Flimmern und Lichtmodulation

Frequenzbereiche

Sichtbares Flimmern wird bis zu einer Frequenz von etwa 80 Hz wahrgenommen. Bei Frequenzen von 80 Hz bis 2 kHz können Stroboskopeffekte oder Phantom-Array-Effekte auftreten. Bei noch höheren Frequenzen kann es bei technischen Geräten wie Kameras und Barcode-Scannern zu technischen Störungen kommen.

Niederfrequenz (Hz)

• Sichtbares Flimmern (~ bis zu 80–100 Hz) – sowohl das Auge als auch die Lichtquelle befinden sich in einer festen Position.
• Stroboskopeffekte (80 Hz–2 kHz) – ein beleuchtetes Objekt, das sich bewegt, während das Auge in Ruhe ist.
• Phantom-Array-Effekt (80 Hz–2 kHz) – Das Auge bewegt sich über eine Lichtquelle in fester Position.

Hochfrequenz (>2 kHz)

• Störung anderer technischer Geräte wie Kameras, Barcode-Scanner u. a.

Einfluss des Treibers

Der Treiber hat einen großen Einfluss auf die Lichtqualität, denn er regelt den Strom, der der LED zugeführt wird. Die Lichtleistung einer LED hängt vom Betriebsstrom ab. Selbst kleine und kurzzeitige Abweichungen vom gewünschten Betriebsstrom wirken sich direkt auf die Lichtleistung aus. Diese unerwünschten Schwankungen oder Abweichungen vom gewünschten Betriebsstrom werden als Lichtwelligkeit bezeichnet.
Die Begriffe „Perception of Short-term Light Modulation (PstLM)“ (Wahrnehmung kurzzeitiger Lichtmodulation) und „Stroboscopic Effect Visibility Measure (SVM)“ (stroboskopische Sichtbarkeitsmessung) umfassen Welligkeit, Wellenform und Frequenz. Die Werte für PstLM und SVM bilden das wahrgenommenen Flimmern bzw. die TLA dementsprechend genauer ab.

Dimmen von LEDs

Zum Dimmen in gewerblichen Umgebungen werden in Treibern drei Haupttechnologien eingesetzt. Die Treiber werden analog über Phasenimpuls (1–10 V) oder digital (z. B. DALI) gesteuert. Dies geschieht über separate Steuerleitungen. Die Wahl der Steuerart selbst hat keinen Einfluss auf Flimmern oder TLA. Der entscheidende Faktor ist die für den Treiber gewählte Steuerungsmethode.

• Pulsweitenmodulation (PWM) heißt, dass die LEDs mit einem modulierten festen Betriebsstrom betrieben werden. Die Frequenz kann je nach Wahl des Treibers unterschiedlich sein.
• Konstantstromreduktion (CCR)/Amplitudenmodulation (AM) heißt, dass der zu den LEDs fließende Strom heruntergeregelt wird, wodurch sich die Lichtleistung verringert.
• Hybrid-Dimmung ist eine Technologie, die die oben beschriebenen Systeme kombiniert. Bei höheren Lichtströmen wird die AM-Technologie verwendet, bei niedrigen Lichtströmen (< ~35 %) schaltet der Treiber automatisch auf die PWM-Technologie um.

Grenzwerte und Messmethoden

Am 1. September 2021 trat die EU-Ökodesign-Verordnung 2019/2020 in Kraft. Sie legt Grenzwerte für sichtbares Flimmern (PstLM) und stroboskopische Effekte (SVM) fest. Hierbei ist zu beachten, dass die Grenzwerte derzeit nur für netzbetriebene LED-Leuchtmittel gelten, d. h. für Nachrüst- oder Wechselstrommodule. Leuchten mit einem separaten Treiber, der an ein oder mehrere LED-Module angeschlossen ist – die üblichste Lösung – fallen nicht unter die Anforderungen.

• Sichtbares Flimmern – gemessen im Frequenzbereich 0–80 Hz. Angegeben als PstLM. PstLM ist die Abkürzung für „Perception of Short-term Light Modulation“ (Wahrnehmung von kurzzeitiger Lichtmodulation). Gemäß der Ökodesign-Verordnung beträgt der maximal zulässige PstLM-Wert 1,0.
• Stroboskopeffekt – gemessen im Frequenzbereich 80 Hz–2 kHz. Angegeben als SVM. SVM ist die Abkürzung für Stroboscopic Visibility Measure (stroboskopische Sichtbarkeitsmessung). Gemäß der Ökodesign-Verordnung beträgt der maximal zulässige SVM-Wert 0,4.
• Phantom-Array-Effekt – derzeit gibt es noch keine vorgeschlagene Messmethode, aber die Arbeit daran läuft.

Weitere Informationen zu Flimmern und TLA finden Sie auf der Website der schwedischen Beleuchtungsbranche: belysningsbranschen.se