Reducción del estroboscopio de las bombillas domésticas basadas en LED

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Recientemente compré algunas bombillas LED. En muchos sentidos, son geniales: muy bajo consumo y brillantes.

Sin embargo, un problema (que era evidente con los dos tipos de bombilla que compré) es un efecto estroboscópico.

Esto no es inmediatamente obvio hasta que algo se mueve a la luz (por ejemplo, agitando la mano frente a él) y la gente se ha quejado de que molesta sus ojos.

Creo que esto se debe a que el LED reacciona tan rápido que la oscilación de 50 Hz de la fuente de alimentación es visible.

Mi pregunta es: ¿qué se puede hacer (si hay algo) para reducir esto? ¿Hay bombillas LED más caras que no presentan este problema?

Hasta el arroyo
fuente
¿Se les puede suministrar DC?
Endolith
@endolith - desafortunadamente no
UpTheCreek

Respuestas:

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¿De qué marca son las bombillas?
Espero que las bombillas de Philips estén bien, Osram y similares probablemente estén bien. Si la marca es oscura, es probable que se hayan cortado esquinas.


Resumen:

  • Probablemente causado por 2 veces el parpadeo de la frecuencia de la red de CA rectificada de onda completa semi-suave.

  • Tómelos de nuevo como "no aptos para el propósito vendido" si puede.

  • Si tiene que conservarlos, considere agregar más suavizado al rectificado AC = ondulado "DC". Esto puede causar problemas o puede solucionar el problema. Vea abajo.

Algunas personas son más susceptibles a los efectos estroboscópicos que otras. Como punto de datos del mundo real, soy relativamente ajeno al parpadeo "leve" y al estropear las luces electrónicas de diversos tipos y soy razonablemente capaz de tolerar el parpadeo, mientras que uno de mis hermanos es completamente intolerante al punto de estar enfermo.

El parpadeo puede ser a 120 Hz (con 60 Hz de red) y 100 Hz (con 50 Hz de red). La tensión de red cae a cero dos veces por ciclo en los puntos de "cruce por cero". Las bombillas incandescentes tienen constantes de tiempo térmico lo suficientemente largas en sus filamentos para que la luz no caiga completamente a cero en los puntos bajos, lejos de ello en muchos casos, el efecto depende de alguna manera de la potencia y el voltaje. El parpadeo de una lámpara incandescente disminuye con el aumento de la potencia y la disminución del voltaje (ya que ambos efectos tienden a producir filamentos más gruesos).

Los LED tienen la propiedad de hacer que el brillo siga la corriente bastante de cerca. Las constantes de tiempo de los fósforos están muy por debajo de un microsegundo y los LED propiamente dichos pueden ser "buenos para" cientos de Mhz. Si aplica CC sin suavizar de onda completa a un LED, parpadeará aproximadamente sinusoidalmente a 2 veces la frecuencia de la red. Puedo notar el efecto con interés, mientras que mi hermano puede estar violentamente enfermo.

La opción "obvia" es suavizar el voltaje de CC, pero los tamaños de condensadores necesarios se vuelven rápidamente caros. Si las personas escatiman y no tienen un espíritu de calidad, entonces se cortarán las esquinas. Una solución utilizada es un "circuito de valle" que coloca dos o 3 condensadores en los hombros de cada uno para cargar cuando el voltaje de CA es alto y luego utiliza una conmutación de diodos astutos para colocarlos en paralelo a medida que cae el voltaje. Esto puede permitir costos de condensador más baratos, pero "sin condensador" es más barato que "algún condensador" y algunos diseñadores eliminarán todo lo que puedan.

Es posible abrir la bombilla, encontrar el condensador o condensadores más grandes y simplemente aumentarlos. La nueva tapa puede estar en paralelo y montada externamente. Las clasificaciones de voltaje deben ser tan buenas y la clasificación de temperatura probablemente debería ser tan buena 105 ° C buena, 85 ° C tal vez). Dependiendo del circuito, esto PUEDE solucionar el problema o PUEDE causar que la bombilla levante las manos con horror y emita humo mágico. (Solo posiblemente incluso fuego mágico).

Como siempre, LAS TENSIONES PRINCIPALES PUEDEN MATAR.

Los condensadores pueden retener la carga durante mucho tiempo después de que se corta la energía.


Un segundo efecto que parece agravar el primero es que las luces a base de fósforo, que probablemente son las suyas, tienen espectros de emisión muy pico y discontinuo en comparación con las bombillas incandescentes, o incluso con las lámparas de tubo fluorescente.

A continuación se muestra el gráfico de emisión espectral para un LED blanco de Nichia. Encuentro que la luz blanca de este LED en particular es más agradable de lo normal. El pico fuerte a aproximadamente 440 nm es la luz azul del LED real, y el pico menor a aproximadamente 550 nm es la luz amarilla que se vuelve a irradiar desde el fósforo (que absorbe parte de la luz azul y la "convierte" en amarilla). la luz tiene una temperatura de color de aproximadamente 6000 ° K: luz diurna blanca o similar. Los LED "Blanco cálido" tienen un pico amarillo mucho mayor y un pico azul más bajo.

PERO ambos colores de luz LED son bastante molestos para una minoría significativa de personas que encuentran muy extraña la falta de espectros "continuos" vistos desde una luz incandescente. Combina eso con parpadeo y tendrás un desastre de iluminación.

Espectros LED blancos de Nichia

Con los efectos de parpadeo y espectro combinados, es razonablemente probable que haya comprado una bombilla que era "lo suficientemente buena para que suficientes personas" pudieran ser liberadas en la naturaleza PERO que falla la prueba "funciona para casi todos los consumidores".

Probablemente no haya nada que pueda hacer excepto cambiar a una bombilla mejor diseñada.

Russell McMahon
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+1 - muy instructivo, pensé que darías una buena respuesta a esta :-)
Oli Glaser
Ha habido algunos bulbos philips que son basura.youtube.com/user/electronupdate/featured hace un análisis realmente profundo de las bombillas LED en youtube. Yo diría que es una trampa en este punto WRT a la velocidad estroboscópica de las bombillas compradas.
Connor Wolf
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Es posible que se deba a los 50Hz de la red, pero en ese caso el producto está mal diseñado. Para empezar, debe ser de 100Hz debido a la rectificación de onda completa. Eso probablemente está bien. En segundo lugar, el voltaje rectificado debe ser suavizado por un condensador , para que no vea interferencia de 50 / 100Hz. Por lo tanto, agregar ese condensador es una posibilidad.
Para dar consejos más detallados, necesitamos más información sobre los aspectos internos y la operación del producto. Por ejemplo, es regulable. En ese caso, probablemente esté controlado por PWM, tal vez a una frecuencia demasiado baja.

stevenvh
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Si está controlado por PWM, aún puede usar el condensador para detener la luz estroboscópica.
RMAAlmeida
@stevenvh: Ya veo, gracias. No sé si son regulables, no tenemos reguladores en la casa. A falta de abrir la carcasa, desafortunadamente no creo que pueda proporcionar más información.
UpTheCreek
@UpTheCreek - Con "dimmable" quise decir con un dimmer interno, que aparentemente no tiene. Si tuviera un atenuador integrado, seguramente usaría PWM para la atenuación.
stevenvh
@stevenvh - ah cierto, muy correcto - sin atenuador interno. Supuse que estabas preguntando si funcionaba correctamente con interruptores de atenuación.
UpTheCreek
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Reemplazo los condensadores de suavizado de 1uF / 400V (idea china loca) con 10uF / 400V en lámparas led baratas de "maíz" para 230V. Todavía se ajusta y reduce en gran medida el efecto estroboscópico.

LeszekJ
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No tengo idea si el propietario del hilo está buscando marcas / modelos de bombillas que sean 'libres de luz estroboscópica'. Si es así, esto es lo que me he topado hasta ahora.

Yo también me encuentro bastante sensible a este parpadeo de LED. Una forma que he descubierto que es bastante efectiva para determinar el alcance del efecto estroboscópico de una bombilla LED es colocando la cámara de mi teléfono inteligente muy cerca de la bombilla y mirando la pantalla de la cámara. Si la bombilla parpadea, la cámara mostrará gruesas rayas negras en movimiento en toda la pantalla. Experimente por sí mismo e intente usar esto para probar el estroboscopio antes de realizar cualquier compra.

Con este método, hasta ahora he encontrado que el 'Megaman LG2311' es la única luz LED que está 'libre de parpadeos' (nota: resido en Hong Kong). Curiosamente, algunos otros modelos de la misma serie Megaman son propensos al problema ...

veme romper esto
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Definitivamente, suba el condensador electrolítico en el bulbo de maíz después del puente de rectificación (hasta 20-100 uf a 450 V ), también asegúrese de que haya una resistencia en serie con LED que caiga unos pocos voltios (que disipa ~ 5% de la potencia del bulbo ), reduciría aún más el efecto estroboscópico, al no permitir que el capacitor descargue toda su carga útil en los leds a la vez. (los leds sinusoidales tienen muy poca resistencia activa después de alcanzar el voltaje directo).

Un mod similar solucionaría el parpadeo de la luz de fondo de pwm , pero allí se necesitan dos resistencias (antes y después del condensador).

Suponiendo que la bombilla tiene un condensador limitador de corriente en serie (uno de poliéster naranja), mantenga la capacitancia igual, pero en este caso las tapas de filtrado más grandes proporcionan un agradable efecto de desvanecimiento de entrada / salida. Este mod se realizó con éxito con 10W (unidades chinas), bombilla china de 5W y 120led de ebay instalada en un pasillo.

marca
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Interesante, gracias. ¿Ha tenido éxito al usar esta técnica para reducir el parpadeo de la luz de fondo de la pantalla en la práctica? Sería fantástico si esto funcionara (tengo algunas pantallas que son bastante parpadeantes a bajos niveles de luz de fondo).
UpTheCreek