что такое коэффициент пульсации светодиодных ламп
Мерцание светодиодных ламп
Многие лампы создают эффект мерцания, который отрицательно влияет на зрение и самочувствие человека. Для того, чтобы снизить влияние этого явления на организм, необходимо разобраться в причинах его возникновения. При покупке ламп следует обращать внимание на коэффициент пульсации, чем он ниже – тем лучше.
Мерцание и пульсация: что это
Мерцание (пульсация) – это мигания высокой частоты, создаваемые осветительным прибором. Человеческий глаз практически не воспринимает эти колебания, но мозг реагирует на мерцание лампы при частоте до 300 Гц.
Коэффициент пульсации светодиодных ламп – это показатель, выражаемый в процентах и отображающий степень колебаний при изменении светового потока. Конструктивные особенности источника света является главной причиной появления мерцаний. Нормирование коэффициента пульсации произошло не так давно, и сегодня его значение контролируется санитарными нормами. Периодически осуществляются проверки освещения специальными госорганами.
Существует несколько способов, которые позволяют измерить коэффициент пульсации источников света в домашних условиях. Но для получения максимально точных результатов используются специальные приборы – люксметры. Результаты выводятся на дисплей люксметра сразу после нажатия кнопки, после чего можно оценить их соответствие допустимым показателям.
Краткое объяснение физических процессов
Причиной мерцания является природа переменного тока (АС). Возникают непрерывные колебания тока и напряжения, избежать которых можно путем использования постоянного тока (DC) в качестве питающего.
Переменный ток электросетей имеет номинальную частоту 50–60 Гц, частота мигания осветительных приборов выше в два раза. Результаты исследований говорят о том, что при мерцании 3–70 Гц у людей, находящихся под таким источником света, могут наблюдаться неприятные ощущения. Более высокие показатели (100–500 Гц) практически не заметны человеку и могут выявляться только путем наблюдения специального эффекта, называемого стробоскопическим.
Причины мерцания (мигания) светодиодных ламп
Мерцание светодиодных ламп связано с особенностями их конструкции. Лампа представляет собой прямой преобразователь электрического тока в световой луч, который мгновенно реагирует на импульсы питающего тока. При использовании простейшего варианта подключения LED-светильника мерцания прямо пропорциональны частоте протекающего тока.
Есть еще несколько причин мерцания светодиодных ламп:
Важно знать. Самые сильные и частые пульсации светового потока создают устаревшие лампочки накаливания.
Как бороться с пульсацией и мерцанием
Самостоятельно убрать мерцание можно такими способами:
Важно знать. В светодиодных лампах используется драйвер, который контролирует подачу тока по цепи светодиодов. Но не все производители светодиодных источников света используют надежные драйверы, способные сократить пульсации до приемлемых показателей.
Лампы с маркировкой «без пульсации»
Производители не указывают коэффициент пульсации на коробке. Но если лампа качественная – на ее упаковке обязательно будет стоять значок «без пульсации». Проверить, соответствует ли эта информация действительности, можно на специализированных веб-ресурсах. Также можно самостоятельно определить наличие пульсации разными методами.
Приобрести качественные осветительные приборы можно в интернет-магазине «Свет Депо». Здесь в широком ассортименте представлены люстры, светильники, настольные лампы и другие осветительные приборы.
Проверка лампы в домашних условиях: какие есть способы тестирования
Какой коэффициент пульсации считается нормой
Для разных видов ламп утверждены разные коэффициенты пульсации:
Нормативный коэффициент пульсации светодиодных ламп и других источников света для разных помещений отличается:
Важно знать. Мозг реагирует даже на те мерцания ламп, которые зрительно не фиксируются.
Как влияет мерцание и пульсация лампы на человека
Как влияет напряжение сети на мерцание светодиодов
Заниженное напряжение в электросети – одна из распространенных причин мерцания светодиодной лампы во включенном состоянии. Это явление наблюдается в некоторых городских кварталах и сельской местности, где напряжение в розетке не превышает 200 В. В такой местности стабильно светить будет только светодиодная лампочка с качественным встроенным драйвером. Рекомендуется покупать светодиодные лампы с диапазоном рабочих напряжений от 180 до 250 В.
Нестабильное напряжение в сети плохо воздействует на всех потребителей энергии, в том числе и на светодиодные источники света. Если энергетическому предприятию не удается держать его в норме, потребителям следует установить в доме стабилизаторы мощностью в несколько кВт. Благодаря этому устройству светодиодные лапы прослужат дольше и удастся решить проблему с мерцанием.
Рекомендации специалиста
Пульсация ламп накаливания и других источников света нередко возникает из-за того, что они изначально были низкокачественными. Производители оснащают их блоком питания с гасящим конденсатором, который служит вместо электронного драйвера. Из-за него при неблагоприятном внешнем воздействии устройство стабильно не функционирует. По этой причине не стоит покупать дешевые лампочки малоизвестных производителей.
В интернет-магазине «Свет Депо» покупатели смогут заказать качественные осветительные приборы с фирменной гарантией производителя. Стоимость товаров рассчитана на широкий круг потребителей. К примеру, потолочная люстра Lussole, подвесная люстра Lussole LGO.
Выводы
Лампы с высоким коэффициентом пульсации оказывают негативное влияние на здоровье человека. Для разных типов помещений установлены разные нормы коэффициента пульсации. Определить наличие мерцания можно самостоятельно, для этого используется обычный карандаш или камера смартфона. Чтобы избежать вредного воздействия данного явления стоит покупать лампы с маркировкой «без пульсации».
Если вам понравилась статья, вы можете купить светодиодные лампочки для себя в нашем интернет магазине Свет Депо.
Почему светодиодные лампы мерцают, чем опасно такое явление и как с ним бороться
Мигание источника света – неприятный эффект, который заметен глазу и негативно воспринимается человеком. Если превышен допустимый порог, это чревато проблемами со здоровьем. Что такое мерцание и каковы его нормы, читайте в статье ниже.
Что такое пульсация?
Пульсация, или интенсивность светового потока проявляется в мигании высокой частоты. Показатели, на которые реагирует человек, способные пагубно на него влиять, находятся в диапазоне до 300 Гц. Именно поэтому световое оборудование проходит обязательное нормирование. В зависимости от места, где планируют использовать лампы, устанавливают пограничные значения.
Для универсальной оценки используют специальный параметр – коэффициент пульсации. Он характеризует степень колебаний при изменении светового потока. Величина указывается в процентах, для ее измерения используют специальные приборы – люксметры. Показатели выводятся прямо на экран, поэтому можно быстро оценить качество светодиодной лампы.
Физика процесса
Показатели мерцания во многом зависят от характеристик сети, от которой питается оборудование. Проблема характерна для лампочек, работающих от переменного тока. Его частота составляет 50-60 Гц. При понижении параметра в сети мерцание увеличивается, и тогда люди, которые находятся в помещении, жалуются на дискомфорт и усталость.
Показатели переменного тока свыше 100 Гц человеческим глазом не отслеживаются, но могут быть идентифицированы специальным оборудованием. Чтобы избежать колебаний, необходимо использовать постоянный ток в качестве электроэнергии.
Важно знать! Стробоскопический эффект – это оптическая иллюзия, когда кажется, что подвижные циклически вращающиеся элементы стоят на месте. Эффект возникает вследствие мерцания источника света.
Нормы и стандарты для коэффициента пульсации
Мигание светодиодной лампы и стробоскопический эффект могут приводить к травмам и увечьям. Поэтому коэффициент пульсации ламп строго регламентирован для ряда объектов.
10% для промышленных производств, где требуется высокая точность работ.
10% для офисных представительств, где работают за компьютером.
15% для больничных учреждений, поликлиник и санаториев.
15% для учебных заведений, объектов детского дошкольного образования.
20% на производстве, где не требуется высокая точность.
Высокий коэффициент пульсации может визуально искажать объекты, в некоторых случаях провоцировать угнетенное состояние у людей, вызывать бессонницу и ухудшение самочувствия в целом.
Причины мерцания LED-ламп
Слабое напряжение в сети из-за перекоса фаз, недостаточной мощности трансформатора или падения напряжения на линии электропередач.
Ошибки монтажа электропроводки, перевернутое подключение, где перепутаны ноль и фаза, провоцируют перебои напряжения и мигание лампы.
Высокочастотные помехи. Лампы реагируют на некоторые виды бытовой техники (спутниковые антенны, микроволновые печи, радиотелефоны). Такое оборудование на сегодняшний день считается устаревшим, компенсировать помехи можно установкой фильтра.
Причины мигания при выключенном свете
Некачественная лампа, в которой вместо стабилизатора входящего тока стоит гасящий конденсатор малой емкости.
Выключатель с подсветкой, который тянет на себя часть напряжения, провоцируя перебои в сети и мигание.
Неисправности и дефекты проводки.
Как убрать пульсацию источника света
Мигание светодиодной лампы в некоторых случаях можно устранить самостоятельно.
Если причина в самой лампочке и она находится на гарантии, можно обратиться в магазин и заменить ее. Если же срок вышел, можно самостоятельно перепаять преобразователь, который находится под печатной платой. В некоторых случаях может помочь не полная замена драйвера, а только обновление конденсатора.
Если причиной мигания является выключатель с подсветкой, специалисты рекомендуют его заменить на обыкновенный. Альтернативное решение ситуации – добавить в цепь питания, которая идет к лампе, дополнительный резистор (мощность 2 Вт, сопротивление 50 кОм). Еще один вариант – компенсировать выключатель с подсветкой, установить бумажный конденсатор емкостью 0,5 мкФ, рассчитанный на напряжение 400-650 В.
Если причиной неисправности стали перепутанные провода, то с помощью оборудования нужно определить расположение ноля и фазы, затем правильно их зафиксировать.
При высокочастотных помехах и перебоях в электросети спасет стабилизатор напряжения. Лучше выбирать артикулы с сетевым фильтром.
Лампы с маркировкой «без пульсации»
Коэффициент пульсации обязательно указывается на упаковке лампы. Солидные производители, качество продукции которых не вызывает сомнений, ставят значок «без пульсации». Если вы ищете светодиодные лампы лучших брендов по доступной цене, интернет-магазин «Свет депо» готов предложить вам широкий выбор моделей. Они соответствуют стандартам безопасности, имеют гарантию.
Проверяем коэффициент пульсации в домашних условиях
Определить параметр можно в домашних условиях следующими способами.
С помощью камеры смартфона. Ее подносят на расстоянии 50 см ко включенной светодиодной лампе. Появление на экране движущихся полос сигнализирует о завышенном коэффициенте пульсации. При отсутствии такого эффекта можно говорить, что лампочка соответствует стандартам.
Второй способ требует карандаша или другого пишущего предмета. Его кончиком необходимо быстро двигать по полукругу включенной лампы. Если контуры множатся, это говорит о превышении нормы.
Важно знать! Подобные тесты выявляют только серьезные отклонения. На них нельзя полагаться в полной мере. Кроме этого, смартфоны могут обладать дополнительной стабилизацией при съемке, что будет компенсировать появление полос.
Мерцание и здоровье человека
Превышение нормальных параметров мерцания приводит ко множеству негативных последствий.
Вызывает чувство тревожности, ухудшает настроение.
Провоцирует сухость и дискомфорт в глазах.
Приводит к упадку сил, потере работоспособности.
Вызывает снижение концентрации внимания.
Повышает утомляемость, может провоцировать бессонницу.
Рекомендации специалиста
Мигание светодиодных ламп – серьезная проблема, которой не стоит пренебрегать. При выявлении такого эффекта необходимо предпринять все меры для его устранения или компенсации. Ключевым способом профилактики является приобретение качественных ламп. Выбирая продукцию в магазине «Свет депо», вы можете быть уверены в соблюдении всех необходимых норм. Мы сотрудничаем только с проверенными производителями, зарекомендовавшими себя годами успешной работы на рынке.
Выводы
Коэффициент пульсации, хотя малоизвестная, но очень важная характеристика источника света. Покупая световое оборудование, обязательно поинтересуйтесь: соответствует ли параметр действующим стандартам.
Коэффициент пульсации светодиодных ламп: нормы, измерение, способы устранить
Если световой поток исходит от источника, подключенного к импульсному или переменному напряжению, возникает мерцание. Зрительно глаза человек различают пульсации в пределах 35-60 Гц. Источники на основе диодов приобретают все большую популярность, потенциальных покупателей интересуют величина коэффициента пульсации светодиодных ламп. Продавцы в большинстве случаев знают только показатели, которые указываются производителем на упаковке. Чаще всего это маркетинговые характеристики, выгодные изготовителю. Многие поставщики из Китая этому параметру не придают значения и не нормируют его. В России коэффициент пульсации нормирован, нормы закреплены законодательством.
Определение и единица измерения
Коэффициентом пульсации (Кп) называется показатель для определения качества потока света осветительных приборов для помещений. Это частота мерцания света при питании источника переменным током.
Внимание! Пульсация приборов, запитанных от сети 50 Гц, составляет 100 Гц.
Коэффициент выше 30% в приборах с газоразрядными источниками, подключенных к однофазному току через электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру.
У лампы накаливания, подключенной к одной фазе, Кп может достигать 15%.
В светодиодных лампах этот показатель полностью зависит от схемы драйвера. Если на его выходе прямой ток с промышленной частотой, коэффициент пульсации достигает 30%. Значение возрастает, если к осветительному прибору подключается диммер ШИМ с частотой ниже 300 Гц.
Расчеты коэффициента пульсации проводятся на основе измерений прибором, который называется пульсометром. Фиксируются максимальные, средние и минимальные показатели и вставляются в формулу:
Получается величина коэффициента пульсации на одну единицу освещаемой поверхности.
Если прибор питается от переменного тока (пульсация синусоидальная), допускается использование формулы:
Важно! При таком расчета максимальная величина коэффициента пульсаций 100% (если используется первая формула, значение может быть больше 100%).
ГОСТ Р 54945-2012 рекомендует другую формулу:
Это значит, что использование формулы (2) допускается только в том случае, если колебания гармонические (источник подлючен прямо к сети или через ЭМПРА). Если световой поток импульсивный, обязательно применение формулы (3). При наличии в схеме драйвера, диммера или ЭПРА, пульсация рассчитывает по формуле (3).
Внимание! Коэффициент пульсации является безмерной величиной, для удобства отображается в процентах. Для проведения расчетов требуются точные измерения.
Допустимые нормы пульсации
Во второй половине 20-го века были определены нормы коэффициента пульсации в 10,15 и 20% в зависимости от того, какая работа выполняется в помещении. Значение 10% выбиралось, базируясь на возможности обеспечить этот уровень. 20% выбиралось с учетом стробоскопического эффекта при превышении этого значения. Для помещений с дисплеями показатель снижается до 5%. Ограничений не существует, если люди в каком-то помещении пребывают периодически.
Нормы коэффициента пульсации в России определены законодательно:
Внимание! В ГОСТ Р 54945-2012 определено, что учитываются показатели пульсации ниже 300 Гц (более высокие значения не влияют на глаза и мозг).
Для измерения пульсации этот ГОСТ рекомендует использовать только отдельные модели люксметров-пульсметров. Указанные приборы должны быть оснащены хорошо сформированной частотной характеристикой и измерять значения пульсирующего света с частотой до 300 Гц. Обязательно наличие цифровой обработки показателей света.
Как проверить пульсацию
«На глаз» уровень мерцания определить невозможно. Необходимо знать, что эта проблема актуальна для осветительных приборов, питающихся от источника переменного тока. Если светодиодная лампочка подключена к батарейке или аккумулятору, Кп=0%. Фото- и видеокамеры позволяют определить только наличие пульсации, точные параметры определить невозможно.
Для точной проверки требуется многоканальный пульсметр-люксметр. Внешне он напоминает пульт дистанционного управления, оснащен кнопками для управления, фотодатчиком и дисплеем. Очень высокий уровень мерцаний определяется боковым зрением – если быстро перевести взгляд, возникает стробоскопический эффект (предметы «распадаются).
Дома наличие мерцания можно проверить мобильным телефоном или карандашом. Телефон держится на расстоянии метра от лампочки, появление темных полос говорит о том, что поток света пульсирует. Если быстро махать перед светильником карандашом, о пульсации свидетельствует «распадание» следа.
Отрицательное воздействие
Мозг человека не может полноценно обработать информацию, которая поступает на глаза с частотой, превышающей несколько десятком герц. По этой причине кадры в кино и по телевизору меняются с частотой 25-50 Гц. Если пульсации потока света ниже, она оказывает воздействие на глаза и анализируется мозгом. Человек может определить яркость потока, цвета, оттенки, контрасты. Если информация подается с другой частотой, люди подсознательно стараются избегать ее.
Исследования медиков показали, что на самом деле глаза и мозг воспринимают данные с частотой до 300 Гц, но не визуально. Человек воздействия не чувствует, поэтому не принимает никаких мер. Ощущения дискомфорта и усталости он связывает с другими причинами. Хотя невизуальное воздействие изучено недостаточно, все же ясно, что оно достаточно глубокое.
Внимание! Частоту пульсации выше 300 Гц глаза не воспринимают, поэтому отрицательного воздействия нет.
При кратковременном воздействии мерцания:
При продолжительном воздействии пульсации:
Самое опасное явление на рабочем месте – развитие стробоскопического эффекта при частоте мерцания до 80 Гц. У человека возникает иллюзия замедления движения и неподвижности окружающих предметов. Это повышает вероятность травматизма. При повышении частоты быстро развиваются болезни нервной системы.
Как убрать пульсацию в светодиодной лампе
Светодиодные светильники могут мерцать как в выключенном, так и во включенном состоянии.
На диоды отрицательно влияет старая проводка из алюминия, если провода подключены неверно или состарился материал изоляции. При вкручивании лампочки накаливания светодиодной с цоколем на блоке питания постоянно присутствует фаза. Из-за высокой чувствительности драйвера на него поступает ток, который через старую изоляцию утекает на землю. Поэтому на светодиодную лампу поступает небольшой ток, которого достаточно для зарядки конденсатора. Накопленный потенциал периодически подается на лампу.
Если после прозвона цепи оказывается, что провода и выключатель подключены правильно, единственное верное решение – замена алюминиевой проводки на медную.
Внимание! Если в доме или квартире к электросети подключены мощные электроприборы (теплые полы, электроплита, бойлер, отопительный котел), в проводке создается магнитное поле. При расположении проводов для освещения поблизости появляется наведенное напряжение, вызывающее мерцание.
Если после замены лампы не меняется выключатель с подсветкой, проходящие через нее токи накапливаются в драйвере, заряжая конденсатор. При разрядке ток из него поступает на светодиодную лампу. Чтобы устранить неполадку, следует убрать или усовершенствовать подсветку. При выборе второго варианта необходимо между нулевым и фазным проводом установить конденсатор или резистор.
Если у светодиодной лампы некачественный драйвер, он не может обеспечить стабильный ток на p-n переходе. Дешевые блоки делят напряжение по синусоиде и сглаживает пульсации. Они состоят из пленочного и электролитического конденсатора, резисторов, включенных в схему параллельно, и диодного моста. В результате выдается нестабильный ток, мерцание светодиода вызывают его колебания.
Единственное решение – поменять электролитический конденсатор на элемент с более высоким сопротивлением. Но чаще всего он не подходит по размерам. Кроме того, необходимо вынуть из светодиодной лампы плату, найти конденсатор, уметь выпаять его и припаять другой.
Внимание! Единственное правильное решение – заменить драйвер или купить более качественную лампочку.
В местностях, где для подачи электроэнергии поставщик используется устаревшее трансформаторное оборудование, напряжение на линии снижается. Это отрицательно влияет на работу светодиодных ламп. Проблему решает стабилизатор тока.
Основные выводы
Чтобы не портить здоровье миганием светодиодных светильников, нужно покупать сертифицированные лампы производителей, соблюдающих все стандарты и нормы. На рынке много некачественных контрафактных диодов и светильников с коэффициентом пульсации выше нормативного, поэтому при покупке нужно требовать техническую документацию и сертификат качества для каждой лампочки.
Следует учесть так же такой фактор, как диммирование. С этим оборудованием способны работать не все светодиодные лампы, поэтому при выборе необходимо тщательно изучить определенные производителем характеристики.
Если мерцающую светодиодную лампу не хочется выбрасывать, ее можно использовать в помещениях, в которых светом пользуются редко (подвалах, кладовках).
С каждым годов объем несертифицированных светодиодных лампочек уменьшается. Почти все изделия с цоколями E27 не мерцают. Пульсация источников с цоколями E14 встречается чаще (в основном «шарики и филаменты). 50% изделий с цоколем G9 мерцают, коэффициент может достигать 100%. Причина – почти невозможно в столь маленьком цоколе поместить качественный драйвер.
Увидеть пульсацию
Я часто пишу о пульсации плохих светодиодных ламп (а теперь ещё и о пульсации подсветки телевизоров). Напомню, пульсация света может приводить к усталости глаз и мозга, вызывать головные боли и приводить к обострению нервных заболеваний.
Для определения пульсации света многие используют камеры смартфонов — если свет пульсирует, по экрану бегут полосы, причём чем они чернее, тем пульсация больше.
Но это лишь косвенный «взгляд на пульсацию» — мы видим интерференцию между пульсацией света и работой электронного затвора камеры. На некоторых смартфонах полос может и не быть из-за программного подавления пульсаций.
Сегодня я дам вам возможность увидеть пульсацию непосредственно, как она есть.
С помощью камеры, снимающей со скоростью 1200 кадров в секунду, я зафиксировал пульсацию света обычной лампы накаливания 25 Вт (у ламп накаливания чем меньше мощность, тем больше пульсация) и плохой светодиодной лампы.
Я воспроизвожу видео со скоростью 10 кадров в секунду, поэтому получается замедление в 120 раз.
Нить лампы накаливания не успевает остыть, поэтому пульсация небольшая — коэффициент пульсации 23%. Это означает, что минимум яркости лишь на 23% меньше уровня максимума. Такая пульсация практически незаметна глазами и вреда от неё нет.
А вот так светит плохая светодиодная лампа.
100 раз в секунду лампа полностью гаснет, а потом загорается снова. Коэффициент пульсации 100%.
Такая пульсация раздражает. Её отлично видно боковым зрением и при быстром переводе взгляда (объекты в поле зрения «распадаются» из-за стробоскопического эффекта). Именно от такой пульсации света устают глаза и может болеть голова.
К счастью, ламп с пульсацией на рынке всё меньше и меньше. Лампы с обычными цоколями E27 сейчас почти все без пульсации, пульсирующие лампы с цоколями E14 ещё встречаются (чаще всего филаментные свечки и шарики). К сожалению, более половины светодиодных микроламп с цоколем G9 имеют пульсацию 100% (очень сложно разместить в малюсеньком корпусе хороший драйвер со сглаживающим конденсатором).
Никогда не используйте в жилых помещениях лампы с видимой пульсацией света. Проверить наличие или отсутствие пульсации можно как с помощью смартфона, так и с помощью обычного карандаша.