятливості для освітлювальних приладів.
Каліфорнійський розділ 24: вимагає, щоб комерційні структури мали менше або дорівнювали 30% мерехтіння.
3. Знання споживачів
Сертифікати: перевірте відповідність стандарту IEEE 1789 або позначки «-без мерехтіння».
Уникайте дешевих світлодіодів, оскільки вони часто погіршують якість драйвера.
Перевірте перед покупкою: перевірте мерехтіння в магазинах із додатками для смартфонів.
4. Майбутні події
Адаптивні світлодіоди в інтелектуальних системах освітлення змінюють свою потужність відповідно до навколишнього середовища.
Мерехтіння-Free Driver Research: мета нових технологій — позбутися мерехтіння без шкоди для ефективності.
Незважаючи на тесвітлодіодне освітленнямає багато переваг, мерехтіння все ще є серйозною проблемою з реальним ризиком для здоров’я. Небезпека, яка варіюється від короткочасного-подразнення очей до тривалого-неврологічного та циркадного впливу, підкреслює необхідність суворих інструкцій щодо вимірювання та методів пом’якшення. Сектор освітлення може гарантувати, що світлодіоди виправдають свої обіцянки як безпечний, екологічно чистий варіант, наголошуючи на високо-якісних компонентах, дотримуючись норм і заохочуючи навчання клієнтів. Мерехтіння буде зменшено в міру розвитку наукових досліджень, захищаючи як здоров’я людей, так і розвиток технологій.
