Cosa causa lo sfarfallio delle luci a LED?

Cosa causa lo sfarfallio delle luci a LED e come risolverlo?

Bene, in breve, i LED tremolano quando la loro emissione luminosa fluttua. Questa fluttuazione si verifica perché il tuo diodo a emissione di luce dimmerabile utilizza per accendersi e spegnersi a una velocità molto elevata.
Approfondiremo nel seguente articolo.

Perché i LED lampeggiano?

L’uso di un semplice nastro LED bianco non sfarfalla: ecco come!
Anche se non lo vedrai sempre, tutte le sorgenti luminose alimentate dalla rete sfarfallano, siano esse a incandescenza, alogene, fluorescenti o LED.

Negli Stati Uniti, l’alimentazione di rete è l’alimentazione a corrente alternata (AC), fornita a 50 hertz. Significa che la corrente che riempie la tua lampada (qualsiasi lampada) cambia avanti e indietro 50 volte al secondo.

Non ce ne siamo accorti prima con le vecchie lampadine a incandescenza perché il calore residuo della lampadina faceva brillare il filamento tra i tremuli. È un effetto collaterale dell’inefficienza delle lampadine tradizionali. Queste vecchie lampadine a incandescenza di solito sprecano circa il 90% dell’energia in ingresso attraverso il calore!

Quindi, iniziamo la discussione smontando un malinteso comune. Poiché l’alimentatore provoca lo sfarfallio del LED, alcune persone pensano che finché la potenza in ingresso (corrente e tensione) rimane costante, puoi evitarlo del tutto.

Non è vero. Tutte le sorgenti luminose alimentate a corrente lampeggiano continuamente.

Poiché tutte le luci tremolano, perché alcune persone pensano che lo sfarfallio dei LED sia un problema?
Lo sfarfallio del LED si è verificato molto in passato. Questo perché, a differenza delle lampade a incandescenza, alogene e fluorescenti, i LED non sono persistenti. Quando l’alimentazione al LED si spegne, l’emissione luminosa si interrompe immediatamente. Pertanto, se collegato direttamente all’alimentazione CA, un LED si accenderà/spegnerà 50 volte al secondo, abbastanza per essere visto dall’occhio umano.

Lo sfarfallio dei LED non è un problema con le moderne installazioni LED. Questo perché non colleghiamo più i LED direttamente alla rete. Invece, utilizziamo driver LED progettati per questo scopo per alimentare i LED.

In che modo gli alimentatori LED di alta qualità risolvono i problemi di sfarfallio dei LED

L’illuminazione a LED richiede corrente continua (CC) piuttosto che alimentazione CA. Questa è una buona notizia perché la chiave per eliminare lo sfarfallio dei LED è il tipo di alimentazione che utilizzi per pilotare le luci.

Mentre l’industria dell’illuminazione si riferisce spesso ai suoi alimentatori (noti anche come “driver”) come semplicemente “trasformatori LED”, sono molto più di questo. Un driver LED non si limita a ridurre (convertire) la tensione. Può anche alterare la corrente da AC a DC. Scegli un alimentatore LED di qualità e fornirà anche una corrente costante ai tuoi LED. Così otterrai luce senza sfarfallio visibile.

Tuttavia, un driver LED pulito e di bassa qualità non fornisce corrente costante. Invece, converte semplicemente la corrente da CA a CC. Questa conversione di potenza di base produce una corrente oscillante, sebbene di solito raddoppi la frequenza della tensione di ingresso. Negli Stati Uniti, risulta in una frequenza di 100 potenziali lampeggi al secondo.

Caricato leggermente

Cento sfarfallii al secondo sono molto meglio di 50 sfarfallii al secondo. Ma questo suona ancora come un problema. Fortunatamente, non c’è nulla di cui preoccuparsi, perché l’occhio umano non ha abbastanza percezione per vederlo. La maggior parte di noi registra solo la luce che fluttua meno di 100 lampi al secondo, di solito 50 o più lentamente. (Gli schermi dei computer in genere sfarfallano nella gamma da 60 a 70 Hz, che notiamo a malapena.)

Quindi, anche se ci sono davvero pochissime persone che possono vedere flash più veloci, questo non è un problema per la maggior parte di noi. In molte installazioni di progetto, tutto ciò che serve è un “trasformatore” LED spoglio e pulito. Anche in alcune applicazioni, il LED strobo può essere l’effetto desiderato: pensate ai locali notturni, ad esempio, o alle luci oscillanti delle biciclette.

Corrente costante = luminosità costante

Tuttavia, supponiamo che un semplice alimentatore a LED non sia sufficiente per il tuo progetto. In tal caso, un’alimentazione a corrente costante è una buona alternativa.

Questi driver LED con specifiche più elevate possono eliminare lo sfarfallio variando la tensione attraverso il circuito per produrre una corrente costante. Ciò garantisce che la corrente erogata al LED non fluttui, mitigando così gli effetti di conversione AC/DC.

In alcuni casi, anche un driver LED a corrente costante non può eliminare lo sfarfallio. L’interferenza causata da circuiti di controllo incompatibili è una causa comune. Prima dell’installazione, è necessario confermare che il prodotto LED sia adatto al circuito di controllo e all’alimentatore che si sta utilizzando.

Lampeggiamento frequente – avviso di attenzione!

Se la causa del lampeggio del LED è un’interferenza o un’incompatibilità, l’effetto di lampeggio non sarà uniforme. Ma questo potrebbe non essere il problema che stai affrontando. Supponiamo che le tue luci producano un lampeggio regolare e ritmico (ad esempio, ogni secondo). In tal caso, probabilmente consumano più energia di quella integrata nel driver LED.

Gli alimentatori LED di alta qualità sono progettati proprio per questo, producendo un effetto tremolante come avvertimento. Il lampeggio regolare indica che il LED necessita di un alimentatore più ampio e con specifiche più elevate (o diversi di quelli più piccoli).

Anche cavi allentati e altri collegamenti errati possono causare problemi.

Supponiamo di avere più dispositivi elettronici installati nelle vicinanze (ad esempio, sullo stesso centralino). In tal caso, il calore combinato potrebbe sovraccaricare il dimmer LED. È probabile che causi uno sfarfallio intermittente. Il sito web di Diginet in Australia ha un ottimo articolo che discute il modo migliore per ridurre i dimmer sovraccarichi.

Quando i LED utilizzano applicazioni cinematografiche (ad es. studi televisivi, teatri, ecc.), sarà necessaria un’uscita ad altissima frequenza e ad alta risoluzione. È oltre la portata dei driver standard. Supponiamo che tu sia coinvolto in tali progetti professionali. Inviaci un messaggio per discutere i vantaggi di un driver LED a tensione costante per l’industria cinematografica?

I LED per le immagini in movimento utilizzano driver ad alta frequenza e alta risoluzione progettati per questo compito!

La causa più comune dello sfarfallio visibile è l’implementazione di funzioni di regolazione della luminosità!

Gestione dell’oscuramento

Anche in installazioni di illuminazione a LED altrimenti perfette, l’attenuazione può causare problemi. Questo perché i dimmer convenzionali funzionano estendendo la porzione “off” del ciclo di sfarfallio di ciascun interruttore per ridurre la quantità totale di emissione luminosa.

Si chiama modulazione a larghezza di impulso (PWM). Il PWM funziona in modo molto efficace, purché la frequenza di commutazione non scenda a un livello percepibile dall’occhio umano.

Stiamo lavorando per risolvere questo problema sviluppando dimmer LED con cicli di lampeggio più rapidi. L’obiettivo è un ciclo di diversi kilohertz. Ciò imiterebbe la soluzione utilizzata dai reattori elettronici che alimentano da anni le lampade fluorescenti. Tuttavia, c’è un aspetto negativo: maggiore è la frequenza di sfarfallio, più i LED devono essere vicini al trasformatore. Questo non è sempre pratico.

Invece di installare questi dimmer meno flessibili (e più costosi), puoi anche evitare molto facilmente lo sfarfallio visibile generato dalla modulazione dell’ampiezza dell’impulso. Semplicemente non abbassando troppo i LED, puoi evitare che i loro cicli di sfarfallio diventino visibili ad occhio nudo.

Solo pochi anni fa, questo di solito significava non diminuire la luminosità al di sotto del 50% della piena luminosità. Ma ora. I dimmer della nostra attuale gamma ti danno più flessibilità. Potresti scoprire che puoi coprire senza alcuno sfarfallio visibile!

In genere, scoprirai che i dimmer da zero a 10 V hanno meno probabilità di sfarfallare rispetto ai controlli TRIAC di rete.

Strisce LED bianche calde da 10W creano un fascio di luce in questo parcheggio residenziale.

Evita le luci a LED tremolanti sotto i mobili della cucina.

Riepilogo – Come fermare lo sfarfallio dei LED

Negli ultimi dieci anni, i LED sono stati adottati dall’industria dell’illuminazione come il futuro delle soluzioni di illuminazione ad alta efficienza energetica. Con tutti i vantaggi che offrono, questa non è una sorpresa.

Evita lo sfarfallio del LED. Tu e il tuo elettricista dovete avere una conoscenza di base dei problemi alla base. Tieni sempre a mente i seguenti punti.

1. Utilizzare sempre un alimentatore LED progettato per pilotare prodotti LED. Non utilizzare strisce LED alimentate da corrente alternata!
2. Assicurati che tutti i tuoi prodotti LED siano compatibili con il circuito di controllo e l’alimentatore che stai utilizzando.
3. Controllare il cablaggio allentato e altri collegamenti difettosi. E assicurati che il dimmer per luci a LED non sia sovraccarico.
4. Considerare l’utilizzo di un driver LED a corrente costante.
5. Quando si installa un sistema di regolazione della luminosità, provare a vedere se esiste un livello di regolazione minimo che non dovrebbe essere inferiore.
6. Per i sistemi di regolazione, considerare l’utilizzo di un sistema di regolazione della tensione da zero a 10 V o digitale invece di un’alternativa TRIAC.