Reduzierung des Stroboskopierens von LED-basierten Haushaltsglühbirnen


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Ich habe kürzlich einige LED-Glühbirnen gekauft. In vielerlei Hinsicht sind sie großartig - sehr wenig Strom und hell.

Ein Problem (das bei beiden von mir gekauften Lampentypen offensichtlich war) ist jedoch ein Stroboskopeffekt.

Dies ist nicht sofort offensichtlich, bis sich etwas im Licht bewegt (z. B. mit der Hand davor winken) und die Leute sich beschwert haben, dass es ihre Augen stört.

Ich glaube, das liegt daran, dass die LED so schnell reagiert, dass die 50-Hz-Schwingung der Netzversorgung sichtbar ist.

Meine Frage ist - was (wenn überhaupt) kann getan werden, um dies zu reduzieren? Gibt es teurere LED-Lampen, die dieses Problem nicht aufweisen?


Können Sie sie mit Gleichstrom versorgen?
Endolith

@ Endolith - leider nicht
UpTheCreek

Antworten:


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Welche Marke haben die Glühbirnen?
Ich würde erwarten, dass Philips-Lampen in Ordnung sind, Osram und ähnliches wahrscheinlich in Ordnung sind. Wenn die Marke dunkel ist, wurden wahrscheinlich Ecken geschnitten.


Zusammenfassung:

  • Vermutlich verursacht durch 2 x Netzfrequenzflimmern durch halbglatten, vollwellengleichgerichteten Wechselstrom.

  • Nehmen Sie sie als "nicht für den Zweck, für den sie verkauft wurden" zurück, wenn Sie können.

  • Wenn Sie sie behalten müssen, sollten Sie dem gleichgerichteten Wechselstrom = gekräuselten "Gleichstrom" mehr Glättung hinzufügen. Dies kann Probleme verursachen oder das Problem beheben. Siehe unten.

Einige Menschen sind anfälliger für stroboskopische Effekte als andere. Als Datenpunkt in der realen Welt bin ich mir des "milden" Flackerns und Stroboskopierens in elektronischen Lichtern verschiedener Art relativ bewusst und kann Flimmern einigermaßen tolerieren, während einer meiner Brüder bis zur Krankheit völlig intolerant ist.

Das Flimmern kann bei 120 Hz (mit 60 Hz Netz) und 100 Hz (mit 50 Hz Netz) erfolgen. Die Netzspannung fällt an den "Nulldurchgang" -Punkten zweimal pro Zyklus auf Null. Glühlampen haben ausreichend lange thermische Zeitkonstanten in ihren Filamenten, so dass das Licht an den Tiefpunkten nicht vollständig auf Null fällt - in vielen Fällen weit davon entfernt - der Effekt ist etwas abhängig von Leistung und Spannung. Das Flackern in einer Glühlampe nimmt mit zunehmender Leistung und abnehmender Spannung ab (da beide Effekte tendenziell zu dickeren Filamenten führen).

LEDs haben die Eigenschaft, dass die Helligkeit dem Strom ziemlich genau folgt. Die Zeitkonstanten der Leuchtstoffe liegen deutlich unter einer Mikrosekunde und die eigentlichen LEDs können für 100 MHz "gut" sein. Wenn Sie eine nicht geglättete Vollwellen-Gleichspannung an eine LED anlegen, flackert diese bei 2-facher Netzfrequenz ungefähr halbsinusförmig. Ich kann den Effekt mit Interesse bemerken, während mein Bruder heftig krank sein kann.

Die "offensichtliche" Wahl besteht darin, die Spannung mit Gleichstrom zu glätten, aber die erforderlichen Kondensatorgrößen werden schnell teuer. Wenn die Leute sparen und wenn sie kein Qualitätsethos haben, werden die Ecken abgeschnitten. Eine verwendete Lösung ist eine "Talschaltung", bei der zwei oder drei Kondensatoren auf den Schultern des jeweils anderen stehen, um sich bei hoher Wechselspannung aufzuladen, und die dann durch schlaues Diodenschalten parallel geschaltet werden, wenn die Spannung abfällt. Dies kann billigere Kondensatorkosten ermöglichen, aber "kein Kondensator" ist billiger als "ein Kondensator" und einige Designer werden alles eliminieren, was sie können.

Es kann möglich sein, die Glühlampe zu öffnen, den größten Kondensator oder die größten Kondensatoren zu finden und sie einfach zu erhöhen. Die neue Kappe kann parallel und extern montiert werden. Die Nennspannung muss so gut sein und die Temperatur sollte wahrscheinlich so gut sein wie 105 ° C (85 ° C vielleicht). Abhängig von der Schaltung kann dies das Problem beheben oder dazu führen, dass die Glühbirne entsetzt die Hände hochwirft und magischen Rauch abgibt. (Nur möglicherweise sogar magisches Feuer.)

Wie immer können NETZSPANNUNGEN TÖTEN.

Kondensatoren können die Ladung für eine lange Zeit halten, nachdem die Stromversorgung unterbrochen wurde.


Ein zweiter Effekt, der den ersten zu verstärken scheint, ist, dass Leuchten auf Phosphorbasis, die wahrscheinlich Ihre sind, im Vergleich zu Glühlampen oder sogar zu Leuchtstoffröhrenlampen sehr spitze und diskontinuierliche Emissionsspektren aufweisen.

Unten sehen Sie das spektrale Emissionsdiagramm für eine weiße Nichia-LED. Ich finde das weiße Licht dieser speziellen LED mehr als gewöhnlich angenehm. Der starke Peak bei ungefähr 440 nm ist blaues Licht von der tatsächlichen LED, und der geringere Peak bei ungefähr 550 nm ist gelbes Licht, das vom Leuchtstoff zurückgestrahlt wird (der einen Teil des blauen Lichts absorbiert und es in Gelb "umwandelt") Licht hat eine Farbtemperatur von ca. 6000 ° K - Tageslicht weiß oder ähnlich. "Warmweiße" LEDs haben einen viel größeren gelben Peak und einen niedrigeren blauen Peak.

ABER beide Farben von LED-Licht sind für eine bedeutende Minderheit von Menschen ziemlich ärgerlich, die das Fehlen von "kontinuierlichen" Spektren aus der Sicht eines Glühlichts sehr seltsam finden. Kombinieren Sie das mit Flimmern und Sie haben eine Lichtkatastrophe.

Nichia weiße LED-Spektren

Wenn Flimmer- und Spektrumseffekte kombiniert werden, ist es ziemlich wahrscheinlich, dass Sie eine Glühbirne gekauft haben, die "gut genug für genügend Menschen" war, um in die Wildnis entlassen zu werden, ABER der Test "funktioniert für fast alle Verbraucher" nicht besteht.

Sie können wahrscheinlich nichts tun, außer auf eine besser gestaltete Glühbirne umzusteigen.


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+1 - sehr lehrreich, ich dachte du würdest eine gute Antwort auf diese geben :-)
Oli Glaser

Es gab ein paar Philips-Glühbirnen, die Mist sind. youtube.com/user/electronupdate/featured analysiert LED-Lampen auf youtube eingehend. Ich würde sagen, es ist ein Crapshoot an diesem Punkt WRT zur Blitzrate der gekauften Glühbirnen.
Connor Wolf

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Es ist möglich, dass es an den 50 Hz des Netzes liegt, aber in diesem Fall ist das Produkt schlecht designt. Zu Beginn sollte es aufgrund der Vollweggleichrichtung 100 Hz betragen. Das ist wahrscheinlich in Ordnung. Zweitens sollte die gleichgerichtete Spannung durch einen Kondensator geglättet werden , damit Sie keine 50 / 100Hz-Interferenz sehen. Das Hinzufügen dieses Kondensators ist also eine Möglichkeit.
Um detailliertere Ratschläge zu geben, benötigen wir weitere Informationen über die Interna und den Betrieb des Produkts. Zum Beispiel ist es dimmbar. In diesem Fall ist es wahrscheinlich PWM-gesteuert, möglicherweise mit einer zu niedrigen Frequenz.


Wenn es PWM-gesteuert ist, können Sie den Blitz weiterhin mit dem Kondensator stoppen.
RMAAlmeida

@stevenvh: Ich verstehe, danke. Ich weiß nicht, ob sie dimmbar sind - wir haben keine Dimmer im Haus. Ohne das Gehäuse aufzubrechen, glaube ich nicht, dass ich leider weitere Informationen liefern kann.
UpTheCreek

@UpTheCreek - Mit "dimmbar" meinte ich mit einem internen Dimmer, den es anscheinend nicht hat. Wenn es einen integrierten Dimmer hätte, würde es mit ziemlicher Sicherheit PWM zum Dimmen verwenden.
Stevenvh

@stevenvh - ah richtig, also richtig - kein interner Dimmer. Ich nahm an, Sie fragten, ob es mit Dimmerschaltern richtig funktioniert.
UpTheCreek

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Ich ersetze 1uF / 400V (verrückte chinesische Idee) Glättungskondensatoren durch 10uF / 400V in billigen "Mais" -LED-Lampen für 230V. Es passt immer noch und reduziert den Stroboskopeffekt erheblich.


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Ich habe keine Ahnung, ob der Fadenbesitzer nach Marken / Modellen von Glühbirnen sucht, die "stroboskopfrei" sind. Wenn ja, hier ist, worüber ich bisher gestolpert bin.

Auch ich finde dieses LED-Flackern ziemlich empfindlich. Eine Möglichkeit, das Ausmaß des stroboskopischen Effekts einer LED-Lampe zu bestimmen, besteht darin, meine Smartphone-Kamera furchtbar nahe an die Lampe zu stellen und den Kamerabildschirm zu beobachten. Wenn die Glühbirne flackert, zeigt die Kamera dicke schwarze Streifen auf dem gesamten Bildschirm. Experimentieren Sie selbst und testen Sie damit das Stroboskopieren, bevor Sie einen Kauf tätigen.

Bei dieser Methode habe ich bisher festgestellt, dass das 'Megaman LG2311' das einzige LED-Licht ist, das „flimmerfrei“ ist (Hinweis: Ich wohne in Hongkong). Interessanterweise sind einige andere Modelle der gleichen Megaman-Serie für das Problem anfällig ...


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Stellen Sie sicher, dass der Elektrolytkondensator in der Maisbirne nach der Gleichrichtungsbrücke (bis zu 20-100uf bei 450 V ) hoch ist. Stellen Sie außerdem sicher, dass danach ein Widerstand in Reihe mit LEDs vorhanden ist , die einige Volt abfallen (wodurch ~ 5% der Leistung der Birne abgeführt werden) ) würde es den Strobe-Effekt weiter reduzieren, indem es dem Kondensator nicht erlaubt, seine gesamte Nutzlast auf einmal auf die LEDs abzulassen. (Sinus-LEDs haben nach Erreichen der Durchlassspannung nur einen sehr geringen aktiven Widerstand).

Ein ähnlicher Mod würde das Flackern der PWM-Hintergrundbeleuchtung beheben , aber dort werden zwei Widerstände (vor und nach dem Kondensator) benötigt.

Angenommen, die Glühbirne hat einen Serienstrombegrenzungskondensator (orangefarbener Polyester) - halten Sie die Kapazität gleich, aber in diesem Fall sorgen größere Filterkappen für einen schönen Ein- / Ausblendeffekt. Dieser Mod wurde erfolgreich mit 10 W (chinesische Einheiten), 5 W echte 120-Zoll-chinesische Glühbirne von ebay in einem Korridor installiert.


Interessant, danke. Haben Sie diese Technik erfolgreich eingesetzt, um das Flimmern des Dimmers mit Hintergrundbeleuchtung in der Praxis zu reduzieren? Es wäre fantastisch, wenn dies funktionieren würde (ich habe einige Displays, die bei geringer Hintergrundbeleuchtung ziemlich flackernd sind).
UpTheCreek
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