當前電子抓拍一般多采用視頻檢測方式,這就需要對每幀CCD的曝光進行補光，LED 頻閃燈正是滿足這一需求而設(shè)計的補光產(chǎn)品。下文就從電子用的 LED 頻閃燈的原理及常見問題做簡要說明:
自適應(yīng)頻閃燈的基本原理:現(xiàn)在主流的 200 萬像素抓拍相機幀率一般在 10-25 幀/秒,500 萬像素抓拍相機一般在 6-10 幀/秒。以 6~25HZ 的信號直接驅(qū)動 LED，就會有強烈的閃爍感，引起眼睛的不適。所以頻閃燈需要自適應(yīng)的將此6~25HZ的信號轉(zhuǎn)化成50-150HZ的信號。
由于電子抓拍相機的幀率并非是穩(wěn)定的，它受網(wǎng)絡(luò)傳輸及相機 DSP 的處理能力等因素影響,其幀率是一直變化的。另外現(xiàn)在有很多電子用的抓拍相機逐步都在使用交流電源同步功能,這樣CCD曝光就需要等待交流電源同步信號,將導(dǎo)致每幀之間的時間差并不是等間隔的.這就需要燈具的設(shè)計者綜合考慮各種因素。MCU 根據(jù)相機的幀頻及幀間隔的變化來動態(tài)的調(diào)整輸出頻率,過低的輸出頻率會對人眼產(chǎn)生不適感,過高的頻率會導(dǎo)致 LED 光能利用率低.這就需要設(shè)計者在 LED 能效比及視覺舒適度之間權(quán)衡出合理方案.
LED 頻閃燈壽命問題
LED 頻閃燈的壽命一般是用戶關(guān)心的問題。亮度效果經(jīng)過測試就可以立即對比出來,但是光衰問題卻不是短時間內(nèi)能發(fā)現(xiàn)的.往往不慎重的選購會給工程商和集成商帶來很大的維護工作量。目前市場上有些頻閃燈的燈珠會出現(xiàn)過早光衰的現(xiàn)象。光衰的問題涉及因素很多，但是主要跟燈珠的工作電流及 LED 的 PN 結(jié)點溫度密切相關(guān).我們以電子LED 頻閃燈中常用的 Cree-T6燈珠為例，其 PN 結(jié)點溫度每上升 10 度，其壽命會降低一半以上 。而電流的增大也會急劇的增加結(jié)點溫度 ，導(dǎo)致壽命急劇降低。更有甚者 ，有些短視的公司，采用廉價的燈珠，靠加大峰電流增加峰功率 提高亮度 ，這種靠調(diào)節(jié)電流電位器提升亮度的行為，雖然對于生產(chǎn)者來說沒有任何成本代價，但是給客戶的日后使用帶來巨大的維護成本。一般來說電子頻閃燈的 LED 燈珠工作電流在燈珠廠家公布的峰電流的 2/3 為妥。對于用戶來說，測量 PN 結(jié)點溫度不太現(xiàn)實，用戶只能接觸到燈殼，從燈珠到燈殼之間有燈珠內(nèi)部導(dǎo)熱體、焊錫、鋁基板、導(dǎo)熱硅脂和燈殼等中間環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都有一定的熱阻，熱阻的大小跟材料及工藝有關(guān)。測量 PN 結(jié)點溫度比較困難，但是卻可以利用 LED 的 V-A 特性的溫度系數(shù)，再根據(jù)溫度上升 V-A 特性左移特性推測結(jié)點溫度，監(jiān)視到結(jié)點溫度就可以監(jiān)視到 LED 是否處于安全范圍。由于不同型號的燈珠溫度系數(shù)并不相同，所以要根據(jù)廠家的說明手冊作為設(shè)計標準，我們建議通過紅外熱成像儀來測量。在生產(chǎn)過程中將測量的參數(shù)輸入給MCU，這樣 MCU 通過監(jiān)視反饋電路，就可以動態(tài)的改變輸出頻率、占空比和電流來平衡它，確保 LED 的結(jié)溫處于安全范圍。
從經(jīng)驗上來看，如果內(nèi)部各環(huán)節(jié)處理得規(guī)范，則通過一個燈殼的表面溫度就能大概知道這個燈的是否可靠。按夏日夜晚 30 度路口環(huán)境溫度的條件下，其燈殼的表面點溫度不得超過 55 度(燈殼與周邊環(huán)境溫差控制在 25 度內(nèi))。溫度越低，燈的壽命越容易得到保障。
另外補充一個小細節(jié)，光控的可靠性也會影響燈的壽命，有些燈具廠家將光敏管安裝在燈殼后面并朝下，這個位置最容易因雨水沖刷灰塵在此積累，造成光控管受污而提前打開燈光。尤其在夏天的高溫環(huán)境下，白天的室外環(huán)境溫度甚至在高達 40-50 度，加上燈具自身的散發(fā)的熱量，這個時候開啟燈光，PN 結(jié)點溫度很快就能超過極限溫度，LED 的壽命會急劇的下降。正確的安裝方法，應(yīng)該將測光系統(tǒng)安裝在燈盤內(nèi)，這樣既防止了灰塵污染，也極大的提高了可靠性。
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