LEDs im Betrieb Ersatz für den Klingeltrafo

Mit VDE-Zeichen, Sekundärspannungen von 3, 5 und 8 V sowie Ausgangsströmen bis zu 2 A wäre der kurzschlussfeste Klingeltransformator geradezu prädestiniert für die Ansteuerung von LEDs, wären da nicht die große Bauform und der schlechte Wirkungsgrad. Hier einige zeitgemäße Alternativen.

Lampen und Leuchten werden am 240-V-Lichtnetz betrieben, LEDs mit Strömen von 350 mA bei Vorwärtsspannungen zwischen 3 und 4 V. Die hohe Spannungsdifferenz macht bei LED-Lighting-Produkten die Verwendung spezieller Controller erforderlich, die unmittelbar am Netz betrieben werden und trotz der hohen Spannungsdifferenz einen guten Wirkungsgrad erreichen. Wegen der erforderlichen Adaption an die unterschiedlichen Aufgabenstellungen sind mittlerweile eine Vielzahl von Varianten am Markt verfügbar. Hier eine aktuelle Auswahl:

Für die Lampenfassung

Auf die Adaption der Bauform an die Anwendung setzt das Unternehmen Aimtecs mit seiner Serie von LED-Treibern "AMEPR5-A. Diese sind so gestaltet (Bild 1), dass sie ohne Weiteres in herkömmliche Lampenfassungen eingebaut werden können. Die Treiber liefern Ausgangsgleichspannungen zwischen 3 und 16 V und arbeiten bei Eingangsgleichspannungen von 120 bis 370 V bzw. Eingangswechselspannungen von 90 bis 264 V, deren Frequenz zwischen 47 bis 440 Hz liegen kann. Die Bausteine arbeiten mit einer Schaltfrequenz von 65 kHz. Sie werden mit festen Ausgangsströmen ausgeliefert, dabei sind fünf Varianten mit Ausgangsströmen von 0,3 bis 1 A verfügbar. Der Wirkungsgrad beträgt im besten Falle 75 Prozent, die maximale Ausgangsleistung 5 W.

 

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LED-Stromversorgungen

Stromversorgungen für HL-LEDs

Ersatz der Leuchtstofflampe

In dem Ersatz der Leuchtstofflampen wittern die LED-Hersteller ein großes Geschäft; LED-Retrofits lassen sich ohne weiteres mit linear angeordneten LED-Chips aufbauen; der Platz ist ausreichend, ebenso der Lichtstrom der LED-Kette. Aber auch hier besteht die Herausforderung darin, eine möglichst günstige Lösung für die Ansteuerung zu finden; und zwar was Kosten und Wirkungsgrad betrifft. Der amerikanische Halbleiterhersteller Power Integrations bietet hierzu unter der Bezeichnung DER-337 bzw. DER-345 zwei neue Referenzdesigns für den Ersatz von T8-Leuchtstofflampen durch LED-Ketten (Bild 2). Beide Designs basieren auf dem Spannungsregler-Chip LNK460KG, das sich ohne Zwischentransformator an einen Brückengleichrichter anschließen lässt, der direkt an das Lichtnetz angeschlossen ist. Die vom Spannungsregler gesteuerte Schaltung, ein einstufiger, nicht-isolierter Aufwärtsregler, arbeitet auf der Sekundärseite trafolos und liefert 240 mA bei 85 V Gleichspannung. Die gesamte Schaltung erfordert weniger als 30 Bauteile (ohne LEDs), der Wirkungsgrad erreicht 92 (DER-337) bzw. 89 Prozent (DER-345).

Einfache Konstantstromerzeugung

Das Unternehmen ON Semiconductor wiederum bietet mit der NSIC20XX-Serie sogenannte CCRs (Constant Current Regulators -- Konstantstromregler) einfachster Bauart an, die einer Spitzengleichspannung von 120 V widerstehen (Bild 3). Der zweipolige Baustein regelt bei einem Spannungsabfall von 7,5 V den Durchgangsstrom je nach Ausführung auf 20, 30 oder 50 mA. Die Abweichung beträgt dabei von 5 Prozent vom Nennstrom. Da weiter keine externen Bauelemente benötigt werden, kann das Bauteil am hohen oder niedrigen Potential in den Stromkreis eingefügt werden. Die minimale Spannung Uak beträgt 0,5 V, dabei liefert der Baustein bereits 45 Prozent seines Nennstroms. Die Baustein arbeiten bei Sperrschichttemperaturen zwischen --55 °und +175 °C, sie sind nach UL94-V0 zertifiziert.

Mit den neuen CCRs lassen sich auf einfache Weise Schaltungen mit LED-Ketten aufbauen. Der negative Temperatur-Koeffizient des Bausteins schützt zudem die LEDs im Versorgungskreis zusätzlich vor thermischer Instabilität. Die Bausteine lassen sich vorzugsweise für elektronische Beschilderungen, Beleuchtungspanel und Beleuchtungen für dekorative Zwecke verwenden.

Hohe Leistung im offenen Gehäuse

Trotz des diskreten Aufbaus erreichen die Entwickler des Unternehmens N2Power mit ihrer neuen 375-W-Konstantstromquelle in "Open Frame"-Bauweise eine Leistungsdichte von 0,91 W/cm³ bei Wirkungsgraden bis zu 93 Prozent. Die Netzteile der Serie XL375LED bieten neben den sieben Arbeitsausgängen mit Spannungen zwischen 12 und 56 V einen 12-V-/1-A-Ausgang für die Ansteuerung eines Kühlgebläses und einen 5-V-/1-A-Stand-by-Ausgang. Die Abmessungen des Gehäuses betragen 8,4 x 12,7 x 3,8 cm³. Weitere Funktionen sind Leistungsfaktorkorrektur, Stromteilung und Schutz von hohen Einschaltströmen. Das Gerät arbeitet mit Eingangswechselspannungen von 90 bis 305 V; damit steht der erforderlichen "Eingangszertifizierung" für 277 V Wechselspannung nichts mehr im Weg.