Was ist Dimmen?

EINE EINFÜHRUNG IN DAS DIMMEN VON LEDS / SO DIMMEN SIE LEDS / LED-DIMMEN

Unter Dimmen versteht man die Reduzierung der Leistung einer Lampe oder Leuchte.

Die Leistung einer Lampe oder eines Beleuchtungskörpers wird in Lumen (lm) gemessen und manchmal auch als „Lichtstrom“ bezeichnet. Wenn eine Lampe oder ein Beleuchtungskörper gedimmt wird, verringert sich ihre Lumenleistung.

KÖNNEN LEDS DIMMBAR SEIN?

Ja, alle LEDs können gedimmt werden, aber das ist nicht immer einfach. Ob es praktisch ist, eine bestimmte LED-Lampe oder ein bestimmtes Beleuchtungsgerät zu dimmen, hängt vom Treiber ab, der zur Steuerung verwendet wird. Um die Frage „Können diese speziellen LEDs gedimmt werden?“ zu beantworten, ist es also zunächst notwendig, ein wenig über LEDs und Treiber zu wissen.

Alle LEDs benötigen einen Treiber, also ein elektronisches Bauteil. Seine Hauptfunktion besteht darin, die LEDs mit der richtigen Spannung und Stromstärke zu betreiben, indem er die Netzwechselspannung (normalerweise 230 V, 50 Hz) in normalerweise 12 oder 24 V Gleichspannung umwandelt. Dies ist notwendig, da LEDs nicht über das Stromnetz betrieben werden. LEDs arbeiten mit niedriger Spannung und Gleichstrom.

Bei kommerziellen Beleuchtungskörpern wie LED-Panels, Downlights und Strahlern ist der Treiber normalerweise von der Leuchte getrennt. Das bedeutet, dass der Treiber für den Installateur zugänglich ist, sodass, wenn es sich um den Treiber des entsprechenden Typs handelt, neben den Netzstromkabeln auch Dimmsteuerkabel daran angeschlossen werden können.

Ein LED-Panel mit seinem Treiber. Der Treiber ist vom Panel getrennt und kann bei Bedarf für den Anschluss von Dimmsteuerkabeln verwendet werden.

In LED-Lampen Der Treiber ist eingebaut und kann nicht aufgerufen werden. Die LEDs und der Treiber werden als einzelnes versiegeltes Teil geliefert.

Eine LED-Lampe. Der Treiber befindet sich im Lampensockel und die Einheit ist versiegelt, sodass keine Möglichkeit besteht, Dimmsteuerkabel anzuschließen.

Um die sehr allgemeine Frage „Können LEDs gedimmt werden und wie funktioniert das?“ zu beantworten, muss man zunächst feststellen, ob der Treiber separat und zugänglich ist oder ob er in die LEDs integriert ist.

DIMMBARE LEDS MIT SEPARATEM TREIBER

Wenn der Treiber von der Leuchte getrennt ist oder darin zugänglich ist, können Sie die LEDs am besten mit einem Dimmtreiber dimmen. Auf diese Weise wird das Dimmen in den meisten gewerblichen und industriellen Installationen erreicht.

Installation einer herkömmlichen Leuchte. Der LED-Treiber – hier links im Bild zu sehen – ist ein separates Bauteil und für den Installateur zugänglich.

Auf Wunsch kann der Treiber vom Dimmtyp sein und die Doppelfunktion eines Treibers (Umwandlung der eingehenden Spannung von 230 V Wechselstrom in 12–24 V Gleichstrom) und eines Dimmers erfüllen.

Ein Dimmtreiber erfüllt zwei Funktionen: Er ist sowohl ein Treiber als auch ein Dimmer.

Als Fahrer Es wandelt die Netzwechselspannung (normalerweise 230 V, 50 Hz) in 12-24 V Gleichstrom um. Dies ist notwendig, da LEDs nicht mit Netzstrom betrieben werden. LEDs arbeiten mit niedriger Spannung und Gleichstrom.

Als Dimmer es erhöht und verringert die Menge an elektrischer Energie, die zu den LEDs fließt. Es gibt zwei Hauptmethoden, mit denen ein Treiber dies tut – Pulsweitenmodulation (PWM) oder Amplitudenmodulation (AM) – und diese werden im Folgenden erläutert. Ob ein Treiber PWM oder AM verwendet, ist für einen Installateur oder Planer jedoch im Allgemeinen von geringem Interesse. Sie sind im Treiber integriert und haben wenig oder keine Auswirkungen auf den Endbenutzer und die Qualität des gedimmten Lichts, das er sehen wird. Die wichtigere Frage für den Planer und Installateur ist, wie der Treiber angewiesen wird, die LEDs heller oder dunkler zu machen.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Treiber zu steuern oder ihm Anweisungen zu geben. In jedem Fall benötigt der Treiber eine kontinuierliche Versorgung mit Netzstrom sowie ein Steuersignal, das ihm mitteilt, was er tun soll. Die gängigsten Methoden zur Steuerung eines Treibers sind die folgenden:

DALI (Digital Addressable Lighting Interface) . DALI ist das heute am weitesten verbreitete Kommunikationsprotokoll für die kommerzielle Lichtsteuerung. Ein DALI-Signal wird über zwei Kabel zusätzlich zu den Kabeln, die die Netzstromversorgung liefern, an die LED-Treiber übermittelt. Viele Hersteller bieten LED-Treiber an, die einen DALI-Eingang akzeptieren. 

So würde ein DALI-Treiber normalerweise verdrahtet werden.

• 1-10 V analoge Steuerung . Dies ist ein analoges Kommunikationsprotokoll. Wie DALI wird es über zwei Kabel zusätzlich zu den Netzkabeln an den Treiber übermittelt.

So würde ein 1–10-V-Treiber normalerweise verdrahtet werden.

• Dimmen per Schalter, Dimmen per Berührung, Dimmen per Druck . Bei allen wird ein zusätzliches Kabel verwendet, das eine zusätzliche Netzstromversorgung zu einem dedizierten Anschluss am Treiber führt. Das Steuergerät ist normalerweise ein einziehbarer (nicht verriegelnder) Schalter, der das Kabel mit der zusätzlichen Stromversorgung schließt/unterbricht; ein kurzer Druck auf den einziehbaren Schalter veranlasst den Treiber, die LEDs ein-/auszuschalten, während ein längerer Druck den Treiber anweist, die LEDs heller oder dunkler zu dimmen.

So würde ein Treiber für die Dimmsteuerung per Schalter, Touch-Dimm oder Push-Dimm verdrahtet.

• Korridorfunktion . Dies ist eine Variante von Switch Dim/Touch Dim/Push Dim (siehe oben). Wie bei Switch Dim wird eine zusätzliche Netzstromversorgung an eine dedizierte Klemme im Treiber angeschlossen. Anstatt jedoch einen einziehbaren Schalter als Steuergerät zu verwenden, verwendet die Korridorfunktion einen Verriegelungsschalter, normalerweise einen Bewegungssensor (PIR oder Mikrowelle) oder einen Zeitschalter. Dieser verbindet oder trennt die zusätzliche Netzstromversorgung, was dem Treiber anzeigt, dass er die LEDs ein-, ausschalten oder auf ein voreingestelltes Niveau dimmen soll.
• DMX (Digitaler Multiplex). Dabei handelt es sich um ein Kommunikationsprotokoll, das ursprünglich aus der Theaterbeleuchtung stammt, aber auch häufig für andere Farbwechselanwendungen wie etwa die Fassadenbeleuchtung eingesetzt wird.
• Kabellose Kontrolle. Für die Kommunikation mit LED-Treibern stehen verschiedene drahtlose Technologien zur Verfügung, darunter Zigbee und Bluetooth.

SO FUNKTIONIERT EIN DIMMTREIBER

Ein Dimmtreiber hat zwei Funktionen:

• Als Treiber wandelt er die 230-V-Wechselstrom-Netzspannung in eine Niederspannungs-Gleichstromspannung am Ausgang um.
• Als Dimmer reduziert er die Menge der zu den LEDs fließenden elektrischen Energie und sorgt dadurch für deren Dimmen.

Beispiele für Dimmtreiber, wie sie häufig in oder neben kommerziellen/industriellen LED-Leuchten verwendet werden. Beide Einheiten erfüllen eine Doppelfunktion; sie sind sowohl Treiber als auch Dimmer.

Um als Dimmer zu funktionieren, verfügen beide über zusätzliche Anschlüsse, an denen Steuerkabel angeschlossen werden können, um ein Dimmsteuersignal bereitzustellen.

Um die zu den LEDs fließende Energiemenge zu reduzieren, können Treiber eine von zwei Techniken verwenden.

• Pulsweitenmodulation (PWM)

Ein LED-Treiber, der mithilfe von PWM dimmt, schaltet die Stromversorgung der LEDs ein und aus. Je länger die „Ein“-Impulse und je kürzer die „Aus“-Impulse sind, desto heller erscheinen die LEDs und umgekehrt. Vorausgesetzt, dies geschieht bei einer Frequenz über etwa 200 Hz, ist ein Flackern für das menschliche Auge nicht sichtbar und das Gehirn wird den wahrgenommenen Helligkeitsgrad mitteln.

• Amplitudenmodulation (AM). Hier erhöht oder verringert der Treiber einfach den Ausgangsstrom zu den LEDs. Das Risiko des Flackerns wird eliminiert, aber einige LEDs ändern leicht ihre Farbe, wenn ihr Strom geändert wird, insbesondere bei niedrigen Pegeln.

Einige Hersteller von LED-Treibern verwenden eine Kombination aus PWM und AM, um eine optimale Leistung zu erzielen.

DIMMBARE LED-LAMPEN UND -LEUCHTEN MIT VERSCHLOSSENEN TREIBERN

Bei den meisten LED-Lampen ist der Treiber im Inneren versiegelt. Dies gilt auch für viele Leuchten, die für den Einsatz in Wohngebäuden konzipiert sind. In beiden Fällen gibt es keine Möglichkeit, dem Treiber ein Dimmsteuersignal zu übermitteln. Wenn Dimmen erforderlich ist, muss dies daher durch Anbringen eines externen Dimmers an der eingehenden Netzversorgung der LED-Lampe oder der versiegelten Leuchte erfolgen.

Ein weit verbreiteter Typ von LED-Lampen. Der Treiber, der die eingehende Netzspannung (230 V Wechselstrom) in Niederspannungs-Gleichstrom umwandelt, befindet sich im Sockel der Lampe. Wenn sie „dimmbar“ ausgelegt ist, kann diese Lampe mit einem geeigneten Dimmer gedimmt werden, der an der Eingangsspannung der Lampe angebracht ist.

Ein feuerfestes Downlight, das häufig in Wohnhäusern verwendet wird. Der Treiber ist im Gehäuse versiegelt und bietet keine Möglichkeit, ein Dimmsteuerkabel anzuschließen. Wie eine dimmbare LED-Lampe kann auch diese mit einem geeigneten Dimmer gedimmt werden, der an der Eingangsversorgung angebracht ist.

Dies hat erhebliche Auswirkungen auf das Design des Treibers in der Lampe oder Fassung. Ein externer Dimmer erhöht und verringert die Menge an elektrischer Energie, die in die LED-Lampe oder die versiegelte Fassung fließt. Dies geschieht normalerweise durch Aus- und Einschalten der Stromversorgung (für einen variablen Arbeitszyklus) bei 50 Hz. Wenn der Treiber unter diesen Bedingungen funktionieren soll, muss er entsprechend ausgelegt sein. Dies führt zum Konzept einer „dimmbaren oder nicht dimmbaren“ LED-Lampe oder eines „dimmbaren“ LED-Treibers.

Eine dimmbare LED-Lampe ist eine Lampe, die mit einem externen (separaten) Dimmer gedimmt werden kann. Allerdings ist selbst eine dimmbare LED-Lampe möglicherweise nicht für alle Dimmertypen geeignet. Daher ist es wichtig zu prüfen, welcher Dimmertyp für die LED-Lampe oder -Leuchte empfohlen wird, die Sie dimmen möchten. Im nächsten Abschnitt (unten) werden die wichtigsten verfügbaren Dimmertypen beschrieben.

Eine nicht dimmbare LED-Lampe oder -Leuchte ist genau das. Sie ist nicht dafür ausgelegt, überhaupt gedimmt zu werden.

WELCHE ARTEN VON LED-DIMMER GIBT ES?

Die gängigsten LED-Dimmer sind Phasenabschnittsdimmer.

Alle Phasenabschnittsdimmer funktionieren, indem sie die Wechselstromversorgung der LED-Lampe zweimal in jedem Netzzyklus ein- und ausschalten. Dies hat zur Folge, dass der Stromfluss zur LED-Lampe oder -Leuchte reduziert wird und somit auch deren Lichtleistung.

Es gibt zwei Arten von Phasenabschnittsdimmern.

• Vorderkante Phasenabschnittsdimmer (auch als Triac-Dimmer und Anstiegsflankendimmer bekannt). Diese funktionieren, indem sie den Strom am Nulldurchgangspunkt (siehe Diagramm) abschalten und später im gleichen Netzzyklus wieder einschalten. Die Energiemenge, die zu den LEDs fließt, hängt von der Dauer der „Aus“-Periode ab. Je länger die Aus-Periode, desto dunkler erscheinen die LEDs.

• Hinterkante Phasenabschnittsdimmer. Diese funktionieren, indem sie den Strom am Nulldurchgangspunkt (siehe Diagramm) einschalten und später im Netzzyklus ausschalten. Normalerweise geschieht dies mit einer elektronischen Komponente, die als IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) bezeichnet wird. Die Energiemenge, die zu den LEDs fließt, hängt von der Dauer der „Aus“-Periode ab. Je länger die Aus-Periode, desto dunkler erscheinen die LEDs.

Bitte beachten Sie, dass wir hier über Dimmer gesprochen haben, die auf der Netzseite (Eingangsseite) einer LED-Lampe oder einer anderen versiegelten LED/Treiber-Einheit betrieben werden. In diesen Anwendungen sprechen wir über LED-Lampen und LED-Treiber, die „dimmbar“ sind – was bedeutet, dass sie erfolgreich mit einem separaten (geeigneten) Dimmer gedimmt werden können, der an ihrer Netzversorgung installiert ist. Dieser Ansatz wird am häufigsten in kleinen und privaten Situationen verwendet.

Beim Dimmen in einer gewerblichen Umgebung verwenden wir im Allgemeinen Treiber mit Doppelfunktion, die über eine eigene Dimmfunktion verfügen (siehe oben „DIMMEN VON LEDS MIT SEPARATEM TREIBER“). Diese nennen wir „Dimm“-Treiber.

WELCHER LED-DIMMERTYP IST AM BESTEN ZU VERWENDEN?

Um den besten Dimmer für eine bestimmte LED-Lampe oder eine versiegelte LED/Treiber-Leuchte zu finden, wenden Sie sich zunächst an den Hersteller. Fragen Sie, ob der Artikel dimmbar ist. Wenn ja, fragen Sie, ob der Hersteller eine Liste der empfohlenen Dimmer zur Verfügung stellt. Wenn es keine solche Liste gibt und der Hersteller keine weiteren Hinweise gibt, befolgen Sie diese Schritte:

• Überprüfen Sie die Belastung des Stromkreises, den Sie dimmen möchten. Addieren Sie dazu die Wattzahl aller Lampen/Leuchten im Stromkreis und wählen Sie dann einen Dimmer aus, dessen Belastungsbereich (in Watt) diesen Wert überschreitet. Ein häufiger Fehler besteht darin, einen Dimmer mit einer Mindestbelastung von beispielsweise 60 W zu verwenden, wenn die Belastung des Stromkreises, den Sie dimmen möchten, nur 20 W beträgt. Das wird nicht gut funktionieren.
• Wählen Sie einen Dimmer, der als „Phasenabschnittsdimmer“ (siehe oben) beschrieben wird oder der als „für LEDs geeignet“ beworben wird. In Ermangelung spezifischerer Hinweise ist es viel wahrscheinlicher, dass ein Phasenabschnittsdimmer mit einer dimmbaren LED-Lampe oder -Leuchte gut funktioniert als ein Phasenanschnittdimmer.

So funktionieren LED-Dimmer