Was verursacht das Flackern von LED-Leuchten und wie kann man es lösen?
Nun, kurz gesagt, LEDs flackern, wenn ihre Lichtleistung schwankt. Diese Schwankung tritt auf, weil Ihre dimmbare Leuchtdiode mit einer sehr hohen Rate ein- und ausschaltet.
Im folgenden Artikel gehen wir näher darauf ein.
Warum flackern LEDs?
Wenn Sie einfaches weißes LED-Band verwenden, flackert es nicht – das ist so!
Obwohl man es nicht immer sieht, flackern alle netzbetriebenen Lichtquellen – ob Glühbirne, Halogen, Leuchtstoffröhre oder LED.
In den USA ist der Netzstrom Wechselstrom (AC), der mit 50 Hertz geliefert wird. Das bedeutet, dass der Strom, der Ihre Lampe (jede Lampe) füllt, 50 Mal pro Sekunde hin und her wechselt.
Bei den alten Glühbirnen haben wir das früher nicht bemerkt, weil die Restwärme der Glühbirne den Glühfaden zwischen den Flackern zum Glühen brachte. Es ist ein Nebeneffekt der Ineffizienz der traditionellen Glühbirnen. Diese alten Glühbirnen verschwenden in der Regel etwa 90 % der eingesetzten Energie durch die Wärme!
Beginnen wir also die Diskussion, indem wir ein verbreitetes Missverständnis entlarven. Da die Stromversorgung das Flackern der LED verursacht, denken einige Leute, dass man es ganz vermeiden kann, solange die Eingangsleistung (Strom und Spannung) konstant bleibt.
Das ist aber nicht wahr. Alle stromversorgten Lichtquellen flackern ständig.
Da alle Lichtquellen flackern, warum denken einige Leute, dass LED-Flackern ein Problem ist?
LED-Flackern kam in der Vergangenheit häufig vor. Das liegt daran, dass LEDs – im Gegensatz zu Glüh-, Halogen- und Leuchtstofflampen – nicht beständig sind. Wenn die Stromversorgung der LED ausgeschaltet wird, hört die Lichtabgabe sofort auf. Daher schaltet sich eine LED, wenn sie direkt an das Stromnetz angeschlossen ist, 50 Mal pro Sekunde ein und aus – genug für das menschliche Auge, um es zu sehen.
LED-Flackern ist bei modernen LED-Installationen kein Problem. Das liegt daran, dass wir LEDs nicht mehr direkt an das Stromnetz anschließen. Stattdessen verwenden wir LED-Treiber, die für diesen Zweck entwickelt wurden, um die LEDs mit Strom zu versorgen.
Wie hochwertige LED-Netzteile das LED-Flackerproblem lösen
LED-Beleuchtung benötigt Gleichstrom (DC) und keinen Wechselstrom (AC). Das ist eine gute Nachricht, denn der Schlüssel zur Beseitigung von LED-Flackern liegt in der Art des Netzteils, das Sie zum Betrieb Ihrer Leuchten verwenden.
Während die Beleuchtungsindustrie ihre Netzteile (auch “Treiber” genannt) oft einfach als “LED-Transformatoren” bezeichnet, sind sie viel mehr als das. Ein LED-Treiber tut mehr als nur die Spannung zu reduzieren (umzuwandeln). Er kann auch den Strom von AC in DC umwandeln. Wählen Sie ein qualitativ hochwertiges LED-Netzteil, und es wird auch einen konstanten Strom an Ihre LEDs liefern. So erhalten Sie Licht ohne sichtbares Flackern.
Ein minderwertiger, sauberer LED-Treiber liefert jedoch keinen konstanten Strom. Stattdessen wandelt er den Strom einfach von Wechselstrom in Gleichstrom um. Diese einfachste Stromwandlung erzeugt einen oszillierenden Strom, obwohl sie normalerweise die Frequenz der Eingangsspannung verdoppelt. In den USA ergibt sich daraus eine Frequenz von 100 Potentialblitzen pro Sekunde.
Leicht belastete
Einhundert Flackern pro Sekunde sind viel besser als 50 Flackern pro Sekunde. Aber das klingt immer noch nach einem Problem. Zum Glück gibt es keinen Grund zur Sorge – denn das menschliche Auge hat nicht genug Wahrnehmung, um das zu sehen. Die meisten von uns registrieren nur Licht, das weniger als 100 Blitze pro Sekunde schwankt – in der Regel 50 oder langsamer. (Computerbildschirme flimmern typischerweise im Bereich von 60 bis 70 Hz, was wir kaum wahrnehmen.)
Obwohl es also in der Tat nur wenige Menschen gibt, die schnellere Blitze sehen können, ist dies für die meisten von uns kein Problem. In vielen Projektinstallationen braucht man nur einen blanken, sauberen LED-“Trafo”. Sogar in einigen Anwendungen kann LED-Strobe der gewünschte Effekt sein: denken Sie z. B. an Nachtclubs oder oszillierende Fahrradbeleuchtung.
Konstanter Strom = konstante Helligkeit
Nehmen wir aber an, ein einfaches LED-Netzteil reicht für Ihr Projekt nicht aus. In diesem Fall ist ein Konstantstrom-Netzteil eine gute Alternative.
Diese LED-Treiber mit höherer Spezifikation können Flackern eliminieren, indem sie die Spannung im Stromkreis variieren, um einen konstanten Strom zu erzeugen. Dadurch wird sichergestellt, dass der an die LED gelieferte Strom nicht schwankt, wodurch AC/DC-Wandlungseffekte abgeschwächt werden.
In einigen Fällen kann auch ein Konstantstrom-LED-Treiber das Flimmern nicht beseitigen. Eine häufige Ursache sind Interferenzen, die durch inkompatible Steuerkreise verursacht werden. Vor der Installation sollten Sie sich vergewissern, dass Ihr LED-Produkt für den von Ihnen verwendeten Steuerkreis und die Stromversorgung geeignet ist.
Häufiges Blinken – Achtung Warnung!
Wenn die Ursache für das Blinken der LED eine Störung oder Inkompatibilität ist, wird der Blinkeffekt nicht gleichmäßig sein. Dies ist aber möglicherweise nicht das Problem, das Sie haben. Nehmen wir an, Ihre Leuchten erzeugen ein regelmäßiges, rhythmisches Blinken (z. B. im Sekundentakt). In diesem Fall verbrauchen sie wahrscheinlich mehr Strom als Ihr LED-Treiber eingebaut hat.
Hochwertige LED-Netzteile sind so konstruiert, dass sie genau das tun und einen Flackereffekt als Warnung erzeugen. Regelmäßiges Blinken zeigt an, dass Ihre LED ein umfangreicheres, höher spezifiziertes Netzteil benötigt (oder mehrere kleinere).
Lose Verdrahtung und andere Fehlanschlüsse können ebenfalls Probleme verursachen.
Nehmen wir an, Sie haben mehrere elektronische Geräte in der Nähe installiert (z. B. an derselben Schalttafel). In diesem Fall kann die kombinierte Wärme Ihren LED-Dimmer überlasten. Dies kann zu intermittierendem Flackern führen. Die Diginet-Website in Australien hat einen großartigen Artikel, der die beste Methode zum Derating überlasteter Dimmer beschreibt.
Wenn LEDs in Kinoanwendungen (z.B. TV-Studios, Theater, etc.) eingesetzt werden, benötigen Sie eine sehr hochfrequente, hochauflösende Ausgabe. Das sprengt den Rahmen von Standardtreibern. Angenommen, Sie sind an solchen professionellen Projekten beteiligt. Senden Sie uns eine Nachricht, um die Vorteile eines Konstantspannungs-LED-Treibers für die Filmindustrie zu besprechen?
LEDs für Kinofilme verwenden hochfrequente, hochauflösende Treiber, die für diese Aufgabe entwickelt wurden!
Die häufigste Ursache für sichtbares Flimmern ist die Implementierung von Dimmfunktionen!
Handhabung des Dimmens
Selbst in ansonsten perfekten LED-Beleuchtungsanlagen kann das Dimmen Probleme verursachen. Das liegt daran, dass herkömmliche Dimmer so arbeiten, dass sie den “Aus”-Anteil jedes Schaltflimmern-Zyklus verlängern, um die Gesamtlichtleistung zu reduzieren.
Dies wird Pulsweitenmodulation (PWM) genannt. PWM funktioniert sehr effektiv – solange die Schaltfrequenz nicht auf ein Niveau sinkt, das das menschliche Auge wahrnehmen kann.
Wir arbeiten daran, dies zu lösen, indem wir LED-Dimmer mit schnelleren Blinkzyklen entwickeln. Ein Zyklus von mehreren Kilohertz ist das Ziel. Dies würde die Lösung nachahmen, die von den elektronischen Vorschaltgeräten verwendet wird, die seit Jahren Leuchtstofflampen versorgen. Allerdings gibt es einen Nachteil: Je höher die Flackerfrequenz, desto näher müssen die LEDs am Transformator sein. Das ist nicht immer praktisch.
Anstatt diese weniger flexiblen (und teureren) Dimmer zu installieren, können Sie das sichtbare Flimmern, das durch die Pulsweitenmodulation erzeugt wird, auch sehr einfach vermeiden. Einfach dadurch, dass man die LEDs nicht zu niedrig dimmt, kann man verhindern, dass deren Flackerzyklen mit bloßem Auge sichtbar werden.
Noch vor ein paar Jahren bedeutete dies in der Regel, nicht unter 50% der vollen Helligkeit zu dimmen. Aber jetzt. Die Dimmer in unserer aktuellen Produktpalette bieten Ihnen alle mehr Flexibilität. Sie werden feststellen, dass Sie ohne sichtbares Flackern herunter dimmen können!
Typischerweise werden Sie feststellen, dass Null- bis 10-V-Dimmer weniger wahrscheinlich flackern als Netz-TRIAC-Steuerungen.
Warmweiße 10-W-LED-Leuchtbänder erzeugen einen Lichtpool auf diesem Wohnparkplatz.
Vermeiden Sie flackernde LED-Leuchten unter Küchenschränken.
Zusammenfassung – Wie man das Flackern von LEDs verhindert
In den letzten zehn Jahren wurden LEDs von der Beleuchtungsindustrie als die Zukunft der energieeffizienten Beleuchtungslösungen angenommen. Bei all den Vorteilen, die sie bieten, ist das keine Überraschung.
Vermeiden Sie das LED-Flackern. Sie und Ihr Elektriker müssen ein grundlegendes Verständnis für die Probleme dahinter haben. Behalten Sie die folgenden Punkte immer im Hinterkopf.
- Verwenden Sie immer ein LED-Netzteil, das für den Betrieb von LED-Produkten ausgelegt ist. Verwenden Sie keine LED-Streifen, die mit Wechselstrom betrieben werden!
- Stellen Sie sicher, dass alle Ihre LED-Produkte mit dem von Ihnen verwendeten Steuerkreis und dem Netzteil kompatibel sind.
- Überprüfen Sie lose Verdrahtung und andere fehlerhafte Verbindungen. Und stellen Sie sicher, dass Ihr LED-Lichtdimmer nicht überlastet ist.
- Ziehen Sie die Verwendung eines Konstantstrom-LED-Treibers in Betracht.
- Wenn Sie ein Dimmsystem installieren, versuchen Sie zu sehen, ob es einen minimalen Dimmwert gibt, der nicht niedriger sein sollte.
- für Dimmsysteme, erwägen Sie die Verwendung eines Null bis 10V oder digitalen Spannungsdimmsystems anstelle einer TRIAC Alternative.