Veel van onze producten hebben achter de productnaam de toevoeging “AC”. Deze toevoeging geeft aan dat in deze producten AC LED-modules zijn ingebouwd. Bij deze technologie is een belangrijk deel van een gebruikelijke LED-module niet nodig. De voorschakelapparatuur.
Hoe werkt dat?
De onderstaande afbeelding legt de fundamentele werking van de hoogvolt-LED’s uit. De schakeling wordt direct op een gelijkgerichte wisselspanning bediend. De LED-keten – hier kunnen een groot aantal individuele LED’s of ook speciale COB-modules worden gebruikt – wordt met behulp van de controller aangestuurd.
Afhankelijk van de huidige hoogte van de sinusgolf schakelt de controller de schakelaars A-D en creëert dynamisch een LED-keten waarvan de som van de openingsspanningen net onder de huidige hoogte van de sinusgolf ligt. Omdat het aantal kanalen beperkt is, gebeurt dit in segmenten.
In dit voorbeeld is de momentane waarde van de sinusgolf nog zeer laag. Als gevolg daarvan worden slechts een paar segmenten aangestuurd. De rest van de keten blijft donker.
De volgende afbeelding toont de schakelaars zoals ze gelden voor toestand B:
Hier is het aantal verlichte LED’s al groter.
De reeks kan verder worden voortgezet totdat alle LED’s worden aangestuurd. Hieruit blijkt dat het aantal verlichte LED’s dynamisch met de sinusgolf toeneemt en afneemt. De toeschouwer merkt hier weinig van, omdat dit proces met het oog nauwelijks waarneembaar is. Hij neemt een gelijkmatig verlichte LED-keten waar.
In de onderstaande afbeelding werden de helderheidsverloop, de stroomverloop en de netspanning vastgelegd:
Voor deze meting werd een controller met zes niveaus gebruikt. Op de gele curve zijn de zes sprongen te zien zodra de segmenten worden ingeschakeld. Ook in de stroom (groen) zijn de sprongen merkbaar. De blauwe curve toont het verloop van de netspanning. Opvallend is dat er in de eerste tijd na de nuldoorgang nog geen licht wordt uitgestraald, omdat de onderste drempel eerst moet worden overschreden. Voor het helderheidsgevoel van de mens is dat geen probleem en de EMC-voorschriften (bijv. netinterferentie) worden ook nageleefd.
Het voordeel
Lampen zonder elektronische voorschakelapparatuur hebben minder onderdelen nodig. Dit heeft verschillende voordelen. De kosten worden verminderd doordat grote en dure componenten niet nodig zijn, en de kans op uitval is kleiner. Voor de mogelijke bedrijfsduur heeft dit nog een belangrijk voordeel: vooral de elektrolytische condensatoren die in elektronische voorschakelapparaten nodig zijn ontbreken hier volledig. Gebruikelijke AC/DC-omzetters bereiken typisch een levensduur van ongeveer 15.000 uur, terwijl deze technologie wel 50.000 uur of meer kan bereiken. Hierdoor ligt ze ongeveer gelijk met de levensduurverwachting van de LED. Voor de gebruiker is dit op twee manieren een voordeel: AC LED-modules zijn zeer efficiënt, dat wil zeggen zuinig in energieverbruik, en het complete systeem is ontworpen voor een zeer lange levensduur. Het vervangen van voorschakelapparatuur of de lichtbronnen is daarom volledig overbodig. Er ontstaan geen onderhoudskosten door het vervangen van onderdelen.
Een andere bedieningsmodus is volledig automatisch en zonder extra kosten in de module ingebouwd: Het gebruik van de modulen in noodverlichting. De module werkt met voedingsspanningen van 230V wissel- of gelijkspanning. Bij voeding met gelijkspanning nemen de lichtopbrengst, het vermogen en de verwarming minimaal toe.
De elektromagnetische compatibiliteit (EMC)
Voor de beoordeling van de EMC moeten verschillende factoren worden overwogen. Welke inspanning moet worden geleverd om de onvermijdelijke storingen van microcontrollers, vermogensomvormers of andere oscillerende schakelingen te elimineren? Hier biedt de LED-module aanzienlijke voordelen: deze schakeldelen bestaan niet in deze technologie! Bovendien zijn er eisen aan de immuniteit tegen bijvoorbeeld burst- en surge-impulsen. Om de immuniteit tegen deze geleidende storingen te waarborgen, is een relatief kleine ingangsversterker met slechts enkele passieve componenten nodig. Deze componenten beschermen de lamp tegen beschadiging.
Waar licht is, is ook schaduw!
Er moet een klein nadeel worden geaccepteerd (kunnen): omdat storingssignalen zoals bijvoorbeeld bursts op de netspanning worden gekoppeld, kan er tijdens de blootstelling lichte flikkering optreden. Een bijkomend voordeel is de lage harmonische vervorming (THD – Total Harmonic Distortions) van de opgenomen stroom (afbeelding 6). Deze waarde is een maat voor de niet-lineaire vervorming van de stroom en ligt hier op een zeer laag niveau.
AC LED-modules en dimmen
De dimming is echter niet zo soepel en gelijkmatig als bij gelijkspanningsgevoede LED’s met PWM- of analoge dimming. Als de stroomfasedoorloophoek zeer klein is gekozen en al in de stijgende curve weer wordt uitgeschakeld, kan het zijn dat de spanning in de buurt van een van de drempels ligt en de LED’s van dit segment flikkeren. Ook de meer of minder nauwkeurige werking van dimmers heeft invloed op het flikkeren.