題:
LED閃爍,是否已消除技術?
Tetsujin
2017-03-07 15:53:00 UTC
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基於這個問題-具有相同設置的兩張圖片會產生不同的照明-答案&評論說,我對一個LED連續照明面板進行了快速測試。

我知道在LED上可能會發生閃爍,例如熒光燈等,但是我意識到當我只使用其中兩個面板進行拍攝時,我從來沒有註意到它。它們是Excelvan GK-J-1040AS,我承認我是在去年11月購買第一台數碼單反相機的同一時間剛在eBay上找到的,當時我對這個主題一無所知,所以我們稱其為相當隨機的新手選擇。

我對有照明的對象進行了快速測試,嘗試更快的&更快的曝光,以查看是否可以在脈沖之間“捕捉”它,但我做不到。

最終測試我很不舒服地將相機對準光線&以我最快的曝光速度/ 4000s拍攝,結果有點模糊,因為a)上面有一個漫射器& b)太眼了,真不願凝視

但是,重要的一點是,即使在1/4000時,即使多次拍攝,我也找不到任何暗LED或信號燈完全閃爍。

這張照片的光強度設置為最小,但是在各種亮度下我都看到了相同的結果,沒有閃爍或“掃描”的跡象。

我們已經達到了可以使f完全可調光[&我是否已支付了額外的溫度可變的LED面板],沒有任何閃爍,或者至少在1 / 4000s時看不到閃爍?
還是我的方法有錯誤?

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圖片中的直方圖

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燈的R,G,B值是多少?僅僅因為它們在每次曝光中都顯示相同,並不意味著它們沒有閃爍。這只是意味著即使在最暗的情況下,它們仍可能導致完全飽和。如果調光器的值仍然足以使它們覆蓋的像素完全飽和,則亮度是亮度的兩倍,或亮度的200倍。
我添加了直方圖。在RAW圖像周圍隨機測試,我看到[235個峰值-245個峰值](在所有3個RG&B中)偶爾出現250個峰值。沒有明顯的255s補丁。
這不是LED的工作方式。帶閃爍的驅動器由脈衝電源驅動,以減少熱負荷。間歇性驅動LED並非物理定律。
@CarlWitthoft沒有人說他們“必須”閃爍。我只是假設即使記錄值在完全飽和時恆定,它們也可能會閃爍。
@CarlWitthoft BTW,LED散發的熱量與平均電流成正比。 LED並不真正在乎電流是恆定的還是脈衝的。
但是您確定要使用無閃爍的LED嗎?從技術上講,這並不難實現,但是在調整LED電流時,LED色溫可能會改變。相反,當使用PWM時,LED將看到100%或0的電流,從而保證了穩定的色彩。在攝影中可能很重要!
@szulat-從理論上講,我認為可能是這樣。實際上,它們似乎一直保持平穩。由於較昂貴的型號具有單獨的色溫控制,而色溫控制固定為56k(自動白平衡總是猜測為55k,我稱之為“足夠接近”),因此,可能存在某種“平衡”技術電路。我完全不了解LED的任何技術方面,只是在其他[相關問題]的燈箱出現閃爍問題之後才開始調查我的。
@DmitryGrigoryev的確如此,但它具有誤導性。高電流產生高亮度,然後我們的眼睛將其融合,從而提供了連續高亮度的幻覺,但LED的總功耗較低。
閃爍最嚴重的不是由PWM驅動的(通常使用高頻),而是在驅動燈泡之前未完全整流功率的功率,導致其開啟1 / 120秒,然後關閉1/120秒(每秒60個循環)。白光LED的色溫主要由磷光體驅動,而不是由間隙發射驅動,因此溫度應主要與電壓無關,但與YMMV無關。
九 答案:
ths
2017-03-07 16:01:41 UTC
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那些是專門用於照片或視頻照明的LED面板。它們被指定為“無閃爍”並使用DC,因此沒有AC閃爍,我認為調光不是通過PWM進行的,而是減小了電流。

這與簡單的和便宜的家用LED燈,它使用的電子設備簡單得多,並且可以在交流電下工作。

您還可以使用非常快的PWM-10kHz或更高,或者相反使用PWM,再加上低通濾波器,以使您回到偽DC。
我敢打賭,這些面板也可以使用AC-DC轉換器來關閉AC(套件中似乎包含一個電源線)。關鍵的區別實際上是在“便宜”一詞中:2美元的LED燈不能與30美元的照明面板擁有相同的電子設備。
@DmitryGrigoryev-實際上,它們確實配備了19v DC電源適配器,或者將使用Sony V BP電池(未提供)運行。直到今天,我從未意識到他們是DC。
根據開關控制器的不同,@Tetsujin廉價的AC / DC電源仍然可以產生60 Hz的較大電流紋波或更高的頻率。根據LED燈的不同,它可能沒有也可能沒有能夠消除變化的自己的電源,或者可能引入了自己的電源。優質的“恆流”開關電源可以在200 kHz到2 MHz的頻率下切換。如果LED需要*絕對*持續照明(也許用於高速相機,並且由於某些原因您不想使用鹵素燈),則可以使用線性電源,但效率較低。
理想情況下,您應該使用高於30 kHz的頻率,因為低於25 kHz的任何聲音都會產生可聽見的聲音,具體取決於您的耳朵的質量。通常選擇60 kHz,因為它遠遠超出了狗的聽覺範圍(儘管對於某些貓來說仍然很少見)。 :-)
Peter Green
2017-03-07 20:04:42 UTC
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LED不會因虛無而產生閃爍。它們只有在驅動電流變化時才會閃爍。

這實際上不是新技術的問題。製作具有合理效率的恆流驅動器的技術已經遠遠超過了適合照明目的的LED。

許多LED燈閃爍的原因是,這樣構建驅動器電路更便宜。

我最喜歡的是LED聖誕燈,我敢肯定我確實將串聯的二極管用作半波橋。
Agent_L
2017-03-07 21:53:52 UTC
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LED閃爍

沒有“ LED”閃爍之類的東西。每個光源都可以閃爍(儘管並非每個光源都可以閃爍得足夠快)。閃爍是通過打開和關閉光源而產生的,它是電源的屬性,而不是光源的屬性。取相同的LED,在DC上不會閃爍,在PWM上會閃爍。使PWM太慢或太快,它似乎又消失了。閃爍是特定設置的屬性,而不是燈光的類別。

技術已經消除了它嗎?

不,為什麼? 引入閃爍(以PWM的形式)是一種高效的調節和節能措施。最古老,最簡單的電阻調節型LED從未閃爍。閃爍是新事物。

但是,要點是,即使在1/4000的亮度下,即使多次拍攝,我也找不到任何暗色LED或閃爍的跡象。 p>

此圖片的光強度設置為最小,但是我在各種亮度下都看到了相同的結果,沒有任何閃爍或“掃描”的跡象。

我認為您是將閃爍與掃描混合在一起。如果面板需要顯示圖片(例如電視屏幕),則掃描是有意義的,因為需要分別處理每個像素。但是對於一個閃爍的照明面板,所有LED都會在同一相位閃爍。不會在1/4000時出現?還是我的方法有錯誤?

我們自1843年以來就擁有這項技術。它被稱為變阻器,但是它意味著大量的熱量和大量的熱量來處理這些熱量,因此它從未實用。今天,您可以使用線性穩壓器來做到這一點,但熱量問題仍然存在。另一方面,高速電力電子設備變得更便宜,因此“閃爍太快以至於不明顯”現在更容易實現。但是,這也不是什麼新鮮事。較高的頻率通常意味著較高的損耗,因此請期望流行的調光器保持在人眼範圍之外,而不是在高速相機範圍之外。

您正在使用專門為攝影而設計的面板。因此,它們可以通過具有損耗的直流調節來實現“無閃爍”(即使您使用1'000'000 FPS相機進行拍攝,也可以實現真正的無閃爍),或者通過快速閃爍以至於無所謂在典型攝影的1/4000。相機具備1/1000000快門的能力後,您可能會再次注意到閃爍。

捕獲閃爍的最佳方法是鎖定曝光,設置最快的快門並自動閃光數十張同一場景,僅由您設置的可疑光源至少點亮(您在此處處於正確的軌道!)。閃爍會導致曝光不一致。一張圖片並沒有多大意義,而是隨著閃爍而丟失的圖片間一致性。 (有時,有時百葉窗可能會閃爍,從而導致水平條紋。但是大多數消費級LED尤其是“白色” LED太慢了,就像白熾燈燈泡太惰性而無法在50-60Hz頻率下閃爍一樣)

可調光直流電流驅動器的能源效率不一定比PWM低。 PWM確保是使恆流DC驅動器可調光的最便宜的方法,但是現代電流驅動器在設計上通常是可調光的,而獲得FCC認證所需的工作量卻減少了額外的成本。
我喜歡有關引入閃爍的新技術的觀點,這就是它的歷史;-)但是線性穩壓器或高頻pwm並不是唯一的兩個選擇。現在我們知道我們需要它,我們可以使用開關模式恆流調節器來平滑地控制led的亮度,幾乎無閃爍且仍然節能。
在這種情況下,PWM仍然是直流電,因此這種區別並不是嚴格準確的……只是說說而已。 ;)
因此,除非我缺少任何東西,否則開關模式調節器從技術上講就是PWM,只是對輸出進行濾波以使其平滑成DC。
@dgatwood有點簡化,但是如果僅看最終結果(輸出電壓/電流),它就足夠接近了。與純PWM相比,在鐵/繞組/ ESR中引入能量損耗,並且波形仍呈鋸齒狀,從未像電池一樣。
亮度調節的一種非常有效但離散的方​​法是具有多個LED並逐個關閉它們。
Dmitry Grigoryev
2017-03-07 23:37:41 UTC
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大多數時候,任何明顯的閃爍都可以追溯到交流電產生的50-60Hz。當使用所謂的無變壓器電源為LED供電時會發生這種情況,您可以從它的名字猜到,它比包含變壓器的適當電源便宜。

但是,一旦有LED燈足以消除50-60Hz的閃爍,根本不會閃爍。 PWM調光可以用在最便宜的產品中,但這通常意味著電源也將很便宜,並且您還會看到50-60Hz的閃爍。

當然,沒有這樣的東西了。一個100%的恆定電流,甚至是良好的LED驅動器也會有幾個百分點的變化(通常在50-100 kHz左右的頻率下),這將在LED亮度上產生類似幅度和頻率的變化。可以使用快速光傳感器和頻譜分析儀來測量這種變化,但是不太可能用相機捕獲它。

設計良好的無變壓器電源沒有什麼“不合適”。實際上,一個好的開關電源比使用基於相同頻率的變壓器更容易消除50/60 Hz的閃爍。 LF電源僅能消除閃爍,電容器的脂肪足以在半個週期內為LED提供電源,再加上有損的CCS級,而開關電源只需要相當小的電容器即可平滑更高頻率的開關紋波。
@leftaroundabout我見過的所有好的開關電源都裝有一個變壓器。出於效率和安全方面的考慮,您絕對可以在USB壁式電源適配器中找到一個變壓器。無變壓器的PSU僅限於便宜的LED燈之類的設備,一方面不需要太多電流,另一方面完全不需要手指,因為沒有變壓器可以將您的120V或230V AC隔離開。
是的,但是變壓器的電流去耦特性與任何閃爍趨勢無關。我的觀點是:PSU是否具有變壓器,與使用它的LED燈是否會正交–具有巨大電容器的老式50 Hz trafo不會閃爍,帶有100 kHz變壓器或基於無變壓器的東西的開關電源也不會閃爍降壓轉換器。僅使用三端雙向可控矽開關元件將電壓保持在正確範圍內的“ PSU”,然後進行一些簡單的瞬態濾波當然會閃爍很多,但平滑度不足的“適當的” 50 Hz頻率也將閃爍。
@leftaroundabout *無變壓器電源*我的意思是[this](https://www.google.com/search?q=transformerless+power+supply&source=lnms&tbm=isch),而不是100 kHz開關或降壓轉換器。這就是您可能會在便宜的LED燈中找到的東西。
Dithermaster
2017-03-08 04:59:20 UTC
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不是答案,而是增加知識:要捕獲LED閃爍,請在短暫曝光期間嘗試移動相機。閃爍的LED將顯示為虛線,而非閃爍的光源將保持穩定。此頁面中有一張掃描儀LED(使用PWM)的圖片,它顯示了我的意思: https://www.metabunk.org/dashed-lights-coming-from-the-sky-likely-long-exposure -flash-flickering-lights.t2639 /

我明天試試看,然後報告。我還在房子的其他地方安裝了其他家用和工業用LED燈,全部使用“實際50Hz AC”,並會做一些實驗。
好的,我已經嘗試過房屋中的每個LED,但無法實現這種效果。我會先怪我的技術,但我得到的只是條紋越來越快..&頭暈;)
您可以只用眼睛練習-來回或圓圈掃描。我的咖啡壺和某些電子設備的LED閃爍,我可以這樣看。一些汽車的尾燈也閃爍(比其他汽車更多;凱迪拉克非常糟糕)。另外,您仍然可以通過這種方式感到頭暈,因此只能以乘客身份進行!
JDługosz
2017-03-08 13:43:22 UTC
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我研究了使用便宜的帶狀LED來組裝面板的方法。

要控制亮度,通常有兩種方法。

使用手動旋鈕即可輕鬆改變電壓

以標稱電壓閃爍LED會更有效。但它會閃爍。經典時鐘等一次為一個部分供電,有些人(如我)可以看到,並且顯示在照片中。但是現在有亮度控制芯片更快,並且可以使其足夠快而不會出現在快速曝光中。您可以在 electronics.se上查看使用最快的產品的權衡:更高的價格,優質的附加組件,功率使用效率?

設置每行要滯流的佔空比也是合理的,因此totql亮度(和功率消耗)是恆定的,因此yku不會注意到屏幕中的閃爍面板照亮的場景。我想,這比簡單地關掉某些LED更加“柔和”,並且在相同的控制量下需要更少的單獨線路。

還可以有效地產生較低的電壓現在。請注意,包含變壓器的“壁式疣”幾乎已經消失,已經由非常小的開關電源代替。對於功能強大的面板來說,這可能不太好,但是請注意,確實存在可變電源。

ArchimedesMP
2017-03-08 23:29:34 UTC
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正如您已經發現的那樣,您的LED由直流電壓供電,如果由電池供電,則絕對不會閃爍,但是如果由AC-DC轉換器供電,您可能會發現直流電壓不完美。通常,會有一些小的 ripple 。那就是原始交流電壓的小的“剩餘”。

也就是說,理論上就在那裡。實際上,存在一些差異:

為減少此紋波,您的AC-DC轉換器包含一些電容器。它們存儲能量以橋接整流後的交流電波的上升/下降部分。對於某些應用,紋波應最小化,在mV範圍內(例如在計算機電源中)。此外,正常的AC閃爍頻率為50Hz(即每秒50次,對於那些不熟悉物理學的人或剛接觸物理學的人來說不多。)開關電源紋波大致在其開關頻率上。對於便宜的電容器來說,大約是每秒100kHz = 100,000次。

便宜的製造商可能會通過使用太小的電容器來節省成本,從而導致很多紋波。

優點是:LED甚至可以承受強烈的波紋。只要峰值電壓不超過其規格,它們只會以紋波頻率閃爍。即使紋波確實很大,您的相機也很難捕捉到閃爍:LED的亮度是所施加電壓的非線性函數(電壓越高,效率越低),而相機的傳感器則不起作用。

我也無法給出可靠的估計,但有一個瘋狂的猜測:即使是完全廢話 strike>便宜的19V AC-DC開關電源,在50kHz時具有1V紋波應該產生足以用於攝影的直流電壓。就像,您可以用略微(<1%)的昏暗光線拍攝照片的機率遠小於1:100,000。

我想您的普通AC-DC轉換器在120kHz時更接近0.1V紋波,即使在移動目標/光源的情況下,也大大降低了機率。

(給出一些關係:我曾經用專業示波器測量過我的[昂貴]計算機PSU,即使在最高負載下,在240kHz以上時,紋波也遠低於0.05V。)

免責聲明:我既不是專業攝影師,也不是電氣工程師。而且你的燈也很好! :)

謝謝。我確實了解Hz(我是一名音響工程師)和整流器/開關模式“變壓器”(非常廣泛),但這與我所不知道的有些聯繫。正如您所建議的,最初的主要啟示是它們運行的是DC,而我只是沒有抱怨過。現在剩下的就很好了。
別客氣。順便說一句:高頻率的主要原因。如今切換開關已被廣泛使用,對於攝影來說並不是很好的效果。開關頻率越高,變壓器中所需的金屬越少=>它們越便宜。但是SMPS傾向於在廣播頻率+諧波範圍內“廣播”噪聲。對音頻有利(> 100kHz),對某些無線電傳輸頻段不利,如果沒有經過適當過濾(Google關鍵字:EMV和PFC);)
TBH,我對開關電源的了解不多,因為圍繞SE和interwebz的“我觸摸時我的筆記本電腦有點刺痛”的問題很多,並且深入研究了一些“需要的東西”將其插入與之配套的接地插座” * badvice *”。
我選擇此作為可接受的答案,因為它可以將已經包含在其他同樣不錯的答案中的重要信息連接起來,並以“易於吞嚥”的形式呈現給像我這樣的精通電子元件但不具備詳細知識的人。
bobflux
2017-03-09 01:41:19 UTC
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檢查LED閃爍很容易。

您可以使用簡單的電子測光設備。我會為您現場發明一種:

  • 購買一個小型太陽能電池。
  • 串聯一個電容器(例如10µF)。
  • 將其連接到智能手機的音頻輸入端
  • 安裝音頻示波器應用程序,它將允許您查看波形。

這應該很便宜。現在,還有其他解決方案。例如,此手電筒具有PWM調光器:

PWM flashlight

快速揮動手電筒(如圖所示)會使PWM閃爍非常

如果光線太大而無法實際使用,則可以在前面的不透明紙上貼上一個小孔,然後快速向左掃視對。或使用智能手機的攝像頭模式,然後使手機晃動以使運動模糊。

如果光線恆定,則會模糊成一條線。如果閃爍,則該行將變為虛線。

因此,在購買燈光時,如果可以在商店裡嘗試一下,請撥出手機並進行測試!

有點電子產品:

PWM調光是使LED變暗的最簡單(即最便宜)的方法。

  • 但是,它會閃爍
  • 這是準確的(平均)。
  • 它提高了開關驅動器效率(因為它始終在最大效率點上工作)
  • 它降低了LED效率(因為lm / W的LED效率在更高時降低)電流)
  • 總體而言,它的效率低於適當的模擬調光
  • ,它使色溫保持恆定(這也略微取決於電流)

您可以通過添加電容和電阻器來修改閃爍的LED燈,但是如果您不知道它是如何工作的,請不要嘗試破解電源供電(和/或昂貴)的設備...

現在,以回答問題:

我們已經達到了可以完全調光的LED面板的程度,沒有任何閃爍

是的,雖然有些貴,但它是可行的。製造商不喜歡額外的費用,這就是為什麼我解釋如何檢查。

請注意,色溫會根據光輸出而略有不同,除非...

[&,我是否已支付了額外的溫度變量]

是的,但是這很可能會用幾種類型的白色LED(每個都是可調光的)來完成,因此擴散器必須好足夠確保沒有彩色陰影。

如果製造商實施此類型的面板,則可以通過軟件校準來補償LED的色散隨電流和溫度的變化。

此外,由於不同的LED具有不同的光譜和CRI,無法保證兩個不同的面板模型具有相同的色彩再現。即使它們具有相同的色溫,它們的光譜也可能會有所不同。

由於只有攝影師對此感興趣,所以希望為攝影設備支付額外的費用...

很好的解釋,但不能回答問題
好的,我添加了一個編輯;)
wsanders
2017-03-08 00:09:23 UTC
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高質量的LED光源會在數十kHz或以上的頻率下“閃爍”,因此,除非您要進行真正的高速攝影,否則將無法檢測到閃爍。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 3.0許可。
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