דף פייסבוק סיטילייט
 English Site
הבהוב אופטי וחשמלי IEEE 17
הבהוב אופטי וחשמלי

Flicker in Led

פירוש המושג הבהוב (Flicker  )- כיבוי והדלקה לסירוגין.

נושאים:

 - הגדרת הקונספט של מודולציה בתדר עבור לדים ויישומם .

 - יישום מודולציה בתדר והשפעתה על מערכת הבריאות .

 - עמעום מערכת לדים המופעלים ע"י מודולצית תדר באמצעות דרייברים מבוקרי מתח ותדר .

 - המלצות למניעת הבהוב (באמצעות מודולצית תדר)  והגנה מנזקים בריאותיים .

 

רקע :

 - למעשה אין תקנים על safe modulating  עבור נורות לדים.

 - ספקים מציעים מגוון דרייברים בעלי שימוש בתדרים שונים (חלקם שימוש בתדרים גבוהים וחלקם בתדרים נמוכים).

 - כבר בשנות השמונים מחקרים הראו כי במשרדים שבהם היה שימוש בנורות פלורסנט עם משנקים מגנטיים שבהם הנורות למעשה הבהבו בפעמיים תדר הרשת דווחו על בעיות בריאותיות כגון כאבי ראש , עייפות בעיניים, ועוד.

 - במצב שבו הנורה כשלה נוצר מצב של הבהוב (כיבוי והדלקה ) אשר השפיע על חולים במחלת האפילפסיה .

 - ההשפעות סווגו גם בהתאם לגורמים נוספים של הנורות כגון בהירות, זווית הראיה של הנורה אורכי הגל , צורת הגל וכו...

 - מטרת המסמך IEEE-1789 לתאר את הסיכונים הבריאותיים הקשורים לאפנון בתדר נמוך של נורות לד וההמלצות למניעת נזקים בריאותיים.

מה המשמעות של Flicker :

 - למעשה כל מקורות האור החשמליים מהבהבים החל ממקורות אור המופעלים ישירות מגל מתח AC וכלה במקורות אור שמשתמשות באפנון כלשהו.

— - הגל המועבר למקור האור כולל לפחות ארבעה פרמטרים שונים: אמפליטודה של הגל,  אורך הגל, ערך עוצמה ממוצעת - dc component וצורה ( או duty cycle ) או PWM

 

Flicker index

 Opticalflicker01

 

 Flicker Index = (Area 1) / (Area 1 + Area 2)

Percent Flicker or equivalently modulation (%)
mod% = 100 (Max - Min)/(Max + Min) = 100 (A-B)/(A+B)


Typical incandescent lamp flicker of ~6.6%


 Opticalflicker02

 

T12

 Opticalflicker03 

 

Example SSL(solid state lighting) flicker at 100%

 Opticalflicker04

 

AC Led Module

 Opticalflicker05

 

דגשים:

 רוב האנשים רואים את אפקט ההבהוב כאשר הוא מתחת ל 60Hz.

 הבהוב בין 60-100 Hz – אצל חלק מהאנשים מזוהה בתלות בגודל מקור האור והאמפליטודה של התדר.

 מעל 100 Hz – לא ניתן לזיהוי אצל רוב האנשים למרות שיש לתחום הזה השפעות שליליות ביולוגיות על הבריאות.

 בשנות ה 90 – נושא ההבהוב היה ידוע ועלה בשיח הציבורי בגלל השימוש במשנקים מגנטים שפעלו בתדר רשת החשמל, מעבר למשנקים אלקטרונים ביטל את השיח הציבורי כי לא ניתן היה לצפות הבהוב, למרות שהבעיה רק החריפה.

 כיום עם השימוש בלדים המופעלים בעזרת דרייברים ניתן לראות מגוון גדול של דרייברים שבהם רמת ה Flickers  שונה ומשתנה עם שימוש בעמעום (Dimming).

 בחלק מהדרייברים רמת ה Flickers בפעולה מלאה נמוך אך משתנה כאשר המערכת במצב עמעום ( לעיתים הבהוב של 15 Hz ).

  

אין הנחיות לתכנון של מערכות להפעלת לדים !!

 Opticalflicker11

הבהוב בלדים:

 

  Opticalflicker06

 Opticalflicker07

 Opticalflicker08

 

Simple dimming pulse width modulated (PWM) circuits.

 

 Opticalflicker09

 

Residential dimmer and its output voltage

 

 

 

 Opticalflicker10 

 

 

 

 

השפעות ביולוגיות מאפקט ההבהוב:

 השפעות ההבהוב תלויות הן בתדר ההבהוב, האמפליטודה, רגישות העין וזמן החשיפה (בין אם התדר מורגש או שאינו מורגש ).

 מחקרים מגלים השפעה חריגה של המוח הנובעת מהבהוב, השפעה זו גורמת לאנשים הרגישים להבהוב – קוצר נשימה , התקפי אפילפסיה , כאבי ראש ( הרגישות גבוהה יותר אצל צעירים בגילאים 7-20 ).

 התנהגות חריגה אצל חולי אוטיזם. תופעות סטרובוסקופיות.

השפעות תופעת ההבהוב על חולה אסתמה:

 אומנם שיעור נמוך של האוכלוסייה רגיש לאור אבל לחולה אסתמה וחולה אפילפסיה, דפוס חוזר של אורות מהבהבים עלול לגרום להתקף אפילפסיה ולתופעות פיסיולוגיות בחולה אסתמה.

 ההבהוב כשהו מסונכרן וחוזר על עצמו יכול לגרום להשפעה על ההכרה, תנועות הגוף ורגישות בתחושה.

 הרגישות מתגלה בדר"כ בגילאים הנמוכים 7-20 שנים, בד"כ רגישות זו מלווה את חיים של האנשים הרגישים לאורך חייהם (כ 75% מהאנשים נשארים רגישים להבהוב ).

 Opticalflicker12
 

 

 

המלצות לדירוג מקורות אור על פי הסיכון שלהם כתוצאה מהבהוב:

 

 

Escalator stair tread

 Opticalflicker13

 סיכום:

השימוש ההולך וגובר של מקרות אור מבוססי לדים דורש התייחסות גם לנושא ההבהוב.

התחזית – עד שנת 2020 כ 50% ממקורות האור שיהיו בשימוש יהיו מבוססי לדים.

מפתחי הדרייברים ומקורות האור מבוססי לדים צריכים לקחת בחשבון את האפקט וההשפעות הביולוגיות והבריאותיות על האדם ולשאוף להקטין את נושא ההבהוב  
( Flicker index ,Modulation  ).