Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die primär für den Betrieb mit Gleichstrom (DC) konzipiert sind. Das Anschließen einer LED direkt an Wechselstrom (AC) kann zu verschiedenen Problemen führen, die sowohl die Funktionalität als auch die Lebensdauer der LED beeinträchtigen.
Verhalten von LEDs bei Wechselstrom
Wenn eine LED an eine Wechselstromquelle angeschlossen wird, durchläuft sie in jeder Periode des Wechselstroms sowohl eine positive als auch eine negative Halbwelle:
Positive Halbwelle: Während dieser Phase liegt die Spannung in Durchlassrichtung an der LED an, wodurch sie leuchtet.
Negative Halbwelle: Hierbei liegt die Spannung in Sperrrichtung an. Da LEDs jedoch nur eine geringe maximale Sperrspannung von oft nur wenigen Volt besitzen, kann die anliegende negative Spannung zu einer Überschreitung dieser Grenze führen und die LED beschädigen oder zerstören.
Zudem führt der ständige Wechsel zwischen Leuchten und Nicht-Leuchten zu einem wahrnehmbaren Flackern, insbesondere bei niedrigen Frequenzen des Wechselstroms.
Schutzmaßnahmen für den Betrieb an Wechselstrom
Um LEDs dennoch an Wechselstrom betreiben zu können, sind bestimmte Schutzmaßnahmen erforderlich:
Antiparallele Diode: Durch das Hinzufügen einer Diode in entgegengesetzter Richtung parallel zur LED kann die negative Spannung abgefangen werden. Diese Diode leitet den Strom während der negativen Halbwelle um die LED herum, wodurch die Sperrspannung der LED nicht überschritten wird. Allerdings leuchtet die LED weiterhin nur während der positiven Halbwelle, was zu einem 50-Hz-Flimmern führt.
Brückengleichrichter: Eine effektivere Methode ist die Verwendung eines Brückengleichrichters, der die Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt. Dies ermöglicht der LED, in beiden Halbwellen zu leuchten, wodurch das Flackern reduziert wird. Ein nachgeschalteter Glättungskondensator kann das Flimmern weiter minimieren.
Vorwiderstand: Unabhängig von der Methode ist es essenziell, einen geeigneten Vorwiderstand zu verwenden, um den Strom durch die LED zu begrenzen und somit eine Überlastung zu verhindern.
LEDs für den direkten AC-Betrieb
Es existieren spezielle LEDs, die für den direkten Betrieb an Wechselstromnetzen ausgelegt sind. Diese integrieren interne Schaltungen, die die Wechselspannung in die erforderliche Gleichspannung umwandeln und gleichzeitig den Strom begrenzen. Solche LEDs sind jedoch spezifisch dafür konzipiert und nicht mit Standard-LEDs zu verwechseln.
Fazit
Das direkte Anschließen einer herkömmlichen LED an Wechselstrom ohne entsprechende Schutzmaßnahmen kann zu deren Beschädigung oder Zerstörung führen. Für den sicheren Betrieb sollten daher geeignete Schutzschaltungen implementiert oder speziell für Wechselstrom entwickelte LEDs verwendet werden.
©DELiver-light 2025. Alle Rechte vorbehalten.
Wir benötigen Ihre Zustimmung zum Laden der Übersetzungen
Wir nutzen einen Drittanbieter-Service, um den Inhalt der Website zu übersetzen, der möglicherweise Daten über Ihre Aktivitäten sammelt. Bitte überprüfen Sie die Details in der Datenschutzerklärung und akzeptieren Sie den Dienst, um die Übersetzungen zu sehen.