LED PWM Dimmen

Puls-Weiten-Modulation – Frequenz und Qualität

LED PWM Dimmen

Wie Puls-Weiten-Modulation LED dimmt und wann es zu Flimmern kommt

Zusammenfassung

PWM dimmt LED durch schnelles Ein-/Ausschalten.Frequenz entscheidet über Flimmern: >3kHz = Premium, >500Hz = gut, <100Hz = Flimmern.Duty Cycle bestimmt Helligkeit.

1. Was ist PWM?

Puls-Weiten-Modulation (PWM) schaltet die LED sehr schnell ein und aus. Das menschliche Auge kann bei hoher Frequenz die Pulse nicht unterscheiden und nimmt ein konstantes Licht mit reduzierter Helligkeit wahr.

Duty Cycle (Tastgrad)

  • 100%: Volle Helligkeit (dauerhaft an)
  • 50%: Halbe Helligkeit (50% an, 50% aus)
  • 10%: 10% Helligkeit
  • 0%: Aus

Vorteil PWM

  • • Konstante Farbtemperatur
  • • Kein Farbshift bei Dimmen
  • • Einfache Elektronik
  • • Linearer Dimmverlauf möglich

2. PWM-Frequenz und Flimmern

DiePWM-Frequenz bestimmt, ob das menschliche Auge das Schalten wahrnimmt:

FrequenzQualitätAnwendung
>3.000 HzPremiumAbsolut flimmerfrei, Highspeed-Kameras
1.000-3.000 HzSehr gutProfessionelle Beleuchtung
500-1.000 HzGutAllgemeine Anwendung
100-500 HzGrenzwertigPeriphere Wahrnehmung möglich
<100 HzFlimmernSichtbar bei Bewegung, Kopfschmerzen

Stroboskop-Effekt

Bei niedriger PWM-Frequenz erscheinen bewegte Objekte als "eingefrorene" Einzelbilder.Gefahr bei Maschinen! DIN EN 12464-1 fordert SVM < 0.4 für Industrieanwendungen.

3. PWM vs. Analog (CCR)

AspektPWMAnalog (CCR)
PrinzipEin/Aus-SchaltungStromreduktion
FlimmernFrequenzabhängigFlimmerfrei
FarbtemperaturKonstantKann shiften bei niedrigem Strom
EffizienzSehr hochHoch
ElektronikEinfachKomplexer

4. Bit-Tiefe bei PWM

DieBit-Tiefe bestimmt die Anzahl möglicher Helligkeitsstufen:

  • 8 Bit: 256 Stufen – Standard
  • 12 Bit: 4.096 Stufen – feine Abstufung
  • 16 Bit: 65.536 Stufen – professionell, Film/Theater

Wichtig bei niedriger Helligkeit: 8-Bit PWM zeigt bei < 5% oft sichtbare Sprünge.

5. Flicker-Metriken

Moderne Normen definieren spezifische Metriken für Flimmern:

  • Flicker Index: 0-1, niedriger = besser
  • Percent Flicker: 0-100%, niedriger = besser
  • SVM (Stroboscopic Visibility Measure): <0.4 für Industrie
  • PstLM: Kurzzeit-Flimmerwahrnehmung, <1 empfohlen

Zusammenfassung

  • PWM-Frequenz: >3kHz = Premium, >500Hz = gut
  • Duty Cycle: Bestimmt Helligkeit (0-100%)
  • Bit-Tiefe: 8-16 Bit für feine Abstufung
  • Stroboskop: Gefahr bei < 500Hz und Maschinen

→ LED Flimmertest durchführen

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