Wechselstrom-LED

Erstveröffentlichung im Bulletin SEV/VSE 01/2014, Autoren Ruedi Felder und Christoph Hauser

 

Wechselstrom LED

Leuchtdioden lassen den Strom nur in einer Richtung fliessen und benötigen einen stabilisierten Strom für den optimalen Betrieb. Üblicherweise wird durch ein vorgeschaltetes Betriebsgerät die korrekte elektrische Versorgung der LED sichergestellt.

Werden genügend LED seriell aufgebaut, kann direkt mit 230V Wechselstrom eine entsprechenden LED-Lightengine betrieben werden. Damit entfällt das externe Vorschaltgerät und die Leuchte kann sehr einfach und kompakt aufgebaut werden.

Im untenstehenden Artikel werden die Eigenheiten dieser Schaltung beschrieben und Vor- und Nachteile erläutert. 

 

Als Edison die Glühbirne erfand, hatte er ein bestechend einfaches Konzept entdeckt, um aus Strom Licht zu machen. Sein Glühwendel konnte direkt ans Netz angeschlossen werden – ohne Vorschaltgerät. Seither wurden immer effizientere Lichttechniken entwickelt, die aber komplexe Vorschaltgeräte benötigen. Auch die LED brauchte bisher Elektronik. Gerade diese Vorschaltgeräte stellen jedoch eine Schwachstelle dar, denn sie verkürzen die Lebensdauer und reduzieren den Wirkungsgrad. Die AC-LEDs bieten da eine interessante Alternative.

 

WechselstromLED B1

 

 

Aufbau einer Wechselstrom LED

Eigentlich gibt es gar keine AC LED, denn die Gesetze der Physik gelten weiterhin und LED-Dioden können nur in einer Richtung (DC) Strom führen. Um LEDs in einem Wechselspannungsnetz anzuschließen, existieren vier unterschiedliche Typologien:

 

 WechselstromLED B2

 WechselstromLED B3

 

Vorteile der der AC-LED

 

Schwachstellen der AC-LED

 

Eine interessante Lösung diesbezüglich bietet SSC Seoul Semiconductor mit ihrer Acrich2 (Foto unten rechts). Dort werden LEDs zu unterschiedlichen Zeiten zusammengeschaltet (Bild unten links). Dabei verhalten sich die einzelnen Ausgänge des IC wie Konstantstromquellen, die nach dem Erreichen bestimmter Spannungspegel beim Spannungsanstieg geschaltet werden. So wird ein Ausgang nach dem andern eingeschaltet, bis alle an sind.

In einer LED-Gruppe sind jeweils mehrere LEDs in Reihe geschaltet. Es werden verschiedene LED-Typen implementiert, die sich u.a. in der Vorwärtsspannung unterscheiden.

Bei der mit 22 V betriebenen Gruppe sind 3 LEDs seriell geschaltet, bei der 13-V-LED sind es 2 LEDs und bei der 32,5-V-LED 5 LEDs. Somit besteht jede Gruppe aus einer Reihenschaltung mehrerer LEDs (abhängig von der Vorwärtsspannung der einzelnen LEDs). Bei dieser Lösung fällt die Dunkelphase sehr kurz aus.

  

WechselstromLED B4

 

Einsatzgebiete

AC-LEDs eignen sich dort, wo wenig Platz für das Netzteil vorhanden ist, beispielsweise bei Retrofit-LED-Leuchten oder bei Ersatz-FL-Röhren, bei denen die LED-Chips auf einer langen Platine angeordnet sind und für die Treiberelektronik nur wenig Platz vorhanden ist.

 

 

 

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