Lichtfrequenz bei LED Bulbs nicht stabil.

Moderator: T.Hoffmann

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Patrickd
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Do, 13.12.12, 13:21

Hallo zusammen.
Ich habe verschiedenste LED Bulbs ausprobiert da ich keien Energiesparlampen mehr haben möchte.
Dabei ist mir eine Eigenschaft der Philips Lampen aufgefallen, die ich bisher bei keiner anderen Lampe die ich getestet habe finden konnte.

Hier die besagte Philips Lampe.
PHILIPS COREPRO LEDBulb 11W-60W AG 827 E27 19€
Die Obere Zahl ist die Lux Zahl die ich hier im abstand von 50cm Messe.
Die untere Zahl um die es mir hier geht ist die Feqenz in der die LED ihr licht abgibt.
https://www.dropbox.com/s/815xj0x68ma9o ... .01.18.mp4
Sofort nach dem Einschalten springt sie auf 100Hz.

Hier zum vergleich eine Toshiba.
Toshiba E Core LED Birne A E27 10W, warmweiß 34€
https://www.dropbox.com/s/6aoqotrutejhj ... .02.10.mp4
Die Frequenz ist so unregelmässig, dass ich keine vernünftige Messung durchführen kann.

Man merkt diesen Effekt nur sehr unterschwellig. Bewegungen in einer "unruhigen" Lampe wirken ungleichmässig. Man hat das Gefühl als würde alles ein wenig zittern.
Bei einer gleichmässigen 100Hz Frequenz hat man zwar immernoch kein Statisches Licht. Aber es wirk nicht so nervös.

Hat jemand ähnliche eErfahrungen oder Messungen gemacht?
Ich finde dies ist ein starkes Qualitätsmerkmal der Philips Lampe, sie wirkt von vornherein fast wie einer Glühbirne.
Ich würde mir eine solche Eigenschaft als technische Angabe auf den Packungen wünschen.
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Do, 13.12.12, 21:25

hi,

Teste mal die hier habe ich selber, ich finde die lampe unschlagbar Preis/Leistung....
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P.Sparenborg
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Fr, 14.12.12, 08:41

Alle mir bekannten LED lampen arbeiten mit bestimmten Schaltfrequenzen, dabei sind zwei grundsätzlich unterschiedliche Ansätze gängig:
LED Lampen mit Hochvolt LEDs:
Hier werden LEDs verwendet, welche durch Ihre interne Schaltung und Struktur des Halbleiters bereits für sehr hohe Spannungen ausgelegt sind. Dann werden mindestens zwei solcher Halbleiter(Reihenschaltungen) antiparallel zueinander geschaltet und mit mehr oder weniger komplexen Zusatzschaltungen ergänzt. Es gibt heute auch schon einige deutlich komplexere LEDs, welche über Halbleiterstrukturen verfügen, die sich bei unterschiedlichen Spannungen nach und nach einschalten um so die Einschaltflanken weniger steil zu gestalten oder die Schaltzyklen überlappen zu lassen. Die zusätzlichen Schaltungen können zum Beispiel die Schaltfrequenz noch mal anheben oder die Lampe vor Spannungsspitzen schützen. In jedem Fall gilt bei diesen Lampen eigentlich immer: Die Schaltfrequnzen sind relativ niedrig. Üblicherweise zwischen 100 und 200Hz. Die Philips Lampe wird sich sehr wahrscheinlich einer solcher Technik bedienen.

LED Lampen mit Schaltregler:
In solchen Lampen werden ganz normale LEDs verwendet und die Netzspannung mit Hilfe eines Schaltnetzgerätes auf das gewünschte Level gebracht. Diese Technik ist erheblich aufwendiger, als mit Hochvolt LEDs zu arbeiten, hat aber auch einige Vorteile: In der Regel sind solche Lampen deutlich effizienter und die Schaltfrequnzen solcher Lampen liegen fast immer sehr hoch. Die Schaltfrequenzen können je nach Typ des Schaltreglers üblicherweise im Bereich von einigen hundert KHz liegen! Dass dein Luxmessgerät bei solchen Frequenzen totalen Unsinn anzeigt ist daher klar.

Fazit: Deine Aussage, dass die Philips Lampe aufgrund der von dir getätigten Messung eine höhere Lichtqualität abgeibt kann ich nicht bestätigen. Im Gegenteil: Wenn du eine hohe Lichtqualität damit definierst, dass kein wahrnehmbares Flackern vorhanden ist, dann ist diese Philips Lampe im vergleich zur Toshiba Lampe erheblich schlechter. Eine Schaltfrquenz im Bereich von mehreren hundertausend Schaltungen pro Sekunde ist für den Menschen nicht wahrnehmbar und wird daher als vollkommen statischen Licht aufgenommen(So zumindest die aktuell gängige Lehrmeinung). Besonders im Vergleich zum deutlich wahrnehmbaren 100Hz flackern. Den massiven Unterschied sieht man übrigens sogar schon im Video: Die Toshiba Lampe erzeugt ein "statisches" Licht, die Philips Lampe erzeugt ein deutlich sichtbares Flimmern.
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Fr, 14.12.12, 09:08

In den USA ist es für das Energy Star Label AFAIK notwenig, dass das Leuchtmittel eine Restwelligkeit des Lichtstrom von unter 10% hat (wobei ich nicht weiß bei welcher Frequenz, bei 1 kHz aufwärts wären mir auch 100% Restwelligkeit egal, bei 50 Hz wären auch 10% schon zuviel... 50 Hz kommen in der Praxis nicht vor, sondern 100 Hz und da ist IMHO bei 10% Restwelligkeit die Grenze des erträglichen/gesundheitlich unbedenklichen/akzeptablen)

Ich würde mir diese Angabe nicht nur im Shop wünschen, sondern ein Gesetz, dass diese Angabe für alle Hersteller und Händler verbindlich vorschreibt!
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Achim H
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Fr, 14.12.12, 09:24

P.Sparenborg hat geschrieben:LED Lampen mit Schaltregler:
... Dass dein Luxmessgerät bei solchen Frequenzen totalen Unsinn anzeigt ist daher klar.
Das Einschwingen geht eigentlich recht zügig (dauert nur µs). Der Vorgang wiederholt sich aber einige Zehntausend mal je Sekunde.
Bild
Aus dem Datenblatt des TNY263 bis 268 (Schaltregler-IC)
Loong

Fr, 14.12.12, 10:43

CRI 93+ / Ra 93+ hat geschrieben:50 Hz kommen in der Praxis nicht vor, sondern 100 Hz und da ist IMHO bei 10% Restwelligkeit die Grenze des erträglichen/gesundheitlich unbedenklichen/akzeptablen
Auf welcher Seite der Grenze siehst du dann eine konventionelle Glühlampe (m = 10 %)?
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Fr, 14.12.12, 12:45

@Loong: dann sehe ich die genau auf der Grenze :-) bzw. man sollte ja neue Produkte eher verbessern. Außerdem fürfte die Restwelligkeit einer Glühlampe auch von deren Leistung und Bauform abhängen (mehr Masse am Glühfaden=weniger Restwelligkeit, sprich eine 100W-Glühlampe dürfte mehr "flimmern" als eine 35W Niedervolt-Halogenlampe)


@Patrickd:
Deine Messungen zeigen, dass das Philips-Leuchtmittel mit den unsäglichen 100 Hz flimmert, weshalb ich es vom Kauf als erste Reaktion kategorisch ausschließen möchte. Bei genauerer Betrachtung müsste man aber die Restwelligkeit kennen: wenn Dein Messgerät bereits sagen wir ab 3% Restwelligkeit die Frequenz erkennen kann und das Leuchtmittel hat 10% Restwelligkeit, dann wäre das durchaus noch OK.
Das Video selbst (durchlaufende Streifen) spricht allerdings für starke Restwelligkeit und damit dafür, dass man dieses Leuchtmittel besser NICHT kaufen sollte.

Das Toshiba-Leuchtmittel arbeitet offensichtlich mit MINDESTENS 15 kHz (vermutlich eher 50 bis 500 kHz), daher siebt entweder a) ein um Größenordnungen kleinerer und damit billigerer Kondensator die Welligkeit locker fast komplett weg, scheinbar aber gerade so, dass das Messgerät spradisch noch eine Frequenz erkennen kann. Oder b) (IMHO wahrscheinlicher) es wird nur Primärseitig gesiebt und die LED hat 100% Restwelligkeit, dies jedoch mit 50 bis 500 kHz, so dass es für das menschliche Auge und vermutlich auch für jedes Insektenauge wie ein kontinuierleiches Licht ist (nicht wirkt, dass es so wirkt unterstellt man ja schließlich leider auch schon bei nur 100 Hz).


@Lumitronix BITTE führt doch für alle aktuellen und für alle neu aufgenommen LED-Leuchtmittel eine Restwelligkeitsmessung des Lichtstroms für Frequenzen unterhalb von 500 Hz durch und fügt sie den Angaben im Shop hinzu.

Oder ermittelt zumindest alle Leuchtmittel mit weniger als 10% Restwelligkeit bei 100 Hz und schreibt dann werbewirksam dran "FLimmerfrei" oder "kein lästiges 100 Hz-Flimmern" o.Ä.

Am besten ihr nehmt Leuchtmittel, die bei <500 Hz mehr als 10% Restwelligkeit haben gar nicht mehr ins Sortiment auf!
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Sa, 15.12.12, 10:51

... sprich eine 100W-Glühlampe dürfte mehr "flimmern" als eine 35W Niedervolt-Halogenlampe)
Denke ich nicht.
Der Draht einer 100 Watt Glühlampe ist dicker als bei einer 35 Watt Halo und hat aufgrund dessen eine gewisse Trägheit (aufgrund der Masse glüht der Draht länger nach bzw. kühlt langsamer ab).
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P.Sparenborg
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Sa, 15.12.12, 13:03

Wir achten auf die Lichtqualität von Leuchtmitteln und prüfen diese nach Möglichkeit auch bevor wir diese verkaufen! Leider ist das aber nicht immer möglich, denn der damit verbundene Aufwand wird leider vom Kunden bei Retrofit Leuchtmitteln nicht bezahlt. Wir geben uns Mühe und versuchen dem Kunden die bestmögliche Kaufentscheidung zu geben: Gekauft wird aber sobald wir auch nur 50 Cent teurer sind bei einem anderen Händler. Darüber möchte ich mich nicht beschweren, aber leider kann ich daher auch nicht dafür garantieren, dass wir erheblichen Zusatzaufwand in diese Produkte stecken. Wir sind hier auf die Angaben der Hersteller angewiesen, nur in einzelnen Fällen wird es uns möglich sein die Lampen genauer zu untersuchen. Wir führen übrigens aktuell ca. 100 verschiedene Retrofit LED Lampen. Den Aufwand die vorgeschlagenen Daten für alle Lampen zu ermitteln schätze ich intern auf ca. 6.000 Euro.
Patrickd
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Sa, 15.12.12, 18:25

Ich wollte keinen Mehraufwand verursachen nur lediglich darüber diskutieren.

Zu der 100Hz Lampe und den Flimmern muss ich sagen, dass man das Flimmern im Video nicht real wahrnemen kann.
Das Flimmern im Video hat mit der Bildwiderholrate der Aufnahme zutun. Ähnlich dem sichtbarwerden des Zeilenaufbaus bei einem alten Röhrenfernseher wenn er mit einer Kamera gefilmt wird.
Die 100Hz der Philipslampe wirken Ruhig. Hingegen wirken die nicht stabilen wenn auch höherfrequenten Lampen nervös. Man hat ein Unwohlseinsgefühl. Wenn man mehrere gleichzeitig verwedet verschwindet dieser Effekt da sich die Frequenzen überlagern.

Das die wechelfrequenten höher pulsierenden Lampen also Qualitativ besser sind kann ich so nicht bejaen.

Ich werde nach und nach verschiedenste Lampen auf diese Weise testen und hier davon berichten.
Was ich mir auch zulegen werde, ist ein Spektroskop. Ich wünsche mir schon seit langem eine Spektrumangabe mit Spektrumbild auf den LED Lampen. Der Ra Wert ist mir dann doch etwas zu Surreal.
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So, 16.12.12, 16:28

Noch mal deutlich: Die Toshiba Lampe wechselt nicht die Frequenz. Die Frequenz ist stabil, allerdings so hoch, dass dein Messgerät diese nicht korrekt erfassen kann. Wenn man ein gleichmäßiges Licht als hohe Qualität bezeichnen möchte, dann ist die Toshiba Lampe technisch betrachtet von deutlich höherer Qualität als die Philips Lampe.
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So, 16.12.12, 16:37

Ich betrachte das sicher etwas naiv, aber für mein Verständnis sollte es bei einem
LED-Leuchtmittel gar keine Frequenz geben, höchstens beim Dimmen. Technisch
ist das doch nicht notwendig und praktisch doch sicher nur, weil das Ausnutzen der
Netzfrequenz einen einfacheren, preiswerteren Treiber erlaubt, oder?
Loong

So, 16.12.12, 18:53

stoske hat geschrieben:Ich betrachte das sicher etwas naiv, aber für mein Verständnis sollte es bei einem
LED-Leuchtmittel gar keine Frequenz geben, höchstens beim Dimmen.
Ein Netzteil mit 0 % Restwelligkeit auf dem Ausgangsstrom/der Ausgangsspannung ist technisch unmöglich. Es stellt sich die Frage, wieviel Restwelligkeit man bereit ist zu tolerieren. Niederfrequente Restwelligkeit aufgrund der gleichgerichteten Netzspannung ist dabei kritischer, weil sichtbar, als Restwelligkeit aus der Strom- bzw. Spannungserzeugung.

Ich habe das mal gemessen und den Lichtstrom oszillografiert, allerdings nicht bei LED-Leuchtmitteln.
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So, 16.12.12, 19:49

Also wenn ich eine Handvoll LED an ein Netzteil anschliesse, dann wellt da gar nichts.
Und wenn doch, dann jedenfalls nicht in einem Rahmen über den man reden müsste.
Loong

So, 16.12.12, 19:55

stoske hat geschrieben:Also wenn ich eine Handvoll LED an ein Netzteil anschliesse, dann wellt da gar nichts.
Sicher wellt da was, auch wenn du es nicht siehst. Ein Netzeil mit 0 % Restwelligkeit gibt es nicht. Bei einem gerade zufällig ausgewählten Netzeil aus dem hiesigen Shop findest du die Restwelligkeit im Datenblatt.
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So, 16.12.12, 22:44

Ein Netzeil mit 0 % Restwelligkeit gibt es nicht.
Nein. 0% im Sinne von mathematisch 0 natürlich nicht (0 ist die Pistole des Mathematikers :) ) Aber 0.1% oder auch weniger sind problemlos machbar. Sonst hätten ja auch Audio-Anlagen noch ein Netzbrummen und das würde niemand akzeptieren. Schon ein einfacher 78XX Regler bringt es auf unter 0.1%. Aber bei Standard-Netzteilen für Beleuchtungszwecke oder Ladegeräte gebe ich Dir recht, da geht die Effizienz vor. Und eine Restwelligkeit von weniger als 5% dürfte bei diesen Anwendungen wohl auch niemand merken.
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stoske
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So, 16.12.12, 23:45

Ja, aber das ist doch um Größenordnungen weiter weg, als das was der TE mit merkbarem
Zittern beschreibt. Dafür gibt es definitiv keine technische Notwendigkeit.
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Mo, 17.12.12, 12:57

Das "Zittern" kann ich mir weder erklären noch vorstellen und ass bei der Philips-Lampe natürlich NICHT das 100Hz-Flimmern, sondern aufgrund der nichts syncronen Bildabtastung hier eben durchlaufende Streifen sichtbar sind ist schon klar. Bei anderen Kameras oder anderen Einstelleungen kann das auch verschwinden oder stärker werden.

Bei der Toshiba-Lampe wird es aber vermutlich nur mit einer imaginären Hyper-Höchstgeschwindigkeitskamera möglich sein, einen ähnlichen Effekt zu bemerken. Und auch das Menschliche Auge dürfte erheblich zu träge sein. Da glaube ich eher an einen Defekt oder Wackelkontakt bei diesem Exemplar, ist aber IMHO auch eher unwahrscheinlich, dass hätte man ja wohl doch deutlich gemerkt.
Borax
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Mo, 17.12.12, 13:45

Da hilft nur eine Photodiode am Oszi... Ich werde mir aber deswegen keine Toshiba-Lampe kaufen. Aber vielleicht hat ja jemand so eine (und ein Oszi zu Hause). Ich könnte höchstens anbieten, das mal bei einem LG-Spot zu probieren (http://www.leds.de/LED-Lampen-und-Leuch ... ss-60.html ). Andere Retrofit hab ich (bisher) nicht. Aber bei diesem Spot (am klassischen Ringkerntrafo) konnte ich bisher keinerlei Flimmern wahrnehmen (kann aber auch an mir liegen).
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