Treiberlösungen für Leuchtdioden

LED-Außenbeleuchtungen geschickt gedimmt

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Der LED-Treiber und der optimale Arbeitspunkt der LED

Die geforderte Infrastruktur betrifft in erster Linie die Stromversorgung der Leuchtmittel. So werden LEDs nicht wie die meisten anderen lichttechnischen Einrichtungen mit Konstantspannungsquellen betrieben, sondern idealerweise mit Konstantstromquellen. Mit anderen Worten, das Stromversorgungsgerät (LED-Treiber) muss den durch die LED fließenden Strom begrenzen. Ansonsten würde wegen der nichtlinearen Kennlinie der LED der Strom schon bei einem relativ geringfügigen Ansteigen der Spannung überproportional ansteigen und die LED zerstören.

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Aufgabe des LED-Treibers ist es auch, den optimalen Arbeitspunkt der LED einzustellen und bei Last- oder Eingangsspannungsschwankungen konstant zu halten. Es versteht sich, dass dieses Stromversorgungsgerät einen optimalen Wirkungsgrad bieten muss, damit es nicht die durch die Verwendung einer LED-Beleuchtung erzielten Einsparungen wieder konterkariert. Zeitgemäße LED-Treiber wie die von Emtron electronic vertriebenen Produktfamilien LPF (im Bild 1) und HLG (im Bild 2) bieten Wirkungsgrade um die 90 Prozent, je nach Modell sogar noch deutlich darüber.

Erreicht wird das durch die Verwendung modernster Bauelemente der jeweils jüngsten Generation in Verbindung mit einer ausgeklügelten Schaltungstechnik und einer aktiven Leistungsfaktor-Korrektur. Für die Straßenbeleuchtung müssen die Geräte noch einige weitere Anforderung erfüllen. Dazu gehört beispielsweise, dass sie Spannungsspitzen verkraften müssen. Zudem müssen sie einen weiten Betriebstemperaturbereich vertragen und für den Einsatz in rauer Umgebung geschützt sein. Die Schutzart IP67 garantiert diesen Schutz.

Bessere Wirtschaftlichkeit von Lichtanlagen

Für die beschriebenen intelligenten Lichtsteuerungsmodelle ist es notwendig, dass der LED-Treiber die Möglichkeit bietet, die Lichtquelle zu dimmen. Alle Geräte aus den Modellfamilien LPF und HLG bieten hierzu gleich mehrere Optionen, mit denen sie allen Eventualitäten der Praxis gerecht werden dürften. Die Stromversorgungsgeräte lassen sich über eine Pulsweitenmodulation (PWM) steuern, über eine analoge Steuerspannung oder über ein Potentiometer. Jedes dieser Verfahren bietet die Möglichkeit, die Helligkeit von 10 bis auf 100 Prozent stufenlos einzustellen. So bietet diese 3-in-1-Dimmung der genannten Geräte beispielsweise die Option, den Steuereingang des LED-Treibers mit einem Festwiderstand zu beschalten und damit die Helligkeit auf einen bestimmten Wert festzulegen.

Im Rahmen intelligenter Lichtsteuerungen ist jedoch in den meisten Umgebungen eine Steuerung durch ein PWM-Signal oder durch eine Steuerspannung zielführend. In der Praxis wird das mit einer Spannung zwischen 1 und 10 Volt umgesetzt. Hierzu kann vielfach die vorhandene Infrastruktur des zuvor erwähnten Rundsteuernetzwerkes verwendet werden.

Diese Helligkeitsregelung stellt nicht nur für die Betreiber öffentlicher Straßenbeleuchtungen eine Möglichkeit dar, die Wirtschaftlichkeit ihrer Lichtanlagen zu verbessern, sondern auch für kommerzielle Betreiber im Bereich der Leuchtreklame. Die Energiekosten beispielsweise für Werbetafeln mit hinterleuchteten Symbolen und Darstellungen lassen sich dadurch senken, dass die Hinterleuchtung, die am Tag in voller Stärke erforderlich ist, bei Nacht reduziert wird: Das schwächere Umgebungslicht ab Einbruch der Dämmerung lässt dann die Werbebotschaft sowieso in höherem Kontrast erstrahlen.

Die in den genannten LED-Stromversorgungen integrierte Dimm-Schnittstelle ermöglicht es die Hinterleuchtung herunter zu regeln. Das spart somit erheblich Energiekosten und dies ohne den visuellen Eindruck der Werbebotschaft merklich zu beeinflussen.

* Dipl.-Ing. (FH) Stefan Bergstein ist im Vertrieb bei der Emtron electronic GmbH

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