楼主今天要和大家分享如何自制一个简易的灯光闪烁测试工具,它需要与示波器配合进行工作,对于大部分的工程师来说,示波器早已是工作中必备的测试设备,而剩下要准备的器件都很容易找到。有了这简易版的测试工具后,以后的灯光闪烁测量问题就很容易解决了,你心动了吗? 快跟着楼主的教学一步一步做下去。
所有由交流电(AC)供电的照明设备,不正确的设计会导致闪烁的问题出现。由于LED对于电流的变化非常敏感,和白炽灯相比,LED的闪烁问题更加严重。一般来说,闪烁现象大部分是以两倍的交流电频率作周期性的光波动,但由于灯具和其他周边组件的不兼容,也会产生随机、较低频率的闪烁。虽然100/120Hz的闪烁不会被人眼感觉到,但仍然会对人眼造成刺激和疲劳的感觉。因此,未来期待要用LED取代现有的照明设备,LED闪烁是一个必须要面对和解决的重要课题。
闪烁定义
IES RP 16-10标准中,提供了一个计算周期讯号闪烁程度的方法:
,Max和Min是光强度波形的最大值和最小值。
上图为不同光源的比较,可以看出不同光源具有不同的闪烁程度。那么到底什么样的闪烁程度是可以接受的呢? 目前樓主还没有看到任何对闪烁程度定义的标准,不过某些灯具制造商将100/120Hz的闪烁容许量设定为30%。
闪烁测试工具DIY
虽然测量LED电流的变化可以得到LED闪烁的一些讯息,但更好的方式是直接测量LED串实际的光的变化。由于计算闪烁程度只需要测量光的相对变化量,使用一个简单的具有内置放大器的光传感器即可,而且输出波形可以显示在示波器上。下图显示了使用TSL257 IC的简单光电压转换器。
TSL257是一个简单且具有良好线性度的光电压转换器IC。它可用单颗锂离子电池供电,使其成为便携式测量工具。输出电压和光强度(照射)成正比。由于可连接到示波器,光的波动可以以波形的方式显示在屏幕上。2kHz的带宽足够用于光线闪烁测量上,而且 TSL257价格不贵,可在Farnell或于Digikey购买。下面的图片展示了如何构建这样的一个工具。
所需的组件有:同轴电缆线,锂离子电池,TSL257 IC,开关,22μF/25V电解电容和一个在顶部用3mm钻孔的黑色塑料盒。将TSL257置于盒中并将传感器对准孔洞的位置。
然后用非透明的环氧树脂胶将传感器固定,并将其它器件连接上。
由于TSL257有很高的光灵敏度,照射到传感器的光源需要被大幅的减弱。可将数层A4纸放置在盒顶的孔洞来将光源减弱,让工具能够用来直接测量LED串照射的光。上图的测试工具,共使用了8层的纸。
为了避免环境光的影响,必须把房间的灯都关闭。把工具放置于LED灯上方以获得读出的最大光源输出电压约为3V的结果。当出现削顶现象时,就必须增加光源和工具之间的距离或是在孔洞上增加更多层的纸张来减弱进入的光通量。测量峰对 峰值和传感器输出的平均值,正弦波信号的闪烁程度可由下式计算:
相信各位看到这,应该都迫不及待的想要拥有一个自己的闪烁测试工具了吧,赶快动手DIY吧!!