Мерехтіння LED: Pst LM, SVM та робота при затемненні

Скарги на мерехтіння рідко надходять під час введення об’єкта в експлуатацію. Світильники проходять перевірку при повній потужності, акт приймання підписується — і проблема з’являється через кілька тижнів: камера смартфона показує темні смуги на екрані у переговорній, працівники складу повідомляють, що обертовий конвеєрний ролик «виглядає нерухомим», або гість готелю помічає мерехтіння лише після того, як яскравість у лаунжі знижується до 15%.

Жодне з цих явищ не є несправністю лампи. Кожне з них — це часовий світловий артефакт (TLA): наслідок нестабільності світлового потоку в часі. Світлодіоди майже миттєво реагують на зміну струму живлення, тому пульсації драйвера перетворюються на пульсації світла; у лампах розжарювання нитка нагріву згладжувала ці коливання термічно.

Комерційна складність полягає в тому, що більшість комерційних пропозицій описують цю тему двома словами — «без мерехтіння» — що не є вимірюваною величиною й не може бути перевірено при вхідному контролі. У цій статті пояснюються метрики, що мають реальний зміст, де насправді діють регуляторні обмеження і як сформулювати вимоги, що залишаються актуальними при затемненні.

Інформація у статті актуальна станом на 30 вересня 2026 року. Редакції стандартів і нормативних актів наведено явно; перед складанням специфікації звіряйтеся з чинною редакцією.

1. Мерехтіння, стробоскопічний ефект і фантомна решітка — це різні проблеми

«Мерехтіння» — це загальна назва трьох різних перцептивних явищ, кожне з яких описується окремою метрикою.

Мерехтіння — коливання рівня освітленості, які безпосередньо сприймає нерухомий спостерігач, що дивиться на статичну сцену. Переважно виникає на низьких частотах модуляції — приблизно до 80 Гц.
Стробоскопічний ефект — нерухомий спостерігач, який дивиться на рухомі об’єкти, сприймає їхній рух спотворено: деталь, що обертається, виглядає сповільненою, нерухомою або обертається у зворотному напрямку. Актуальний для частот модуляції приблизно від 80 Гц до 2 000 Гц.
Фантомна решітка — коли очі спостерігача швидко переміщуються вздовж джерела світла, виникає послідовність дискретних зображень. За даними деяких досліджень, ефект спостерігається на частотах понад 2 кГц.

Різниця важлива: драйвер може добре показувати себе щодо одного ефекту й погано — щодо іншого. Чистий низькочастотний профіль може поєднуватися зі значними пульсаціями на частоті 100 або 120 Гц — непомітними на стіні, але очевидними на токарному верстаті чи лопаті вентилятора. Єдине значення «мерехтіння» не вказує, який саме ефект оцінювався.

2. Метрики та що кожна з них показує

У протоколах випробувань фігурують п’ять величин: два прості дескриптори форми сигналу, дві метрики з урахуванням сприйняття та частота модуляції, що надає їм контекст.

Метрика	Що вимірює	Враховує особливості людського сприйняття?	Де використовується
Відсоток мерехтіння (глибина модуляції)	(макс − мін) ÷ (макс + мін) від форми світлового сигналу, у відсотках	Ні	Застарілі протоколи, метод California JA10, лінії ризику IEEE 1789
Індекс мерехтіння	Площа над середнім рівнем освітленості, поділена на загальну площу під одним циклом	Ні	Застарілі протоколи
Pst LM	Короткочасна тяжкість мерехтіння за світловим флікерметром; 1,0 означає 50% імовірність того, що середній спостерігач виявить мерехтіння	Так (мерехтіння)	Регламент ЄС 2019/2020, IEC TR 61547-1
SVM	Міра стробоскопічної помітності; 1,0 — поріг помітності для середнього спостерігача	Так (стробоскопічний ефект)	Регламент ЄС 2019/2020, IEC TR 63158
Частота домінуючої складової	Де зосереджена енергія модуляції, у Гц	Ні, але необхідний контекст	Потрібна для оцінки відсотка мерехтіння за IEEE 1789

З таблиці випливають два практичних висновки.

Відсоток мерехтіння сам по собі є неповним показником. Порівняйте 30% модуляції на частоті 100 Гц і 30% на частоті 3 кГц: однаковий відсоток мерехтіння, але зовсім різні наслідки. Без вказівки частоти ця цифра не піддається оцінці.

Pst LM і SVM не є взаємозамінними. Pst LM спрямований на видиме мерехтіння в низькочастотному діапазоні; SVM — на стробоскопічний діапазон. Продукт може мати Pst LM значно нижче 1,0 і при цьому не проходити за обмеженням SVM, оскільки домінуюча пульсація припадає на подвійну частоту мережі — саме ту смугу, для якої призначений SVM.

Методи вимірювання стандартизовані: Pst LM вимірюється об’єктивним світловим флікерметром згідно з IEC TR 61547-1, що адаптує флікерметр напруги IEC 61000-4-15 до освітленості; SVM вимірюється за IEC TR 63158. Вимога результатів «за IEC TR 61547-1 та IEC TR 63158» — швидкий спосіб перевірити, чи отримані показники постачальника за визначеною методикою, а не з довільного вимірювального приладу.

3. Де насправді діють обмеження

Європейський Союз: Регламент (ЄС) 2019/2020

Регламент щодо екодизайну для джерел світла та окремих пристроїв керування встановлює функціональні вимоги — у Додатку II, Таблиці 4 — для LED- та OLED-мережевих джерел світла (MLS) при повному навантаженні:

Pst LM ≤ 1,0
SVM ≤ 0,4

Обмеження SVM вводилося поетапно. Поправочний регламент (ЄС) 2021/341 допускав SVM ≤ 0,9 до 1 вересня 2024 року; з цієї дати діє обмеження 0,4. Вимога щодо SVM також містить винятки: «ДРЛ/ДНаТ/металогалогенні лампи з Φuse > 4 клм» та джерела світла, призначені для зовнішнього, промислового або інших застосувань «де стандарти освітлення допускають CRI < 80», за умови чіткого зазначення цього на упаковці та в документації. Формулювання щодо ламп ВТ міститься в тому ж рядку таблиці; самі обмеження мерехтіння поширюються лише на LED- та OLED-мережеві джерела світла.

Три деталі регулярно тлумачаться неправильно:

Обмеження стосуються мережевих джерел світла. Інтегрований світильник, підключений безпосередньо до мережі, де модуль LED неможливо вийняти без пошкодження, розглядається як джерело світла і підпадає під ці вимоги. Немережевий модуль LED, що продається з окремим драйвером, — інший випадок: рядки регламенту щодо мерехтіння не поширюються на немережеві джерела або пристрої керування. Тому характеристики мерехтіння такої комбінації покупець повинен специфікувати самостійно — регламент їх не гарантує. Перед тим як на це покладатися, уточніть класифікацію у своїй випробувальній лабораторії.
Обмеження діють при повному навантаженні. Регламент не встановлює обмежень мерехтіння при затемненні. Чому це важливо — пояснює розділ 4.
Відповідність декларується, а не сертифікується. Органи ринкового нагляду перевіряють задекларовані значення вже після того, як продукт потрапив на ринок. Декларація відповідності — це не протокол випробувань, а протокол повинен містити найменування встановленого драйвера.

США: IEEE 1789-2015 та Каліфорнія

У США федерального обмеження мерехтіння для загального освітлення не існує. У специфікаціях домінують два посилання:

IEEE 1789-2015 — рекомендована практика, а не нормативний акт. Вище 90 Гц визначається лінія низького ризику (відсоток мерехтіння ≤ 0,08 × частота) та лінія рівня без спостережуваного ефекту (NOEL) (відсоток мерехтіння ≤ 0,0333 × частота); нижче 90 Гц лінії стають суворішими — 0,025 × частота та 0,01 × частота. При пульсації 120 Гц це складає 9,6% для низького ризику та приблизно 4% для NOEL. Лінія низького ризику не має обмежень по глибині вище 1 250 Гц, а лінія NOEL — вище 3 000 Гц.
California Title 24, Joint Appendix JA8 (редакція 2025 року, чинна з 1 січня 2026 року), із методом випробування JA10, вимагає «режиму зниженого мерехтіння»: відсоток мерехтіння нижче 30% на частотах до 200 Гц, виміряний при 100% і при 20% світлового потоку. JA8 застосовується до джерел світла, що кваліфікуються як високоефективні за кодексом, переважно в житловому секторі — це не загальне обмеження для кожного комерційного світильника, що продається в Каліфорнії, але корисний опублікований шаблон для випробувань.

Каліфорнійська вимога примітна тим, що передбачає випробування при затемненому режимі. Лінії IEEE 1789 примітні тим, що вони суворіші за регуляторні цифри, які наводить більшість постачальників: продукт, що відповідає обмеженню 30% на частоті 120 Гц, перевищує лінію низького ризику IEEE 1789 приблизно втричі.

4. Проблема затемнення: коли відповідні продукти починають мерехтіти

Проблеми з мерехтінням найчастіше проявляються при глибокому затемненні — в режимах, які не охоплюють регуляторні випробування при повному навантаженні. Причина — у способі зниження драйвером рівня освітленості.

Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ). Драйвер повністю вмикає та вимикає струм живлення LED, змінюючи скважність для зниження середнього рівня. Глибина модуляції конструктивно наближається до 100%. Прийнятність цього майже повністю визначається частотою комутації: ШІМ на кількох сотнях герц є потужним джерелом стробоскопічного ефекту; ШІМ на кількох кілогерцах, вище частот, де IEEE 1789 не обмежує глибину, усуває більшість стробоскопічних ризиків — хоча повноглибока ШІМ у низькокілогерцевому діапазоні може все одно породжувати помітну фантомну решітку.

Зниження постійного струму (ЗПС, або аналогове затемнення). Драйвер знижує постійний струм. Абсолютний пульсуючий струм нерідко залишається приблизно постійним, тоді як середній струм падає — тому глибина модуляції (відсоток мерехтіння) зростає зі збільшенням затемнення, все ще на подвійній частоті мережі — тій самій смузі, яку призначений виявляти SVM.

Гібридні схеми. Багато драйверів використовують ЗПС до певного порогу, а нижче переходять на ШІМ. Профіль мерехтіння може різко змінитися в точці такого перемикання.

Фазове управління. Диммери з відсіканням переднього або заднього фронту обрізають форму мережевої напруги до того, як вона надходить до драйвера. Сумісність драйвера з диммером сама по собі стає змінною, що впливає на мерехтіння, а продукт, випробуваний від лабораторного джерела живлення, може поводитися інакше з об’єктним диммером із відмінним мінімальним навантаженням.

Практичний наслідок для закупівель прямий. Декларація Pst LM і SVM при повному навантаженні нічого не говорить про сцену з яскравістю 10% у ресторані або зону із датчиком природного освітлення, що затемнена до 25% в офісі. Якщо освітлення переважно працюватиме у затемненому режимі, саме цей профіль і є актуальною характеристикою — і його потрібно запитувати окремо.

Ресторанний зал уночі з вбудованими LED-світильниками, затемненими до низького теплого рівня — режим роботи, при якому декларації щодо мерехтіння при повному навантаженні вже не діють

5. Чутливість за типом застосування: де мерехтіння коштує грошей

Не кожному приміщенню потрібні найсуворіші обмеження. Вимога рівня NOEL скрізь підвищує вартість драйвера без реальної користі; відсутність будь-яких вимог залишає найбільш ризиковані зони незахищеними. Краще працює ступінчастий підхід.

Застосування	Основний ризик	Рекомендований цільовий показник
Коридори, склади, підсобні приміщення	Низький; короткочасне перебування	Регуляторний мінімум цільового ринку
Відкриті офіси, класні кімнати	Тривале перебування, робота з комп’ютером, скарги персоналу на головний біль і втому очей	SVM ≤ 0,4 та Pst LM ≤ 1,0 при повному навантаженні та при найнижчому рівні затемнення; лінія низького ризику IEEE 1789 на домінуючій частоті
Цехи, склади, харчові виробництва	Стробоскопічний ефект на обладнанні, що обертається, — питання безпеки, а не комфорту	NOEL за IEEE 1789 на домінуючій частоті або відсутність значної модуляції в стробоскопічному діапазоні по всьому діапазону затемнення
Готельні та торговельні сцени при низькому рівні яскравості	Видиме мерехтіння при глибокому затемненні; смуги на відео, знятому гостями й покупцями	Випробування при затемненні на рівні 10–20% виходу з фактичною системою управління
Спортивні зали, телевізійні та кіно-знімальні майданчики	Смуги в камері, артефакти при уповільненому відтворенні	Проектна специфікація: взяти частоту кадрів і діапазон витримки з технічного завдання на трансляцію та запросити дані про модуляцію в цьому діапазоні
Медичні заклади, спеціалізовані освітні установи	Чутливі групи користувачів	NOEL за IEEE 1789 по всьому діапазону затемнення

Рядок про цехи заслуговує особливої уваги: обертовий патрон, що виглядає нерухомим при значній модуляції 100 Гц, є небезпекою щодо засобів захисту машин, тому стробоскопічні характеристики повинні фігурувати в розділі безпеки специфікації.

6. Поширені хибні уявлення

«Без мерехтіння» означає відсутність модуляції. Це означає те, що постачальник вирішив вкласти в ці слова. Хтось використовує це для «нижче меж ЄС при повному навантаженні», хтось — для «проходить лінію низького ризику IEEE 1789», а хтось — взагалі без жодних вимірювань. Сприймайте цю фразу як питання, а не як відповідь.

Хороший драйвер гарантує хороший світильник. Мерехтіння — властивість системи. Той самий драйвер на іншому LED-навантаженні або в іншій робочій точці дає інший сигнал. Протокол повинен охоплювати світильник у тому вигляді, в якому він постачається.

Смартфон виявляє будь-яке мерехтіння. Камера смартфона показує смуги від певних частот модуляції й не виявляє інших — залежно від витримки. Це корисний сигнал тривоги під час відвідування шоуруму, але не приймальне випробування. Камера не може видати значення Pst LM або SVM.

Відповідність при 230 В означає відповідність скрізь. Pst LM, SVM і відсоток мерехтіння змінюються між умовами 230 В / 50 Гц та 120 В / 60 Гц, а коливання напруги в мережі на об’єкті додають мерехтіння, якого ніколи не буде в лабораторії зі стабільним живленням. Продукт, що продається на ринки 120 В / 60 Гц і 230 В / 50 Гц, потребує результатів для обох умов.

7. Контрольний перелік для специфікації

Замініть «без мерехтіння» вимогами, які можна перевірити.

Вкажіть метрики та методи. Вимагайте Pst LM за IEC TR 61547-1 та SVM за IEC TR 63158, а також відсоток мерехтіння з вказівкою частоти домінуючої складової модуляції.

Вкажіть робочі точки. Вимагайте результатів при 100% виходу, при 20% виходу та при найнижчому рівні, який фактично використовуватиме система управління. Для продуктів із регульованою колірною температурою додайте результати при найтеплішому, найхолоднішому й проміжному значенні ССТ, коли обидва канали одночасно затемнені.

Вкажіть канал управління. Задайте протокол затемнення — 0–10 В, DALI, фазове управління або бездротовий — і вимагайте, щоб випробування проводилося саме з ним. Для продуктів із фазовим управлінням наведіть перелік диммерів, для яких перевірена сумісність.

Прив’яжіть протокол до конфігурації, що постачається. Протокол повинен ідентифікувати модель драйвера та LED-модуль. Заміна драйвера в процесі виробництва — це зміна, що анулює доказову базу щодо мерехтіння, тому договір купівлі-продажу повинен вимагати повідомлення до того, як це відбудеться.

Окремий драйвер LED, підключений кабелем до круглого LED-модуля на робочому столі — комбінація драйвера та модуля, яку повинен ідентифікувати протокол випробування на мерехтіння

Встановіть ступінчасті цілі за типом приміщення. Використовуйте таблицю з розділу 5 замість єдиного значення для всього проекту. Включіть стробоскопічні обмеження для зон з обладнанням, що обертається, до розділу безпеки.

Перевіряйте зразки, а не лише документи. Перевіряйте передвідвантажувальні зразки портативним флікерметром при повному та затемненому виходу. Це виявляє найпоширенішу проблему: виробнича партія укомплектована іншим драйвером, ніж у випробуваному зразку.

8. Поширені запитання про мерехтіння LED

Чи достатньо SVM ≤ 0,4 для зон з механічним обладнанням? SVM відкалібрований так, що 1,0 — це поріг помітності для середнього спостерігача; відповідно, 0,4 утримує стробоскопічну помітність значно нижче цього порогу в протестованих умовах. Обмеження діє лише при повному навантаженні. У зонах з обладнанням, що обертається, підтвердьте значення на кожному рівні затемнення, який будуть використовувати системи управління, і розглядайте будь-яку зону з таким обладнанням як об’єкт перевірки безпеки.

Чи можна покращити ситуацію в наявних інсталяціях без заміни світильників? Іноді так. Якщо у світильнику використовується окремий, доступний для заміни драйвер, встановлення драйвера з меншим рівнем пульсацій або високочастотною ШІМ може вирішити проблему — за умови, що заміна сумісна з LED-модулем і системою управління. Якщо драйвер інтегрований і запечатаний, зазвичай доводиться замінювати весь світильник; тому доступність драйвера варто включати до специфікації заздалегідь.

Висновок

Мерехтіння — один з небагатьох параметрів якості освітлення, при якому виріб може формально відповідати всім нормам і при цьому не задовольняти вимоги конкретного приміщення. Обмеження ЄС Pst LM ≤ 1,0 і SVM ≤ 0,4 поширюються на мережеві джерела світла при повному навантаженні; рекомендована практика IEEE 1789 встановлює суворіші частотозалежні лінії; Каліфорнія тестує при 20% виходу. Жодне з них окремо не описує поведінку світильника при рівнях затемнення, на яких багато комерційних приміщень працюють більшу частину дня.

Практичний крок невеликий: припиніть приймати єдиний прикметник і вимагайте виміряні значення Pst LM, SVM та відсотка мерехтіння при повному та затемненому виходу, прив’язані до драйвера та протоколу управління, що фактично постачатиметься.

Якщо ви готуєте освітлювальний проект зі сценами затемнення або зонами з обладнанням, що обертається, надішліть нам відомість світильників та план затемнення — ми відповімо з переліком точок випробування на мерехтіння та зразків для перевірки, які слід запитати у кожного постачальника перед укладенням договору.

Джерела

Commission Regulation (EU) 2019/2020 від 1 жовтня 2019 року (EUR-Lex CELEX 32019R2020), вимоги екодизайну до джерел світла та окремих пристроїв керування, Додаток II, Таблиця 4 (функціональні вимоги: Pst LM ≤ 1,0 та SVM ≤ 0,4 при повному навантаженні для LED- та OLED-мережевих джерел світла), зі змінами, внесеними Commission Regulation (EU) 2021/341 від 23 лютого 2021 року (CELEX 32021R0341; SVM ≤ 0,9 до 1 вересня 2024 року)
IEC TR 61547-1:2020, Обладнання для загального освітлення — Вимоги до завадостійкості — Частина 1: Об’єктивний світловий флікерметр і метод випробування стійкості до коливань напруги
IEC TR 63158:2018+AMD1:2021, Обладнання для загального освітлення — Об’єктивний метод випробування стробоскопічних ефектів освітлювального обладнання
IEC 61000-4-15, Методи випробувань і вимірювань — Флікерметр — Функціональні та конструктивні специфікації
IEEE Std 1789-2015, Рекомендовані практики IEEE щодо модуляції струму у високояскравісних LED з метою зниження ризиків для здоров’я глядачів (лінія низького ризику 0,08 × f до 1 250 Гц; лінія NOEL 0,0333 × f до 3 000 Гц)
California Energy Commission, 2025 Building Energy Efficiency Standards (Title 24, Part 6), Reference Appendices JA8 та JA10, чинні з 1 січня 2026 року (режим зниженого мерехтіння: відсоток мерехтіння нижче 30% на частотах до 200 Гц, при 100% і 20% виходу)
U.S. Department of Energy, SSL Technology Fact Sheet: Flicker, PNNL-SA-94791, березень 2013 року (визначення відсотка мерехтіння та індексу мерехтіння)

Наступний запланований перегляд: березень 2027 року або раніше, якщо Регламент (ЄС) 2019/2020 буде замінено в рамках Регламенту про екодизайн для сталих продуктів або якщо буде переглянуто IEEE 1789.