健康照明與無頻閃護眼燈

牛占彪

(浙江寧波公牛光電科技有限公司，浙江 寧波 315000)

0 引言

“節能、環保、健康”越來越被人們廣泛提及，光源及燈具的光質量必將成為評價照明產品優劣的關鍵性指標。光質量的評價涉及較多方面，主要包括光生物安全、光譜顯色性、光頻閃、眩光等，其中光頻閃的危害最普遍。光頻閃就是光源發出的光隨時間呈現出快速、重復性的強弱變化。研究表明，當光閃爍的頻率較低，即低于100 Hz 時，人眼可以感覺到光的閃爍;當光閃爍的頻率在100 Hz或者更高的頻率下，人眼雖然感覺不到閃爍，但仍能引起視覺神經系統的響應。因此頻閃的危害不僅存在于明顯閃爍的光中，也同樣存在于感覺不到閃爍的光之中。

1 光源頻閃的危害

長期以來，光頻閃在醫療健康領域受到了廣泛的研究和臨床試驗，而在照明領域較少被重視和提及。閃爍的照明環境會給人帶來一種不舒適感，長時間在這樣的環境中，眼睛極易疲勞并感覺頭暈目眩，隨之而來的就是視力下降，嚴重的會引起偏頭痛、癲癇等疾病。根據調查，當前我國青少年視力不良的發生率持續上升，已上升至世界第二位。2005年v小學生近視率為31.67%，初中生為58.07%，高中生為76.02%，大學生為82.68%。2008年v上海市高中生視力不良率達到80%，湖南大學新生入學視力不良率達到87.22%，視力不良已成為普遍現象，并且數量仍然在急劇攀升。引起視力減退誠然與用眼不健康有關，但也和燈光頻閃有密切的關系。

根據英國劍橋大學醫學研究中心阿諾德·威爾金斯博士的研究實驗，在頻率較低的電感鎮流器熒光燈照明和32 kHz 電子鎮流器熒光燈照明的條件下，后者引起視覺疲勞和發生偏頭痛幾率比前者少50%以上。由此可見，燈光頻閃對人眼視覺系統的損害在醫療健康領域已經得到了普遍的證實。

2 光源頻閃的原因分析

光源的閃爍本質上來說是由輸入電壓波動引起光輸出波動產生的。我國市電輸入是50 Hz 的正弦波，對于很多照明燈具來說，其光源工作電流必然隨著輸入電壓的波動而波動，這也就直接導致了光輸出的波動，產生了頻閃。例如:白熾燈，50 Hz 交流市電直接驅動，將負半周和正半周進行疊加，光閃爍頻率固定為100 Hz;采用電感式鎮流器的氣體放電燈，其輸出光頻率也隨著供電頻率的波動而波動。另外，供電電網的瞬時波動幅度在10%～20%之間，這也進一步加深了照明燈具的光波動。

有效降低頻閃的方法可分為兩個方向:

1)在驅動電源設計方面，提升工作電流的頻率或者降低輸出紋波。

根據表2 測試數據可見，目前市場上主流LED 球泡燈基本上都是有頻閃的，尤其以品牌#8 球泡燈頻閃最為嚴重，頻閃深度達到了85.19%，符合要求的只有品牌#5 的6 W 與9 W 球泡燈，占比不到15%。

優化幼兒園一日活動科學保教實踐活動，是有效提高幼兒學習和成長質量的重要保障，特別是在當前人們對幼兒園教育要求越來越高的背景下，幼兒園工作面臨著非常大的壓力，通過有效優化幼兒園一日活動科學保教工作，能夠讓幼兒園教育工作的開展更為有效。

3 光源頻閃的技術指標和判定法則

3.1 頻閃的技術指標

1)頻率低于9 Hz，不可覺察波動深度限值0.288%。

圖1 光源在空間某點產生的瞬時照度示意圖

波動深度定義為

從上表，我們可以看到，孔子在《史記》任何一個部分中都有述及，可以說是貫穿于《史記》整個結構中的，體現了一種完整性。此外，述及孔子的部分在《史記》中分布比較均勻，雖然在書、世家和本紀等部分中所占比例較大，但若以全部述及孔子的卷數占《史記》總卷數的比例作參照，則差距尚不是很大，這又體現了一種普遍性，可見《史記》注重孔子絕不是偶然的，而是經過深思熟慮和精心設計的，表現了司馬遷對孔子的傾心關注。

2)頻率在9～3 120 Hz 范圍內，不可覺察波動深度限值為頻率×0.032%。

人類社會邁入網絡時代之后，互聯網已經與人類的日常生活、學習密切相關，也改變了社會的樣貌和諸多行業的業態、具體形態等。它們皆因技術驅動的力量發生著翻天覆地的變化。

3.2 判定準則

由此可見，無頻閃判定準則為:

針對目前市場上大部分的室內照明燈具，采用頻閃測試儀進行頻閃參數測試。

圖2 LED 燈頻閃與波動深度關系曲線

根據研究表明，較低的波動深度可以大幅度減少頻閃效應的感知，而波形和關聯色溫都不會對閃爍反應產生影響(圖2)。

根據圖1 所示，在一個光源波動周期T內，Emax、Emax2、Eav、Emin分別表示瞬時照度最大值、次大值、平均值、最小值，A1表示大于平均瞬時照度波動曲線覆蓋面積，A2表示小于平均瞬時照度波動曲線覆蓋面積。

閃爍指數定義為

3)頻率大于3 120 Hz，認為完全無頻閃，免除考核。

4 光源及燈具的頻閃測評

如果能夠堅持連續三周不吸煙，這次戒煙可能就會有成功的希望，這幾天雖然精神上有煩惱，但老聞覺得胸口、喉嚨舒服清暢多了，胃口好，飯量也有所增加。

表1 白熾燈與節能燈頻閃測試

根據表1 所示，經常使用的白熾燈和節能燈都存在頻閃的問題。由于白熾燈是220 V，50 Hz 交流市電直接供電，正負半周疊加，其波動頻率為100 Hz，波動深度達到26.89%，光輸出曲線如圖3 所示，頻閃效應已經較為嚴重。

圖3 白熾燈光輸出曲線

表2 LED 球泡燈頻閃測試

表3 護眼臺燈頻閃測試

2)采用余暉時間較長的熒光材料或者采取優化結構等方法。

土建施工是一個龐大的體系，需要對各個方面進行管理。管理人員要在工程開展前，分析研究圖紙的內容，對整個工程要有一個總體概念和認識，并對整體施工進行統籌安排。做到全面的思考問題，考慮各個因素可能造成的影響，同時做出合理有效的施工組織計劃。

由表3 測試數據可見，市場上宣稱護眼的臺燈其頻閃效應仍然比較嚴重，只有品牌#9 調光臺燈是完全無頻閃的，其余主流品牌的護眼臺燈都存在不同程度的頻閃，尤其以品牌#13 的頻閃最為嚴重。

5 無頻閃LED 護眼燈設計

根據前述光源頻閃的原因分析，從降低輸出紋波和提升輸出頻率兩個方向來有效控制LED 燈的頻閃。為此，文章針對3 W 和5 W 兩個常見功率的球泡燈進行研發，設計無頻閃LED 護眼燈。3 W 電子件采用阻容降壓方案，5 W 電子件采用IC 方案，通過嚴格控制LED 工作電流的紋波和頻率以實現真正的無頻閃。文章所設計的無頻閃LED 護眼球泡燈通過頻閃測試儀測試結果如表4 所示。

總而言之，在新課改下，教師要明確小學生在數學課堂的主體地位，結合數學課程教學要求、內容與任務，提出行之有效的教學策略，將其融入到數學具體化教學中，打造理論與實踐教學一體化的高效課堂，提升小學數學教學綜合水平。以此，促使學生在對比、推理、歸納、總結等過程中發展自身多方面能力，在培養數學學科核心素養中實現全面發展，更好地彰顯新課改下小學數學課特色。

表4 公牛光電LED 球泡燈頻閃測試

根據表4 測試數據，公牛光電LED 球泡燈真正做到了無頻閃。3 W 球泡燈光頻率100 Hz 條件下，波動深度只有2.64%，低于標準要求的3.2%;5 W 球泡燈2 000 Hz 光頻率條件下，波動深度僅有0.82%。由圖4 和圖5 可見，公牛LED 球泡燈光輸出波動曲線波峰和波谷差值很小，對于人眼視覺神經系統來說，這樣的波動是完全可以忽略不計的。

圖4 公牛光電3 W 球泡燈光輸出曲線

圖5 公牛光電5 W 球泡燈光輸出曲線

6 小 結

頻閃必將成為評判光質量的關鍵性指標之一。然而目前市場的光源及燈具大部分都存在著不同程度的頻閃，這樣的光照明環境對人的視覺神經系統會產生持久的損傷，甚至很多宣稱護眼的臺燈也在不知不覺間損害著青少年的視力和神經系統。在這樣一個大背景下，倡導綠色照明，提高光質量，降低光污染具有非常重要的現實意義，推動無頻閃燈具的普及是未來照明行業的重大責任。

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