Funktionsweise Achriche-Hochvolt-Wechselstrom-LEDs

[CRI 93+ / Ra 93+]

Hallo,

weiß jemand, wie die Achriche-LEDs, die direkt an 110 oder 230V betrieben werden können funktionieren?

EDIT:
Im Datenblatt unter "Operating instructions of AX32X0" steht, dass die AX3200 (100V-Version) mit 40 mA RMS betrieben wird und je nach Vorward-Voltage-Bin für 100V 210 bis 275 Ohm und für 110V 400 bis 500 Ohm vorgeschaltet werden müssen.
Für die AX3220 (200V-Version) gelten 20 mA RMS und bei 220V 2 kOhm und bei 230V 2,45 kOhm.
Das sieht mir in der Tat danach aus, als dass intern ganz einfach viele einzelne LED-Chips à 3V in Reihe geschaltet sind. Ich tippe anhand der Vorwiderstände auf 30 LEDs bei der 100V-Version und 60 LEDs bei der 230V-Version.
Der notwendige Vorwiderstand trägt natürlich auch zum relativ schlechten Wirkungsgrad bei, immerhin ist der bei den Helligkeitsangaben bereits mit berücksichtigt.
Wenn man 60 normale weiße LEDs in Reihe schaltet, einen Gleichrichter Vorschaltet und 2,45 kOhm davor, dürfte man ein ganz ähnliches Ergebnis haben. Aber Vorsicht: nur mit Netzspannung hantieren, wenn man weiß, was man tut!!!


Auf der Electronica 2008 in München hat mir ein Mitarbeiter von Seoul/Acriche (am Stand stand Acriche, nicht Seoul, die P7 usw. waren aber auch zu sehen) erzählt, dass es sich um eine völlig andere Technik als bei herkömmlichen LEDs handele, sowas in Richtung Stapel vieler kleinerer LEDs (das Gespräch fand auf Englisch statt), d.h. man könnte vermuten, dass es eine Reihenschaltung vieler kleiner LEDs ist und ganz vorne davor sitzt noch ein Gleichrichter. Wenn es tatsächlich so ist, dürften bei der 230V-Variante ca. 100-110 LEDs in Reihe geschaltet sein.

Weiß jemand genaueres über den Aufbau, bzw. die Funktionsweise? Stimmen meine obigen Vermutungen unter "EDIT"?

Die LED flimmert sicherlich mit 100 Hz, ich denke mal, das wird sich nicht vermeiden lassen (?) (einfach mal die LED schnell bewegen, dann sieht man sofort die Dunkelpausen)

Wie stellt Seoul sicher, dass Spikes auf dem Netz --- die durchaus extrem kurzzeitig auch mal 2000 bis 6000 Volt betragen können --- der LED nichts ausmachen? ---> vermutlich stellt der Vorwiderstand sicher, dass die abgefangen werden.

Hat jemand mal ein Extreme-Closeup der LED fotografiert, aus dem man möglicherweise erkennen kann, ob sich im Innern ca. 30 bzw. 60 einzelne LED-Chips befinden?

[Achim H]

ich denke, dass die Widerstände zwingend erforderlich sind. Irgendwie muss man auch hier den Led-Strom einstellen können. Im Datenblatt habe ich jedoch nichts gefunden, das darauf hinweist, dass dort mehrere Dies verbaut sind.

Datenblätter zu den Acriche Leds (2 Watt + 4 Watt, 110/115V~ + 220/230V~, Emitter + PCB) gibt es hier:
http://www.acriche.com/en/product/prd/acriche.asp

Ein Flimmern mit 100Hz nimmt das menschliche Auge nicht mehr wahr, wenn die Led nicht bewegt wird.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Das mit Widerständen habe ich auch gerade gelesen (siehe mein Edit).
Die Vorwiderstände und dass diese sich von 100 zu 110V doch bereits sehr stark ändern lässt mich eine Reihenschaltung meherer Dies vermuten.

100 Hz Flimmern nimmt man in der Tat nicht mehr bewusst wahr, solange man selbst oder die Lichtquelle sich nicht bewegt. Allerdings auch nur dann nicht. Besonders VW hat bei vielen LED-Bremsleuchten die geringere Helligkeit per unglaublich niedriger PWM-Frequenz und wenn man eine Kurve fährt und aus dem Augenwinkel so ein LED-Bremslicht sieht, kann man sehr gut den eigentlich im Straßenverkehr vorboten gehörenden Effekt sehen, dass man dann in gewissen Abständen das Licht an und aus sieht.

Im Zimmer ist dieser Effekt weniger relevant, allerdings ermüdet auch mit 100 Hz flimmerndes Licht von Leuchtstoffröhren ohne elektronisches Vorschaltgerät oder aber auch dass der Achriche-LEDs selbst dann schneller, wenn man das Flimmern nicht mehr bewusst wahrnehmen kann. Es ermüdet einfach nur. (Als Einschlaflicht evtl. geeignet

Etwas Off-Topic:
Ein flimmerfreier LCD-TV strengt die Augen ja auch etwas weniger an, als ein Röhren- oder Plsama-TV mit evtl. gar noch 50 Hz. Röhre oder Plasma mit 100 Hz ist dann schon nicht mehr so schlimm.
Richtig schlimm sind aber 3D-Kinos mit Shutter-Brillen, die die Bildwechselfrequenz nochmal halbieren, deshalb: 3D-Kino taugt nur mit Polarisationsbrille, dank zirkularer Polarisation muss man die Augen auch nichtmal mehr Waagerecht halten.
3D-Kinos in Deutschland
Die neuen 3D-Techniken im Überblick
Viele berichten von Kopfschmerzen nach dem mit aktiver Shutterbrille geguckten Film. Mit passiver Polarisationsbrille passiert das nicht.

[rbt]

das mit der reihenschaltung habe ich auch an anderer stelle schoneinmal gehört, scheint tatsächlich so zu sein.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Hat vielleicht jemand so eine Achriche-LED und die Möglichkeit mit Vorwiderstand die Spannung (darf auch Gleichspannung sein, bzw. sollte es zum Testen sogar sein) mal langsam von 100 auf 200 Volt zu erhöhen. (für die 200V (230V)-Version)

Ich würde erwarten, dass sich bis ca. 150 V noch nichts tut, ab 160..170V die Helligkeit schon sehr hoch ist und bei ca. 185 bis 190 V die volle Helligkeit erreicht ist (der Strom sollte dabei im Auge behalten werden, er sollte nicht über 20 mA steigen)

Wenn das Verhalten ungefähr hinkommt, dann kann man fast sicher sein, dass in der LED 60 in Riehe geschaltete 20 mA-Chips stecken (bei 20 mA im Durchschnitt bekommen sie an Wechselstrom mit den im Datenblatt angegebenen Vorwiderständen allerdings 100 x pro Sekunde bis zu 60 mA Spitzenstrom ab).

Wenn die sicherheitsprobleme nicht wären, könnte man das ganze ja auch selbst aus einzelnen LEDs bauen. Möglicherweise sind einige LED-Spots mit 60 LEDs ja sogar genau so aufgebaut ---- wenn ja, dann hätte das den Vorteil, dass auf einen Vorgeschalteten Kondensator verzichtet werden kann und dieser damit nicht in einigen Jahren u.U. durchschlagen könnte, außerdem bekommen sie so beim Einschalten keinen kurzzeitigen hohen Stromimpuls ab und dimmbar wären sie auch noch (wenn denn handelsübliche Dimmer i.d.R. nicht gerade eine Mindestlast von 40 Watt verlangen würden)

[unoptanium]

Moin.



Das ist ja mal eine Idee.
Aber durch den pulsierenden hohen Strom wird die LED ja nie bei
ihrem maximalen Wirkungsgrad betrieben.
Bei 60mA kommt ja nix besonders gutes bei raus bei standard 5mm LEDs.

In Sachen Lebenserwartung dürfte das sicherlich keine Rolle spielen,
da diese ja nur mit der effektiven Wärmeentwicklung zu tun hat, welche
hier ja durch den pulsierenden Betrieb wieder im Nennbereich ist.

Wie würde sich solch eine Schaltung bei Transienten verhalten?
Klar, durch die steile Kennlinie halt mal 150mA Spitze.
Eine Standart-LED sollte das aber locker verkraften, auch wenn das
100 mal am Tag vorkommt.
Also ich hätte fast den Verdacht, dass dann z.B. 120 LEDs antiparallel drin sind.



Gruß, unoptanium

[CRI 93+ / Ra 93+]

Der wirkungsgrad ist allein wegen des Notwendigen Widerstands nicht optimal. Andererseits werden bei den meisten netzteilen auch mindestens 20% in Wärme verbraten.

Antiparallel sind die LEDs da sicher nicht drin, das wäre blödsinn, erstens würden die nicht leuchtenden dann immer mit Rückwärtsspannung gestresst und zweitens sind doppelt so viele (statt der geschätzen 60 in Reihe dann 2x60=120) erheblich teurer als ein doofer Brückengleichrichter, weshalb sicherlich dieser eingebaut sein wird.

[Achim H]

Ich glaube noch nicht einmal, dass ein Brückengleichrichter eingebaut ist. Im Datenblatt einer Acriche-Led in Platinen-Version (230VAC/4W) ist auf Seite 3 ein Bild dargestellt. Und darauf ist neben den Widerständen eine Diode (Melf oder ähnlich) zu sehen. Daraus schlussfolgere ich, dass gerade einmal eine Einweg-Gleichrichtung vorgenommen wird. Das würde aber bedeuten, dass das Licht nur mit 50Hz flimmert.

mfg Achim

[Jan-et]

Aber 50Hz kann man gerade bei Leuchtdioden durch das schneller ansprechverhalten sehen, auch wenns nur im Augenwinkel ist. Ich denke, wenn diese Lampe mit 50Hz flimmer würde hätte sich schon jemand beschwert hier im Forum.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Wenn sie flimmert, dann flimmert sie mit 100 Hz, da sicherlich ein Brückengleichrichter enthalten ist, der dafür sorgt, dass sowohl bei den 50 positiven, als auch den 50 negativen und damit insgesamt 100 Halbwellen pro Sekunde Strom fließt.

[katze_sonne]

Ich denke, wenn diese Lampe mit 50Hz flimmer würde hätte sich schon jemand beschwert hier im Forum.

In den Bewertungen einer der Acriches steht das als negativer Punkt drin - sie flimmert... (in wie weit diese Bewertung jetzt stimmt weiß ich natürlich nicht...)

[CRI 93+ / Ra 93+]

Aha. Bis jetzt gibt es noch kein einziges Anzeichen dagegen, dass die Acriche einfach nur eine Reihenschaltung vieler Einzel-LEDs ist. Hätte ich das mit dem Vorwiderstand mal eher im Datenblatt nachgelesen... Als diese LED bei heise oder golem Angekündigt im Ticker erwähnt wurde, hatte ich mir noch den Kopf zerbrochen, wie man denn wohl eine Hichspannungs-Wechselstrom-LED realisieren soll. Der Vorwiderstand, der sich bei geringer Spannungsänderung schon sehr stark ändert sagt aber schon fast alles.

Mit 100 Hz flimmert sie übrigens, weil sie ja (HOFFENTLICH) in beiden Halbwellen leuchtet, wenn nur in einer Halbwelle (und dann mit 50 Hz) wäre das ja ein echtes Armutszeugnis --- allerdings kann das ja schon deshalb nicht sein, weil man sonst bei einer Reihenschaltung die Polarität beachten müsste. Also ist mit Sicherheit ein Brückengleichrichter integriert, der dafür sorgt, dass in jeder der 100 Halbwellen, die man bei 50 Hz hat Strom durch die LED fließt.

Hat denn niemand diese LED rumliegen und kann mal Vorsichtig von 150 auf 200 V (mit Vorwiderstand) die Spannung hochdrehen, den Strom messen und berichten, was passiert? Oder muss ich mal eine bestellen...

[unoptanium]

Hi, CRI


Musst wohl mal eine bestellen.
Oder nimm besser gleich eine Hand voll, die zerplatzen sicher schnell
beim Experimentieren

Aber wenn die flackern, einen eher bescheidenen Wirkungsgrad haben,
bedenklich hohe Betriebsspannungen, was zu Einschränkungen beim Einsatz führt,
einen nicht gerade günstigen Preis...

Also wenn die Dinger nicht voll dimmbar sind, sind sie ja eigentlich für so
gut wie gar nix zu gebrauchen *läster*



Gruß, unoptanium

[CRI 93+ / Ra 93+]

Sie brauchen kein Netzteil, nur einen Vorwiderstand, damit sind sie extrem kompakt und sollten eigentlich auch extrem langlebig sein können --- wenn anderswo durch zu viele Schaltspiele oder ausgetrocknete Elkos das Netzteil hinüber ist, juckt das eine Acriche nicht die Bohne.
Dass die bei den von mir vorgesehenen Untersuchungen platzen, wage ich mal ganz stark zu bezweifeln: durch einen 2450 Ohm-Vorwiderstand fließt erst bei wirklich extrem hohem Spannungen WEIT jenseits der 1000 Volt ein Strom, der dazu reichen würde, aber dann platzt als erstes mal der Widerstand... und gleichzeitig zündet über dem verbrannten Widerstand ein Lichtbogen und dann platzt die Achriche doch. Aber wie gesagt: das müsste man böswillig/mutwillig provozieren

[unoptanium]

Moin.


Dann fehlt ja jetzt noch die Schaltung aus 72 Nichia Superflux mit
Vorwiderstand an 230V, oder?
Das wären über 900 Lumen bei 30mA.
Und bei 50 erstmal

Ok ich hab zwar wenig Zeit, aber wenn ich jemand finde, der die
Dinger bezahlt, bau ich mal schnell eine schöne Lampe da draus

Obwohl... Das ist schon wieder fast genial. Da kann man ruhig 1...2 mal im Jahr
sein Taschengeld verbraten.
Aber wegen der Effizienz: Wäre da nicht ein schöner Gleichrichter,
ein MKP Kondensator statt Elko und vielleicht noch ein VDR oder eine
Schutzdiode etwas genauso langlebiges wie die Acriche (theoretisch) ohne Flimmern
und mit immer noch über 100 Lumen pro Watt ab Steckdose?

Ärgerlich wäre es nur, wenn da mal eine einzelne LED keine Lust mehr hat.
Dann muss man sofort was machen, wenn man die Lampe noch braucht.



Gruß, unoptanium

[CRI 93+ / Ra 93+]

Mit Elko wird das ganze dann ja schon wieder aufwendig und teuer, im Fall der Achriche verzigfacht das den Platzbedarf, bei 72 einzel-LEDs sieht das wieder anders aus. Allerdings ist dann nix mehr mit Dimmen, sobald ein elko im Spiel ist. Außerdem hat man einen sehr hohen Einschaltstrom, den man begrenzen muss und durch den Elko steigt die mittlere Spannun auch auf einen höheren Wert.

Ich hatte mit sowas ähnliches auch schon überlegt (allerdings mit warm-weißen Samsung-LEDs statt Superflux). Mit LTSpice kann man den Stromverlauf gut simulieren. Das flimmern lässt sich zumindest deutlich reduzieren, wenn man z.B. einen Gleichrichter und danach 1kOhm vorschaltet und dann erstmal den Elko, da bringen auch schon 10µF etwas und dann nochmal 1 kOhm und danach die LEDs.

Falls eine ausfällt kann man jeder einzelnen LED eine Zenerdiode parallel schalten (3,9 bis 4,2 V), die kosten 1-4 Cent.

[Synthy82]

Dimmen mit Elko geht schon, aber dann nur mit einem Phasenabschnittdimmer.

Weiß eigentlich einer, wie die Dulux EL DIM von Osram funktionieren? Haben die irgendwie n IC drin, der sich die Signalform ankuckt und danach dann die Lichtleistung einstellt? Oder wird da auch einfach nur drüberintegriert?

[CRI 93+ / Ra 93+]

Phasenabschnittdimmer gingen schon, das ist richtig. Allerdings sind die absolut nicht Standard. Auch Sinusdimmer gingen, die sind aber noch weniger Standard.

Die Osram-Leuchten funktionieren vermutlich auch mit Triac-Dimmer (das sind immer Phasenabschnittdimmer) und haben vermutlich eine Induktivität integriert, gucken sicher vermutlich außerdem noch die Signalform an. Energiesparlampen laufen ja mit relativ konstanten 60-70V, das kann man eigentlich nur über den mittleren Strom dimmen (eine Art Hochfrequente Pulsweitenmodulation dürfte da zum Einsatz kommen)

[Mirfaelltkeinerein]

Zu den Acriche-LEDs steht hier drin, dass die elektrisch aus zwei antiparallel geschalteten, langen Strängen LEDs bestehen. Die befinden sich aber auf einem einzelnen Substrat, deshalb dürfte es etwas schwierig sein, die Einzel-LEDs unter dem Leuchtstoff auszumachen.

[Beatbuzzer]

Zu den Acriche-LEDs steht hier drin, dass die elektrisch aus zwei antiparallel geschalteten, langen Strängen LEDs bestehen. Die befinden sich aber auf einem einzelnen Substrat, deshalb dürfte es etwas schwierig sein, die Einzel-LEDs unter dem Leuchtstoff auszumachen.

Im anderen Thread gibt es ja mittlerweile ein Bild. Bei der 115V Version wäre es sogar möglich, die 2x 36Stück antiparallel zu schalten, dann leuchtet immer ein Strang pro Halbwelle.