LED频闪详解:Pst LM、SVM与调光性能

频闪投诉很少在调试阶段浮出水面。灯具在满功率走查时一切正常,交付文件签字确认,问题却在数周后才暴露:手机摄像头在会议室显示屏上扫出深色条纹,仓库工人发现旋转的传送辊"看起来像停住了",或者酒店客人只在休息区亮度调到15%后才察觉到一丝闪烁。

这些都不是灯具故障,每一种都是时间性光学伪影(TLA)——光输出随时间变化所产生的后果。LED对驱动电流响应近乎即时,驱动器的纹波直接转化为光的纹波;而白炽灯的灯丝靠热惯性将其平滑掉了。

商业层面的困境在于:大多数报价单用"无频闪"两个字概括了这整个话题——这不是可测量的量,在来料检验时无从核实。本文将解释哪些指标真正有意义、法规限值在哪些场景实际适用,以及如何撰写一份在调光状态下仍然有效的技术要求。

本文信息截至2026年9月30日。文中明确引用了标准和法规的具体版次;在编写规范前请核实当前有效版本。


1. 频闪、频闪效应与幻影阵列是三个不同的问题

“频闪"这个词被宽泛地用于描述三种截然不同的感知现象,每一种都由不同的指标来衡量。

  • 频闪(Flicker) —— 静止观察者直接看到的光强变化,观察对象为静止场景。主要由较低调制频率主导,大致低于80 Hz。
  • 频闪效应(Stroboscopic Effect) —— 静止观察者观察运动物体时,看到其运动被扭曲:旋转零件看起来变慢、停止或反转。该效应与大约80 Hz至2,000 Hz的调制频率相关。
  • 幻影阵列(Phantom Array) —— 当观察者的眼睛快速扫过光源时,出现一串离散的残影。部分研究报告显示,该现象发生在2 kHz以上的频率。

这一区分至关重要,因为同一个驱动器可能在某一效应上表现良好,在另一效应上却表现欠佳。干净的低频特性可以与强烈的100 Hz或120 Hz纹波共存——在墙面上看不出来,但在车床或风扇叶片上却一目了然。单一的"频闪"数值无法说明评估的是哪种效应。


2. 各项指标及其含义

测试报告中会出现五个量:两个简单的波形描述量、两个经过感知加权的指标,以及提供上下文的调制频率。

指标测量内容是否经过人眼感知加权?出现场合
百分比频闪(调制深度)光波形的(最大值 − 最小值)÷(最大值 + 最小值),以百分比表示否传统报告、加利福尼亚JA10方法、IEEE 1789风险线
闪烁指数光平均值以上的面积除以一个周期下的总面积否传统报告
Pst LM来自光闪烁计的短期闪烁严重性;1.0表示普通观察者有50%概率察觉到闪烁是(针对频闪)欧盟法规2019/2020、IEC TR 61547-1
SVM频闪可见度量;1.0为普通观察者的可见度阈值是(针对频闪效应)欧盟法规2019/2020、IEC TR 63158
主导分量频率调制能量所在位置,单位Hz否,但为必要背景信息对照IEEE 1789判读百分比频闪时需要用到

从上表可以得出两个实用结论。

单独的百分比频闪是不完整的。 比较100 Hz下的30%调制与3 kHz下的30%调制:百分比频闪相同,后果却截然不同。没有频率信息,这个数字无从判断。

Pst LM与SVM不可互换。 Pst LM针对低频可见闪烁,SVM针对频闪效应范围。一款产品的Pst LM可能远低于1.0,但SVM仍会超标,因为主导纹波恰好位于两倍电网频率——而这正是SVM设计用来捕捉的频段。

测量方法已有标准规范:Pst LM按IEC TR 61547-1中描述的客观光闪烁计测量,该标准将IEC 61000-4-15的电压闪烁计方法适配为照度测量;SVM按IEC TR 63158测量。要求"按IEC TR 61547-1和IEC TR 63158提供结果”,是快速判断供应商数据是否来自规定方法的有效方式。


3. 限值的实际适用范围

欧盟:法规(EU)2019/2020

该生态设计法规针对光源和独立控制装置,在其附件II表4中,对LED和OLED市电光源(MLS)在满载状态下设定了以下功能要求:

  • Pst LM ≤ 1.0
  • SVM ≤ 0.4

SVM限值分阶段执行。修订法规(EU)2021/341允许在2024年9月1日之前采用SVM ≤ 0.9;0.4的限值自该日期起正式生效。SVM要求同时附有例外条款:“有效光通量 > 4 klm的HID光源”,以及用于户外、工业或其他"照明标准允许CRI < 80"的应用场景的光源,但需在包装和文件上作出明确标注。HID的表述出现在同一表格行中;频闪限值本身仅适用于LED和OLED市电光源。

以下三点经常被误读:

  1. 限值针对市电光源。 直接连接市电、LED模块不可无损拆除的集成灯具,本身被视为光源并受此约束。配套独立驱动器销售的非市电LED模块则属于不同情况:法规频闪条款未涉及非市电光源或控制装置。该组合的频闪性能因此需要采购方自行规定,而非依靠法规保障。在援引法规前,请向检测实验室确认产品分类。
  2. 限值适用于满载状态。 法规未对调光状态设定频闪限值。第4节将解释这一空白为何重要。
  3. 合规通过声明而非认证。 市场监督在产品上市后核查申报值。合格声明不等于测试报告,测试报告应注明所配驱动器型号。

美国:IEEE 1789-2015与加利福尼亚州

美国联邦层面对通用照明无频闪限值。规范编写中最常引用以下两份文件:

  • IEEE 1789-2015是推荐实践标准,不具法规效力。在90 Hz以上,其定义的低风险线为百分比频闪 ≤ 0.08 × 频率,无可观测效应水平(NOEL)线为百分比频闪 ≤ 0.0333 × 频率;90 Hz以下,两条线分别收紧至0.025 × 频率和0.01 × 频率。在120 Hz纹波频率下,低风险限值约为9.6%,NOEL约为4%。低风险线在1,250 Hz以上无调制深度上限,NOEL线在3,000 Hz以上无调制深度上限。
  • 加利福尼亚州Title 24联合附录JA8(2025年版,自2026年1月1日起生效),及其JA10测试方法,要求"降低频闪运行":在100%和20%光输出下,200 Hz以下频率的百分比频闪低于30%。JA8适用于符合该规范高效节能条件的光源,主要针对住宅应用——并非对加州销售的所有商业灯具的通用限值,但它是一份有用的、已发布的测试模板。

加利福尼亚州要求值得关注,因为它在调光状态下进行测试。IEEE 1789线值得关注,因为它比大多数供应商引用的法规数值更为严格——在120 Hz下满足30%限值的产品,大约超出IEEE 1789低风险线三倍。


4. 调光问题:合规产品开始出现频闪的环节

频闪问题频繁出现在深度调光状态——这正是满载法规测试所不覆盖的工况。原因在于驱动器降低光输出的方式。

脉冲宽度调制(PWM)。 驱动器将LED电流全开全关切换,通过改变占空比来降低平均输出。调制深度在结构上趋近100%。是否可接受,几乎完全取决于开关频率:数百赫兹的PWM是强烈的频闪效应来源;数千赫兹的PWM超过IEEE 1789的深度无关频率,大部分频闪效应风险得以消除——尽管低千赫兹范围内的全深度PWM仍可能产生可见幻影阵列。

恒流降低(CCR,即模拟调光)。 驱动器降低直流电流。绝对纹波电流通常大致保持恒定,而平均电流下降,因此百分比频闪——调制深度——随调光加深而上升,且仍处于两倍电网频率的频段,而这正是SVM所针对的频段。

混合方案。 许多驱动器在阈值以上使用CCR,阈值以下切换至PWM。频闪特性可能在该交叉点发生急剧变化。

移相控制。 前沿和后沿调光器在电流到达驱动器之前对市电波形进行截波。驱动器与调光器的兼容性本身就成为一个频闪变量,在实验室电源上测试的产品,可能在现场具有不同最小负载的调光器上表现迥异。

这对采购的影响是直接的。满载Pst LM和SVM声明,对于餐厅10%亮度或办公室日光补偿区25%亮度的场景毫无说明意义。如果安装后灯具将在大部分运行时间内处于调光状态,调光状态下的频闪特性才是相关性能,必须明确提出要求。

夜晚的餐厅就餐区,嵌入式LED筒灯调至低亮度暖光,这正是满载频闪声明不再适用的工况


5. 应用场景敏感性:频闪在哪些场合带来实际损失

并非每个空间都需要最严格的限值。对所有场所要求NOEL级别的性能会推高驱动器成本而带来多余的收益;什么都不规定则会让风险最高的空间暴露在外。分级方法更为实用。

应用场景主要风险建议要求的目标值
走廊、储藏室、后场区域低;停留时间短目标市场的法规最低限值
开放式办公、教室长时间停留、电脑操作,使用者反映头痛和视疲劳满载及最低调光级别下SVM ≤ 0.4、Pst LM ≤ 1.0;主导频率下符合IEEE 1789低风险线
车间、仓库、食品加工旋转机械的频闪效应——这是安全问题,而非舒适问题整个调光范围内主导频率下符合IEEE 1789 NOEL,或在频闪效应频段内无显著调制
低输出运行的餐饮与零售场景深度调光时的可见闪烁;客户和购物者拍摄的内容出现摄像条纹使用实际控制系统在10–20%输出下进行调光测试
体育馆、广播及拍摄空间摄像条纹、慢动作回放伪影项目专属:从广播技术简报中获取帧率和快门范围,据此要求提供调制数据
医疗、特殊需要教育敏感使用群体整个调光范围内符合IEEE 1789 NOEL

车间一行值得特别强调:在强烈的100 Hz调制下,旋转的卡盘看起来像停止运转,这是一种机械防护危害,因此频闪效应性能应纳入规范的安全条款。


6. 常见误解

“无频闪"意味着零调制。 它的含义完全取决于供应商的定义。有人将其用于"低于欧盟满载限值”,有人用于"通过IEEE 1789低风险线",还有人根本没有做任何测量。把这个短语当作一个问题,而不是一个答案。

好的驱动器保证好的灯具。 频闪是系统属性。同一个驱动器配接不同的LED负载,或在不同输出点运行,会产生不同的波形。测试报告必须覆盖出货状态的完整灯具。

手机能发现所有频闪。 手机摄像头会根据快门速度,显示某些调制频率产生的条纹,同时隐藏另一些。它是展厅参观时有用的警示工具,而不是验收测试手段。摄像头无法给出Pst LM或SVM数值。

通过230 V测试意味着在任何地方都能通过。 Pst LM、SVM和百分比频闪在230 V / 50 Hz与120 V / 60 Hz之间均会发生变化,现场电网电压波动还会带来稳定电源实验室测试从未呈现的闪烁。在120 V / 60 Hz和230 V / 50 Hz两个市场销售的产品,需要在两种条件下分别提供测试结果。


7. 规范编写检查清单

用可核实的要求替换"无频闪"。

明确指标和方法。 要求按IEC TR 61547-1提供Pst LM,按IEC TR 63158提供SVM,同时提供百分比频闪及主导调制分量的频率。

明确测试工况。 要求在100%输出、20%输出以及控制方案实际使用的最低亮度下分别提供测试结果。对于可调色温产品,增加在最暖色温、最冷色温和中间色温下同时调暗两个通道的测试结果。

明确控制路径。 指定调光协议——0-10V、DALI、移相或无线——并要求测试使用该协议。对于移相产品,列出已验证兼容性的调光器型号。

将报告与出货配置绑定。 报告应注明驱动器型号和LED模块型号。生产过程中的驱动器替换会使频闪测试依据失效,采购合同应要求在变更发生前提前告知。

工作台上独立LED驱动器通过线缆连接圆形LED模块,频闪测试报告必须标明的驱动器与模块组合

按空间设定分级目标值。 使用第5节的表格,而不是全项目统一的单一数字。将机械作业区的频闪效应限值纳入安全条款。

在样品上验证,而非仅依赖纸面资料。 在满载和调光输出下,用手持式频闪仪对交货前样品进行检测。这是捕捉最常见问题的有效手段:量产批次安装了与测试样品不同的驱动器。


8. 常见问题:关于LED频闪的典型疑问

SVM ≤ 0.4是否足以满足机械作业区的要求? SVM的标定以1.0为普通观察者的可见度阈值,0.4因此在测试条件下将频闪效应可见度保持在该阈值以下。该限值仅适用于满载状态。在机械作业区,应确认控制器将使用的每个调光级别下的SVM数值,并将所有涉及旋转设备的区域列为安全审查项目。

现有安装是否可以在不更换灯具的情况下得到改善? 有时可以。如果灯具使用独立且可接触的驱动器,更换为低纹波或高频PWM型号的驱动器有可能解决问题,前提是替换型号与LED模块和控制系统兼容。如果驱动器集成封装,通常需要整体更换灯具;因此,驱动器的可接触性值得在规范中提前注明。


结语

频闪是为数不多的几个"纸面上完全合规、实际使用中却可能不达标"的照明质量参数之一。欧盟的Pst LM ≤ 1.0和SVM ≤ 0.4适用于市电光源在满载下的状态;IEEE 1789推荐实践设定了更严格的频率相关限值;加利福尼亚州在20%输出下进行测试。单独依靠上述任何一项,都无法描述灯具在众多商业空间大部分时间实际运行的调光状态下的表现。

实际操作层面,改变很简单:停止接受一个形容词,转而要求提供满载和调光输出下的Pst LM、SVM和百分比频闪实测值,并将其与实际出货的驱动器和控制协议挂钩。

如果您正在准备涉及调光场景或旋转机械的照明项目,欢迎将灯具清单和调光方案发送给我们 ——我们将回复针对每位投标方应要求的频闪测试点位和样品检测建议,助您在下单前做出有依据的决策。


参考来源

  • 欧盟委员会法规(EU)2019/2020,2019年10月1日(EUR-Lex CELEX 32019R2020),《光源和独立控制装置的生态设计要求》附件II表4(功能要求:LED和OLED市电光源满载下Pst LM ≤ 1.0、SVM ≤ 0.4),经欧盟委员会法规(EU)2021/341(2021年2月23日,CELEX 32021R0341;SVM ≤ 0.9适用至2024年9月1日)修订
  • IEC TR 61547-1:2020,《通用照明设备——电磁兼容抗扰度要求——第1部分:客观光闪烁计和电压波动抗扰度测试方法》
  • IEC TR 63158:2018+AMD1:2021,《通用照明设备——照明设备频闪效应客观测试方法》
  • IEC 61000-4-15,《测试和测量技术——闪烁计——功能和设计规范》
  • IEEE Std 1789-2015,《IEEE大功率LED调制电流推荐实践——减轻对观察者的健康风险》(低风险线:0.08 × f,适用至1,250 Hz;NOEL线:0.0333 × f,适用至3,000 Hz)
  • 加利福尼亚州能源委员会,2025年建筑能效标准(Title 24,第6部分),参考附录JA8和JA10,自2026年1月1日起生效(降低频闪运行:在100%和20%输出下,200 Hz以下频率的百分比频闪低于30%)
  • 美国能源部,《SSL技术情况说明:频闪》,PNNL-SA-94791,2013年3月(百分比频闪和闪烁指数定义)

下一次计划审阅:2027年3月,或在法规(EU)2019/2020依据《可持续产品生态设计法规》被替代或IEEE 1789修订时提前审阅。

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