樓主今天要和大家分享如何自制一個簡易的燈光閃爍測試工具,它需要與示波器配合進行工作,對于大部分的工程師來說,示波器早已是工作中必備的測試設備,而剩下要準備的器件都很容易找到。有了這簡易版的測試工具后,以后的燈光閃爍測量問題就很容易解決了,你心動了嗎? 快跟著樓主的教學一步一步做下去。
所有由交流電(AC)供電的照明設備,不正確的設計會導致閃爍的問題出現。由于LED對于電流的變化非常敏感,和白熾燈相比,LED的閃爍問題更加嚴重。一般來說,閃爍現象大部分是以兩倍的交流電頻率作周期性的光波動,但由于燈具和其他周邊組件的不兼容,也會產生隨機、較低頻率的閃爍。雖然100/120Hz的閃爍不會被人眼感覺到,但仍然會對人眼造成刺激和疲勞的感覺。因此,未來期待要用LED取代現有的照明設備,LED閃爍是一個必須要面對和解決的重要課題。
閃爍定義
IES RP 16-10標準中,提供了一個計算周期訊號閃爍程度的方法:
,Max和Min是光強度波形的最大值和最小值。
上圖為不同光源的比較,可以看出不同光源具有不同的閃爍程度。那么到底什么樣的閃爍程度是可以接受的呢? 目前樓主還沒有看到任何對閃爍程度定義的標準,不過某些燈具制造商將100/120Hz的閃爍容許量設定為30%。
閃爍測試工具DIY
雖然測量LED電流的變化可以得到LED閃爍的一些訊息,但更好的方式是直接測量LED串實際的光的變化。由于計算閃爍程度只需要測量光的相對變化量,使用一個簡單的具有內置放大器的光傳感器即可,而且輸出波形可以顯示在示波器上。下圖顯示了使用TSL257 IC的簡單光電壓轉換器。

TSL257是一個簡單且具有良好線性度的光電壓轉換器IC。它可用單顆鋰離子電池供電,使其成為便攜式測量工具。輸出電壓和光強度(照射)成正比。由于可連接到示波器,光的波動可以以波形的方式顯示在屏幕上。2kHz的帶寬足夠用于光線閃爍測量上,而且 TSL257價格不貴,可在Farnell或于Digikey購買。下面的圖片展示了如何構建這樣的一個工具。
所需的組件有:同軸電纜線,鋰離子電池,TSL257 IC,開關,22μF/25V電解電容和一個在頂部用3mm鉆孔的黑色塑料盒。將TSL257置于盒中并將傳感器對準孔洞的位置。
然后用非透明的環氧樹脂膠將傳感器固定,并將其它器件連接上。
由于TSL257有很高的光靈敏度,照射到傳感器的光源需要被大幅的減弱。可將數層A4紙放置在盒頂的孔洞來將光源減弱,讓工具能夠用來直接測量LED串照射的光。上圖的測試工具,共使用了8層的紙。
為了避免環境光的影響,必須把房間的燈都關閉。把工具放置于LED燈上方以獲得讀出的最大光源輸出電壓約為3V的結果。當出現削頂現象時,就必須增加光源和工具之間的距離或是在孔洞上增加更多層的紙張來減弱進入的光通量。測量峰對 峰值和傳感器輸出的平均值,正弦波信號的閃爍程度可由下式計算:
相信各位看到這,應該都迫不及待的想要擁有一個自己的閃爍測試工具了吧,趕快動手DIY吧!!