Neuer Baustein für treiberlose Ansteuerung von LEDs bietet neue Gestaltungsmöglichkeiten

Seit vielen Jahren werden Versuche unternommen mit treiberlosen Schaltungen bzw. LEDs an Wechselstrom. Nun stellte das Unternehmen euroLighting den Baustein IC EL01 vor, der die Standardfrequenz der LED auf 100 Hz anhebt und mit wenigen zusätzlichen Bauelementen den Direktbetrieb an 230V ermöglicht – ohne für das menschliche Auge sichtbares Flackern. Schaltnetzteile sollen damit überflüssig werden. Die treiberlose Ansteuerung der LED – egal welcher Hersteler – wird endlich Realität.

Neben dem Flackern behebt das speziell entwickelte Bauteil eine weitere Schwachstelle von LEDs: Die Stromversorgung durch Wechselstrom ist effizienter und die Produktionskosten werden gesenkt. Hierzu wird durch den IC EL01 die 230-V-Netzwechselspannung gleichgerichtet und ohne Glättung einem Wechselspannungsdirekttreiber zugeführt. Benötigt werden dazu keine Kondensatoren und keine Induktivitäten (außer zur Entstörung), so dass die Bauform der Platine im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sehr klein ausfällt bei niedrigen Produktionskosten.

Denn normalerweise bestehen – wie ihr wisst – die Netzteile der LEDs aus Elektrolytkondensatoren, Widerständen, Spulen, Drosseln, Induktivitäten, Brückengleichrichtern und anderen Bauelementen – alles zusammengefasst auf einer großen Platine. Alleine die Treiber verbrauchen dabei 10 bis 20 Prozent ihrer Leistungsfähigkeit und benötigen noch dazu viel Platz. Und sie stören immer noch viel zu oft Radio- und Fernsehempfang. Hinzu kommt, dass die Elektrolytkondensatoren eine deutlich begrenzte Lebensdauer haben, da das Elektrolyt durch die hohen Umgebungstemperaturen der Schaltung mit der Zeit austrocknet. Zwar bieten einige Hersteller Hochtemperatur-Elkos für bis zu 110 °C an, doch die meisten LED-Lampen besitzen nur eine niedrige Lebensdauer. Zeit also, dass sich auf dem Markt der LED-Treiber endlich was tut.

Das Problem bisher: Wenn man LEDs an Wechselstrom anlegt, dann flackern sie sichtbar. Die Hersteller haben dies versucht zu unterbinden, indem sie die Standardfrequenz von 50 oder 60 Hz auf über 100 Hz verdoppelten. Das menschliche Auge nimmt dann das Flackern aufgrund seiner Trägheit wie bei einem Film mit einer gewissen Bilderfrequenz einfach nicht mehr wahr. Auf diese Weise können LEDs, die für Spannungen zwischen 2 V und 70 V spezifiziert sind, direkt angesteuert werden. Die Ergebnisse sind zufriedenstellend und die wenigen zusätzlich benötigten Bauelemente werden neben den LED-Chips auf der Platine montiert und lassen sich direkt mit 230 VAC betreiben. Man nennt diese Technologie auch treiberlos und in den vergangenen Monaten wurde hier auch schon viel darüber diskutiert.

Während die einen meinen, dass nackte AC („treiberlose“) LEDs nicht die beste Idee sind, haben andere bereits einen Schritt weiter gedacht und diverse Lösungen auf den Markt gebracht. Dazu gehören Seoul Semiconductor mit dem Acriche-Modul oder Citizen mit dem Modul CL-L 163. Auch der neu vorgestellte Chip IC EL01 (von euroLighting) wird mit 230 V angesteuert. Er hebt die Frequenz auf 100 Hz an und versorgt die LEDs mit einer Spannung von ungefähr 70 VDC. Der Vorteil dieses Chips ist, dass er viele LEDs diverser Hersteller ansteuern kann und sich für Betriebsspannungen zwischen 2,2 und 70 V DC eignet. Damit lassen sich die bisher genutzten DC-LED-Chips (beispielsweise von Bridgelux, Citizen, Cree, Nichia, Seoul Semiconductor) weiter verwenden. Und zwar direkt an 230 V angeschlossen und ohne Flackern.

Das Ergebnis beschreiben viele deutsche Fachmedien als „verblüffend“: Das IC EL01 erzeugt ein Licht mit LEDs, das gleichmäßig und flimmerfrei vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Erste flimmerfreie Lichtquellen bis zu 80 W sind bereits realisiert und die gesamte Schaltung erzeugt überraschend wenig Wärme. Ein im IC ebenfalls integrierter NTC (Negative Temperatur Coefficient) regelt die Lichtleistung je nach Temperatur und fährt die Leistung automatisch herunter, falls es zu einer Übertemperatur kommt. Inzwischen ist das Modul bereits in einigen Fertigprodukten wie LED-Röhren, Flächenleuchten, Retrofit-Lampen, High-Bay-Strahlern integriert, denn es ist kostengünstig und zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer sowie Kosten- und Platzersparnis aus. Das schafft zusammen mit dem Fakt, dass LEDs jeglicher Hersteller genutzt werden können, neue Möglichkeiten in der Gestaltung neuer Produkte. Und es ergeben sich neue Konstruktionen für flächenhafte und extrem kompakte Leuchtmittel, denn Leistungen von über 100 W und einen Lichtstrom >10.000 lm und mehr sind realisierbar. Ich denke, dass dies der Durchbruch für die treiberlose Ansteuerung von LEDs ist, was meint ihr?