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LED照明玄学调光篇,狗眼の救赎

相信大家的狗眼或多或少都被劣质的led灯闪过,本屌前一份工作就是忽悠鬼佬买led灯的,最近又买了示波器,于是浪一把的条件终于凑齐了,便有了此文:

LED光源相对于以前的钨丝灯泡(一般台灯上E27头的灯泡以及射灯上、车头大灯等用的卤素灯)以及CCFL(群众接触最多的是玻璃日光管、三基色节能灯等),从护眼的角度说,有一个很重要的本质区别是,LED发出的光线强度对电压的“波动”异常敏感。这种极高的敏感度甚至可以可以用于高速数据传输,比方说大家熟知的光纤上网,或者时髦点的什么LIFI.
钨丝灯泡以及CCFL由于有比较明显的余晖效应(当驱动电压上升或者下降时,光线亮度变化幅度非常小,延迟也非常大),因此即使工作在市电频率50hz的时候,亮度变化幅度很小,大部分人对此基本上没有感觉,事实上它们会有100hz(市电频率X2)左右的微小波动。要观察这种波动,你可以对着光源张开五指高速甩动,或者搞个电风扇调最慢档隔着光源看扇叶,掌握技巧以后你会观察到一些类似“千手观音”般的残影。
旧式的CRT显示器(发光原理类似CCFL,都需要荧光粉),如果你把刷新频率调到60hz,然后用手机对着拍一些比较明亮的画面,也很容易看到CRT屏幕有一些奇怪的闪动(尤其是以前的CCD摄像头,现在的COMS头似乎刷新原理跟后期算法变了不一定能看出来)

话又转回来,目前市面上的LED灯大体可分为两类,可以调光的,跟不可以调光的。
不可以调光的LED灯,由于只有亮灭两个状态,因此只要电源本身输出的电压/电流足够平稳,输出的光线强度是不会产生什么有害的瞎狗眼“波动”的,只要电源不太烂,我测过的基本都是我狗眼能验收过关的及格品。
今天要重点说的是可以调光的LED灯,我只能先说说结论,中低端市场简直是群魔乱舞
另外,每个人的肉眼对光线的敏感度不一样,可能我认为不舒服的调光方式,有些人会觉得没问题;我觉得ok的部分,有些人会觉得还是瞎狗眼

由于本屌目前已经没混LED行业,下文被测的对象跟方法方式十分有限,但依然十分具有代表性,我把一些测量方法跟小结论都写在图片里了,大家自行阅读

我目前家里大量使用的是DC DC降压调光的方式























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  • dgrca 激骚 +1 最骚 Rated by wap 2016-1-4 13:48

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原帖由 sodoga 于 2016-1-2 13:32 发表
posted by wap, platform: Galaxy S5
单论眼睛舒适程度,现在的LED能够完全代替白炽灯了吗?
考虑到CRI(显色指数)的问题,还是有一定难度,白炽灯是被“定义”成CRI 100的玩意,淘宝上的LED产品标称CRI超过90CRI的玩意相当难找,现在中端大路货大多是大概80到85CRI的

单纯从此文里面扯到的“波动”问题,驱动良好的情况下,对肉眼来说,LED跟白炽灯没啥区别



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原帖由 SimbaKing 于 2016-1-2 14:21 发表
我有个调光台灯,买了个LED灯泡上去……不能用

有没有靠谱的支持调光的LED灯泡?螺口的。
你那种调光台灯大概只能用在钨丝灯泡上(绝大部分是可控硅斩波的调光方式),节能灯跟led灯泡都是把市电经过很复杂的转换再输出的,原理不一样,转换时也会把“斩波”的部分给抹平抵消了

如果你有调光需求,我建议买个新的台灯,led调光需要电源+调光电路相互配合的

但是话又说回来,市面上相当多的调光led灯都用的pwm的调光方式,长时间来说对眼睛不是太好(至少我感觉是这样),因此你说推荐给你哪个好,我也只能说尽量买贵的或者号称“不闪”的,要不就自己拿起烙铁学我这样自己山寨个


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原帖由 sakerping 于 2016-1-2 16:05 发表

尤其是iphone的慢动作摄影
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原帖由 yuyuan01 于 2016-1-2 15:58 发表
posted by wap, platform: Android
led频闪测试方法,打开手机摄像头,对准光源,好了不用我教你了~~
我用我哥的ip6p试过,pwm那个默认大概1.2k震荡频率的已经看不出了 ,我主楼也说了我眼睛看了会不舒服

以前那份工作有收过鬼佬投诉说xx灯用一阵以后有频闪,还拍了视频发过来,后来样品寄回来看,是电容不行了,输出的波形每隔几十ms就一个大尖峰,类似ooooooIooooooooooooIooooooooooooIoooooo这样的,正常o-o-o-o-o-o-o-o这种的小波动肉眼是无法觉察的,一般摄像头也无力

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原帖由 solbadguy 于 2016-1-2 16:47 发表
分析了这么多还是看不明白啊................LZ你就直接说哪几个牌子或者什么价钱以上的LED灯泡能用吧!
中档价格不能调光的,能调光的尽量上松下这些高大上的玩意,不缺钱的话,淘宝九块九包邮的那些就算了讲真

如果是LED光源的显示器,24寸级别一千五附近的,或者本身宣传带  不闪屏 dc调光  啥的

我这帖子选材太业余,也没有流翔那种评测界黑老大的气势去坑样品回来测,以后要是买了些啥玩意回头再更新一下帖子
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  • solbadguy 激骚 +1 最骚 Rated by wap 2016-1-3 11:28

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原帖由 sceic 于 2016-1-3 22:21 发表
posted by wap, platform: GOOGLE Nexus 5
滤波足够好不就得了,说白了就是大电容,几十年前的解决方案。
pwm调光的接上电容你试试,6k频率都能跑出蜂鸣音了,调光范围也会变得异常窄,具体原理扯起来太长我懒得写了

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原帖由 SimbaKing 于 2016-1-3 22:02 发表


听说调光的LED灯泡也有不兼容的,而且很贵,没办法我只好弄了个钨丝灯泡拧上去了,关键钨丝灯泡费电不说,现在还难以买到,据说太费电禁止销售。
从光的色谱来说,白炽灯才是最接近太阳光的电光源(CRI 100,满分的)光谱连续也没有什么奇怪的波峰,很多摄影棚跟画展射灯还是用钨丝灯泡或者卤素灯(其实还是钨丝灯泡,填充一些卤族元素进去增加寿命)

我都怀疑以后钨丝灯泡会变成胆机一样变成玄学了,只有睾端人士才享受得起

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原帖由 henvelleng 于 2016-1-4 00:41 发表
从小到大日光灯一直都是我们的主要照明灯,学校里,商场里,超市里,都是日光灯,那玩意儿可是工频,靠肉眼都能看出在闪烁,还不是几十年用下来了?

以前的CRT电视机,也是工频,别扯啥余晖效应了,小时候用过显像 ...
crt那玩意,几十毫秒级别的余晖效应;白光led那荧光粉,纳秒级别的余晖效应,你确定差了好几个数量级的玩意是一码事?

你搞懂什么是余晖效应再扯别的,要不我寄一个50hz的pwm电路给你,你直播一下睁着眼用这玩意点led照明看能撑多久?

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原帖由 henvelleng 于 2016-1-4 01:09 发表

肉眼都能看到的闪烁,大量使用了几十年

pwm的led调光,有人靠眼睛能看出闪烁了吗?这么大的差别还需要扯余晖吗?
我告诉你是可以的,上一个转速被压制到大概200rpm的9叶直径12cm的台式电脑散热扇子,主楼说的大概6k频率下依然能看到,在扇叶边缘看起来是间隔1~2mm的明暗交替的小条纹就像梳子一样。
==================
led余晖效应几乎可以忽略不计的后果是,在pwm的波动周期里,电压下降到二极管导通临界点后,电流几乎为0,输出亮度也跟着几乎掉为0,文字描述就是 亮全黑亮全黑 交替的状态

另一个极端是钨丝灯泡,余晖效应几乎到了秒级,关了开关以后只要那根钨丝还没冷却到不能发出可见光的温度,就会一直发光,一些几百瓦的玩意甚至断电以后十多秒秒钟还是微亮的状态,所以这玩意工作在50hz下,也就是一种 亮一点暗一点亮一点暗一点 这样的交替状态,crt同理。在亮度变化交替的周期里,亮度波动幅度相对pwm驱动的led小的多

剧烈的亮度波动才是用pwm驱动led的本质问题,示波器上的屏摄已经相当说明问题了。频率足够高只是短时间欺骗一下眼睛而已,

你不信我说的那也是没所谓的,反正我也不混这行了没必要在商言商推销什么玩意。如果你觉得你理论牛逼得快要溢出了,我这个前液内还是能把帮你捅个洞泄压的

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原帖由 henvelleng 于 2016-1-4 01:16 发表
pwm这玩意儿,只要接触过单片机的话,第一个上手的就是这个,50hz不能通过脉宽调制实现粗糙的数模转换,那个只能叫方波
50hz弦波驱动又如何?led那二极管的VI曲线直接就帮你腰斩了好不?

市面上有些led灯的驱动就一个接市电的整流桥,后面直接串接几十个led,我相信你用上这个做主力照明再用个五百年眼睛一样那么好使

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原帖由 henvelleng 于 2016-1-4 02:27 发表
led调光这个我的确不是业内,原理不懂,只知道大概。lcd的led背光都是专门芯片来驱动的,我们只给这芯片一个直流信号来控制亮度,所以这就是个黑盒子了
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原帖由 henvelleng 于 2016-1-4 02:21 发表
posted by wap, platform: 小米 MI 2S

关于高频pwm到底对眼睛有没有伤害,这其实是我一开始的喷点,然而我现在觉得这已经没啥可争论的了,都既成事实了,俨然已经是历史车轮了

关于50hz驱动led灯,我觉得这不能 ...
现在九块九包邮的led灯是什么鬼,自己感受一下
https://s.taobao.com/search?q=le ... 0160104&ie=utf8


哦对了这里还有五块九包邮的led灯带,也来感受一下,全桥整流哟,超睾端的
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=654579

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引用:
原帖由 双面胶 于 2016-1-4 08:36 发表


关于LCD背光控制IC,没见过用直流作为控制信号的IC,只见过用PWM控制的。
IC只是一个恒流源,PWM控制开关时间来调节亮暗。

LED的问题在于开就是开,关就是关,基本没有缓冲过程。

LZ没有说清楚何为伤眼, ...
以前看过一些文章,大意是说有些显示器耍手段,说是不闪屏,其实是把pwm的频率拉到8k附近。。。

早期妹足m8的固件,有人说低亮度晚上看书不舒服,后来某次固件更新以后,我发现这玩意最低亮度的时候晚上全黑环境高速甩动不会留残影了。。。之前是有残影的。。。可能是新固件拉高了pwm频率

伤眼的潜在原因我在第二页跟某个巨巨的讨论里有说了,因为这led的余晖效应几乎可以忽略

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原帖由 月宫雅 于 2016-1-4 02:56 发表
posted by wap
楼主的技术帖让我立刻觉得小米LED随身灯增强版就是个坑爹货,还好我在标准版有货的时候果断入了一个是非常明智的选择……19.9元能调光的LED灯……毁眼神器啊……

本帖最后由 月宫雅 于 2016-1-4 10: ...
看拆解似乎是升压驱动的,应该不是坑爹的pwm 当然有实物上机测一下更好,不过我懒得撸了

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原帖由 henvelleng 于 2016-1-4 12:46 发表

背光控制我确实记错了,确实全部都是pwm控制亮度的,哪怕是线性调光的芯片,仍然是输入pwm来调节芯片内部参考电压的

余晖效应的问题,我的意思是不可夸大效果,余晖确实能起到缓冲效果,但效果有限,50hz的日光 ...
http://lights.ofweek.com/2014-12/ART-220001-8100-28918081.html

前人有人测试过接市电的钨丝灯泡的了,就差个ccfl了

考虑到太阳能板子有饱和电压以及自身带有寄生电容,实际光强的波峰波谷差异应该比示波器测出来的要大

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原帖由 amk4amk4 于 2016-1-4 14:27 发表
9快9包邮太黑了。。我家门厅的夜灯是1.9包邮的。。。
原谅我纯表一回!

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