Riduzione dello stroboscopio delle lampadine domestiche a LED


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Di recente ho acquistato alcune lampadine a LED. In molti modi sono fantastici: potenza davvero bassa e brillante.

Tuttavia un problema (che era evidente con entrambi i tipi di lampadina che ho acquistato) è un effetto stroboscopico.

Questo non è immediatamente ovvio fino a quando qualcosa non si muove nella luce (ad esempio agitando la mano di fronte ad essa) e le persone si sono lamentate che disturba i loro occhi.

Credo che ciò sia dovuto al fatto che i LED reagiscono così rapidamente che è visibile l'oscillazione a 50Hz dell'alimentazione di rete.

La mia domanda è: cosa (se non altro) si può fare per ridurre questo? Esistono lampadine a LED più costose che non presentano questo problema?


Potete fornire loro con DC?
endolith

@endolith - purtroppo no
UpTheCreek

Risposte:


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Di che marca sono le lampadine?
Mi aspetto che le lampadine Philips siano OK, Osram e simili probabilmente probabilmente OK. Se il marchio è oscuro, probabilmente gli angoli sono stati tagliati.


Sommario:

  • Probabilmente causato da 2 x sfarfallio della frequenza di rete da CA raddrizzata a onda intera semi-liscia.

  • Riportali come "inadatti allo scopo per cui sono stati venduti" se puoi.

  • Se devi mantenerli, considera di aggiungere più smoothing alla AC rettificata = increspata "DC". Ciò può causare problemi o risolvere il problema. Vedi sotto.

Alcune persone sono più sensibili agli effetti stroboscopici di altre. In quanto punto di dati del mondo reale, mi capita di essere relativamente ignaro dello sfarfallio "lieve" e della luce stroboscopica nelle luci elettroniche di vario genere e sono ragionevolmente in grado di tollerare lo sfarfallio, mentre uno dei miei fratelli è assolutamente intollerante al punto da ammalarsi.

Lo sfarfallio può essere a 120 Hz (con alimentazione a 60 Hz) e 100 Hz (con alimentazione a 50 Hz). La tensione di rete scende a zero due volte per ciclo nei punti "zero crossing". Le lampadine a incandescenza hanno costanti di tempo termico abbastanza lunghe nei loro filamenti che la luce non scende completamente a zero nei punti bassi - tutt'altro che in molti casi - l'effetto dipende in qualche modo dalla potenza e dalla tensione. Lo sfarfallio in una lampada a incandescenza diminuisce con l'aumentare della potenza e diminuendo la tensione (poiché entrambi gli effetti tendono a provocare filamenti più spessi).

I LED hanno la proprietà di avere la luminosità che segue abbastanza attentamente la corrente. Le costanti di tempo dei fosfori sono ben al di sotto di un microsecondo e i LED propri possono essere "buoni per" 100 di Mhz. Se si applica una CC non livellata a onda intera a un LED, lampeggerà all'incirca per metà sinusoidalmente a 2 volte la frequenza di rete. Posso notare l'effetto con interesse, mentre mio fratello potrebbe essere violentemente malato.

La scelta "ovvia" è di regolare la tensione CC, ma le dimensioni dei condensatori richieste diventano rapidamente costose. Se le persone risparmiano e se non hanno un ethos di qualità, gli angoli verranno tagliati. Una soluzione utilizzata è un "circuito a valle" che poggia due o tre condensatori sulle spalle degli altri per caricarsi quando la tensione CA è alta e quindi utilizza la commutazione del diodo astuto per metterli in parallelo quando la tensione diminuisce. Ciò può consentire costi di condensatore più economici, ma "nessun condensatore" è più economico di "alcuni condensatori" e alcuni progettisti elimineranno tutto ciò che possono.

Potrebbe essere possibile aprire la lampadina, trovare il condensatore o i condensatori più grandi e semplicemente aumentarli. Il nuovo cappuccio può essere parallelo e montato esternamente. I valori di tensione devono essere altrettanto buoni e la temperatura probabilmente dovrebbe essere altrettanto buona di 105 ° C, 85 ° C forse). A seconda del circuito, questo potrebbe risolvere il problema o potrebbe causare la lampadina ad alzare le mani con orrore ed emettere fumo magico. (Probabilmente anche un fuoco magico.)

Come sempre LE TENSIONI PRINCIPALI POSSONO UCCIDERE.

I condensatori possono rimanere in carica per molto tempo dopo aver rimosso l'alimentazione.


Un secondo effetto che sembra aggravare il primo è che le luci a base di fosforo, che probabilmente sono le tue, hanno spettri di emissione molto alti e discontinui rispetto alle lampadine a incandescenza o persino alle lampade a tubo fluorescente.

Di seguito è riportato il grafico delle emissioni spettrali per un LED bianco Nichia. Trovo che questa particolare luce bianca a LED sia più piacevole del solito. Il picco forte a circa 440nm è la luce blu dal LED reale, e il picco minore a circa 550nm è la luce gialla che viene nuovamente irradiata dal fosforo (che assorbe parte della luce blu e la "converte" in gialla). Il risultato la luce ha una temperatura di colore di circa 6000 ° K - luce del giorno bianca o simile. I LED "Warm White" hanno un picco giallo molto maggiore e un picco blu più basso.

MA entrambi i colori della luce a LED sono abbastanza sconvolgenti per una significativa minoranza di persone che trova molto strana la mancanza di spettri "continui" visti da una luce a incandescenza. Combinalo con lo sfarfallio e avrai un disastro luminoso.

Spettri a LED bianchi Nichia

Con lo sfarfallio e gli effetti dello spettro combinati, è ragionevolmente probabile che tu abbia acquistato una lampadina che era "abbastanza buona per abbastanza persone" da poter essere rilasciata nel selvaggio MA che fallisce il test "funziona per quasi tutti i consumatori".

Probabilmente non c'è nulla che tu possa fare se non passare a una lampadina meglio progettata.


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+1 - molto istruttivo, ho pensato che avresti fornito una buona risposta a questa :-)
Oli Glaser,

Ci sono state alcune lampadine Philips che fanno schifo. youtube.com/user/electronupdate/featured esegue un'analisi davvero approfondita delle lampadine a LED su youtube. Direi che a questo punto è un crapshoot WRT per il tasso strobo delle lampadine acquistate.
Connor Wolf,

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È possibile che sia a causa della rete da 50Hz, ma in quel caso il prodotto è mal progettato. Per cominciare, dovrebbe essere 100Hz a causa della rettifica a onda intera. Questo è probabilmente OK. In secondo luogo, la tensione rettificata dovrebbe essere livellata da un condensatore , in modo da non vedere interferenze di 50 / 100Hz. Quindi aggiungere quel condensatore è una possibilità.
Per fornire consigli più dettagliati abbiamo bisogno di maggiori informazioni sugli interni e sul funzionamento del prodotto. Ad esempio è dimmerabile. In quel caso è probabilmente controllato da PWM, forse a una frequenza troppo bassa.


Se è controllato da PWM, è comunque possibile utilizzare il condensatore per arrestare lo strobo.
RMAAlmeida,

@stevenvh: vedo, grazie. Non so se sono dimmerabili - non abbiamo dimmer in casa. A meno di aprire il case non credo che sarò in grado di fornire ulteriori informazioni, sfortunatamente.
UpTheCreek

@UpTheCreek - Con "dimmerabile" intendevo con un dimmer interno, che apparentemente non ha. Se avesse un dimmer integrato, quasi sicuramente userebbe PWM per il dimmer.
Stevenvh,

@stevenvh - ah giusto, così corretto - nessun dimmer interno. Presumo che ti stia chiedendo se ha funzionato correttamente con i dimmer.
UpTheCreek

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Sostituisco i condensatori di livellamento 1uF / 400V (pazza idea cinese) con 10uF / 400V in lampade a led "mais" economiche per 230V. Si adatta ancora e riduce notevolmente l'effetto stroboscopico.


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Non ho idea se il proprietario del thread sia alla ricerca di marchi / modelli di lampadine che siano "senza strobo". Se sì, ecco cosa mi sono imbattuto finora.

Anch'io mi sento abbastanza sensibile a questo sfarfallio del LED. Un modo che ho scoperto essere abbastanza efficace per determinare l'estensione dell'effetto stroboscopico di una lampadina a LED è quello di avvicinare terribilmente la fotocamera del mio smartphone alla lampadina e guardare lo schermo della fotocamera. Se la lampadina lampeggia, la fotocamera mostrerà spesse strisce nere in movimento su tutto lo schermo. Sperimenta te stesso e prova a usarlo per testare lo stroboscopio prima di effettuare qualsiasi acquisto.

Con questo metodo, finora ho trovato il "Megaman LG2311" come l'unica luce a LED che è "senza sfarfallio" (nota: risiedo a Hong Kong). È interessante notare che alcuni altri modelli della stessa serie Megaman sono inclini al problema ...


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Decisamente il condensatore elettrolitico nel bulbo di mais dopo il ponte di rettifica (fino a 20-100uf @ 450 V ), assicurati anche che ci sia un resistore in serie con LED che scendono di qualche volt (che dissipa circa il 5% della potenza del bulbo ), ridurrebbe ulteriormente l'effetto strobo, non consentendo al condensatore di scaricare il suo intero carico utile sui led contemporaneamente. (i LED sinusoidali hanno pochissima resistenza attiva dopo il raggiungimento della tensione diretta).

Mod simili risolverebbero lo sfarfallio della retroilluminazione pwm , ma sono necessari due resistori (prima e dopo il condensatore).

Supponendo che la lampadina abbia un condensatore limitatore di corrente in serie (uno in poliestere arancione) - mantieni la stessa capacità, ma in questo caso i tappi filtranti più grandi forniscono un piacevole effetto di dissolvenza in apertura / chiusura. Questa mod è stata eseguita con successo con 10W (unità cinesi), 5W lampadina cinese 120led reale da ebay installata in un corridoio.


Interessante, grazie. Hai avuto successo nell'usare questa tecnica per ridurre in pratica lo sfarfallio del dimmer della retroilluminazione dello schermo? Sarebbe fantastico se funzionasse (ho alcuni display che sono piuttosto sfarfallanti con bassi livelli di retroilluminazione).
UpTheCreek
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