Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Flicker Free dimmen


von Luca O. (nautilus)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Zusammen,

wie wird eigentlich im professionellen Umfeld eine LED so gedimmt, dass 
sie nicht flickert. Und ich rede nicht von nicht wahrnehmbar, sondern 
flicker frei. Wenn ich meinen Philips Lichtwecker bspw. betrachte, so 
ist das flickern der verbauten LED, egal ob hell oder dunkel, deutlich 
wahrnehmbar, sofern man sich drauf konzentriert. Bei dem Preis schon 
krass, dass dort keine entsprechende Glättung vorgenommen wurde. (ich 
will hier nicht auf den Umbau meiner Lampe hinaus, interessiert mich 
nur)

Im Netz lese ich: "LEDs werden über Strom gedimmt."  Was ist dann ein 
"Stromkonstanter LED Dimmer" ?

Da Strom und Spannung zusammenhängen, ist damit nicht lediglich gemeint, 
dass die LED, wenn sie über Strom gedimmt wird, lediglich in diesem 
winzigen Bereich innerhalb der Kennlinie gedimmt werden soll? Sprich, 
sagen wir mal, zwischen 2,2 und 2,5 V?

Wenn ich nun eine LED per PWM dimme, wir würde ich die Spannung bzw. den 
Strom so glätten, dass sie wahrlich flicker free wird? Kondensator? 
Spule?

Das oben angehängte Bild habe ich hier aus dem Forum. Ich habe mir 
versucht vorzustellen, an welcher Stelle ich den Kondi hängen würde um 
die LED zumindest weitestgehend flicker free zu bekommen. In meiner 
Vorstellung wäre das gleich hinter dem Transistor zu GND hin. Würde der 
Kondi dann nicht relativ warm werden, da er für sowas gar nicht 
konzipiert ist?

Ich weiß, viele Fragen, einige sogar naiv und durcheinander...

Bin gespannt auf eure Antworten.

: Bearbeitet durch User
von Alexander H. (brojeckt)


Lesenswert?

Mach die PWM-Frequenz höher.

Oder noch besser: Mach PWM aber auf mehreren Kanälen phasenverschoben.

Oder noch viel besser: Forensuche. "Led dimmen": Ungefähr 4.730 
Ergebnisse (0,32 Sekunden)

von Horst Horstson (Gast)


Lesenswert?

Luca O. schrieb:
> Wenn ich nun eine LED per PWM dimme, wir würde ich die Spannung bzw. den
> Strom so glätten, dass sie wahrlich flicker free wird? Kondensator?
> Spule?

Eigentlich gar nicht. Der LED-Strom soll hart zwischen 0 und xmA 
pendeln. Keine Zwischenwerte. Bei diversen kHz nimmst du kein Flicker 
mehr wahr.

Sonst hat man den Effekt, dass die Leuchtfarbe der LED nicht mehr ganz 
gleich ist.

Den besseren Wirkungsgrad hat man allerdings, wenn man ne Spule in Reihe 
schaltet. Und ne Freilaufdiode parallel. Dann hat man effektiv nen 
Buck-Konverter gebaut.

Dann ist der LED-Strom x*D mA wobei x der Wert von oben ist und D der 
Duty Cycle.

Die Spannung an der LED hängt dann vom Strom und der LED-Kennlinie ab 
und von der Spannung wiederum die Leuchtfarbe der LED.

Aber auch mit ner Spule ist der Strom nicht konstant. Der ist grob 
dreieckförmig.

Das was du willst, nämlich ein absolut konstanter Strom durch die LED, 
ist nur mit nem variablen Widerstand ohne PWM möglich. Also ne 
Linearregelung.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Luca O. schrieb:

> Sprich, sagen wir mal, zwischen 2,2 und 2,5 V?

Ein solcher Spannungsbereich entspricht bei einer LED dem
Unterschied zwischen "kaum sichtbar" und "durchgebrannt".
Wie eigentlich inzwischen allgemein bekannt sein sollte,
wird die Helligkeit einer LED über den Strom und nicht
über die Spannung festgelegt. Wenn Du keinerlei Helligkeits-
schwankungen haben willst, kannst Du natürlich mit einer
analogen Konstantstromschaltung arbeiten, musst dann aber
auch mit deren Verlusten leben. Grundsätzlich sollten sich
aber auch Stromregler in Form von Schaltnetzteilen eignen.
Deren Stromschwankungen sollten bei korrekter Schaltung
derart gering sein, das man sie nicht mehr sieht. Diese
Regler sollten dann einen Eingang für Gleichspannung, z.B.
0...10V haben. Ein PWM-Eingang wäre da eher nicht geeignet.

von c.m. (Gast)


Lesenswert?

ich dimme meine lampen mit 310Hz PWM prozentweise von 1-99, und da ist 
bei dem oberen werten kein flckern zu sehen.
bei den unteren paar prozent allerdings… äußerst deutlich. der 
helligkeitssprung von 1% nach 2% ist eine richtig heftige stufe, und das 
geht so bis vielleicht 15%.

mir egal. deswegen mach ich kein fass auf und fange an im im 
promille-bereich zu dimmen.

von Wumo (Gast)


Lesenswert?

c.m. schrieb:
> ich dimme meine lampen mit 310Hz PWM prozentweise von 1-99, und da
> ist
> bei dem oberen werten kein flckern zu sehen.
> bei den unteren paar prozent allerdings… äußerst deutlich. der
> helligkeitssprung von 1% nach 2% ist eine richtig heftige stufe, und das
> geht so bis vielleicht 15%.
>
> mir egal. deswegen mach ich kein fass auf und fange an im im
> promille-bereich zu dimmen.

Ich vermute mal, die Prozente beziehen sich auf die PWM?
Bedenke, daß man die Dimmung entsprechend der logarithmischen 
Empfindlichkeitskennlinie des Auges machen sollte, damit sich optisch 
gleiche Helligkeitsstufen ergeben.

von SonicHazard (Gast)


Lesenswert?

Hier nochmal Allgemein:
Alles hat seine Vor- und Nachteile. Eine LED mit Konstantstromquelle 
kann man per PWM An und Ausschalten und damit Dimmen. Flickerfrei wird 
das Ganze dann bei entsprechend hoher PWM-Frequenz. Allerdings nur für 
das träge menschliche Auge. Über eine Kamera betrachtet können je nach 
Frequenz immer noch Stroboskop-Effekte beobachtet werden. Eine Dimmung 
direkt über den Konstantstrom verhindert das Flimmern. Doch LED's, 
welche nicht nur monochromatisch leuchten und noch eine 
phosphorisierende Schicht besitzen (wie z.B weisse LED) ändern die 
Lichtfarbe mit dem Strom. Gerade bei kleinen Strömen ist der Effekt 
deutlich zu sehen. Man muss also je nach Anwendung entscheiden welche 
Dimmung sinnvoll ist.

von Luca O. (nautilus)


Lesenswert?

SonicHazard schrieb:
> Hier nochmal Allgemein:

Super Antwort, danke euch allen.

Frage: Nun kann ich ja unterschiedliche Frequenzen zum dimmen einsetzen.
 Zb: 100-400 oder aber den Bereich 1000-2500...

Wie wäre denn die Spannung im Verhältnis einzustellen, wenn ich eine KSQ 
über ein entsprechendes Board zur Verfügung stelle?


Diese KSQ hat z.B. einen PWM Eingang und unterstützt bis zu 2500HZ. 
Allerdings sprach c.b. vorhin von 310HZ. Kann ich mir das mit einer 
Formel herleiten?
 http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-und-Spannung/Konstantstromquelle-1400mA-1400mA.html

von posti (Gast)


Lesenswert?

Hi

Mir ist noch nicht ganz klar, was Du mit 'flickerfrei' meinst.
Keine Sprünge beim hoch-/runterdimmen
oder keinen Stroposkop-Effekt in der Kamera

Meine Überlegungen mit 'Stromglättung per Spule' passen Alle nicht, nur 
bei 50% PWM wäre der Strom geglättet und würde 'um ein festes Maß' herum 
'schwingen'.
Über 50% müsste der Stromfluß durch die Spule immer weiter zunehmen, 
unter 50% sich stetig verringern.

Vll. auch eine Möglichkeit, wir stellen über den PWM>50% die 
Hochdimm-Geschwindigkeit ein (50=0, 100=maximale Beschleunigung), unter 
50% die Runterdimm-Geschwindigkeit.

Nach Unten hätten wir 0V, 0A.
Nach Oben hätten wir hierbei nur die V begrenzt (durch den µC) - der 
Strom wäre nur durch die Spule begrenzt und somit wohl der LED bei jedem 
Mückenfurz ein frühzeitiges Ende bestimmt.

Oder man müsste aktiv den PWM blocken, wenn der Max-Strom erreicht ist.
(Shunt auf Fet, Dieser in die PWM-Leitung vor die Spule?)

Hmm, damit hätten wir Beide Flickereien erschlagen - nur die Ansteuerung 
ist nicht so trivial, wie beim normalen PWM.

MfG

von c.m. (Gast)


Lesenswert?

Luca O. schrieb:

> Diese KSQ hat z.B. einen PWM Eingang und unterstützt bis zu 2500HZ.
> Allerdings sprach c.b. vorhin von 310HZ. Kann ich mir das mit einer
> Formel herleiten?
> 
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-und-Spannung/Konstantstromquelle-1400mA-1400mA.html

ich benutze keine KSQ, sondern 12V an einem LED-Strip mit integrierten 
vorwiderständen.
die 310HZ ergeben sich aus der prescaler-teilung des atmega-interrupts 
den ich zur steuerung des MOSFETS verwende, der die strips ansteuert.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.