LED-kummitusvalot

LED-kummitusvalot


LED-valaisimissa ja -lampuissa esiintyy joskus outoja valoilmiöitä vaikka valo on sammutettuna kytkimellään. Led-lamppu saattaa välähdellä säännöllisesti tietyin aikavälein, tai LED-valaisin hohtaa heikosti valoa koko ajan. Nämä molemmat ilmiöt aiheuttaa virran kulku hajakapasitanssien kautta, joko kahden lähekkäin olevan johtimen välillä, tai jännitteisen piirin ja maadoitetun valaisinrungon välillä. Mitään varsinaista vikaa johdoissa tai valaisimissa ei tarvitse olla, vaikkakin ilmiön esiintymiselle on tiettyjen ehtojen täytyttävä.

Välähtelyilmiön taustalla on LED-lampun hakkuriteholähde, jonka ensiökondensaattori latautuu pikkuhiljaa tasasuuntaajan välityksellä, avoimen kytkinpiirin johdinparin välisen kapasitanssin kautta. Kun kondensaattorin jännite on noussut riittävästi, hakkuri käynnistyy purkaen kondensaattorin varauksen ledeihin väläyttäen niitä. Tämän jälkeen kondensaattori alkaa taas varautua uudestaan. Vastaavaa välähtelyä voi esiintyä myös ns. energiansäästölampuilla. Valokytkimen johtohaaran suuri pituus edesauttaa ilmiön esiintymisessä.

Jatkuvasti palava himmeä aavevalo johtuu siitä että led alkaa hohtaa valoa jo hyvin pienellä virralla. Jo n. 2,5 V ylittävä jännite saa aikaan himmeän valon syttymisen yksittäiseen lediin, virtaa kulkee tällöin ledissä vain n. 0,3 mikroampeeria (µA). Valonlähde jossa on käytetty sarjaan kytkettyinä useita pienitehoisia ledejä, on herkin hohtamaan kapasitanssien kautta kytkeytyvillä harhavirroilla. Eikä kaikkien led-valaisimien teholähde ei ole yhtä herkkä tälle ilmiölle, niissä teholähde hukkaa nämä pienet virrat omiin häviöihinsä.

Kapasitiivinen kytkeytyminen voi tapahtua avoimen kytkimen johdinparin välillä, tai suoraan ledien ja maadoitetun valaisinrungon välisenä. Metallirunkoinen LED-valaisin joka on pistotulpalla liitettävä, ja sisältää oman ohjauskytkimen, hohtaa aavevaloa silloin kun pistotulppa on asetettu pistorasiaan niin päin että kytkin on nollapiirissä.

Kuvassa on 230 VAC LED-moduli johon on liitetty 200 mm pituinen avoin kaksinapainen johto ilman ohjauskytkintä. Vaihejohdin on kytketty suoraan ledeille ja kytkinhaara on nollan puolella. Hajakapasitanssit kytkimen johdinparin välillä, ja led-modulista jäähdytysrivan kautta lattian maapotentiaaliin, saavat ledit jo hohtamaan havaittavasti.

Tässä kuvassa avoin kytkinjohto on 2 metrin pitunen, ja se on vaihejohtimen puolella. Ledien hohtamisen aiheuttava virta tulee tässä pelkästään kytkinjohdon kapasitanssista (260 pF).

Kun ensimmäisessä koekytkennässä kytketään lisäksi maadoitus jäähdytysripaan, voimistuu ledien valo moninkertaiseksi. Led-moduli on valmistettu alumiinipohjaiselle piirilevylle, jossa komponentit ja johdotuksen erottaa alumiinilevystä vain hyvin ohut lämpöä johtava muovikalvo, joten kapasitanssi komponenttien ja alumiinilevyn välillä on suhteellisen suuri. Tässä tilanteessa kytkinhaaran kapasitanssin vaikutus ledien virtaan jää maakapasitanssiin verrattuna merkityksettömän pieneksi.

Kuvassa ledien aavevaloa iltapimeällä led-tunnistinvalaisimessa kun pistotulppa on ”väärin päin”.