Energetická účinnost, odolnost a přizpůsobivost světelné-diody(LED) světlazcela změnily odvětví osvětlení. Objevily se však obavy ohledně možných zdravotních účinků LED, protože nahrazují klasické žárovky a zářivky. Jedním z důležitých problémů je blikání-náhlé, opakující se změny světelného výkonu-. Blikání LED není pro ně výlučné, ale v některých situacích to může způsob jejich výroby a funkce zhoršit. Tento článek zkoumá negativní zdravotní důsledky blikání v LED osvětlení, jak se měří a jak zmírnit jeho negativní dopady.
Porozumění blikání LED osvětlení
Flicker: Co je to?
Termín "blikání" popisuje postupnou změnu intenzity světla. Vyplývá to z rychlého spínání elektrického proudu, který napájí diodu v LED. LED se rozsvěcují a zhasínají relativně okamžitě, díky čemuž je blikání znatelnější, pokud není kontrolováno. To je na rozdíl od žárovek, které udržují teplo a žhnou mezi cykly.
Typy blikání
Viditelné blikání: Změny, které jsou viditelné pouhým okem, obvykle se vyskytující při frekvencích nižších než 80 Hz.
Vyšší-frekvenční modulace (nad 80 Hz), která může mít dopad na zdraví, i když je nepostřehnutelná, se nazývá „neviditelné blikání“.
Důvody blikání LED
Problémy s napájením: Neefektivní přeměna střídavého proudu (AC) na stejnosměrný proud (DC) levnými ovladači LED může mít za následek zbytkové oscilace.
Techniky stmívání: Jedna oblíbená technika stmívání, pulzní -šířková modulace (PWM), rychle zapíná a vypíná diody LED a vytváří blikání.
Návrh obvodu: Nekompatibilní části nebo špatně konstruované obvody mohou způsobit výraznější variace.
Účinky blikání LED na zdraví
Blikání ovlivňuje zdraví způsoby, které jsou psychologické i fyziologické. Frekvence, intenzita, délka expozice a osobní citlivost jsou některé z proměnných, které ovlivňují závažnost.
1. Namáhání očí a zraková tíseň
Buňky zornice a sítnice oka se musí neustále přizpůsobovat blikáním, které způsobuje:
Příznaky astenopie zahrnují mlhavé vidění, suché oči a potíže se zaostřením.
Bolesti hlavy a migrény: Při blikajícím světle hlásí citliví lidé-zejména ti, kteří trpí migrénami,-více epizod.
2. Dopad na nervy
Blikání mezi 3 a 70 Hz může způsobit záchvaty u 1 ze 4 000 lidí s fotosenzitivní epilepsií.
Kognitivní výkon: Výzkum ukazuje, že blikání je spojeno se sníženým soustředěním a větším počtem chyb v úkolech. Podle výzkumu Lighting Research & Technology z roku 2019 udělali účastníci o 23 % více chyb při blikání při frekvenci 100 Hz.
3. Narušení cirkadiánního rytmu
Tvorba melatoninu je regulována světlem. I při vysokých frekvencích může blikání bránit tomuto procesu, což může mít za následek:
Poruchy spánku zahrnují sníženou kvalitu spánku a opožděný nástup spánku v důsledku potlačených hladin melatoninu.
Poruchy nálady: Sezónní afektivní porucha a deprese jsou spojeny s chronickou cirkadiánní poruchou.
4. Rozšířená nebezpečí
Chronické stavy se mohou zhoršit při dlouhodobé expozici:
Podle výzkumu na zvířatech může vysokofrekvenční blikání urychlit degeneraci sítnice.
Chronické bolesti hlavy: Trvalé bolesti hlavy jsou častější u pracovníků v kanceláři, kterým jsou vystaveniblikající LED diody.
Metriky a nástroje blikání
Světelní inženýři používají specializované nástroje a kvantitativní měření k vyhodnocení blikání:
1. Důležité metriky
Vzorec pro procento blikání je (Amax-Amin)(Amax+Amin)×100 %.
(Amax+Amin)(Amax–Amin)×100 %=blikání v procentech
kde nejvyšší a minimální světelný výkon jsou označeny Amax a Amin. Horší blikání je indikováno vyššími procenty.
Index blikání vypočítává podíl světelného výkonu, který je nad nebo pod normálem. Od 0 (žádné blikání) do 1 (extrémní blikání) se hodnoty liší.
Klíčovým faktorem při posuzování vnímatelnosti je frekvence. Ačkoli je většinou nedetekovatelné, blikání nad 200 Hz může mít přesto fyziologické dopady.
2. Měřicí přístroje
Měřiče blikání jsou ruční přístroje, které měří frekvenci a procento blikání, jako je PRC LMK-5.
Světelné vlny lze vidět pomocí osciloskopů, ale potřebují fotodetektor.
Aplikace pro chytré telefony: „Flicker Tester“ a další předběžné nástroje poskytují snadno dostupná, ale nepřesná hodnocení.
3. Směrnice a standardy
IEEE 1789-2015: U aplikací s nízkým rizikem by mělo být blikání udržováno pod 8 % při 90 Hz nebo 3 % při 1 200 Hz.
ENERGY STAR: Požaduje, aby LED produkty měly frekvenci alespoň 120 Hz a blikání ne více než 30 %.
Zmírnění blikání LED osvětlení
1. Design a inženýrská řešení
Vysoce kvalitní{0}ovladače: Chcete-li dosáhnout stabilního výstupu, používejte ovladače s konstantním proudem (CCD) místo PWM.
Celovlnné usměrňovače snižují zbytkové zvlnění přeměnou střídavého proudu na hladký stejnosměrný proud.
PWM a analogové stmívání se používají v hybridním stmívání ke snížení blikání při nízké úrovni osvětlení.
2. Průmyslové a regulační standardy
IEC TR 61547-1: Stanovuje normy odolnosti pro osvětlovací zařízení.
Kalifornie Hlava 24: Vyžaduje, aby komerční struktury měly blikání menší nebo rovné 30 %.
3. Znalost spotřebitelů
Certifikace: Zkontrolujte shodu s IEEE 1789 nebo značky „bez blikání“.
Vyhýbejte se levným LED diodám, protože často snižují kvalitu řidiče.
Test před nákupem: Zkontrolujte blikání v obchodech s aplikacemi pro chytré telefony.
4. Nadcházející vývoj
Adaptivní LED diody v chytrých osvětlovacích systémech upravují svůj výkon podle okolního prostředí.
Blikání-Bezplatný výzkum ovladačů: Cílem nových technologií je zbavit se blikání, aniž by byla ohrožena účinnost.
I kdyžLED osvětlenímá mnoho výhod, blikání je stále vážný problém se skutečnými zdravotními riziky. Nebezpečí, která sahají od krátkodobého-podráždění očí až po dlouhodobé-dlouhodobé neurologické a cirkadiánní dopady, zdůrazňují nutnost přísných pokynů pro měření a zmírňujících technik. Odvětví osvětlení může zaručit, že LED diody dostojí svému slibu jako bezpečná a ekologická volba tím, že klade důraz na vysoce-kvalitní komponenty, dodržují předpisy a podporují vzdělávání zákazníků. Blikání bude dále snižováno s pokrokem výzkumu, což bude chránit lidské zdraví i technologický pokrok.
