相信很多人曾經做過這樣的事，在燈下?lián)]動一根手指，有時候會看到好多個手指的影像，這說明燈在閃爍。很多人可能覺得這跟家庭照明電路使用交流電有關，不過事情并沒有這么簡單。閃爍的原因是多方面的，而交流電只是其中一個因素。

首先還是來說說交流電是怎么一回事，簡便起見我們忽略發(fā)電站到家庭之間的變電設備。接入家庭的交流電網(wǎng)通常有一根零線和一根火線，零線與大地相接，電勢為0，火線與發(fā)電站的發(fā)電機輸出端相接。大多數(shù)發(fā)電機的發(fā)電原理都可以簡化為線圈切割磁感應線產生動生電動勢，因為切割的方向有來有回，所以產生的電動勢也是來回震蕩的，通?？梢员硎緸橐粋€余弦函數(shù)，這樣零線與火線之間的電壓也是呈余弦周期變化。以上知識相信大家還沒還給中學老師。

輸電電路示意圖

不過就算使用了交流電，燈也不一定會閃爍，這跟燈的種類有關?，F(xiàn)在家庭里常見的燈源有LED燈、熒光燈，和基本淘汰完的白熾燈。先說說原理最簡單的白熾燈，它依靠電流通過燈絲發(fā)熱產生高溫后發(fā)出黑體輻射譜，其中可見光部分即被人眼所見。很多人印象中白熾燈不會閃爍，實際上仔細想想就能從原理上證明白熾燈必然是會閃爍的。因為通過燈絲的電流大小是時刻變化的，所以燈絲的溫度也是時刻變化，從而發(fā)光強度也如此。

慢鏡頭下的白熾燈

中國所用的市電為50Hz，電流震蕩的頻率也是50Hz，而電流來回的方向對于白熾燈來說沒有區(qū)別，因此很容易得出白熾燈的閃爍頻率即電流大小的變化頻率：100Hz。之所以白熾燈的閃爍很難察覺，有兩方面原因，一是燈絲本身有熱容，在電流較小時溫度不會迅速下降，發(fā)光強度也不會降低太多，即燈泡的閃爍波動深度較小。二是人眼有視覺暫留現(xiàn)象，對光刺激有一定的后續(xù)拖尾效應，因此很難察覺到高頻的閃爍。

熒光燈相對來說復雜一些，它依靠燈管內填充的水銀蒸氣在高壓下?lián)舸┖蟀l(fā)出紫外線，轟擊燈管內壁的熒光粉產生可見光。具體工作原理這里不贅述，大家需要知道的是熒光燈里需要加裝啟輝器和鎮(zhèn)流器，來提供擊穿所需要的超高電壓，以及穩(wěn)定正常工作時的電流。

熒光燈的電路示意圖

較老的電感式鎮(zhèn)流器依賴于交流電本身的交變性質，每一個周期有兩個電壓峰值，因此閃爍的頻率是交流電的兩倍，即100Hz，閃爍比較明顯。而現(xiàn)在大多數(shù)的熒光燈都用上了電子鎮(zhèn)流器，它將交流電轉化直流后，能按需輸出任意的波形，因此能提高啟動的成功率和速度，還能實現(xiàn)超高頻的調制，減少閃爍感。由于熒光粉發(fā)光有余輝效應，高頻調制下熒光燈的閃爍波動深度也非常小。

LED全稱是發(fā)光二極管，一般需要接入直流電使用，只能單向導通。如果強行反向接入電源，如一般的二極管一樣，低電壓下不會導通，而電壓太高會反向擊穿。在接入交流轉直流電源后，LED通常是完全無頻閃的，不過實際應用中經常使用PWM來實現(xiàn)亮度控制。PWM簡單來說就是快速開關電路，改變開關的時間間隔之比即可改變LED的視在亮度。不過由于LED基本沒有余輝效應，波動深度幾乎為100%，頻率要非常高才能消除閃爍感。

PWM原理示意圖

另一種對眼睛更加友好的調光方式就是所謂的DC調光，或恒流調光，它直接調整通過LED的電流大小來改變LED的發(fā)光強度，這樣就避免了閃爍。相比PWM，這種調光方式電路會更加復雜，而且LED的發(fā)色特性跟亮度有關，不同亮度下色溫會發(fā)生變化。

一個簡單的判斷燈源是否頻閃的辦法就是用手機攝像頭對著燈光，如果取景框內看到條紋，說明燈源是頻閃的，而且條紋越密，頻閃頻率越高。