Power Integrations stellt IC zur simplen und wirksamen Problemlösung vor Flimmerfreies Dimmen von LEDs

Mit dem integrierten Baustein LNK406EG lässt sich mit sehr wenigen externen Komponenten ein effizienter 14-W-LED-Treiber aufbauen, der auch an Standard-TRIAC-Wechselspannungsdimmern neuester Bauart mit hohem Dimmbereich arbeitet und einen Leistungsfaktor von mehr als 0,9 erreicht.
Mit dem integrierten Baustein LNK406EG lässt sich mit sehr wenigen externen Komponenten ein effizienter 14-W-LED-Treiber aufbauen, der auch an Standard-TRIAC-Wechselspannungsdimmern neuester Bauart mit hohem Dimmbereich arbeitet und einen Leistungsfaktor von mehr als 0,9 erreicht.

Zwar liegen LED-Lampen als Glühlampenersatz voll im Trend, jedoch haben sie einen Haken: LED-Lampen sind schwierig zu dimmen, weil Konstantstromtreiber den phasenangeschnittenen Wechselstrom nicht als solchen interpretieren können. Ein Baustein von Power Integrations löst das Problem.

Glühlampen lassen sich einfach dimmen: Man braucht dafür nur einen TRIAC-Dimmer neuester Bauart. Diese sind preiswert. Deshalb werden diese Dimmer überall einge­setzt. LED-Lösungen können deshalb als Glühlampenersatz nur dann am Markt erfolg­reich sein, wenn sie pro­blem­los mit herkömm­lichen Dimmern zusammenspielen und keine Ände­rungen an der Elektroinstal­lation erfor­dern.

Dass Glühlampen sich sehr einfach dimmen lassen, verdanken sie zudem (und ironischerweise) ihrem geringen Wirkungs­grad, einer Folge der geringen Wandlungseffizienz eines Glühfadens, der zur Weißglut getrieben wird. Die Wärmeträgheit des Glühfadens in einer Glühlampe »maskiert« gewissermaßen Instabilitäten oder Schwingungen, die vom Dimmer hervor­gerufen werden. Und während eine Glühlampe im Betrieb mit ihrer Nennleistung schon sehr ineffizient ist, sinkt die Effizienz beim Dimmen noch weiter: Bei einer Senkung des Lichtstroms um beispielsweise 90 Prozent sinkt die Stromaufnahme bei weitem nicht um 90 Prozent: Sie wird nicht einmal halbiert! Bei LEDs liegt das ganz anders: Deren Wirkungsgrad steigt üblicherweise sogar wenn ihr Betriebsstrom sinkt!

Gerade bei LEDs ist Dimmen also auch aus energiewirtschaftlicher Sicht ein erstrebenswertes Ziel. Jedoch: Bei Versuchen, LED-Lampen zu dimmen, treten erfahrungsgenmäß diverse Probleme auf, die oft zu Flimmern und anderen unerwünschten Erscheinungen führten. Um zu verstehen, warum das so ist, muss man wissen, wie TRIAC-Dimmer funkti­on­ie­ren, wie sich LED-Lampen verhalten und wie die beiden Kom­po­nenten mit­ein­ander wechselwirken.

Der TRIAC in der abgebildeten TRIAC-Dimmerschaltung schaltet durch, sobald die Span­nung VC2 die Durchbruchspannung des DIACs erreicht. Mit dem Potentiometer R2 wird eingestellt, bei welchem Phasenwinkel der Netz­spannung dies geschieht. Wenn der TRIAC-Strom unter den Haltestrom abfällt, schaltet der TRIAC ab und muss warten, bis die Span­nung über C2 im nächsten Halbzyklus wieder die Durchbruchspannung des DIACs erreicht. Die Span­nung über dem Glühfaden und damit der Strom durch den Glühfaden ist eine Funktion des Phasenwinkels des Dimm-Signals; dieser kann zwischen fast Null und 180° variieren.

Eine LED-Lampe, die als Glühlampenersatz vorge­sehen ist, enthält in der Regel ein LED-Array, das eine gleich­mäßig leuchtende Fläche bildet. Die LEDs sind in Serie geschaltet. Die Hel­lig­keit einer LED ist eine Funktion des Betriebsstroms; der Spannungsabfall über der LED beträgt etwa 3,4 V und kann von 2,8 V bis 4,2 V variieren. Die LED-Kette sollte durch eine Konstantstrom­quelle gespeist werden, und die Stromstärke sollte genau geregelt werden, damit benachbarte Lampen die gleiche Hel­lig­keit aufweisen.