Flickern, Flimmern & Co, die IEEE P1789, aktuelle Netzteile und eine spezielle LED

[hyman]

Stromregelung geht so, dass der Stromregler die Spannung am Leuchtmittel soweit reduziert, bis sich der gewünschte Strom einstellt. Die restliche Spannung bleibt am Stromregler hängen ...

Könnte man so machen, ist aber bei den Konstantstrom-Vorschaltgeräten für LEDs nicht so. Die haben 80..90 % Wirkungsgrad. Selbst im abgedimmten Zustand geht der nicht nicht allzu weit runter. Wie machen die das? Es handelt sich um Schaltnetzteile mit Schaltfrequenzen von einigen Zig bis wenigen Hundert Kilohertz. Der Ausgangsstrom wird duch geeignete Filter geglättet, so dass er kaum noch rippelt (und wenn doch, dann mit so hoher Frequenz, dass garantiert niemand was flimmern sieht).

"Grausam krumm" ist die LED-Kennlinie nur bei geregelter Spannung. Bei geregeltem Strom ist sie gerader als bei irgend einem anderen Leuchtmittel.

[DerKilian]

Hättest Du den Post #22 von Volker gelesen, dann würdest Du ihn finden.

Habe ich erst nach dem Schreiben meiner Antworten gesehen. Ich schaue sie mir an. Doch das dauert ein wenig; sieht aber interessant aus. Danke,

[hyman]

Die PWM-Dimmung nutzt man bei LED dort, wo die Stromreduktion nicht reproduzierbar/vorhersehbar funktioniert,

Soweit richtig...

bei sehr kleinen Dimmwerten. Damit hat man Helligkeitsunterschiede durch Streuung der LED (Toleranz der Flußspannung) ausgeschaltet, weil die LED mit PWM nur in den Betriebpunkten 0% und 100% betrieben wird und die Helligkeit alleine durch das Tastverhältnis der PWM bestimmt wird.

... aber hier wird's halbgar. Die Stromreduktion, die man eigentlich will, ist mit der Reduzierung einer geregelten Spannung in der Tat unmöglich. Das liegt aber nicht in erster Linie an der extrem nichtlinearen, temperaturabhängigen und streuenden Kennlinie der LEDs -- um die kümmert sich ja die Elektronik im Leuchtmittel. Hauptgrund ist, dass Leuchtmittel, die für Konstantspannung gebaut wurden, den LED-Strom selber regeln -- auf Maximalhelligkeit. Will man also die Helligkeit reduzieren, kann man das nur auf der Zeitachse tun -- durch PWM. Und auch das nur, wenn das Leuchtmittel sich überhaupt mit der PWM-Frequenz ein- und ausschalten lässt. Das ist nur bei dimmbaren der Fall, und auch bei denen nicht mit beliebig hoher PWM-Frequenz. Leider steht aber auf dem Leuchtmittel nur "dimmbar" drauf, und keine genauen Angaben der Randbedingungen (max. Frequenz, min. Pulsbreite, ...) unter denen das gilt. Deshalb ist es am Ende Glücksache, wie gut es funktioniert.

Alles das ist mit einer echten Stromregelung, bei der keine Elektronik im Leuchtmittel mehr dazwischen pfuscht, kein Thema mehr. Flimmern -- gibt es nicht. Inkompatibilität von Dimmer und Leuchtmittel -- gibt es nicht. Nicht weit genug runter dimmbar -- kann vorkommen, liegt dann aber ausschließlich am Vorschaltgerät. Nicht jedes lässt sich auf 1mA oder noch weniger runter stellen.

Grüße von Horst

[Gast1961]

... aber hier wird's halbgar.

Danke für die Blumen. Ich war allerdings gar nicht bei Konstantspannungs-LED, sondern bei Konstantstrom. Ok, hast Recht, da hat man kein Problem mit der Flußspannung, also tatsächlich halbgar.

Praktisch gab's hier die Beobachtung bei Konstantstromtreibern mit Amplitudendimmung, daß die nicht so schön weit runterdimmen mögen wie PWM. Aber das sind dann Unzulänglichkeiten der Implementierung, stimmt.

[hyman]

Hast du da jetzt DALI oder 48V vergessen oder absichtlich weggelassen?

Ein bißchen von beidem. 48V hat ja keinen prinzipiellen Unterschied zu 24V, und am Ende ist es egal aus welcher Eingangsspannung sich der Schalt-Stromregler bedient. Effizienter ist er, wenn er die Spannung nicht erst wieeder hoch setzen muss, was selbst bei 48V in manchen Fällen noch nötig wäre.

Ebenso ist es egal, ob dieser Schaltregler per 1..10V analog oder per DALI, KNX, Bluetooth, WLAN, ... digital gesteuert wird. Was am Ende zählt, ist, dass direkte Stromregelung allen PWM-Dimmkrücken mit Konstantspannungs-Leuchtmitteln haushoch überlegen ist.

Schade nur, dass es

• so wenige (und relativ teure) Einbauspots für solche Vorschaltgeräte gibt,
• keine Lichtschienen gibt, in denen man mehrere solcher stromgedimmten Leuchten in Reihe schalten kann...

Deshalb werden wir in manchen Fällen wohl mit diesen Dimmkrücken leben müssen.

[uzi10]

ich glaub ich muss mal einen Osram Treiber ans Oszi hängen und schauen was rauskommt ..

[Gast1961]

Ja, das wäre prima!

[concept]

ich glaub ich muss mal einen Osram Treiber ans Oszi hängen und schauen was rauskommt ..

mach das!

[Techi]

Ich denke, dass trifft nicht den Kern. Auch für eine interne Dimmerelektronik müßte eine Technologie gewählt werden, die zur Konformität mit der IEEE P1789 führt. Dass umgekehrt nur eine Technologie existert, die zwingend nur in einer integralen Lösung realsiert werden kann, glaube ich hingegen nicht.

Das wurde dann falsch verstanden, ich versuche es besser zu erklären:
Man sollte das ganze aus einer größeren Flughöhe betrachten.

(Vorab:
In meiner Betrachtung handelt es sich auch um eine interne Dimmerelektronik wenn diese zwar abgesetzt ist, jedoch speziell auf eine jeweiligen LED abgestimmt ist, also quasi als Kombi daherkommt und dazwischen kein universeller Standard herrscht welcher einen z.B. Hersteller unabhängigen Austausch ermöglicht.
)

Ich bin mit relativ sicher, dass, so lange Ansteuerungen von LED Leuchtmitteln in den einzelnen Fällen eine spezifische Anpassung an die LEDs benötigen die Geschichte immer ein Krücke bleiben wird.

Ziel müsste es doch eigentlich sein eine standardisierte Schnittstelle irgendwo im Strang von zwischen LED und 230V Versorgung zu haben, welche einen Betrieb und Wechsel der Leuchtmittel ohne weitere Anpassung möglich macht.

Wo genau letzendlich die Schnittstelle ist, die diese ermöglicht, da kann man sich streiten.

Ich persönlich gehe davon aus, dass diese irgendwo zwischen Dimmung/Stromregelung und der Versorgungsspannung liegen muss, da hier aktuell als einziges ein einfacher Quasi-Standard herrscht (eine einfache DC oder AC Spannung). Jeder Hersteller kann die perfekte Ansteuerung für seine LED's hierbei in der jeweiligen Auslegung wählen.

Weitere Vorteil wäre die Verkabelung, man könnte für viele Leuchtmittel, obwohl einzeln gesteuert eine einzelne Zuleitung machen (siehe z.B. Dali, DMX ..)
Gut wäre dann natürlich auch eine neue genormte Schnittstellen Kontaktlösung (neuer Lampensockel, Steckersystem ...)


Würde man dagegen diese Schnittstelle z.B. direkt zwischen nach der LED legen, dann wäre die Ansteuerung von vielen Faktoren der LED/LED Auslegung selbst abhängig, gesamt Flussspannung, Kurven im nicht linearen Bereich, .... . Hier einen abgesetzten Treiber zu bauen welcher allen LED Auslegungen gerecht wird und/oder diese automatisch ermittelt, sehe ich als doch fast unmöglich an, gerade wenn es an die Grenzen geht, also maximal Dimmung, Farbanpassungen (DTW, RGB ...)
Hier könnte ich mir nur vorstellen, dass jedes Leuchtmittel ein Config speicher besitzt welchen ein abgesetzter Treiber auslesen kann um die Betriebsparameter einzustellen.


Egal, ich befürchte eh, so etwas wird so schnell nicht kommen :-(

[hyman]

Egal, ich befürchte eh, so etwas wird so schnell nicht kommen :-(

Ich sehe das anders: Wer die Spannung regelt, hat schon verloren. Den Strom muss man regeln. Gibt es auch schon, normiert mit 350mA, 700mA oder 1050 mA, je nach Strombedarf der angeschlossenen LEDs. Auch dimmbar über 1..10V, DALI, KNX, ...

Einziger Nachteil: die gemeinsam zu dimmenden LEDs müssen in Reihe statt parallel geschaltet werden. Das ist vor allem bei Lichtschienen ein Problem...

[concept]

Ich sehe das anders: Wer die Spannung regelt, hat schon verloren. Den Strom muss man regeln. Gibt es auch schon, normiert mit 350mA, 700mA oder 1050 mA, je nach Strombedarf der angeschlossenen LEDs. Auch dimmbar über 1..10V, DALI, KNX, ...

sehe ich genau so. gute led-technik steht breit gefächert zur verfügung. ausschliesslich wegen geiz-ist-geil werden mit der 24V-technik probleme kreiert, die vorher gar nicht da waren...

[hjk]

So einfach ist das nicht. Hier mal ein paar Erfahrungen und Hinweise:
Es gibt bei beiden Systemen Vor- und Nachteile.
Bei CC wird häufig je Spot ein EVG gebraucht, da kommen schnell mal 100 EVGs zusammen. Dafür ist nicht immer, gerade bei Spots, der Platz vorhanden. Eine Reihenschaltung ist aufwendig und man muss die meist kurzen zulässigen Leitungslängen beachten. Aus EMV Gründen kann es bei manchen EVGs sinnvoll sein gedrillte Leitungen zu verwenden.
Zum Teil ist es schwierig gute EVGs zu finden, die sich bis weit runter dimmen lassen. Zum Teil arbeiten selbst namhafte und teure CC EVGs mit niedriger PWM Frequenz und gehen nur auf 2-3% runter. Das ist mir nachts im Bad viel zu hell.
Nach einer Testreihe verschiedener EVGs bin ich dann auf 1% gekommen.
Also unerwartet hoher Aufwand. Dazu kommen Vor- und Nachteile vom DALI Bus, da CC fast immer über DALI läuft.

Bei 24V CV kann ich ohne Aufwand bis 0,1% runter dimmen. Statt 100 EVGs in den Decken verteilt nur 2 Zentralnetzteile und damit eine deutlich niedrigere Brandlast. Funktionell ist CV aktuell weit vorne.

Vom Energieverbrauch tut sich zwischen beiden Systemen nicht viel. 100 EVGs zu 2 Netzteilen. Im Standby ist CV vorne, im Betrieb CC etwas.
Man muss immer abwägen, ich habe beides in unterschiedliche Objekten im Einsatz.
Heinz, mit Geiz ist geil hat das nichts zu tun. Die Probleme mit CC und DALI sollte man auch nicht vernachlässigen. Und wenn du jetzt kein PWM magst, müsstet Du vermutlich viele deiner CC EVGs austauschen, die arbeiten nämlich meist mit PWM und zwar unter 500Hz.

[rosebud]

Einziger Nachteil der Serienschaltung von LED: Fällt eine wegen Unterbrechung aus, ist die ganze Schiene dunkel, aber durch Überbrücken der defekten LED zu reparieren.
Ein weiterer Vorteil: Die transportierten Ströme sind wesentlich kleiner als bei Parallelschaltung und Spannung ist verlustärmer zu transportieren als Strom. Deshalb wird es nicht mehr nötig sein, LED-Arrays mit viermal Zehnquadrat anzuschließen.
Zu den Posts #36 bis #38: Es wäre sehr interessant, mit einem schnellen Phototransistor und einem Oszi das LED-Licht zu bewundern. Dann erst sieht man die Flimmerei richtig deutlich.

Ein CC-Vorschaltgerät mit Downstep-Regelung arbeitet intern mit PWM, liefert am Ausgang aber einen reinen CC ab ohne Flimmerei, weil die PWM-Impulse durch ein FIlter 2. Ordnung, bestehend aus Spule und Kondensator, weitestgehend ausgebügelt werden. Nachteilig ist der Platzbedarf der Spule.

[hjk]

Ein CC-Vorschaltgerät mit Downstep-Regelung arbeitet intern mit PWM, liefert am Ausgang aber einen reinen CC ab ohne Flimmerei, weil die PWM-Impulse durch ein FIlter 2. Ordnung, bestehend aus Spule und Kondensator, weitestgehend ausgebügelt werden. Nachteilig ist der Platzbedarf der Spule.

Das stimmt so nicht, viele CC EVGs arbeiten auch am Ausgang mit PWM. Es gibt beides.

[rosebud]

CC mit PWM am Ausgang geht völlig am Ziel vorbei, die LED mit einem konstanten Gleichstrom anzusteuern und damit die Sch... Flimmerei wegzubekommen.