{"id":33700,"date":"2021-12-31T15:00:02","date_gmt":"2021-12-31T07:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.upowertek.com\/rimozione-dello-sfarfallio-della-luce-led-tramite-la-corretta-selezione-del-driver-led\/"},"modified":"2022-12-10T13:27:42","modified_gmt":"2022-12-10T05:27:42","slug":"rimozione-dello-sfarfallio-della-luce-led-tramite-la-corretta-selezione-del-driver-led","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.upowertek.com\/it\/rimozione-dello-sfarfallio-della-luce-led-tramite-la-corretta-selezione-del-driver-led\/","title":{"rendered":"Rimozione dello sfarfallio della luce LED tramite la corretta selezione del driver LED"},"content":{"rendered":"\n

\u00c8 una tendenza nel settore dell’illuminazione sostituire le tradizionali lampade a incandescenza e fluorescenti con LED pi\u00f9 efficienti e di maggiore durata. Tuttavia, poich\u00e9 \u00e8 direttamente collegato alla linea CA, come i pionieri tradizionali, potrebbe esserci il rischio di uno sfarfallio di 100 Hz o 120 Hz a causa dell’ondulazione della corrente di pilotaggio all’uscita dell’alimentatore, sebbene la maggior parte delle volte ci\u00f2 possa rendere i consumatori sentirsi a disagio con gli umani. Gli occhi non possono notarli. I produttori di LED e lampade sono ansiosi di risolvere questo problema, si rivolgono al produttore del driver LED perch\u00e9, alla fine, il driver LED determina se sfarfallare o meno. Questo articolo analizza le cause dello sfarfallio, descrive come si verifica lo sfarfallio dei LED e spiega come gli ingegneri possono scegliere soluzioni diverse per risolvere il problema. Infine, fornisce un modo economico e flessibile per ottenere un’illuminazione a LED priva di sfarfallio utilizzando soppressori di ondulazione. <\/p>\n\n

Le lampade a LED sostituiranno la maggior parte delle altre lampade, come le lampade a incandescenza e le lampade fluorescenti nei prossimi anni. Questa \u00e8 una tendenza ben nota secondo cui il LED \u00e8 una nuova generazione di sorgenti luminose. Le persone non solo attendono con impazienza una maggiore efficienza luminosa, ma desiderano anche un ambiente luminoso migliore.<\/p>\n\n

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\"scomodo\"
Sfarfallio leggero e salute<\/figcaption><\/figure>\n\n

La maggior parte delle luci a LED \u00e8 collegata direttamente alla rete elettrica CA. A seconda della regione, ci sono 50Hz o 60Hz e la frequenza dopo la rettifica CA \u00e8 molto bassa anche 100Hz o 120Hz, il che pu\u00f2 causare sfarfallio stroboscopico e causare ansia. Se il driver LED \u00e8 progettato per utilizzare un design PFC a stadio singolo, puoi persino ammalarti.<\/p>\n\n

\"ansia\"<\/figure>\n\n
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Ora i produttori di lampade si stanno rendendo conto e stanno cercando di risolvere questo problema, soprattutto all’interno. Quindi si sono rivolti a produttori di driver LED professionali per aiuto e soluzioni. Questo articolo spiegher\u00e0 in che modo lo sfarfallio \u00e8 influenzato dalla corrente di ripple del LED e spiegher\u00e0 i molti modi per risolvere il problema attraverso il corretto design del driver LED, in particolare un dispositivo unico chiamato soppressore di ripple, che consente ai produttori di lampade di Sono gi\u00e0 utilizzati per ridurre al minimo il corrente di ondulazione senza modificare il driver LED corrente.<\/p>\n\n

\"luce<\/figure>\n\n
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\n L’impatto dello sfarfallio <\/strong>\n <\/strong>\n <\/h2>\n\n

Le frequenze di sfarfallio della luce nell’intervallo da 3 a 70 Hz sono facilmente percepibili dagli esseri umani, il che pu\u00f2 renderli molto scomodi. Anche lampi ripetitivi e schemi geometrici ripetitivi statici possono indurre crisi epilettiche in queste persone e l’incidenza \u00e8 di circa lo 0,025%. E questo tipo di sfarfallio pu\u00f2 essere facilmente risolto dal driver LED. Se vediamo questa frequenza nella forma d’onda dell’ondulazione della corrente in uscita, di solito pensiamo che il driver LED sia instabile. Le persone stanno iniziando a prestare maggiore attenzione al fatto che l’esposizione a lungo termine a sfarfallio di frequenza pi\u00f9 elevata (nella gamma di 70-160 Hz) pu\u00f2 anche causare disagio, mal di testa e disturbi visivi. Per i driver LED, poich\u00e9 la frequenza di rete nella maggior parte del mondo \u00e8 di 50 Hz o 60 Hz, i pi\u00f9 comuni sono il flicker di 100 Hz e 120 Hz. Quindi questo articolo discute principalmente come gestire lo sfarfallio a 100Hz o 120Hz. Infatti, l’impatto del flicker a 100Hz o 120Hz sulla salute umana non \u00e8 solo funzione della frequenza ma anche legato a fattori fisiologici e fisiologici.<\/p>\n\n

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\"mal<\/figure>\n\n\n\n
\"ansia2\"<\/figure>\n<\/figure>\n\n
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Alcuni ricercatori affermano addirittura che la retina pu\u00f2 percepire lo sfarfallio fino a 200 Hz, ma i test hanno dimostrato che oltre i 160 Hz l’impatto dello sfarfallio sulla salute \u00e8 trascurabile.<\/p>\n\n

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\n Definizione dello sfarfallio <\/strong>\n <\/strong>\n <\/h2>\n\n

IESNA (la Illuminating Engineering Society of North America) ha rilasciato la definizione di “percentuale di sfarfallio” e “indice di sfarfallio” nella nona edizione di The IESNA Lighting Handbook. La Figura 1 mostra come vengono definite le metriche.<\/p>\n\n

\"definizione<\/figure>\n\n
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Lo sfarfallio percentuale \u00e8 una misura relativa della variazione ciclica nell’emissione di una sorgente luminosa (ovvero, la modulazione percentuale). Questo \u00e8 talvolta indicato anche come “indice di modulazione”.<\/p>\n\n

\"indice<\/figure>\n\n

L’indice di sfarfallio \u00e8 una “misura relativa affidabile della variazione ciclica dell’uscita di varie sorgenti a una data frequenza di alimentazione. Tiene conto della forma d’onda dell’emissione luminosa e della sua ampiezza”, secondo il manuale. L’indice di sfarfallio assume valori da 0 a 1,0, con 0 per un’emissione luminosa costante. Valori pi\u00f9 alti indicano una maggiore possibilit\u00e0 di sfarfallio notevole della lampada, cos\u00ec come effetto stroboscopico.<\/p>\n\n

Come notato sopra, oltre alla frequenza, l’indice di sfarfallio ha un effetto significativo su come la luce fa sentire le persone. Indice di sfarfallio pi\u00f9 alto significa maggiore sensibilit\u00e0 all’occhio umano e minore livello di comfort. La tabella seguente mostra il tipico indice di sfarfallio di diversi motori di illuminazione. <\/p>\n\n

<\/th>Massimo<\/th>min<\/th>Ave<\/th>% di sfarfallio<\/th>Sfarfallio Ind<\/th><\/tr><\/thead>
Incandescente<\/td>12.180<\/td>10.745<\/td>11.460<\/td>6.2594<\/td>0.0194<\/td><\/tr>
100 W MH<\/td>9.1472<\/td>3.2066<\/td>6.5147<\/td>48.088<\/td>0.1398<\/td><\/tr>
T12 magnetico<\/td>9.6281<\/td>4.6256<\/td>7.1565<\/td>35.096<\/td>0.0897<\/td><\/tr>
T5HO Elec<\/td>10.52<\/td>9.960<\/td>10.20<\/td>2.734<\/td>0.0036<\/td><\/tr>
LED a CC<\/td>43.4<\/td>41.0<\/td>42.2<\/td>2.84<\/td>0.0037<\/td><\/tr>
LED con sfarfallio<\/td>15.996<\/td>0.0555<\/td>6.3026<\/td>99.309<\/td>0.4498<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n
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Il gruppo di lavoro sugli standard IEEE IEEE PAR1789 “Pratiche consigliate per la regolazione della corrente nei LED ad alta luminosit\u00e0 per ridurre i rischi per la salute del pubblico” \u00e8 stato istituito per fornire all’industria dell’illuminazione, ANSI\/NEMA, IEC, EnergyStar e altre organizzazioni di standard raccomandazioni sulle problematiche emergenti LED La spia lampeggia. Questo articolo introduce i problemi di salute legati allo sfarfallio ai progettisti di elettronica di potenza per l’illuminazione a LED, dimostra che la tecnologia esistente nell’illuminazione a LED a volte fornisce sfarfallio a una frequenza che pu\u00f2 causare la risposta biologica del corpo umano e discute i tentativi di mitigare gli effetti biologici non intenzionali. Alcuni metodi da considerare quando l’illuminazione a LED. Questo documento rappresenta il lavoro in corso in IEEE PAR1789, che \u00e8 essenziale per la progettazione di driver per lampade LED sicuri.<\/p>\n\n

\"frequenza\"<\/figure>\n\n
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E secondo il documento https:\/\/fhi.nl\/app\/uploads\/sites\/32\/2017\/09\/Te-Lintelo-Systems-LED-Flicker- %E2% 80%93-where-we-are-with-test- metodi-e-standard.pdf<\/a><\/p>\n\n

Abbiamo la seguente curva.<\/p>\n\n

\"frequenza2\"<\/figure>\n\n
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\n Funzione di sorgente luminosa a stato solido<\/strong>\n <\/h2>\n\n
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L’emissione luminosa del LED \u00e8 quasi lineare con la corrente di pilotaggio, come mostra la figura seguente, quindi \u00e8 abbastanza ovvio che il motivo critico dello sfarfallio della luce del LED \u00e8 causato dalla corrente di pilotaggio, originariamente fornita dal driver LED. Quindi la soluzione di base \u00e8 assicurarsi che la corrente di uscita del driver LED sia stabile senza grandi ondulazioni. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\"corrente<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n
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\n Soluzioni di driver LED per applicazioni indoor<\/strong>\n <\/strong>\n <\/h2>\n\n

Quando si parla di sfarfallio a 100Hz o 120Hz, nella maggior parte dei casi, si tratta di applicazioni indoor. Ci sono alcuni schemi di driver LED per interni per fornire una corrente costante come un semplice resistore, regolazione di semiconduttori lineari e regolazione PWM di commutazione dopo la rettifica CA, ma questi schemi vanno oltre la discussione in questo documento perch\u00e9 non sono in grado di fornire qualificato fattore di potenza (PF) che normalmente deve essere superiore a 0,9. Sempre pi\u00f9 paesi e associazioni standard come Energy Star e DLC (Design Lights Consortium) richiedono che le luci abbiano un valore superiore a 0,9 PF e si pu\u00f2 prevedere che le lampade e gli apparecchi senza 0,9 PF verranno presto eliminati. Qui vengono discussi e confrontati alcuni metodi qualificati per raggiungere il PF. Di seguito viene introdotto anche un nuovo tipo di schema per ridurre l’ondulazione di grandi dimensioni esistente dal driver LED a singolo stadio.<\/p>\n\n

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1. PFC passivo (Valley Fill) pi\u00f9 commutazione DCDC<\/strong><\/h3>\n\n

Questa struttura \u00e8 ampiamente utilizzata negli adattatori e nei caricabatterie offline a basso costo. Grazie al circuito di riempimento della valle e ai condensatori di grande capacit\u00e0, l’ondulazione di corrente di questa soluzione \u00e8 piccola e facile da controllare. Lo svantaggio di questo schema \u00e8 che il PF \u00e8 scarso, non pu\u00f2 superare lo standard Classe C EN61000-3-2 (test di emissione di corrente armonica) e non \u00e8 adatto per potenze superiori a 20W. Inoltre questa soluzione non \u00e8 adatta a realizzare ampie tensioni di ingresso di 100Vac-240Vac.<\/p>\n\n

\"passivo<\/figure>\n\n
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2. PFC attivo a stadio singolo<\/strong><\/h3>\n\n

Si tratta di una topologia ampiamente adottata per i driver LED con ampia gamma di input. Ha una buona efficienza del prodotto e un valore PF e un’ampia gamma di carichi. Lo svantaggio \u00e8 che un’elevata ondulazione di corrente pu\u00f2 causare uno sfarfallio visibile o invisibile a 100Hz\/120Hz. Un buon progetto pu\u00f2 ridurre l’ondulazione corrente a un valore relativamente basso, ma l’ondulazione \u00e8 solitamente ancora superiore allo schema precedente. Una caratteristica interessante di questo schema \u00e8 che l’ondulazione \u00e8 fortemente influenzata dalle caratteristiche VI dei diversi carichi LED. Quindi, per controllare completamente l’ondulazione di questo schema, i produttori di driver LED sono alla ricerca di soluzioni migliori.<\/p>\n\n

\"pfc<\/figure>\n\n
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3. PFC attivo pi\u00f9 commutazione DCDC<\/strong><\/h3>\n\n

Per risolvere il problema del PFC monostadio, \u00e8 necessario aggiungere un ulteriore DCDC all’azionamento, il che aumenta il costo del 15-20%. Questo circuito riduce notevolmente l’ondulazione della corrente di uscita, rendendo l’uscita CC quasi ideale, ma perder\u00e0 l’efficienza del 2-3%. E questa struttura pu\u00f2 coprire la maggior parte dei livelli di potenza per applicazioni indoor.<\/p>\n\n

\"pfc<\/figure>\n\n
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\n In sintesi <\/strong>\n <\/strong>\n <\/h2>\n\n

Con lo sviluppo dell’industria dell’illuminazione a LED, le caratteristiche di alta efficienza e lunga durata non possono pi\u00f9 soddisfare il mercato. Le persone sono alla ricerca di un ambiente luminoso migliore, in particolare un ambiente luminoso sano. Per alcuni luoghi come uffici e salotti, l’assenza di sfarfallio \u00e8 pi\u00f9 importante.<\/p>\n\n

Esistono molti modi per generare una buona corrente CC a bassa ondulazione per pilotare il LED e ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi. Il vantaggio principale del soppressore di ripple \u00e8 che fornisce un metodo molto semplice e flessibile che pu\u00f2 ridurre lo sfarfallio dei nostri progetti esistenti aumentando un costo ragionevole.<\/p>\n\n

<\/th>Complessit\u00e0 progettuale<\/th>Costo<\/th>Efficienza<\/th>Intervallo di ingresso CA<\/th>Corrente di ondulazione<\/th><\/tr><\/thead>
PFC passivo + DCDC<\/td>Basso<\/td>Basso<\/td>Alto<\/td>Stretto<\/td>medio<\/td><\/tr>
PFC attivo<\/td>Basso<\/td>Basso<\/td>medio<\/td>Largo<\/td>Di grandi dimensioni<\/td><\/tr>
PFC attivo + DCDC<\/td>Alto<\/td>Alto<\/td>2-3% in meno<\/td>Largo<\/td>Piccolo<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n
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Il design a basso ripple dei LED sar\u00e0 ancora un obiettivo di ricerca per molto tempo in futuro e i produttori di driver LED professionali come uPowerTek continueranno a trovare soluzioni migliori per il mercato.<\/p>\n\n

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