led灯电路图及原理

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led灯电路图及原理

来源：baiyundou.net 日期：2024-09-23

作者：iN在

前两天提到了低价的LED灯的时候就有人提到了频闪问题。其实所有LED灯都有频闪。

iN就拍了一下家里的LED灯的视频，大家看一看：

这是家里房顶上众多筒灯中的一个，不仅仅频闪严重，而且色彩都不均匀了，如果是迫害妄想症患者，估计看到这样的频闪会吓哭吧？

在照片中command+i调出拍摄参数，大家可以看到这样的数值：

快门速度已经达到了1/6211秒，也就是大家看到的每一帧画面仅仅存在六千分之一秒。

今天咱们就来说说频闪及其危害。

首先我们要知道，LED灯的原理，LED灯灯珠是一个半导体元件，叫做发光二极管（LED，Light-emitting diode）。英文名字就特别直白了，就叫做“光发射二极管”。

原理就是在PN节上电子和空穴结合直接以光子的形式释放能量。LED灯的发光和白炽灯的发光原理不同。作为对比白炽灯是因为灯光里面的灯丝被电能加热到高温白炽状态产生的光辐射，首先是温度极高。而LED灯发光并不依靠温度。

这就导致高温的灯丝在电压波动的时候由于热量还没有及时散发出去具有热惯性，就可以让白炽灯一直保持一个比较均匀的发光状态。通常情况下在热惯性的作用下，接入交流电电源的白炽灯会有6%左右的亮度波动。只是这个级别的亮度波动人眼难以察觉。

但LED有电子和空穴作用的时候发光，没有作用的时候就一点光都不发，LED灯的发光就完全取决于作用于二极管两端的电压变化。

如果不做出特殊设置LED灯的亮度波动大约是100%，且有明显的时间间隔。

所以如果有一个稳定的直流电源，那么LED灯的亮度也可以保持稳定。只不过我们目前大多数电器所使用的都是交流电。

以咱们国家为例，我们用的是220V 50Hz交流电，电压每50分之一秒波动一变。220V仅仅是一个正220V到负220V周期内波动的范围。

这种波动的电压一般用在电子电器上都是不能直接使用的。最起码得分个“正负极”。在电子上最常用的就是整流全桥。

目的就是把在0V以下的电压扶正，扶到正相限内。

方法也很简单，就是用四个二极管给电流“搭建”一个正确的通路。整流后的电压也就全部在0V以上波动。再经过稳压我们就可以得到一个波动并不是这么剧烈的电压波形。由于电子元件大部分都可以适应一个相对宽大的输入电压范围，因此波纹电压也是可以使用的。

但到了LED的使用中，LED随着电压波纹明暗变化在视觉上是可感知的，这就导致了大家所说到的频闪。

理论上只要不是真正的直流供电，频闪是一定存在的。

但是，问题来了，频闪究竟有没有害处呢？有！

根据国外的研究机构，灯光的频闪主要包括五个方面的伤害：

闪光引起的癫痫病发作
频闪效应导致的选择机构的视觉静止
偏头痛、阵发性头痛
增加自闭症患病几率
视觉疲劳

按照风险性的大小IEEE在文档《IEEE Recommended Practices for Modulating Current in High-Brightness LEDs for Mitigating Health Risks to Viewers》中也给出了一个矩阵量表。

不过，同时文档中也表示频闪危害与频率和幅度是有关系的。

这张图的意思是在10Hz的频闪是完全无法接受的，100Hz的频闪中闪烁的幅度低于6%是没有问题的，在1250Hz以上的频闪状态下，则可以不考虑闪烁幅度都是可以接受的。

同时IEEE的文档中也给出了参考的高亮度LED灯低频闪电路设计。

基本上就是倍频，让LED灯获得两倍的交流电频率。这样算一算，如果利用参考电路，我们的LED灯是可以在200Hz频闪的，这就让灯具的频闪已经几乎不可察觉，基本上也就对健康没有影响了。

类似于文章开头，用手机高速快门拍摄下来的“频闪”其实是正常情况，在日常生活中是完全不可能察觉到的。也就无法造成所谓的健康危害。

至于用手机拍摄频闪这件事靠不靠谱实际上是有待于商榷的。毕竟只要手机的拍摄照片的时候快门速度设置得足够快，任何LED灯都是可以拍摄出频闪效果的。

用这种方式来测量频闪其实也就是自己吓唬自己了，本身是没啥科学依据的。

至于频闪的问题，如果一个LED灯用最简单的电路其实也可以保证在100Hz的频率闪烁，这个频率上基本也不会造成健康危害。

但是要注意的是，很多廉价的LED灯不仅仅是电路做的简单，而是更进一步采用更廉价的元件。这就导致LED灯的驱动电路本身就不稳定。这种电路上元件质量的不稳定就导致了LED灯亮度变化幅度的不稳定。

肉眼可见的“频闪”就成了几个不同周期内的明暗变化。这种产品其实才是最坑人的。

所以说，谈LED频闪问题本身就是一个伪命题，毕竟在我国LED灯的闪烁频率至少是100Hz本身就没太大影响。但廉价的LED灯往往会给你带来其他方面的明暗变化。这种元件质量带来的问题归纳到频闪就有点蒙人了。

而拿手机去“看频闪”则是绝对的反智行为。

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（编辑：自媒体）