光源光输出波动的准确测量及其影响因素[5]

　　4.7　LED台灯

　　LED台灯的光波动如表6所示。由于LED采用直流恒流驱动，直流纹波可以做得很小，所以能够实现光波动<1%，可以认为此时消除了光波动。白光LED内涂有荧光粉把部分蓝光转换为黄光，荧光粉的余辉效应对降低光波动也有一定的作用。

　　5　 影响光源光波动的因素

　　有很多因素会影响光源的光波动，如电网电压的波动、镇流器的种类 (工作频率、输出的电压电流波形)、灯丝的形状、气体的成分、荧光粉的组分等。

　　对于白炽灯，除去电压的波动，灯丝的形状、单位长度的功率密度、灯的发射光谱、泡壳的材质(磨砂/透明) 都对光波动有影响。

　　对于同样色温的荧光灯，充气种类 (如氩或氪)对光波动几乎没有影响[7]。荧光灯的瞬时电压、电流和功率如图8、图9所示。由于灯电压接近方波，因此灯的功率波形基本由电流波形决定。电感镇流器频率为50Hz，电子镇流器的频率为48kHz。

　　镇流器的输出功率波形 (近似为电流波形) 对光波动影响很大。定义功率下降到1/e的时刻和上升到1/e的时刻之间的间隔为过零时间。50Hz工作时的过零时间为1.72 ms，相对荧光粉的余辉时间(～1ms)不可忽略，所以光波动大。48 kHz工作时过零时间为1.72μs，远小于荧光粉的余辉时间，所以对光波动没有影响，这就是荧光灯高频工作时光波动小的原因。不过电子镇流器的直流波形不是平的，也即直流母线仍然有100 Hz的纹波，如图9所示，导致高频振荡带有100Hz的包络，因此直流母线的波形影响荧光灯的光波动。同时，荧光粉的种类对光波动也有影响，余辉时间长的荧光粉光波动小。

　　金卤灯的瞬时电压、电流和功率如图10、图11所示。由于金卤灯是气体原子(或分子)直接发光，光子弛豫时间只有～1μs，远小于50Hz下功率的过零时间 (～2 ms)，所以电感镇流时光波动深度高达50%。金卤灯电子镇流器的频率为140Hz，输出电压为方波，所以灯电压也接近方波，功率过零时间<10μs，这样电子镇流时金卤灯的光波动就很小对HID灯，只要带电粒子浓度的过零时间比灯功率过零时间长，光波动就会较小。