论电光源频闪效应的危害性及改进对策

青岛专用集成电路设计工作室
华贝尔微电子高频光源事业部

关键词：频闪， 频闪深度， 频闪效应， 驱动电功率频率 ，高频率节能灯
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、危害性表现，进行简要的分析，提出改进技术对策 。
　　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。

一． 常用电光源的频闪深度
　　当前，在生产领域、日常生活中。应用最广泛的电光源，主要有白炽灯、高压汞（钠）灯、直管型（电感式）日光灯。现将上述几种电光源的频闪深度列表如下：

　　由于电网电压波动影响，上表中的频闪深度，实际还会加大１０％～２０％。

二． 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：
１． 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，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。
　　u 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。
　　u 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。
　　u 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。
　　u 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。
２． 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，和轻工、食品、印刷、电子、纺织等行业，普遍采用直管型（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。
３． 对成长中的青少年伤害眼睛，形成近视。在我国 80年代以后，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。

三． 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，本文仅就从常用电光源技术性能的角度，进行概括性技术分析。
１． 电光源供电电源频率低。白炽灯、高压汞（钠）灯、直管型（电感式）日光灯。在现阶段， 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。 其频闪频率为５０Ｈｚ *２＝１００Ｈｚ，并且呈正弦波规律波动。
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。
３． 电光源技术性能落后。白炽灯为灯丝直接加热发光的热辐射性光源，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。高压汞（钠）灯，直管型（电感式）日光灯，虽然是气体放电发光的电光源。但由于其启动与点燃均采用电感式镇流器（不具备 AC-DC-AC变频功能）。所以，气体放电发光体的放电功率，必然随供电电源的频率，呈正弦波规律波动。

四． 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（亮度）、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。华贝尔三基色高频率大功率工业专用节能灯（简称高频率节能灯）。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。就能消除频闪效应，构建明亮、舒适的绿色照明环境。
　　高频率节能灯的基本原理，是采用具有交流－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。加在三基色荧光灯管上，驱动荧光灯管放电发光。因驱动电功率频率高、波动小，荧光灯管的频闪深度小于5%，没有频闪效应。
　　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-80KHz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，频闪效应越小，危害牲越小。
　　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。有的劣质普通节能灯，变换频率仅在20KHz左右，甚者低至１７ＫＨｚ以下。仍然会产生２Ｏ－３Ｏ％的频闪深度，仍然存在严重的频闪效应危害。

五． 结论
　　采用三基色高频率大功率工业专用节能灯，电子镇流器具有交流－直流－交流（ AC-DC-AC）频率变换功能。在变换频率能够达到４ＯＫＨｚ以上时，频闪深度可降至５％以下，即可消除频闪效应的危害性。并且能够提高荧光灯管的发光效率，降低电耗，提高亮度。是构建明亮、舒适绿色照明环境的理想光源。
　　青岛华贝尔微电子工作室高频光源事业部，是专业从事三基色高频率大功率工业专用节能灯，高频率电子镇流器的高技术企业。所生产的华贝尔系列三基色高频率大功率工业专用节能灯，采用的电子镇流器，交流－直流－交流（ AC-DC-AC）变换频率，高达４６ＫＨｚ以上。光效高，亮度高，故障率低、寿命长。显色性高，无频闪效应危害。

　　韩俭荣 13606306833 (0532)8760830