Die direkte Versorgung von Weißlicht-LEDs aus Wechselspannungsquellen wird hoffähig
LED-Licht aus der Steckdose
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
100-Hertz-Flimmern
Ein weiterer Effekt ist das Flimmern, das ebenfalls eine Folge des pulsierenden Betriebsstroms ist. Die LEDs sind im beschriebenen Betriebsfall weit mehr als die Hälfte der Zeit dunkel, weil kein Strom fließt. Dazwischen blitzen sie einhundert Mal in der Sekunde nur einige Millisekunden lang auf, fast wie ein Stroboskop. Zwar ist die Flimmerfrequenz von 100 Hz für viele Menschen kaum noch direkt wahrnehmbar, jedoch weiß man, dass erst ab rund 200 Hz auch die unbewusste Wahrnehmung weitgehend aufhört. Und in Umgebungen mit periodisch rotierenden Gegenständen kann die Wahrnehmung beeinträchtigt werden: Der Stroboskopeffekt kann den Eindruck hervorrufen, die Rotation sei viel langsamer. In einer Werkstatt kann das sogar gefährlich werden! Glühlampen sind in dieser Hinsicht eher unkritisch. Vor allem ein dicker (sprich: massereicher) Glühdraht profitiert von seiner relativ hohen Warmespeicherkapazität, die eine derart hohe Trägheit nach sich zieht, dass der Glühdraht auch in der Nähe der Nulldurchgänge noch ausreichend nachleuchtet. Das verbliebene Flimmern ist für das menschliche Auge praktisch unsichtbar.
Das Flimmern ließe sich zumindest durch Einfügen eines Pufferkondensators in den Schaltkreis mildern. Dessen Speicherkapazität würde gewissermaßen die Warmespeicherkapazität des Glühdrahtes ersetzen, indem sie die LED während des Abklingens der Halbwelle weiter mit Strom versorgt. Im Vorteil sind auf jeden Fall die Länder, in denen die Netzfrequenz 60 Hz beträgt. Erstens liegt die Flimmerfrequenz bei 120 Hz, die deshalb weniger merklich ist, und zweitens kann die elektrische Kapazität des Pufferkondensators bei gleicher Netzspannung geringer ausfallen. (In Nordamerika mit seiner nur etwa halb so hohen Netzspannung relativiert sich der Vorteil allerdings).
Sperrwirkung der LED nutzen
Pfiffig ist der Gedanke, den Brückengleichrichter einzusparen und dafür die Sperrwirkung der LED-Kette für die Gleichrichtung zu nutzen. Diesen Weg ist Seoul Semiconductor mit einigen »ACriche«-Versionen gegangen. Zwar ist die zulässige Sperrspannung bei Leuchtdioden mit meistens nicht mehr als 5 V sehr bescheiden, jedoch reicht es, wenn die Flussspannung deutlich kleiner ist. Man kann dann zwei LED-Ketten antiparallel schalten, die jeweils eine Halbwelle pro Periode der Wechselspannung Strom durchlassen. Der Nachteil ist natürlich, dass jeweils das Lichterzeugungspotenzial einer LED-Kette in deren Sperrphase ungenutzt bleibt. Und es muss sichergestellt sein, dass keine der einzelnen LEDs einer zu hohen Sperrspannung ausgesetzt wird. Das gelingt nur, wenn die Sperrcharakteristik aller LEDs in der Kette annähernd gleich ist. Wenn diese alle aus der selben Fertigungscharge stammen, ist die Wahrscheinlichkeit dafür hoch. Noch besser ist die Uniformität bei quasi-monolithischen Architekturen, wie sie die ACriche aufweist. Dank dieser Technologie war Seoul auch der erste Hersteller von netzbetriebenen LEDs, der die erste ACriche vor fast fünf Jahren (im November 2006) vorstellte. Diese 2-W-AC-LED (20 mA, 110 V) leistete 80 lm. Inzwischen hat sich die Stromstärke bei der neuen »ACriche A8« auf 60 mA verdreifacht. Sie leistet beachtliche 700 lm, für die man sonst eine 60-W-Glühlampe bräuchte.
Seouls Managing Director Manuel Zarauza erwartet, dass es für die ACriche in ihren diversen Ausführungen eine weiterhin wachsende Nachfrage geben wird: »Wir sehen definitiv eine steigende Markttendenz für AC-LEDs. Sie sind besonders gefragt für kreative Applikationen, bei denen es nicht genügend Raum für ein konventionelles Leuchtmittel gibt, wie MR16-Retrofits oder Candle Lights.«
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