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Licht im Dschungel der LED-Stromversorgungen
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Dimmbare Treiber
Beim Dimmen wird im Regelfall der Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung mit Hilfe eines kleinen Steuerungssignals reduziert. LED-Treiber mit einem solchen Dimm-Steuerungssignal verfügen über mindestens zwei zusätzliche Eingangssteuerleitungen. Unterschieden wird zwischen analogem Dimmen mittels Potenziometer, analogem 0- bis 10- bzw. 1- bis 10-V-DC-Signal oder PWM-Signal und digitalem Dimmen mit einem spezifischen Protokoll wie DALI, DMX oder KNX.
Eine Alternative sind LED-Treiber mit einer Phasenabschnitts-Dimmfunktion. Diese benötigen keine weiteren Steuerleitungen, denn das Ausgangssignal wird geändert, indem weniger AC-Eingangsspannung zur Verfügung gestellt wird.
Dies geschieht, indem das Sinussignal der AC-Eingangsspannung mit einem Phasenabschnittsdimmer abgeschnitten wird. Diese Methode wird häufig zum Dimmen von Glühbirnen verwendet. Bei einer solchen Lösung sollte ein besonderes Augenmerk auf den minimalen Phasenwinkel gelegt werden. Außerdem sollte die Leistung des Dimmers größer sein als die der Stromversorgungen, die zusammen mit einem einzigen Dimmer gedimmt werden.
Dimmbare CV-LED-Treiber arbeiten meist mit einem PWM-Ausgangssignal. Dimmbare CC-LED-Treiber erzeugen einen variablen analogen Ausgangsstrom, der proportional zum Steuerungssignal ist.
Bei dimmbaren LED-Treibern muss auf das minimale Dimm-Niveau geachtet werden, weil dieses oft nicht bei Null liegt und das Licht dann nicht aus ist. Eine solche Situation tritt beispielsweise bei LED-Treibern mit 1- bis 10-V-DC-Steuerungssignal auf. Vor allem bei CC-Treibern gibt es einige solcher Modelle, bei CV-Treibern tritt dieses Problem wesentlich seltener auf. Wenn die LED nicht auf Null gedimmt werden kann, dann wird ein externes Relais benötigt, um den LED-Treiber auszuschalten oder den Ausgang zur LED-Beleuchtung zu trennen.
Bei dimmbaren CV-LED-Treibern mit PWM-Ausgangssignal ist es wichtig, die Frequenz des PWM-Signals und die Entfernung der Kabel zur LED-Lichtquelle (insbesondere bei langen LED-Streifen) zu berücksichtigen, um elektromagnetische Interferenzen zu vermeiden.
Kombinierte CC+CV-Treiber lassen sich nur im CC-Modus dimmen.
Ob beim analogen Dimmen mehrere LED-Treiber mit nur einem einzigen Dimmer gesteuert werden können, hängt vom Design des LED-Treibers ab. Wenn es das LED-Treiber-Design erlaubt, dann sollten alle verwendeten LED-Treiber dieselben Grenzwerte für das Steuerungssignal aufweisen. Sämtliche LED-Treiber sollten also denselben Dimmspannungsbereich unterstützen. Wichtig ist, dass der Ausgangsstrom des Dimmers größer ist als die Summe aller Dimmsignale, die von den einzelnen LED-Treibern benötigt werden. Aus dieser Bedingung lässt sich berechnen, wie viele LED-Treiber höchstens mit einem Dimmer angesteuert werden können.
Digital dimmbare LED-Treiber werden parallel miteinander verbunden, wobei die Steuerungskanäle auf demselben Bus liegen. Die maximale Anzahl an digitalen Treibern wird durch die spezifischen Bus-Parameter festgelegt. Beispielsweise unterstützt DALI bis zu 64 Kanäle und DMX512 bis zu 512 Kanäle.
Das menschliche Auge nimmt die Lichtintensität gemäß einer logarithmischen Skala wahr. Wenn ein analoges Dimmverfahren, das heißt ein lineares Potenziometer, ein lineares 0- bis 10-V-Signal oder ein PWM-Signal, verwendet wird, dann ist die Dimmkurve logarithmisch. Der Dimmverlauf wird also als immer langsamer werdend und damit als ungleichmäßig wahrgenommen. Wird stattdessen ein logarithmisches Potenziometer oder ein digital geregelter LED-Treiber mit logarithmischer Dimmkurve eingesetzt, wird die Helligkeitsänderung als linear wahrgenommen.
Ein üblicher Fehler ist es, CC- oder CC+CV-Treiber mit Lampen zu verwenden, die CV-Treiber erfordern. Dies ist beispielsweise für LED-Streifen mit integrierten Widerständen der Fall. Der Betrieb mit einem CC+CV-Treiber funktioniert vielleicht, aber der Dimmverlauf ist möglicherweise unschön, denn der Strom wird nicht ausschließlich vom LED-Treiber gesteuert, sondern auch von den Widerständen auf dem LED-Streifen.
Die in den Bildern dargestellten Stromversorgungen von Mean Well liefert M+R Multitronik ab Lager. Denn der im Jahr 1981 gegründete Spezialdistributor ist seit über 20 Jahren autorisierter Vertriebspartner von Mean Well für industrielle, medizinische und LED-Netzteile.
Victor Ienea
ist Elektronikingenieur bei der M+R Multitronik GmbH in Lübeck und arbeitet dort im technischen Support.
Tanja Küsell
ist für den Vertrieb und das Produktmanagement bei der M+R Multitronik GmbH zuständig.
- Licht im Dschungel der LED-Stromversorgungen
- Auswahl eines CV-Treibers
- Lösungen bei höherem Leistungsbedarf
- Dimmbare Treiber
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