LED-Lichter können aufgrund von Schwankungen im Gleichstrom (DC), der an die LED-Lampe geliefert wird, flackern. Diese Schwankungen entstehen oft durch Wellen im AC-zu-DC-Umwandlungsprozess innerhalb des LED-Treibers, wodurch Variationen im Ausgang entstehen, die der AC-Frequenz entsprechen können (z. B. 100 Hz oder 120 Hz).
Ursachen des Flackerns bei LED-Lichtern:
Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Umwandlung und Welleneffekt:
LED-Lichter werden typischerweise durch Gleichrichtung des Wechselstroms (AC) vom Netz in Gleichstrom (DC) versorgt, um die LEDs anzutreiben. Während dieses Umwandlungsprozesses wird ein Vollwellen- oder Halbwellengleichrichter verwendet, um die wechselstromsinusförmige Eingangsspannung in eine gleichgerichtete sinusförmige Eingangsspannung umzuwandeln. Während der "Totzeit" zu Beginn und Ende jedes DC-Pulszyklus – wenn die Eingangsspannung kleiner ist als der kombinierte Vorwärtsspannungsabfall der LEDs – sind die LEDs möglicherweise nicht vorwärtsvorgespannt, um zu leuchten, was zu Flimmern führt.
Die Flimmerfrequenz ist typischerweise doppelt so hoch wie die Wechselstrom-Sinusfrequenz. Wenn beispielsweise die Wechselstromfrequenz 60 Hz beträgt, beträgt die resultierende gleichgerichtete Sinusfrequenz 120 Hz. Wenn es ausreichend große Wellen im Gleichstromausgang gibt, wird die Variation als Flackern oder visuelle Schwankungen bemerkbar.
Strombetriebene Natur von LEDs:
LEDs sind strombetriebene Geräte, keine spannungsbetriebenen. Flimmern tritt auf, wenn die an die LED gelieferte Stromwellenform unausgewogen ist oder schwankt. Ein LED-Treiber, ein eigenständiges Netzteil, wandelt die Netzspannung des Wechselstroms in eine konstante Lastspannung und -strom um, wodurch das Flackern minimiert wird und für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Flimmern kann durch die Reduzierung des Wellenstroms in der LED-Last durch einen Elektrolytkondensator über die Diodenbrücke in der Treiberschaltung reduziert werden.
Lineare oder AC-Direktantriebe, die aufgrund ihrer Einfachheit, niedrigen Kosten, kompakten Größe und Immunität gegen elektromagnetische Störungen (EMI) immer beliebter werden, verfügen jedoch oft nicht über diese Kondensatoren. Ohne Kondensatoren, die den Ausgangsstrom glätten, neigen diese Treiber dazu, durch hohe Wellenströme Flimmern zu verursachen. Hersteller vermeiden Elektrolytkondensatoren manchmal, da sie groß, teuer sind und sich im Laufe der Zeit verschlechtern können, was die Zuverlässigkeit der Schaltung aufgrund ihrer temperaturempfindlichen Eigenschaften beeinträchtigt.
Triac-Dimmen und Flackern:
Flackern kann auch auftreten, wenn Triac-Schaltungen für analoge LED-Dimmung oder Phasenwinkeldimmung verwendet werden. Ein Triac ist ein bidirektionales Thyristorgerät, das als gesteuerter Wechselstromschalter fungiert und Strom in beide Richtungen leitet. Obwohl Triac-Dimmer gut mit Glühlampen und anderen widerstandsfähigen Beleuchtungsgeräten funktionieren, können sie bei LED-Leuchten Flackern verursachen. Dieses Flackern entsteht durch Wechselstromschwankungen, die durch Wechselwirkungen mit einem EMI-Eingangsfilter oder vorzeitiges Abschalten bei Stromumkehrungen verursacht werden.
Schlussfolgerung
LED-Flackern kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter der Wechselstrom-zu-DC-Umwandlungsprozess, die Treiberdesignentscheidungen und die Dimmtechnologie. Die Sicherstellung einer stabilen und gleichmäßigen Stromzufuhr an LEDs durch gut gestaltete Treiber, einschließlich korrekter Filterung und Kondensatoren, ist entscheidend, um Flimmern zu minimieren und in verschiedenen Anwendungen eine gleichmäßige, komfortable Beleuchtung zu gewährleisten.
