elektronikJOURNAL

Treiber + Controller
Dimmung
Für einstellbar helles Licht war die gute alte Glühbirne ideal,
denn sie ließ sich im Gegensatz zur Energiesparlampe stufenlos
dimmen. Seit der Trend in Richtung LED geht, steht
Dimming erneut auf der Tagesordnung. Denn um die bereits
installierten Triac-Dimmer nutzen zu können, sind bei LED-
Treibern eine Reihe technischer Hindernisse zu überwinden.
Die altgedienten Triac-Dimmer gibt es in fast jedem Haushalt.
Sie sind relativ preiswert und kaum jemand möchte auf den Komfort
verzichten, mit entsprechendem Licht im Wohn- und Schlafbereich
für passende Stimmung zu sorgen. Doch Triac-Dimmer
sind für den Betrieb mit Glühbirnen konzipiert und damit eigentlich
eine aussterbende Spezies. Beim Einsatz mit Energiesparlampen
gibt es nur unbefriedigende Ergebnisse. Vermutlich ist das ein
wichtiger Grund, warum diese im Heimbereich nie so richtig beliebt
wurden. Mit dem schnellen Schwenk auf LED-Licht rückt das
Thema Dimming wieder in den Vordergrund. Allerdings ist das
auch hier nicht so einfach.
Funktionsweise von Triac-Dimmern
Eigentlich müssten alte Triac-Dimmer zusammen mit der Glühbirne
entsorgt werden, denn sie passen so ganz und gar nicht in die
Welt der LEDs. Der technische Aufwand, den LED-Treiber so zu
gestalten, dass er problemlos und effizient mit ihnen arbeitet, ist
erheblich. Der Dimmer hat im Prinzip eine simple Funktionsweise
(Bild 2). Vereinfacht benötigt man dazu einen Triac, welcher durch
ein variables RC-Glied gezündet wird. Durch ein Potentiometer
stellt der Benutzer ein, bei welchem Phasenwinkel dies geschieht.
Sobald der Strom durch den Triac unter den erforderlichen Haltestrom
sinkt, schaltet der Triac wieder ab. Anschließend wiederholt
sich der Vorgang in der nächsten Halbwelle. Dadurch wird
jede Halbwelle des sinusförmigen Eingangssignals beschnitten. Je
später der Triac zündet, desto weniger Leistung wird abgegeben
und die Glühbirne wird dunkler.
Doch was bei der Glühbirne als rein ohmschem Verbraucher
einfach funktionierte, führt bei der Vorschaltelektronik der LED-
Beleuchtung zu Schwierigkeiten. Während für den Betrieb einer
Glühbirne 230 V AC
notwendig waren, benötigen Leuchtdioden, als
elektronische Bauteile, in der Regel eine niedrige Gleichspannung.
Hierfür bedarf es spezieller LED-Treiber als Vorschaltgeräte, die
auf Zahl und Leistung der verwendeten LEDs abgestimmt sind.
Diese Treiber benötigen aber auch dann eine zuverlässige Versorgung
ihrer internen Elektronik, wenn der Dimmer auf null steht
und somit über keine Leistung verfügt. Eine der Schwierigkeiten
ergibt sich dadurch, dass diese Dimmer für das Leistungsspektrum
von Glühbirnen (≥60 W) ausgelegt sind. Sobald der Triac zündet,
wird der Stromkreis über die Glühbirne geschlossen. Da sich LEDs
jedoch viel effizienter betreiben lassen, benötigen sie nur einen
Bruchteil dieser Leistung, um dieselbe Helligkeit abzustrahlen.
Dies bedeutet auch, dass weniger Strom fließt. Bei etwas mehr
Dimmung kann der Haltestrom nach dem Zünden schnell zu ge-
Auf einen Blick
Pluspunkte sammeln
Im Rahmen des Wechsels von Glühlampen zu LEDs lauern beim
Dimmen der Beleuchtungen erhebliche technische Herausforderungen.
Die Kunst besteht darin den richtigen LED-Treiber mit einem
passenden zugehörigen Dimmer zu kombinieren.
Bilder: Recom
Bild 1: Der Dimmbereich
eines LED-Treibers bezogen
auf den Phasenwinkel.
Bild 2: Das Grundprinzip
eines Triac-Dimmers
und Darstellung des
Phasenanschnitts.
Unverstärkte Pad Typen
SBC-7 violettgrau 7 W/mK
SBC-5 grau 5 W/mK
SBC-3 grau 3 W/mK
SBC rosa 1,5 W/mK
Weiche, gelartige Pads mit einer
Shorehärte von 2 - 10° - beidseitig
haftend
Stärken 0,5 bis 5,0 mm
Glasgewebe Deckfolie Pads
SB-V0-7 7 W/mK
SB-V0-3 3 W/mK
SB-V0YF 1,3 W/mK
SB-V0
1,3 W/mK
Glasgewebe Deckfolie und weiche,
gelförmige Unterseite.
Shorehärte 2 - 20°. Einseitig haftend bis
klebend. Stärken 0,5 bis 5,0 mm
Silicon-Glasgewebe Folie
SB-HIS-4 4 W/mK
SB-HIS-2 2 W/mK
SB-HIS
1 W/mK
Dünne glatte Folie, auch einseitig
haftend - ohne zusätzlichen Kleber.
Stärken 0,23 mm, 0,30 und 0,45 mm
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240ejl0413
www.elektronikjournal.com elektronikJOURNAL 04 / 2013 55