Dimmen van verlichting Classificatie van lampen, dimsystemen en ...

Dimmen van verlichting
Classificatie van lampen, dimsystemen en de
problematiek van compatibiliteit
Dit document werd opgemaakt door Tecnolec (voormalig VEI) en het Wetenschappelijk en
Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) in het kader van het VIS-TRAJECT Groen
Licht Vlaanderen 2020 (IWT-100955)
Tom De Beleyr (Tecnolec)
Danny Hermans (Tecnolec)
Peter D’Herdt (WTCB)

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
1. Inleiding ............................................................................................................. 4
2. Inventarisatie/Classificatie .................................................................................... 5
2.1. Lichtbronnen ................................................................................................. 5
2.1.1. Gloeidraadlampen .................................................................................... 5
2.1.2. Lage druk kwikgasontladingslampen .......................................................... 9
2.1.3. LED lampen .......................................................................................... 14
2.2. Dimsystemen .............................................................................................. 19
2.2.1. Algemeen. ............................................................................................ 19
2.2.2. Indeling van dimmers volgens de werking van de vermogencomponent ........ 19
2.2.3. Aanstuursignalen ................................................................................... 22
2.2.4. Universele compatibiliteit ........................................................................ 26
3. Integratie van energiezuinige technologieën .......................................................... 27
3.1. Technische aspecten .................................................................................... 27
3.1.1. Niet lineariteit en faseverschuiving ........................................................... 27
3.1.2. Verschillende dimtopologieën .................................................................. 29
3.2. Compatibiliteit ............................................................................................. 30
3.2.1. Universeel karakter verdwijnt .................................................................. 30
3.2.2. Wat is compatibiliteit? ............................................................................ 31
3.2.3. Beschouwingen rond compatibiliteit .......................................................... 31
3.2.4. Objectivering ......................................................................................... 33
4. Diverse initiatieven ............................................................................................. 34
4.1. Vuistregels .................................................................................................. 34
4.1.1. Minimaal aantal lampen .......................................................................... 34
4.1.2. Maximaal aantal lampen ......................................................................... 34
4.2. Compatibiliteitstabellen ................................................................................. 35
4.3. Standaardisatie ........................................................................................... 37
4.3.1. Europa ................................................................................................. 37
4.3.2. Verenigde Staten ................................................................................... 37
4.4. Slimme producten ........................................................................................ 38
4.4.1. Speciaal ontwikkelde IC’s (Integrated Circuit)............................................ 38
4.4.2. Communicatieprotocol (Ledotron) ............................................................ 40
4.5. Besluit ........................................................................................................ 41
2

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
5. Metingen ........................................................................................................... 42
5.1. Inleiding ..................................................................................................... 42
5.2. Meetopstelling en –principe ........................................................................... 42
5.3. Resultaten .................................................................................................. 45
5.3.1. Ecohalogeenlampen ............................................................................... 45
5.3.2. Compact Fluorescentie Lampen (CFL) ....................................................... 48
5.3.3. Vervangingsleds .................................................................................... 51
6. Referenties ........................................................................................................ 56
3

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
1. Inleiding
Led-lampen en compact fluorescentielampen met E14 en/of E27 voet (en dus met
geïntegreerde voorschakelapparatuur – CFLi met i = integrated) worden vandaag vaak
gebruikt als vervangingslamp voor de klassieke gloeilamp. De gebruiker van deze lampen
merkt echter vaak een aantal nadelen op. Deze gaan van een trage opstarttijd bij CFLi over
een lagere lichtopbrengst dan verwacht tot het niet correct functioneren met de aanwezige
dimmer. Naarmate de technologie werd geoptimaliseerd, verdwenen een aantal van deze
nadelen.
Het fundamentele verschil tussen de oude en de nieuwe lampen ligt bij het feit dat compact
fluorescentielampen en led-lampen (maar ook gewone T5 fluorescentielampen) werken met
elektronische componenten. Bij de led is het lichtgevend element zelf trouwens ook een
elektronische component. De nieuwe technologieën zijn niet langer, zoals bij de gloeilampen
en de halogeenlampen het geval was, gebaseerd op een weerstand die als gevolg van
opwarming licht uitzendt.
Rekening houdend met deze fundamentele verschillen kan men dus verwachten dat bij de
integratie van deze lampen in bestaande installaties met dimmers de compatibiliteit van
de lichtbron en de dimmer niet altijd kan gegarandeerd worden. Men gaat immers twee
elektronische systemen (dimmerelektronica en lampelektronica) combineren die in de
meeste gevallen niet eerder gezamenlijk getest werden. De problemen die in de praktijk het
vaakst voorkomen, zijn een beperkt dimbereik, flicker, geluidsproductie (brommen of
zoemen) tot zelfs het weigeren van dienst.
In dit document geven we eerst een classificatie (Hoofdstuk 2) van de bestaande lamptypes
en dimsystemen die courant op de markt verschijnen. Bij de beschrijving leggen we de
focus op de mogelijke interactie tussen beide systemen. Vervolgens gaan we dieper in op de
concrete problemen die zich kunnen voordoen (Hoofdstuk 3.1) en proberen we het concept
“compatibiliteit” te definiëren (Hoofdstuk 3.2). Hierna worden enkele reeds bestaande
initiatieven opgesomd (Hoofdstuk 4), die het probleem van compatibiliteit in meer of
mindere mate trachten aan te pakken. Tot slot (Hoofdstuk 5) illustreren we aan de hand
van enkele uitgevoerde elektrische metingen enkele aspecten m.b.t. compatibiliteit.
4

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2. Inventarisatie/Classificatie
In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van de bestaande lamptypes en dimsystemen.
In het bijzonder voor de lampen is niet gestreefd naar een diepgaande en volledige
technische toelichting van de concrete werking, maar is gefocust op wat van belang is om
de dim- en compatibiliteitsproblematiek goed te begrijpen.
2.1. Lichtbronnen
2.1.1. Gloeidraadlampen
2.1.1.1. Gewone gloeilampen/Halogeen op netspanning
De feitelijke lichtbron bij de gewone gloeilampen is een gloeidraad, meestal uit wolfraam.
Die is door middel van een draagsteun opgehangen in een glazen ballon. Door de gloeidraad
stuurt men een elektrische stroom zodat hij door het joule-effect wordt opgewarmd en aan
het gloeien wordt gebracht.
De gloeiende wolfraamdraad zendt een continu spectrum aan elektromagnetische straling
uit waarvan een deel behoort tot het zichtbare gebied.
Vermits de gloeidraad zich gedraagt als een ohmse weerstand, ziet de elektrische stroom
die door dergelijke lamptypes gaat eruit zoals de aangelegde spanning (een sinus met
frequentie 50 Hz) en zijn spanning en stroom in fase.
400
Spanning
Stroom
0.60
300
0.40
200
100
0.20
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.20
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 1 : Stroom en spanning van een 40 W gloeilamp
5

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
De lichtstroom van een gegeven gloeilamp wordt bepaald door de temperatuur van de
gloeidraad. Dit is enerzijds het gevolg van de verschuivingswet van Wien ( λ max = b T ) die
zegt dat de golflengte waarbij maximale energie uitgezonden wordt, omgekeerd evenredig
is met de temperatuur van de gloeidraad. Dit heeft tot gevolg dat bij lagere temperaturen
de golflengte waarbij het vermogen per eenheid golflengte maximaal is naar rechts
verschuift. Het afplatten van de curve, anderzijds, is te verklaren door de wet van Boltzman
die zegt dat de stralingsemittantie (en dus ook de vermogensdichtheid) evenredig met de
vierde macht van de temperatuur daalt. De energie-inhoud in het zichtbare gebied wordt
daardoor kleiner en er wordt dus minder zichtbaar licht uitgestraald (Figuur 2).
Figuur 2 : Verschuiving van het spectrum in functie van de temperatuur van de gloeidraad. We zien
dat de vermogensdichtheid in het zichtbare gebied bij dalende temperatuur afneemt
Door de verschuiving naar rechts krijgt het uitgestraalde licht een rodere kleur. Figuur 3
geeft de kleuren weer van zichtbaar licht op verschillende golflengten.
Figuur 3 : Kleuren binnen het zichtbare spectrum
Om een gloeilamp te dimmen, volstaat het dus om de temperatuur te verlagen, wat
mogelijk is door het toegevoerde vermogen (en dus de elektrische stroom, vermits P =
R.I²) te verminderen. Dit gebeurt in de praktijk op twee manieren:
- de amplitude van de spanning over de lamp verlagen, bijvoorbeeld door een
regelbare weerstand in serie met de lichtbron te plaatsen (wordt in de praktijk niet
meer gebruikt);
6

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
- de spanning over de lamp gedurende korte tijdsperiodes uit te schakelen (zie
2.2.2.1, tot en met 2.2.2.4). Op de momenten dat er geen spanning is, loopt door de
gloeidraad ook geen stroom, maar dankzij de thermische traagheid van de draad
kunnen we dat niet waarnemen. Het toegevoerde vermogen vermindert echter wel,
waardoor de evenwichtstemperatuur van de draad daalt, het licht een warmere
kleurtemperatuur krijgt en het totale uitgestraalde vermogen in het zichtbare gebied
vermindert: de lamp wordt gedimd.
Op te merken valt dat het rendement van de lamp (in lm/W) afneemt naarmate men dimt,
omdat proportioneel een groter deel van de energie verloren gaat in niet-zichtbare
elektromagnetische straling. Indien men dus een bepaalde lamp steeds in gedimde toestand
gebruikt, is het vanuit energetisch oogpunt beter om een lamp te kiezen met een lager
vermogen gecombineerd met de dimmer in zijn hoogste stand.
100%
Relatief rendement testlamp
90%
80%
70%
Relatief rendement [%]
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Dimstand [%]
Figuur 4 : Variatie van het relatief rendement (t.o.v. het rendement zonder dimmer) van een gloeilamp
in functie van de dimstand
2.1.1.2. Halogeen op lage spanning
Halogeenverlichting op laagspanning (typisch 12 V, soms 24 V) werkt grotendeels volgens
hetzelfde principe als een gloeilamp of een halogeenlamp op netspanning: een gloeidraad
die opwarmt dankzij het Joule-effect en daardoor licht uitstraalt. Het grote verschil is de
werking op een lagere spanning waardoor de gloeidraad dikker kan zijn, hogere
temperaturen kunnen worden gehaald en meer energie in zichtbaar licht wordt omgezet (de
lamp wordt dus efficiënter). Om de netspanning om te zetten in een lagere spanning is een
hulpapparaat noodzakelijk: een transformator. Het type transformator zal bepalen hoe de
lichtstroom van de lamp kan verminderd worden.
7

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2.1.1.2.1 Ferro- of elektromagnetische transformatoren
Deze transformatoren worden ook wel passieve transformatoren genoemd, omdat de
transformator eigenlijk een element is dat ‘ondergaat’ en zelf geen enkele actie onderneemt
(er wordt niets aan- of uitgeschakeld). Een ferromagnetische transformator bestaat uit een
ijzerkern waarrond draden zijn gewikkeld die twee magnetisch gekoppelde spoelen vormen.
Door de stroom in de primaire spoel ontstaat in ijzerkern een magnetische flux, die op zijn
beurt wordt omgezet in een elektrische spanning in de secundaire spoel. De verhouding
tussen het aantal windingen, de transformatorverhouding, stemt overeen met de mate
waarin de spanning getransformeerd wordt.
400
300
Spanning voor transformator
Spanning na transformator
Stroom
0.60
0.40
200
100
0.20
Spanning [V]
0
-100
0.00
-0.20
Stroom [A]
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 5 : Werking van een ferromagnetische transformator
Gezien het feit dat dit type transformator eigenlijk een passief element is, dat enkel de
grootte van de spanning verandert (zie Figuur 5), kan de transformator-lamp combinatie in
principe op dezelfde wijze gedimd worden als een gloeilamp die rechtstreeks op netspanning
wordt gevoed. De inductieve werking van de spoelen rond de ijzerkernen zorgt er echter
voor dat faseafsnijding hoge spanningen veroorzaakt die nefast zijn voor de transformator
(zie 2.2.2.3).
2.1.1.2.2 Elektronische transformatoren
Elektronische transformatoren zijn actieve elementen die de oorspronkelijke netspanning
omzetten in een lagere spanning met een veel hogere frequentie (typisch 30 kHz t.o.v. 50
Hz voor netspanning). Dankzij de thermische inertie van de gloeidraad in de halogeenlamp,
zien we die hoge frequentie met het menselijk oog niet.
8

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Figuur 6 : Primaire (paars) en secundaire (rood) spanning van een elektronische transformator. De
secundaire spanning heeft een heel hoge frequentie waardoor de individuele golven niet zichtbaar
zijn op de figuur
Hoewel deze transformatoren actieve elementen zijn, hebben de klassieke dimmethoden die
voor gewone gloeilampen worden gebruikt in principe het gewenste resultaat: in geval van
een lagere ingangsspanning (dan netspanning) voor de transfo wordt ook de
uitgangsspanning lager. Als bepaalde delen van de golf worden uitgeschakeld, wordt er ook
niets getransformeerd en is er voor dat deel van de golf dus ook geen output van de
transformator.
Een elektronische transformator vormt een capacitieve belasting (door de elektronische
componenten). Maakt men gebruik van een faseaansnijdingsdimmer die bij elke aansnijding
een hoge stroompuls creëert (100 maal per seconde) dan zorgt de lage weerstand tegen
hoogfrequente pulsen van de capacitieve belasting (transformator) telkens voor een
kortstondige kortsluiting van de dimmer en dus hoge piekstromen. De levensduur van zowel
transformator als dimmer wordt hierdoor negatief beïnvloed.
2.1.2. Lage druk kwikgasontladingslampen
In lagedruk kwikgasontladingslampen worden kwikatomen door botsingen met een
elektronenstroom geëxciteerd en komen ze terecht op een hoger energieniveau. Wanneer
ze vervolgens terug op hun ‘normale’ energieniveau terugvallen, zenden ze een foton uit, in
9

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
een frequentie die overeenstemt met het UV-gebied. Die foton wordt vervolgens door de
fosforpoeders op de wand van de lamp omgezet in zichtbaar licht.
Kwikgasontladingslampen bestaan in typisch twee grote groepen, namelijk TL-lampen (TL =
Tube Luminescent) en de kleinere broertjes ervan, de CFL (CFL = Compact Fluorescent
Lamp). Die laatste is ook wel gekend als ‘spaarlamp’ maar sinds de opkomst van led, is ook
voor dat type lichtbron die term gebruikelijk 1 .
Kwikgasontlading vereist steeds hulpapparatuur tussen de lichtbron zelf en het net. Die
hulpapparatuur zorgt voor het starten van de lamp en het stabiliseren van de
elektronenstroom. Bij TL-lampen is deze hulpapparatuur steeds extern, terwijl ze bij CFLlampen
vaak ingebouwd is. Er bestaan echter ook CF-lampen met externe ballast. Ze
hebben dan een specifieke lampvoet en worden vaak aangeduid met de term CFLni (ni =
not integrated ballast). De klassieke CFL met schroefvoet (E27 of E14) en geïntegreerde
ballast bestempelt men als CFLi (i = integrated ballast).
Als een kwikgasontladingslamp wordt gedimd, gebeurt dat via de hulpapparatuur: de
stroom wordt lager, het aantal botsingen vermindert, waardoor ook het aantal uitgestraalde
fotonen kleiner wordt. Omdat er historisch gezien echter voor een particulier of installateur
geen compatibiliteitsproblemen zijn tussen ballast en lamp (d.i.: voor CFLi is het probleem
er sowieso niet omdat de eigenlijke lamp en de hulpapparatuur in dezelfde behuizing zitten,
voor de andere lampen kiest men in principe lampen die corresponderen met de vermelding
op de ballast), focussen we in dit document op de compatibiliteit tussen het dimsysteem en
de hulpapparatuur van de lamp en meerbepaald op de aanstuursignalen (zie 2.2.3).
2.1.2.1. Fluorescentielamp (T8 en T5)
In de onderstaande tekst beperken we ons tot de klassieke T5- en T8- lampen 2 . T5- en T8-
lampen worden altijd gevoed door een ballast die er eventueel kan voor zorgen dat de lamp
wordt gedimd (door vermindering van de elektronenstroom). T8-lampen kunnen gevoed
worden door een elektromagnetische ballast (niet bedoeld om te dimmen, of enkel over een
beperkt bereik omdat anders de spanning te ver terugvalt om de elektronenstroom in stand
te houden. Daarnaast bestaat een hoger risico op beschadiging van de elektroden als deze
niet voldoende warm blijven) of een elektronische ballast (die bestaan in dimbare of nietdimbare
versies). Voor T5-lampen zijn enkel elektronische ballasten verkrijgbaar.
Elektromagnetische en niet-dimbare elektronische ballasten zijn met geen enkel dimsignaal
compatibel. Inspelen op de netspanning kan wel een impact hebben op de lichtstroom, maar
dat zal meestal over een beperkt dimbereik zijn, instabiel (flicker, …) verlopen of nefast zijn
voor levensduur van lamp en/of ballast.
Dimbare ballasten hebben naast de aansluiting voor de netspanning, in de regel een
bijkomende ingang voor het dimsignaal. De eigenlijke dimming gebeurt op basis van het
stuursignaal. De typische systemen die op de markt verkrijgbaar zijn, zijn ballasten die
werken volgens het 1-10V systeem (zie 2.2.3.2) en het DALI-systeem (zie 2.2.3.3). Deze
zijn onderling niet uitwisselbaar, al bestaan er hulpsystemen die een DALI-signaal kunnen
1 In verordening 244/2009 wordt gesteld dat aan bepaalde voorwaarden moet voldaan worden om een
lamp als ‘spaarlamp’ te bestempelen.
2 Het cijfer achter de letter ‘T’ duidt, in achtsten van een ‘inch’ (2,54 cm), op de diameter van de buis.
Andere afmetingen bestaan, maar zijn zo goed als verdwenen van de markt (T12) of worden enkel voor
uitzonderlijke toepassingen gebruikt. Voor T12-lampen bestaan trouwens enkel elektromagnetische
ballasten, die niet in dimbare uitvoering bestaan.
10

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
omzetten in een 1-10V signaal en die dus als extra ‘vertaler’ kunnen ingeschakeld worden.
Op de ballast is in principe aangegeven met welk type stuursignaal hij kan aangestuurd
worden.
Figuur 7 : Voorbeeld van een 1-10 V configuratie (bron: Osram)
Een uitzondering op de onmogelijkheid om ballasten op netspanning te sturen zijn bepaalde,
fabrikanteigen, varianten op DALI-ballasten. Een drukknop, op netspanning, kan op
dergelijke ballasten aangesloten worden aan de DALI-ingangen. Een fabrikanteigen protocol
bepaalt hoe de ballast (schakelen, dimmen) reageert op de signalen van de drukknop.
Figuur 8 : Dimmen via een drukknop en ballasten met speciale functionaliteit (bron: Osram)
11

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2.1.2.2. Compact fluorescentielamp (CFL)
CFLni-lampen zijn, zoals hierboven gezegd, niets anders dan mini-versies van de klassieke
buisontladingslampen. Ze zijn enkel compatibel met daarvoor voorziene ballasten 3 , waarvan
er – voor de meeste types – dimbare versies bestaan. Met betrekking tot de
dimmogelijkheden, gaan dezelfde zaken op die reeds werden vermeld (zie 2.1.2.1).
CFLi worden gebruikt als één op één vervangingslampen voor klassieke gloei- of
halogeenlampen. Ze hebben dezelfde lampvoet (de meest courante zijn E14, E27 en GU10)
en worden rechtstreeks op de netspanning gevoed, zonder dat er een extra ingang voor
dimsignalen is voorzien. Dimmen zou dus enkel mogelijk zijn door het variëren van de
netspanning, zoals klassiek ook voor gloei- en halogeenlampen het geval is. De meeste
CFLi-lampen op de markt zijn echter niet dimbaar en zijn dus met geen enkele dimmer
compatibel (ook al kan de lamp mogelijk wel dimbaar lijken, de impact op visueel comfort
en levensduur van de componenten kan dramatisch zijn). De laatste jaren zijn echter steeds
meer dimbare versies op de markt gekomen, die echter niet zonder meer compatibel zijn
met om het even welke dimmer. De meeste CFLi vertonen een eerder capacitieve werking
waardoor faseaansnijding stroompieken veroorzaakt die de levensduur van lamp en
dimmer reduceren. Toch zijn er ook CLFi waarvoor compatibiliteit met
faseaansnijdingsdimmers wordt geclaimd. Uit Figuur 9 is het ook duidelijk een mogelijke
intuïtieve conclusie dat (voor de CFLi lamp in kwestie) in eerste instantie faseafsnijding
weinig impact zal hebben. Dit verklaart ook intuïtief het beperkte dimbereik (en het hoge
minimumniveau) van de meeste dimbare CFL, in combinatie met faseafsnijding.
Problemen die kunnen voorkomen bij het dimmen van CFL, zijn:
- Geen opstart op het laagste dimniveau (door onvoldoende voorverwarming)
- Flicker
- Drempelgewijze dimming
3 Op de ballasten wordt vermeld met welk type lamp ze moeten verbonden worden – bij elk type lamp
hoort ook een specifieke lampvoet, zodat achteraf geen vergissingen meer mogelijk zijn door de
particuliere gebruiker
12

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
400
Spanning
Stroom
0.60
300
0.40
200
100
0.20
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.20
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 9 : Stroom en spanning van een 18 W CFLi
Er bestaan ook CFLi-lamptypes die gedimd kunnen worden met een gewone
(puls)schakelaar. Intern zit bij die lampen een stukje intelligentie ingebouwd die de pulsen
of signalen (en dus de sprongen in de voedingsspanning) interpreteert als een dimsignaal.
De conventies van het protocol zijn in dat geval eigen aan de lampfabrikant.
Op zich neemt het rendement van de ontladingsbuis zelf niet af wanneer men een
ontladingslamp dimt. Dit is goed te zien in Figuur 10, die resulteert uit een eigen labometing
(voor een CFLi in combinatie met een faseaansnijdingsdimmer): vermogen en lichtstroom
variëren zo goed als recht evenredig (blauwe rechte). De rechte gaat echter niet door de
oorsprong, omwille van het verbruik van het stuurapparaat. Dit zorgt er dan ook voor dat
het energetisch rendement van de volledige lamp (de rode curve), afneemt naarmate de
lichtstroom kleiner wordt.
13

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
100%
90%
Trendlijn relatief vermogen
Trendlijn rendement
100%
90%
80%
80%
70%
70%
Relatief vermogen
60%
50%
40%
60%
50%
40%
Rendement
30%
30%
20%
20%
10%
10%
0%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Relatieve lichtstroom
Figuur 10 : Gemeten rendement en relatief vermogen (in functie van de relatieve lichtstroom) van een
11 W CFLi (de trendlijn van het rendement beperkt zich tot de gemeten punten, die van het vermogen
werd verder doorgetrokken om het snijpunt met de Y-as te demonstreren)
2.1.3. LED lampen
Net als bij CFL kunnen leds, qua configuratie, opgedeeld worden in twee grote groepen:
enerzijds ledbronnen die voorzien zijn van een apart stuurapparaat (de driver), anderzijds
de types waarbij stuurapparaat en lichtbron in dezelfde behuizing zitten. Het stuurapparaat
wordt vaak driver genoemd. De typische vervangingsleds voor klassieke gloei- of
halogeenlampen vallen onder die laatste groep.
Daarnaast is er een onderscheid te maken tussen spanningsgestuurde en stroomgestuurde
leds. Het is immers zo dat de lichtstroom van een led recht evenredig is met de elektrische
stroom. Dimmen op zich lijkt dus eenvoudig: door in te spelen op elektrische stroom of
spanning, wordt ook rechtstreeks de lichtstroom beïnvloed. De
spanning/stroomkarakteristiek van een diode vertoont echter een exponentieel verloop,
waardoor elke (ook een kleine) variatie van spanning meteen leidt tot een grote(re)
(elektrische en licht-)stroomvariatie.
14

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
1000
Spanning-stroom karakteristiek
900
800
700
Voorwaartse stroom [mA]
600
500
400
300
200
100
0
0 1 2 3 4 5
Voorwaartse spanning [V]
Figuur 11 : Spanning-stroomkarakteristiek voor een specifieke led
Hogere stromen zorgen ook voor meer opwarming (eigenlijk wordt de led ‘overgestuurd’)
waardoor de levensduur van de leds gaat dalen. Dit fenomeen wordt nog versterkt doordat
bij stijgende junctietemperatuur de curve in de grafiek naar links verschuift, waardoor voor
eenzelfde spanning de stroom nog meer stijgt en de opwarming nog groter wordt. Dit
sneeuwbaleffect wordt in het Engels typisch thermal runaway genoemd.
1000
900
800
Stroom
Stroom bij hogere
temperatuur
Spanning-stroom karakteristiek
700
Voorwaartse stroom [mA]
600
500
400
300
200
100
0
0 1 2 3 4 5
Voorwaartse spanning [V]
Figuur 12 : Thermal Runaway
Deze problematiek, gekoppeld aan de variaties tussen leds onderling m.b.t. de exacte
ligging van de curve, zorgt ervoor dat leds, zonder bijkomende (stroombeperkende)
maatregelen, best gestuurd worden met een constante stroombron. Die is typisch wat
duurder, maar zorgt voor een vrij consistente lichtstroom tussen verschillende ledstrips
(zelfde elektrische stroom = zelfde lichtstroom). Het risico op thermal runaway is
daarenboven nihil. Stroomgestuurde leds worden altijd in serie geschakeld.
15

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Een constante spanningsbron (een batterij) is echter meer verspreid en typisch goedkoper,
vandaar dat men er ook voor kan kiezen de ledstrips te voorzien van een component die de
stroom beperkt. Een eenvoudig en goedkoop (maar minder energie efficiënt) voorbeeld
hiervan is een weerstand die in serie met de diodes wordt geschakeld, maar er zijn ook
meer geavanceerde oplossingen. Regelen is met dit type sturing typisch moeilijker: een
kleine variatie van de spanning heeft een grote variatie van de elektrische stroom en van de
lichtstroom tot gevolg. Spanningsgestuurde leds worden altijd parallel geschakeld.
2.1.3.1. Ledlampen met externe driver
Voor leds met externe driver gaan gelijkaardige zaken op als voor CFLni. Compatibiliteit
tussen drivers en leds is een aandachtspunt (spannings- of stroomsturing, bijvoorbeeld), dit
staat in principe los van de dimmingproblematiek. Met betrekking tot dimmingcompatibiliteit
moet echter enkel naar de driver worden gekeken.
Net als voor de ballasten van CFLni bestaan er dimbare drivers die in staat zijn om
bijvoorbeeld een 1-10V signaal of digitale signalen volgens het DALI- of een ander protocol
te verwerken (en dus stroom of spanning navenant aanpassen). Daarnaast bestaan er
drivers zonder bijkomende ingang. Die kunnen niet-dimbaar zijn, maar er bestaan ook
drivers die het signaal van een pulsschakelaar op netspanning verwerken volgens een
merkeigen protocol en dimbare drivers die kunnen werken in combinatie met klassieke
dimmers. Voor die laatste groep stellen zich dezelfde vragen als voor dimbare CLFi (zie
2.1.2.2) of vervangingsleds (zie 2.1.3.2).
2.1.3.2. Ledlampen met interne LED-driver (vervangingsleds)
In vervangingsledlampen (met klassieke lampvoet) zitten driver en led-module in dezelfde
behuizing. Een extra ingang voor een stuursignaal is er niet, dus dimmen kan enkel
gebeuren door in te spelen op de netspanning. Er zijn niet-dimbare versies van
vervangingsledlampen, waarbij een klassieke dimmer kan leiden tot ongewenste effecten
en/of verminderde levensduur.
Voor de dimbare versies is dimmen mogelijk door inspelen op de netspanning, maar dit kan
niet voor om het even welke combinatie van dimmer en lamp (zie 3). Typisch zou men
verwachten dat ledlampen in meer of mindere mate een capacitieve last (zie Figuur 13 en
Figuur 14 voor twee verschillende fabrikanten en ook 3.1.1 voor meer uitleg) vormen en
dus het best werken met faseafsnijdingsdimmers, maar dat blijkt vaak niet het geval.
Waarschijnlijk zijn de gebruikte componenten in de driver zo gekozen dat ze optimaal
werken met faseaansnijdingsdimmers, omdat die het meest worden toegepast in de markt.
16

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
400
Spanning
Stroom
0.60
300
0.40
200
0.20
100
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.20
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 13 : Stroom en spanning van een 8W vervangingsled (fabrikant C)
400
0.60
Spanning
Stroom
300
0.40
200
0.20
100
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.20
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 14 : Stroom en spanning van een 10W vervangingsled (fabrikant E)
17

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Er bestaan ook leds (met G5.3-voet) die halogeenlampen op lage spanning vervangen..
Voor die laatste groep zijn er twee compatibiliteitsvragen: is de lamp compatibel met de
transformator (daarbij komt onder andere de minimale last van de transfo kijken) en is de
transformator-lamp combinatie compatibel met de dimwijze?
Bij het dimmen van vervangingsleds kan in principe een meer dan lineair verband tussen
lichtstroom en vermogen worden verwacht. Het rendement van de diode zelf neemt, dankzij
de lagere temperaturen bij lagere lichtstromen, immers lichtjes toe. Bij eigen metingen
werd echter doorgaans een eerder lineair verband vastgesteld, met een rechte die, in
tegenstelling tot wat voor CFLi het geval was, nagenoeg door de oorsprong zou gaan (in
realiteit zal er, net als bij de CFL, een residueel vermogen van de driver zijn, waardoor de
rechte trendlijn in Figuur 15 zal afbuigen naar een horizontale lijn voor de lagere
lichtstromen). Dit is waarschijnlijk te verklaren door het opgenomen vermogen van het
stuurapparaat dat tevens bij die lagere lichtstromen een hoger verbruik zou kunnen hebben,
onder andere om de werking van de dimmer-lamp combinatie te corrigeren in gedimde
stand. De combinatie van beide fenomenen zorgt voor een min of meer lineair verloop van
het vermogen in functie van de lichtstroom en een nagenoeg constant rendement van de
vervangingsled, onafhankelijk van de dimstand. Bij lagere dimstanden begint het
rendement, omdat het opgenomen vermogen van het stuurapparaat steeds belangrijker
begint te worden, wel af te nemen. In Figuur 15 is ook te zien dat het opgenomen
vermogen van een vervangingsled in combinatie met de dimmer wat hoger ligt dan van de
vervangingsled op netspanning waardoor globaal een rendement wordt gehaald dat wat
lager ligt dan 100%. Ook dit is waarschijnlijk te wijten aan de corrigerende werking van het
stuurapparaat. In bepaalde gevallen kan het rendement bij bepaalde dimstanden van
bepaalde dimmer-lamp combinaties wat hoger of wat lager liggen, maar de vastgestelde
afwijkingen in de uitgevoerde metingen waren niet zo groot (tot maximaal 20%, zie Fout!
Verwijzingsbron niet gevonden.).
100%
100%
80%
80%
Relatief vermogen
60%
40%
60%
40%
Rendement
20%
Relatief vermogen
Rendement
20%
Trendlijn relatief vermogen
0%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Relatieve lichtstroom
Figuur 15 : Gemeten rendement en relatief vermogen (in functie van de relatieve lichtstroom) van een
11 W vervangingsled
18

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2.2. Dimsystemen
2.2.1. Algemeen.
In dit hoofdstuk worden eerst de vermogencomponenten behandeld die inspelen op de
netspanning. Vervolgens gaat het over de meest courante aanstuursignalen die op de markt
worden gevonden. Deze aanstuursignalen kunnen een vermogendimmer aansturen, maar
zijn vooral gekend voor de aansturing van hulpapparatuur van ontladingslampen en leds.
Voor dat type lampen gebeurt de feitelijke dimming door de stuurapparaten zelf. Omdat
daar de compatibiliteitsproblematiek veel minder speelt, wordt dat dimmend aspect in dit
document niet behandeld.
2.2.2. Indeling van dimmers volgens de werking van de vermogencomponent
Klassiek werden vermogencomponenten ontwikkeld om gloeidraadlampen te dimmen. De
temperatuur van de gloeidraad wordt bepaald door het vermogen dat erin opgewekt wordt
en dat is gelijk aan RI² (zie 2.1.1). Daar directe stroomsturing complex is, wordt de
stroomregeling door de gloeidraad op een economische wijze gerealiseerd met behulp van
spanningssturing. Hierbij wordt enkel dat gedeelte van de spanning aangelegd dat nodig is
om een bepaalde stroom door de gloeidraad te bekomen. Hiervoor wordt gebruik gemaakt
van vermogenelektronische componenten, die toelaten om snel te schakelen. De
componenten die gebruikt worden zijn thyristoren, triacs en transistoren.
De goede werking van vermogenelektronische componenten is gebaseerd op vrije ladingen,
dus op stromen die erdoor vloeien, in combinatie met de juiste spanning over de
component. Wanneer bijgevolg de stroom door de dimmer verandert doordat de gloeilamp
die door de ecodesign richtlijn uitgefaseerd wordt, vervangen wordt door een CFL of een
LED-lamp met een veel lagere stroom die daarenboven ook nog verschoven is ten opzichte
van de spanning, dan is het mogelijk dat dit leidt tot een niet goed functionerend geheel
(zie 3.1).
In functie van de belasting aangesloten op de dimmer spreekt men van de volgende soorten
dimmers. Elke dimmersoort heeft zijn eigen technologie.
2.2.2.1. Fase-aansnijdingsdimmer (voor R-belasting)
Deze dimmer is opgebouwd uit een regelbare vermogenelektronische schakelaar die een
faseaansnijding mogelijk maakt. In plaats van vanaf de nuldoorgang van de spanning de
schakelaar te sluiten (en stroom door te laten), wordt deze een bepaalde tijd (uitgedrukt
door de ontsteekhoek α) later gesloten. De fase wordt aangesneden en vandaar de
benaming faseaansnijdingsdimmer.
De vermogenelektronische componenten die bij voorkeur (om economische redenen) als
schakelaar gebruikt worden in deze dimmer zijn twee antiparallel geschakelde thyristoren
(één voor elke alternantie van de wisselspanning) of de triac (=integratie van twee
antiparallel geschakelde thyristoren in één component). Deze componenten hebben 3
aansluitpunten: 2 voor de hoofdkring en 1 voor de ontsteking (de poort). Deze
componenten gaan (in geval van een thyristor is een voorwaartse spanningspolarisatie een
bijkomende vereiste) in geleiding wanneer er stroom geïnjecteerd wordt in de poort.
Wanneer de stroom in de hoofdkring van deze componenten voldoende groot wordt, groter
dan de zogenaamde vergrendelstroom (I L ) blijft deze component in geleiding zonder dat er
19

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
stroom geïnjecteerd wordt in de poort. Hij blijft geleiden tot de stroom terug daalt tot onder
de houdstroom (I H ) De grootteorde van I H varieert tussen 20 en 500 mA afhankelijk van het
componenttype terwijl I L zich tussen I H en 2xI H situeert. In geval van een resistieve
belasting valt de nuldoorgang van de spanning praktisch samen met het ogenblik waar de
stroom onder de houdstroom terecht komt.
Figuur 16 : Symbool van een triac
2.2.2.2. Fase-aansnijdingsdimmer (voor R en L-belasting)
Deze dimmer werkt gelijkaardig als een dimmer voor resistieve belastingen. Bijkomend
wordt een elektronisch circuit toegevoegd dat het mogelijk maakt om inductieve lasten te
dimmen.
Wanneer bij deze dimmers (2.2.2.1 en 2.2.2.2) de belasting vermindert door gebruik van
CFL of LED in plaats van een gloeilamp bestaat de kans dat de stroom in de hoofdkring niet
langer groter wordt dan de vergrendelstroom. Bijgevolg blijft de vermogenelektronica
component niet meer in geleiding zonder ontsteekpuls, terwijl dat voorheen wel zo was.
Wanneer een fase-aansnijdingsdimmer gebruikt wordt met een capacitieve belasting
(bijvoorbeeld een elektronische transformator met laagspanningslamp) kunnen er bij het
aansnijden van de spanning stroompieken ontstaan die de dimmer beschadigen.
De combinatie dimmer-vervangingslamp zal daardoor in een aantal gevallen (naargelang de
soort belasting dat de vervangingslamp vormt) niet meer naar behoren functioneren en/of
de onderdelen zullen sneller stuk gaan. In Figuur 17 is een piekstroom van zowat 2A te
zien, voor een lamp die in normale modus een elektrische stroom opneemt tot 400 mA. Dit
is geen uitzonderlijke vaststelling voor vervangingslampen in combinatie met
faseaansnijding.
20

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
400
2.0
300
1.5
200
1.0
100
0.5
Spanning [V]
0
0.0
Stroom [A]
-100
-0.5
-200
-1.0
-300
-1.5
-400
Figuur 17 : Inrush Current bij capacitieve belasting (CFLi) in combinatie met faseaansnijding
2.2.2.3. Fase-afsnijdingsdimmer (geschikt voor R en C-belasting)
Deze dimmer is opgebouwd uit een regelbare vermogenelektronische schakelaar die een
faseafsnijding mogelijk maakt. In plaats van tot de nuldoorgang van de spanning de
schakelaar te sluiten, wordt deze sneller geopend, na een tijd die uitgedrukt wordt door de
ontsteekhoek α. De fase wordt afgesneden en vandaar de benaming faseafsnijdingsdimmer.
Deze dimmer is geschikt voor een resistieve belasting alsook voor een capacitieve
belasting..
De vermogenelektronische component die gebruikt wordt in deze dimmers is de
vermogentransistor die als schakelaar gebruikt wordt. Vaak wordt een IGBT (Insulated Gate
Bipolar Transistor) gebruikt die sneller kan schakelen van de BJT(BiJunctieTransistor). De
IGBT vraagt daarenboven een veel kleinere poortstroom (stuurstroom) (grootteorde nA bij
de IGBT in plaats van mA tot A bij de BJT, die in harde verzadiging moet gestuurd worden)
bij aangeschakelde toestand.
Dimmers met vermogentransistoren zijn typisch duurder dan dimmers voorzien van een
triac.
Wanneer een fase-afsnijdingsdimmer gebruikt wordt met een inductieve belasting
(bijvoorbeeld een elektromagnetische transformator met laagspanningslamp) kunnen er bij
het afschakelen overspanningen (door het plots onderbreken van een inductieve kring)
ontstaan die de dimmer beschadigen. Een oplossing om dit te vermijden kan een
vrijloopdiode over de belasting zijn.
-2.0
21

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2.2.2.4. Universele dimmer (geschikt voor R,L en C-belastingen)
Deze dimmer is opgebouwd uit een regelbare vermogenelektronische schakelaar die een
faseaansnijding en faseafsnijding mogelijk maakt. Afhankelijk van de belasting werkt de
dimmer met faseaansnijding of met faseafsnijding. Bij sommige RLC-dimmers moet de
keuze manueel ingesteld worden (bijvoorbeeld via dipswitches), andere hebben intelligentie
aan boord om zelf het soort belasting vast te stellen en in functie daarvan hun werkwijze te
kiezen.
De vermogenelektronische component die gebruikt wordt in deze dimmers is de
vermogentransistor die als schakelaar gebruikt wordt.
2.2.3. Aanstuursignalen
2.2.3.1. 0-10V analoog dimsignaal
Dit dimsignaal is ook bekend als analoge 0-10VDC spanningssturing. De signalen voldoen
aan de ESTA E1.3 standaard (Entertainment Technology – Lighting control system – 0-10V
Analog Control Protocol). Vanuit het oogpunt van de vermogenscomponent wordt vaak
gesproken van een current source signaal (het regelsysteem levert actief een spanning af
aan ballast, stuurapparaat, transformator of dimmer).
Van 0 tot 10V is een lichtregeling mogelijk van 1% tot maximale lichtsterkte. Een regeling
onder de 1% is niet gegarandeerd met dit systeem.
Als de ingangsspanning beneden de drempelspanning (±1V) ligt, wordt de aangesloten
belasting uitgeschakeld. Vandaar soms de benaming ‘1-10V spanningssturing’.
Deze standaard wordt, zoals de naam al doet vermoeden, voornamelijk gebruikt in
theateromgevingen, maar meer en meer gaat men ook daar over op digitale sturing.
Actief geheel met
spanningsbron
Dimmend geheel
Lamp
Regelsysteem
U
Ballast/dimmer
/trafo/stuurapp
Controller
Figuur 18: Principeschema van 0-10V analoog dimsignaal
22

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2.2.3.2. 1-10V analoog dimsignaal
Dit dimsignaal is ook bekend als analoge 1-10VDC stroomsturing. De eisen waaraan de
voorschakelapparaten voor TL-verlichting moeten voldoen om te werken met dit dimsignaal
zijn beschreven in de standaard EN60929: AC and/or DC-supplied electronic control gear for
tubular fluorescent lamps - Performance requirements. De dimmende component bevat een
interne (gelijk)stroombron die gekoppeld is aan de ingang van het stuursignaal en die dus
stroom naar de regeling stuurt. Die regeling is een passieve component in de zin dat ze zelf
niet actief een spanning genereert. Redenerend vanuit het standpunt van het regelsysteem
(een controller of een dimknop, bijvoorbeeld), wordt deze stuurmethode ook wel current
sinking genoemd (de stroom gaat van de ballast, stuurapparaat, transformator of dimmer
naar het regelsysteem). Net zoals bij de current source methode, voert het stuurapparaat
de eigenlijke dimming uit. De dimming is continu in functie van het stuursignaal.
Dit dimsignaal wordt typisch toegepast bij dimbare elektronische ballasten en bij bepaalde
laagspanningstransformatoren, maar er bestaan ook al drivers voor leds die met dit protocol
werken.
Er is voor dit type regeling afgesproken dat 1 V overeenstemt met het laagste
verlichtingsniveau en 10 V met het hoogste maar er bestaat geen vaste afspraak omtrent
de exacte waarde van de minimale lichtoutput (die wordt wel typisch op 1 à 3% van de
maximale lichtstroom gesteld), noch omtrent de vorm van de dimcurve. Dat betekent dat
hulpapparaten van verschillende fabrikanten (of zelfs verschillende hulpapparaten van
eenzelfde fabrikant) anders kunnen reageren op eenzelfde 1-10V dimsignaal. De dimcurve
heeft wel typisch een S-vorm (zie Figuur 20). Dit gebrek aan standaardisatie maakt het
lastig om in eenzelfde regelzone meerdere ballasttypes te gebruiken (eenzelfde stuursignaal
leidt niet noodzakelijk tot eenzelfde vermindering van de lichtstroom). Ook het
commissioning-proces wordt erdoor bemoeilijkt.
Passief geheel
Actief dimmend
geheel met
stroombron
Lamp
Regelsysteem
I
Ballast/dimmer
/trafo/stuurapp
Controller
Figuur 19: Principeschema van 1-10V analoog dimsignaal
23

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
100
90
80
70
Relative Light Flux [%]
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1-10 V signal [V]
Figuur 20 : Verschil in S-curve voor twee verschillende regelsysteem-ballast combinaties
Wanneer de ingangsspanning lager is dan 1 V, dan wordt de belasting niet uitgeschakeld en
blijft ze op datzelfde minimum branden. Een schakelaar is bijgevolg noodzakelijk om de
verlichting te doven (bijvoorbeeld een klassieke potentiometer: de draaiknop varieert een
weerstand terwijl er een extra schakeluitgang voorzien is om de stroom naar bijvoorbeeld
de ballast te onderbreken.
Bij het aansluiten moet ingeval van 1-10V systemen aandacht worden besteed aan de
polariteit (+ signaal op de + klem, - signaal op de – klem), om zeker te zijn dat het
regelsysteem aan de juiste aansluitklem stroom kan opnemen. Bij het niet respecteren van
de polariteit, zal, afhankelijk van de specifieke combinatie van ballast en regelsysteem de
lamp altijd op zijn laagste of hoogste niveau branden.
Bij analoge systemen is steeds een bekabeling tussen het regelsysteem en het dimbare
hulpapparaat voorzien. Men spreekt van hardwired systemen, omdat elke fysieke kabel ook
met een reëel stuursignaal overeenstemt. Wil men met een bepaald stuursignaal andere
hulpapparaten gaan aansturen of bepaalde apparaten niet langer controleren, dan is een
herbekabeling of loskoppelen noodzakelijk.
2.2.3.3. DALI systeem
DALI staat voor Digital Addressable Lighting Interface en is een protocol voor de digitale
communicatie tussen bedieningsapparaten en elektronische voorschakelapparatuur (EVSA)
of andere dimmende componenten. Het dimmen bij een dergelijk systeem gebeurt in een
groot aantal discrete stappen (semi-continu).
24

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
De voornaamste fabrikanten van EVSA hebben DALI ontwikkeld met als doel met één
merkoverschrijdende standaard te voldoen aan elke behoefte van moderne lichtsturing.
DALI kan dan ook beschouwd worden als de basis waarop volledige
lichtmanagementsystemen kunnen worden ontwikkeld.
Het DALI protocol is onderdeel van de IEC60929 en ANSI C82 standaard en legt op deze
manier de spelregels vast voor alle fabrikanten van DALI compatibele producten. Elk DALI
product dient het logo te vermelden zodat het voor de gebruiker van deze producten
eenvoudig wordt om compatibele producten te combineren.
Figuur 21 : DALI-logo
Ruwweg bestaat een DALI installatie uit een regeling (bv. een knop of een sensor), een
DALI controller en DALI voorschakelapparatuur die zich in de armatuur bevindt. Tussen
controller en voorschakelapparatuur is er, zoals bij de analoge systemen, ook
supplementaire bekabeling nodig, namelijk de DALI stuurlijn. De sterkte van het systeem
bestaat er in dat na in dienst name het mogelijk blijft om de sturing van de installatie via
herprogrammatie van de controller aan te passen (men spreekt van softwired systemen:
naar elk hulpapparaat dat men zou wensen te bedienen, moet wel een fysieke kabel worden
gelegd, maar men kan later beslissen welk stuursignaal men erover stuurt en dus in functie
van welke input het hulpapparaat moet reageren). Er is geen fysieke herbekabeling
noodzakelijk. Het systeem is dan ook uitermate geschikt om de nodige flexibiliteit te bieden
aan sterk wisselende omgevingen zoals landschapskantoren.
Figuur 22 : DALI topologie
25

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
2.2.3.4. Gebouwbeheersysteem
Wereldwijd bestaan er diverse gebouwbeheerssystemen waar, naast verlichting, ook diverse
andere technieken geïntegreerd worden op een centraal stuursysteem. Men spreekt ook van
domotica- of immoticasystemen. Het ene systeem is al uitgebreider dan het andere,
sommige systemen zijn wereldwijde standaarden (bv. KNX) terwijl andere eerder nationaal
worden toegepast (bv. Nikobus, PHC, Teletask, …). Vaak hebben deze systemen eigen
dimmers die de verlichting op de een of andere manier gaan dimmen. Het valt buiten het
doel van dit document om de verschillende dimmogelijkheden van deze systemen te
behandelen. Het komt er op neer dat de dimmer of het hulpapparaat de taal dient te
spreken van de stuureenheid en dat het werkingsprincipe van het vermogengedeelte van de
dimmer aangepast dient te zijn aan het type verlichting dat wordt aangesloten.
2.2.3.5. Andere systemen
Naast uitgebreide gebouwbeheersystemen bestaan er nog diverse fabrikantafhankelijke
systemen die dimmen mogelijk maken. Zo heb je ook draadloze systemen op basis van RFtechnologie,
Zigbee, …. Om een werkend geheel te verkrijgen gelden dezelfde voorwaarden
als bij de gebouwbeheersystemen. Het valt echter buiten het bestek van dit document om
deze systemen verder uit te diepen.
2.2.4. Universele compatibiliteit
Als we de meest gebruikte dimsystemen op een rijtje zetten, kunnen we deze samenvatten
in Tabel 1 : Universele dimmercompatibiliteit. Deze tabel is universeel geldig en is voor elke
fabrikant gelijkaardig.
Gloei-
lamp
Halogeen
230V
Halogeen
met
gewikkelde
transfo
Halogeen
met
elektronische
transfo
Hulpapparaat of
vermogencomponent
met 1-10V
ingang
Hulpapparaat of
vermogencomponent
met DALI
ingang
Fase-aansnijding X X X
Fase-afsnijding X X X
Universeel (=
keuzemogelijkhe
id)
X X X X
1-10V
stuurapparaat
X
DALI
stuurapparaat
X
Tabel 1 : Universele dimmercompatibiliteit
26

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
3. Integratie van energiezuinige technologieën
Door de toenemende aandacht voor energiezuinigheid, duurzaamheid en door de
ontwikkeling van energiezuinige lamptechnologieën zoals compact fluorescentielampen en in
het bijzonder de led-lampen, ontstond de vraag om bestaande energieverspillende lampen
zoals de gloei- en halogeenlampen te vervangen door die energiezuinigere alternatieven.
Wat in deze beweging eveneens een grote rol heeft gespeeld is de uitfasering van de gloeien
halogeenlampen die door Europa werd opgelegd in de verordening nr. 245/2009 tot
uitvoering van de Ecodesign richtlijn 2005/32/EG. In september 2012 werden gloei- en
halogeenlampen van energieklasse D of lager verboden. Tot 2016 dienen alle nieuwe
lampen van klasse C of beter te zijn terwijl na 2016 er enkel nog lampen van klasse B of
beter mogen verkocht worden. Deze richtlijn wordt binnenkort uitgebreid met richtlijnen
voor directionele lampen, led-lampen en bijhorende uitrusting in de verordening nr.
932/2012 van de Ecodesign richtlijn 2009/125/EG.
3.1. Technische aspecten
3.1.1. Niet lineariteit en faseverschuiving
Wat steeds in het achterhoofd dient gehouden te worden is het feit dat gloei- en
halogeenlampen een resistief karakter vertonen en bijgevolg er een lineaire relatie is tussen
spanning en stroom. Beide lopen in fase met elkaar en behouden hun oorspronkelijke
sinusvorm, zoals voorgesteld in Figuur 23.
Figuur 23: Equivalent schema van een gloeidraadlamp met typerend spanning/stroomverloop
Zeer rudimentair kan men een led-lamp voorstellen als een gelijkrichter, condensator en de
uiteindelijke diode die als lichtbron dient. Dit is sterk afwijkend van het gloeidraadprincipe
en meteen ook de oorzaak van de niet lineaire relatie tussen spanning en stroom.
27

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Figuur 24: Rudimentair schema van een led-lamp
Uit bovenstaande figuur kunnen we afleiden dat de waarde van de spanning die aan de ledlichtbron
aangeboden wordt, afhankelijk is van de mate waarin de condensator opgeladen
is. De stroom door de led is afkomstig van ofwel de gelijkrichter ofwel de condensator, dit
afhankelijk van de ogenblikkelijke waarde van enerzijds de gelijkgerichte spanning en
anderzijds de condensatorspanning. De condensator ontlaadt zich in feite via de led
gedurende een bepaalde tijd. De spanning over de condensator is op zijn beurt dan weer
afhankelijk van de stroom door de led-bron en deze stroom is dan weer functie van de
helderheid van de led.
Door de fundamentele verschillen tussen gloeidraadlamp en led-lamp ontstaat er een niet
lineair verband tussen spanning en stroom. Dit wordt in Figuur 25 geïllustreerd.
Figuur 25: Vereenvoudigd spanning/stroomverloop bij een led-lamp
Als we naar een compact fluorescentielamp kijken, merken we ook hier een niet-lineair
verband op tussen spanning en stroom. Zie figuur 9 (eerder in dit document).
28

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
3.1.2. Verschillende dimtopologieën
In de dimmermarkt bestaan er in grote lijnen twee bekabelingsystemen. Enerzijds heb je
het tweedraadssysteem, anderzijds het driedraadssysteem. Bij het tweedraadssysteem
staan lamp en dimmer in serie, de neutrale geleider wordt niet rechtstreeks aan de dimmer
aangesloten (zie Figuur 26). Bij het driedraadssysteem heeft de dimmer steeds een
connectie, onafhankelijk van de belasting, met deze nulgeleider (zie Figuur 27).
Figuur 26: Dimmer met tweedraadssysteem
Figuur 27 : Dimmer met driedraadssysteem
Er is een wezenlijk verschil in enerzijds het pad voor de voeding van de dimmer en
anderzijds de synchronisatie met de netspanning. Dit verschil is verwaarloosbaar bij het
gebruik van gloeidraadlampen, maar bij het gebruik van CFL of led-lampen speelt dit wel
een belangrijke rol. Onafhankelijk van het systeem is synchronisatie een noodzakelijk
onderdeel bij fasegestuurde dimmers. Zonder de mogelijkheid om de fasespanning en zijn
nuldoorgangen te detecteren verkeert de dimmer in de onmogelijkheid een juiste aan- of
afsnijding van de spanning uit te voeren en dus de lamp op een correcte wijze aan te
sturen.
29

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Met het driedraadssysteem bezit de dimmer steeds de mogelijkheid om, ongeacht de
aangesloten belasting, de netspanning en bijhorende nuldoorgang te detecteren, dankzij het
belastingsonafhankelijke stroompad. Die geeft de dimmer bovendien de mogelijkheid om in
alle belastingsomstandigheden het eigen circuit te voeden.
Bij het tweedraadssysteem vervalt de mogelijkheid om onafhankelijk van de belasting het
eigen circuit te voeden en de netspanning te detecteren. Bij het vervangen van
gloeidraadlampen door CFL of led-lampen in een tweedraadssyteem ontstaat het fenomeen
dat de stroom door de belasting veel lager is en niet langer een zuivere sinusvorm heeft.
Het synchronisatieproces verloopt dan ook veel minder evident.
3.2. Compatibiliteit
3.2.1. Universeel karakter verdwijnt
Zoals vermeld in 2.2.4 gelden er een aantal regels wat betreft de keuze van de juiste
dimmer-lamp combinatie bij klassieke dimmers, transformatoren en lampen. Eens gekend
zijn de spelregels universeel toepasbaar. Met universeel wordt hier dan ook bedoeld dat een
bepaald type lamp altijd compatibel was met een bepaald type dimmer en/of transformator,
dit onafhankelijk van de fabrikant. Merkgebonden eigenschappen waren niet van belang
voor compatibiliteit, enkel de technische aspecten bepaalden een goede werking.
Het gebruik van elektronica in voorschakelapparatuur, transformatoren en dimmers is reeds
langer gangbaar. Echter bij het gebruik van elektronische componenten als
verlichtingselement (light emitting diode) ontstaat er een bijkomende dimensie. De lamp is
niet langer meer te karakteriseren als een resistieve, inductieve of capacitieve verbruiker
maar eerder een elektronische schakeling. Daarbovenop komt dan nog eens het feit dat
gelijkaardige lampen van diverse fabrikanten per definitie niet uitgerust zijn met dezelfde
elektronische componenten en/of schakelprincipes en dat binnen het gamma van een
fabrikant, door de snelle ontwikkelingen in de componententechnologie en kostprijs, men
lang niet zeker is van het feit dat exact dezelfde componenten gedurende een langere tijd
geïntegreerd worden in een bepaald lamptype. Deze problematiek stelt zich trouwens niet
alleen bij de lampfabrikanten maar evenzeer bij de producenten van elektronische
transformatoren en dimmers.
Men kan met andere woorden bij het combineren van energiezuinige lampen met
transformatoren en/of dimmers niet langer zeker zijn van een correcte en/of gelijkaardige
werking. Algemeen genomen kunnen we spreken over het al dan niet compatibel zijn van
een combinatie van lamp met bediening (of beter: actuator). Terwijl vroeger deze
compatibiliteit met universele regels oplosbaar was, is dit op dit ogenblik niet meer het
geval.
30

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
3.2.2. Wat is compatibiliteit?
Met het verdwijnen van het universeel karakter ontstaan er vele vragen omtrent de
compatibiliteit van combinaties van lampen met regelsystemen zoals transformatoren en
dimmers. In hoeverre werkt een combinatie gelijkaardig als voorheen? De eisen gesteld aan
de werking van een systeem zijn ook afhankelijk van de toepassing. Dient de regeling om
een bepaalde sfeer te creëren (bijvoorbeeld om een product op aantrekkelijke wijze aan te
prijzen) of om energie te besparen? Deze totaal verschillende uitgangspunten bepalen in
grote mate de aanvaarding van de werking van de vervangingslampen door de gebruiker.
Uit marktstudie en literatuur blijkt dat er tot op heden geen normen of wetten zijn die
bepalen of een combinatie al dan niet als compatibel mag worden beschouwd. Wel vinden
we beschouwingen, vuistregels, technische artikels en compatibiliteitstabellen terug die elk
op hun beurt trachten een antwoord te geven op de problematiek.
3.2.3. Beschouwingen rond compatibiliteit
In het document NEMA 4 LSD 49-2010 “Solid State Lighting for Incandescent Replacement –
Best Practices for Dimming” worden beschouwingen omtrent compatibiliteit opgesomd. Het
document heeft als focus led-lampen met geïntegreerde voorschakelapparatuur die als
vervanging van bestaande gloei- en halogeenlampen worden gebruikt. Het doel van het
document was het opstarten van overleg tussen fabrikanten van lampen,
voorschakelapparatuur en regelsystemen. Dit zou verder kunnen leiden tot het ontwikkelen
van een standaard omtrent compatibiliteit. Niettegenstaande het document focust op ledlampen
mag het duidelijk zijn dat de verwachtingen van de gebruiker bij het gebruik van
compacte fluorescentielampen gelijkaardig zijn.
Men kan onderscheid maken tussen drie groepen van verwachtingen vanwege de
gebruikers: esthetiek, efficiëntie en duurzaamheid.
3.2.3.1. Esthetiek
In vergelijking met de oude situatie kan de gebruiker volgende verwachtingen hebben met
betrekking tot de prestaties op gebied van esthetiek:
• Bij maximaal dimmen een voldoende kleine hoeveelheid licht behouden
• Geleidelijke overgang van lichthoeveelheid bij dimmen en alle aangesloten lampen
dienen dezelfde lichtstroom te geven bij een bepaalde dimstand.
• Lampen gaan aan op maximale dimstand en het gewenste lichtniveau wordt snel
bereikt
• Bij elke dimstand een stabiel lichtniveau, er mag geen flikkering optreden
• Er mag geen geluid waarneembaar zijn
• Bij lage lichtniveaus is een wijziging in kleurtemperatuur aanvaardbaar en soms zelfs
gewenst.
4 NEMA: National Electrical Manufacturers Association = een associatie van producenten van zowel elektrisch als medisch
beeldvormend materiaal. Zij zijn actief op de Amerikaanse markt en richten zich vooral op het ontwikkelen van technische
standaarden, activiteiten rond wetgeving, het verzamelen van economische data en het ontwikkelen van product gerelateerde
opleidingen. www.nema.org
31

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
3.2.3.2. Efficiëntie
De efficiëntie van een vervangingslamp dient beter te zijn dan die van de oude lamp. De
efficiëntie van een lichtbron wordt uitgedrukt in lichtstroom per eenheid van vermogen, of
lumen/watt (lm/W). De efficiëntie van gloeilampen (+/- 10lm/W) daalt als deze worden
gedimd (zie 2.1.1.1), dit is ook het geval bij CFL waar het rendement met zowat 50% daalt
(zie 2.1.2.2). Bij het dimmen van led-lampen blijft het rendement min of meer gelijk (zie
2.1.3.2).
3.2.3.3. Duurzaamheid
Eén van de sterke punten van zowel CFL als led in vergelijking met een gloeidraadlamp, is
de langere levensduur. Het is dan ook wenselijk dat deze levensduur niet negatief beïnvloed
wordt als men deze lampen gaat dimmen. In onderstaande tabel wordt de levensduur van
verschillende lampsoorten vermeld zowel in de situatie zonder dimming als in deze met
dimming.
Lichtbron
Levensduur indien
steeds 100%
lichtstroom wordt
gevraagd
Gloeilamp 750-1.500 1.500-6.000
Levensduur bij
gedimde toepassing
Halogeenlamp 3.000-5.000 3.000-20.000
CFL, niet dimbaar 6.000-8.000 NVT
CFL, dimbaar 8.000-10.000 Neemt af
Fluorescentielamp (TL) 15.000-40.000 Gelijk
Led, niet dimbaar 20.000-50.000 NVT
Led, dimbaar 20.000-50.000 Neemt toe
Tabel 2: Levensduur van lampen in normale en gedimde toestand (BRON: NEMA LSD 49-2010)
Uit bovenstaande tabel leiden we af dat de levensduur van gloei- en halogeenlampen
toeneemt in geval dat ze gedimd worden. Bij de halogeenlamp moeten we wel de bedenking
maken dat bij lage dimstand de halogeencyclus kan stilvallen waardoor de ballon zwart
wordt en de levensduur van de lamp wel degelijk daalt als je ze niet regelmatig op vol
vermogen laat branden. Dit werd niet in rekening gebracht in deze tabel. Los daarvan, en
meer binnen het kader van dit document, kan men stellen dat het dimmen van led-lampen
de levensduur positief beïnvloedt, maar dat het de levensduur van een dimbare CFL
vermindert.
Als besluit kunnen we stellen dat de levensduur van vervangingslampen hoger ligt dan deze
van de te vervangen lamp. Hoewel bij dimmen wel de levensduur van de CFL negatief wordt
beïnvloed blijft deze in principe altijd hoger dan de levensduur van een gloei- of
halogeenlamp.
Naast de lamp is het evenzeer van groot belang dat, na vervanging door een energiezuinige
lamp, de levensduur van de dimmer niet negatief beïnvloed wordt. Aspecten waar men
rekening moet mee houden, zijn het schakelvermogen van de aan/uit schakelaar, de
temperatuur van zowel halfgeleiderelement als PCB, piekstromen en overspanningen.
32

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Daarnaast dient het noodzakelijk vermogen voor de eigen circuits steeds voorhanden te
blijven. Het is duidelijk dat na het vervangen van de lampen, de correcte
werkingsomstandigheden met betrekking tot bovenstaande parameters nog steeds
gerespecteerd dienen te zijn zodat de levensduur van de dimmer behouden blijft.
3.2.4. Objectivering
De beschouwingen omtrent esthetiek, efficiëntie en duurzaamheid werden dan wel in een
van oorsprong Amerikaans document neergeschreven maar deze kunnen we toch als
algemeen geldend beschouwen. De manier waarop men deze beschouwingen gaat
objectiveren is dan weer wel afhankelijk van de plaatselijke wetgeving, procedures en
gewoontes. In een volgend hoofdstuk worden een aantal initiatieven vermeld, zonder
exhaustief te willen zijn.
33

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
4. Diverse initiatieven
4.1. Vuistregels
Om de compatibiliteitsproblemen tussen bijvoorbeeld led-lampen en bestaande dimmers op
te lossen hebben sommige vooraanstaande lampleveranciers vuistregels opgesteld. Deze
regels bieden echter geen zekerheid wat betreft gelijkaardige esthetische resultaten. Ze
geven vooral informatie over het minimum en maximum aantal lampen die op één dimmer
aangesloten kunnen worden. Men kan op basis van deze regels inschatten of een bepaalde
combinatie werkt maar niet of ze gelijkaardig werkt.
4.1.1. Minimaal aantal lampen
Op de verpakking van een lamp wordt door sommige lampfabrikanten bijkomende
informatie gegeven wat betreft het minimaal aan te sluiten led-lampen. Het vermogen van
de led-lamp en het vermogen van de halogeenlamp die ze vervangt, worden vermeld. Op
basis van de minimale belastingswaarde van de dimmer kan men het minimaal aantal ledlampen
bepalen.
Bv. : Lamp GU10 4-35W 2700K 40D, dimmer 50-600W.
Op deze dimmer dient men minimaal 50 / 35W = 1,4 ≈ 2 led-lampen van 4W aan te sluiten.
Op een gelijkaardige manier zou men kunnen stellen dat op deze dimmer maximaal 600 /
35W = 17,14 ≈ 17 led-lampen van 4W aangesloten kunnen worden. Deze regel mag echter
niet gebruikt worden om het maximaal aantal led-lampen te bepalen. Dit vindt zijn
oorsprong in het feit dat men zich bij het testen van dimmer-lamp combinaties beperkt tot
een welbepaald maximum aantal lampen. De combinatie zou met meer lampen dan dat
maximum kunnen werken maar dat wordt niet gegarandeerd. Om het maximaal aantal
lampen te bepalen gebruikt men daarom meestal andere vuistregels (zie 4.1.2).
Deze notatie geeft een zicht op het minimale aantal lampen dat op een welbepaalde dimmer
aangesloten moeten worden en pakt dus maar één compatibiliteitsissue aan: de minimale
belasting van de dimmer.
4.1.2. Maximaal aantal lampen
Bij diverse fabrikanten raadt men aan om voor de bepaling van het maximum aantal
lampen, de 10% regel te gebruiken. Deze impliceert dat het vermogen van de aangesloten
led-lampen maximaal 10% van het maximale dimmervermogen mag bedragen.
Bv. : Dimmer 50-400W, led-lamp van 8W
Op deze dimmer kan men maximaal 10% van 400W, zijnde 40W, aan led-lampvermogen
aansluiten. Dit stemt overeen met een maximum van 5 led-lampen van 8W.
Ook deze regel behandelt dus slechts één onderdeel van het hele compatibiliteitsgebeuren:
het maximaal aantal lampen.
34

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
4.2. Compatibiliteitstabellen
Om een meer sluitende oplossing te bieden worden er door fabrikanten van zowel lampen
als dimmers compatibiliteitstabellen of een “online tool” opgesteld en gepubliceerd (meestal
via hun website). Deze worden samengesteld op basis van metingen uitgevoerd in eigen
laboratoria.
Het ligt niet binnen het doel van dit document om deze hulpmiddelen in detail en per
fabrikant te bespreken. Wel wensen we aan de hand van enkele voorbeelden uit deze
tabellen van combinaties bepaalde punten onder de aandacht te brengen.
Voorbeeld 1:
In een compatibiliteitstabel van een dimmerfabrikant selecteren we een dimmer met een
vermogen van 300W. Aan deze dimmer wensen we 12W led-lampen op 230V aan te sluiten.
Uit de tabel blijkt dat het minimaal aantal lampen afhankelijk is van het merk van de lamp.
LED-lamp 12W, merk A
Led-lamp 12W, merk B
Dimmer 300W, merk 1 Min. 7, max. 10 stuks Min. 1, max. 10 stuks
Ter illustratie passen we de in 4.1.2 vermelde vuistregel toe (10% van 300W = 30W, dus
maximaal 2 lampen van 12W zijn toelaatbaar). Echter volgens de tabel zouden maximaal 10
lampen aanvaardbaar zijn. Tabel en vuistregel stemmen, alvast in dit voorbeeld, niet
overeen. Mogelijke oorzaken hiervan zijn bijvoorbeeld het werkelijke testen van een
combinatie (i.t.t. de meer algemene vuistregel) of een verschil in criteria die vooropgesteld
worden door de dimmer- en lampfabrikant.
Voorbeeld 2:
We beschouwen een compatibiliteitstabel van een lampfabrikant. We wensen een led-lamp
van 8W op een RL dimmer aan te sluiten. Uit de tabel blijkt dat we voor twee dimmers met
gelijkaardige technische specificaties een verschillend resultaat krijgen met betrekking tot
de compatibiliteit.
RL dimmer 40-500W,
merk A
RL dimmer 60-500W,
merk B
Led-lamp 8W, merk 1 Niet compatibel Wel compatibel
Voorbeeld 3:
Met dezelfde lamp uit voorbeeld 2 controleren we de compatibiliteit van twee verschillende
dimmers. De eerste dimmer is van het led-type en het tweede van het RC-type. Het
vermogensbereik van de led-dimmer bedraagt 2-100W en dat van de RC-dimmer 400W.
Zonder enige voorkennis zou men uit het vermogensbereik kunnen concluderen dat een
dimmer met een maximaal vermogen van 400W meer led-lampen kan bedienen dan een
dimmer van 100W. Uit de tabel blijkt echter dat de led-dimmer maximaal 14 lampen kan
regelen en de “zwaardere” 400W dimmer slechts twee. Dit is intuïtief te begrijpen: een led-
35

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
dimmer is specifiek ontworpen voor het aansluiten van led-lampen en een RC dimmer is dat
niet. Op basis van vermogensgegevens kan er echter de nodige verwarring ontstaan bij
installateur, handelaar of consument. Hieruit kan ook afgeleid worden dat verlichting via
elektronische componenten een heel andere aanpak vraagt wat betreft het ontwerp van de
dimmer.
Led dimmer 2-100W,
merk A
RC dimmer 400W, merk B
Led-lamp 8W, merk 1 Max. 14 stuks Max. 2 stuks
Voorbeeld 4:
Een andere combinatie maken we met een specifieke RLC dimmer waarop we enerzijds ledlampen
van 11W aansluiten en anderzijds led-lampen van 20W. Uit de compatibiliteitstabel
halen we dat er maximaal 5 lampen van 11W en 10 lampen van 20W kunnen aangesloten
worden. Logischerwijs zou men nochtans kunnen verwachten dat er minder lampen van
20W dan lampen van 11W kunnen aangesloten worden.
RLC dimmer 5-325W,
merk 1
Led-lamp 11W, merk A
Max. 5 stuks
Led-lamp 20W, merk B
Max. 10 stuks
Besluit:
De compatibiliteitstabellen/tool zijn alvast een meerwaarde t.o.v. de vuistregels, dit vermits
ze gebaseerd zijn op werkelijke testen en metingen. De tabellen geven een beoordeling van
verschillende concrete combinaties (en dus niet langer een algemene richtlijn) maar ze
kunnen onmogelijk alle combinaties bevatten. Het blijkt ook dat de toepassing van de 10%
vuistregel op een bepaalde combinatie een ander resultaat kan opleveren dan wat in de
compatibiliteitstabel staat. De meetmethode en de daaruit volgende beoordeling wordt, bij
gebrek aan standaardisatie/richtlijnen, door de fabrikant bepaald en het is dan ook logisch
dat de opsteller van de tabel vooral naar de prestaties van zijn product kijkt om de
combinatie al dan niet als compatibel te beschouwen. De gebruiker (installateur) dient zich
bewust te zijn van het feit dat elke combinatie door hem of haar dient geverifieerd te
worden. In geen geval kan je veralgemenen. In geval van een niet gemeten combinatie
dient men dan ook terug te vallen op de eerder vermelde vuistregels, zonder echter
volledige zekerheid te verkrijgen over een goede werking.
36

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
4.3. Standaardisatie
Uit voorgaande blijkt dat zowel vuistregels als compatibiliteitstabellen/tools weliswaar een
hulpmiddel zijn maar dat ze zeker geen algemene richtlijnen vormen om zeker te zijn van
compatibiliteit tussen dimmer en lamp. In Europa maar ook in de Verenigde Staten wordt er
gewerkt aan standaarden met de bedoeling voor deze problematiek de nodige oplossingen
te bieden. Deze standaardisatie richt zich echter voornamelijk op toekomstige producten en
geeft dan ook niet meteen een antwoord op de problematiek in bestaande installaties waar
het ongewenst of onmogelijk is de bestaande dimmers te vervangen.
4.3.1. Europa
Op Europees niveau is men bezig met het opstellen van een standaarddocument dat een
oplossing wil bieden voor de compatibiliteitsproblematiek. Binnen CLC/TC 23BX van
CENELEC werkt men aan de aanpassing van de norm EN 60669-2-1:2004: Switches for
household and similar fixed electrical installations - Part 2-1: Particular requirements -
Electronic switches. Deze laatste heeft betrekking op fasesnijdingsdimmers voor ledlampen,
cfl en gloeidraadlampen, maar bevat geen richtlijnen wat betreft lampen en hun
voorschakelapparatuur. Wat lampen en voorschakelapparatuur betreft zijn het de normen
IEC 62612: Self-ballasted LED-lamps for general lighting services - Performance
requirements, IEC 62663-2: Non-ballasted LED lamps - Performance requirements, IEC
62717: LED modules for general lighting - Performance requirements, IEC 60969: Self-ballasted
compact fluorescent lamps for general lighting services - performance requirements en IEC 61347-1:
Lamp controlgear - Part 1: General and safety requirements die de nodige aanpassingen
zullen ondergaan. Het uiteindelijke doel van deze aanpassingen is het verkrijgen van een
eenduidige compatibiliteit zodanig dat toekomstige installaties minder problemen genereren
dan vandaag.
Het document voor dimmers is nog in ontwikkeling maar in grote lijnen zullen de volgende
zaken aan bod komen:
1. Definities
2. Eenduidige symboliek voor dimmers.
3. Dimmereigenschappen zoals dimbereik, minimum en maximum dimwaarde,
houdstroom, synchronisatie, stuurstromen, piekstromen, opstarttijd,….
4. Testprocedures voor dimmers
4.3.2. Verenigde Staten
NEMA stelt richtlijnen op voor fabrikanten van zowel lampen als dimmers met het doel een
betere compatibiliteit te verkrijgen. Op gebied van compact fluorescentielampen met
geïntegreerde ballasten bestaat het volgend document “NEMA LSD 56-2011: Compatibility
of Forward Phase Control Dimmers and Dimmable Self-Ballasted Compact Fluorescent
lamps”. Binnen dit document worden diverse technische eigenschappen vooropgesteld voor
zowel dimmer als lamp. Als beide aan deze voorschriften voldoen spreekt men van
compatibiliteit. Al deze eigenschappen zijn gebaseerd op het Amerikaans laagspanningsnet
van 120V en 60Hz. Qua dimmereigenschappen vermeldt men voornamelijk de minimum
spanning op het moment van aansteking en de minimale spanning bij de laagste dimstand
en de minimale belasting die de dimmer moet kunnen aansturen.
Wat de lampen betreft vermeldt men de minimale spanning waarbij de lamp moet
opstarten, de minimale stroomdoorlaat in geval de verlichting uit staat (houdstroom is
noodzakelijk voor dimmers met triacs) en de stabiele werking die noodzakelijk is bij de
37

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
laagste dimstand. Naast deze technische vereisten worden richtlijnen vermeld rond
testprocedures.
Voor wat betreft led-lampen werd door diezelfde organisatie het document “NEMA SSL6:
Solid State Lighting for Incandescent Replacement – Dimming” opgesteld waarin eveneens
richtlijnen worden vermeld om compatibiliteit te verkrijgen tussen bestaande dimmers en
led-lampen. Uiteraard wordt er ook hier vanuit gegaan dat het elektriciteitsnet gekenmerkt
wordt door een nominale spanning van 120V bij een frequentie van 60Hz. Het document
behandelt in grote lijnen drie onderdelen: technische vereisten ten einde geen schade aan
enerzijds dimmer en anderzijds lamp te veroorzaken en systeemvereisten voor een
dimmer/led-lamp combinatie.
De vereisten vermeld in de drie hoofdstukken handelen voornamelijk over start- en
houdstroom, resonantieverschijnselen, lichtstroom, wijziging van dimstand,…. Men stelt
bijvoorbeeld grenzen op voor het verloop van de lichtstroom tussen minimale en maximale
dimstand. Indien de lichtstroomvariatie van de combinatie binnen deze grenzen blijft,
spreekt men van compatibiliteit.
Uit onderzoek is ondertussen gebleken dat bepaalde fabrikanten naar deze richtlijn
verwijzen om compatibiliteit te verzekeren.
4.4. Slimme producten
Stilaan verschijnen er in de markt producten die de compatibiliteitskwestie trachten op te
lossen. Welke van deze producten massaal de weg gaat vinden naar de internationale markt
is niet te voorspellen maar het lijkt erop dat voor de toekomstige producten meerdere
oplossingen mogelijk gaan zijn.
4.4.1. Speciaal ontwikkelde IC’s (Integrated Circuit)
Diverse chipfabrikanten zijn volop IC’s aan het ontwikkelen die gebruikt kunnen worden als
intelligente buffer tussen de door de dimmer geregelde spanning en de uiteindelijke
lichtopbrengst van de led-lamp. Een aantal ervan zijn vandaag al op de markt verkrijgbaar.
Een dergelijke IC heeft een grootte van 9x6mm waardoor de integratie in zowel ledarmatuur
als led-lampvoet mogelijk moet zijn. Omwille van het feit dat deze producten pas
recentelijk op de markt gebracht zijn, een aanpassing vragen in het productieproces en ze
vermoedelijk een meerkost met zich mee brengen, is er vandaag nog geen massale
marktpenetratie. Gezien de belangrijke meerwaarde van dimmogelijkheden, mogen we
verwachten dat dit niet erg lang meer op zich zal laten wachten.
Figuur 28 toont een aantal van dergelijke chips.
38

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Figuur 28 : Diverse modellen van intelligente dim IC’s
Dergelijke IC’s hebben naast dimmercompatibiliteit ook nog andere zaken tot doel. Het gaat
dan o.a. over een hogere efficiëntie, het beheersen van de power factor,
kortsluitbeveiliging, temperatuursbeveiliging, controleren van spannings- en
frequentiebereik,….
Diverse componenten gekoppeld aan de IC dienen geïntegreerd te worden via een PCB
(Printed Circuit Board) in de lamp of armatuur. Deze circuits worden aangesloten op de IC
en zorgen onder andere voor dimmerdetectie, temperatuursbeveiliging, goede power factor,
flikkervrije werking, goede minimale lichtopbrengst, goede stroomregeling, …
Ter illustratie wordt in Figuur 29 de interne huishouding van een led-lamp voorgesteld. Deze
lamp heeft volgende afmetingen: +/- 6 x 3 cm.
Figuur 29 : Interne keuken van een led-lamp
39

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
4.4.2. Communicatieprotocol (Ledotron)
Een andere soort ontwikkeling vinden we terug in Duitsland. De Insta-groep, die de
fabrikanten Osram, Jung, Gira, Merten en Schneider Electric verenigt, ondersteunt de
ontwikkeling van een specifiek digitaal dimprotocol (Ledotron). Deze maakt communicatie
tussen dimmer en lamp mogelijk op voorwaarde dat zowel dimmer als lamp dit protocol
begrijpen en het op de juiste manier kunnen interpreteren. Beiden moeten dus over het
Ledotron label beschikken en in een bestaande installatie wordt het dus ook noodzakelijk
om zowel dimmer als lamp te vervangen.
De signalen tussen dimmer en lamp lopen over de bestaande leidingen waardoor er geen
bijkomende bekabeling vereist is. Ledotron focust voornamelijk op de residentiële sector,
kleine ondernemingen en winkelverlichting. Voor grotere installaties worden er eerder
andere systemen geplaatst (bv. DALI).
Figuur 30 : Algemeen principe van Ledotron
Het digitaal signaal wordt toegevoegd aan de netspanning en bevat diverse informatie.
Naast het gewenste lichtniveau wordt het ook mogelijk om via dit protocol lampen in
groepen te gaan verdelen, kleurtemperatuur te bepalen en RGB-toepassingen aan te sturen
(op voorwaarde dat de lamp hiervoor uitgerust is).
40

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Figuur 31 toont een detail van het protocol.
Figuur 31 : Detail van het Ledotron-signaal
Bovenop de spanningssinus wordt een digitaal signaal over de bestaande leidingen
gestuurd. Dit signaal wordt door de dimmer op de leidingen gebracht en wordt door de lamp
geïnterpreteerd.
4.5. Besluit
Het is duidelijk dat er diverse parallelle initiatieven lopende zijn. Men is zich ter dege bewust
van de problematiek en laat dat nu net de eerste stap zijn die in elk “veranderings”proces
moet worden genomen. De technologie evolueert echter zo snel dat het een hele uitdaging
vormt om bij te blijven en de juiste beslissingen te nemen op het juiste moment.
Vuistregels en compatibiliteitstabellen zijn een tijdelijk hulpmiddel maar dekken zeker niet
de volledige lading. Nog te ontwikkelen standaarden bieden allicht een oplossing voor
toekomstige installaties.
41

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
5. Metingen
5.1. Inleiding
Om het onderzoek te ondersteunen, werden een aantal metingen uitgevoerd in het
laboratorium Licht en Gebouw van het WTCB. De metingen werden meestal uitgevoerd op
combinaties van dimmers en energiezuinige vervangingslampen, die in de zogenaamde
compatibiliteitstabellen (zie 4.2) van dimmer- en/of lampfabrikant als ‘compatibel’ worden
beschouwd. Enkele korte metingen werden ook uitgevoerd op a priori niet-compatibele
combinaties, om de problematiek beter te proberen begrijpen. Er werd gefocust op
elektrische metingen, gecombineerd met een (conventionele) meting van de relatieve
lichtstroom.
Deze metingen zijn in geen enkele zin exhaustief, noch dekken ze de volledige markt af. De
technologie is in constante ontwikkeling en in het bijzonder de IC’s van vervangingsleds
evolueren voortdurend. De bedoeling van dit hoofdstuk bestaat erin de problematiek te
illustreren en enkele algemene tendensen aan te geven.
5.2. Meetopstelling en –principe
De meetopstelling wordt voorgesteld in Figuur 32. Een switch-box (1) laat toe om een keuze
te maken uit verschillende configuraties en bevat ook de nodige aansluitingen om metingen
te doen. Het werkingsprincipe van de switchbox wordt in Figuur 33 nader toegelicht. Van de
switchbox gaat de stroom naar de dimmer (2) en vervolgens naar de lampen (3). Die
bevinden zich in een donkere ruimte, in rechtopstaande positie, samen met een driepoot
waarop een meetkop voor de verlichtingssterkte is gemonteerd. De informatie van de
elektrische en fotometrische metingen wordt naar de meet-units (4) gestuurd die bestaan
uit een vermogenmeter en een acquisitiesysteem voor de verlichtingssterktemeting.
42

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
(4)
(3)
(2)
(1)
Figuur 32 : Foto van de meetopstelling
Figuur 33 : Switchbox - Werkingsprincipe
Uit Figuur 33 blijkt dat de switchbox toelaat om enerzijds metingen zonder tussenkomst van
de dimmer en anderzijds metingen van verschillende combinaties van lampen (lampen op
netspanning of transformator, al dan niet gecombineerd met gloeilampen) uit te voeren.
43

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Tijdens de metingen werd via de switchbox omgeschakeld van energiezuinige lamp naar
gloeilamp om de dimstand in rekening te brengen.
Omdat op de meeste dimmers geen dimstand af te lezen is, werd de dimstand immers
uitgedrukt in functie van de relatieve lichtstroom (t.o.v. de lichtstroom zonder dimmer) die
een gloeilamp voor die dimstand uitstraalt. Daarbij wordt expliciet verondersteld dat de
dimstand 0% overeenstemt met 0% relatieve lichtstroom. Dit wordt duidelijk gemaakt in
Figuur 34. Dimstand en relatieve lichtstroom van de gloeilamp variëren evenredig met
elkaar. De rechte verschilt van dimmer tot dimmer. Aangezien de rechte (bij conventie)
door de oorsprong gaat, kan ze voor elke dimmer immers worden bepaald door de relatieve
lichtstroom van de lamp te bepalen bij de dimstand 100%. Klassiek ligt dit punt een klein
beetje lager dan 100% relatieve lichtstroom (= de lichtstroom zonder dimmer), omdat de
meeste dimmers in hun maximale stand nog steeds een kleine stukje van de sinus afsnijden
en dus niet de volledige spanning wordt doorgelaten. De grootte van het afgesneden stuk in
die maximale stand bepaalt de ligging van de rechte.
De conventie die hier aangenomen wordt voor de dimstand, laat toe om aan de hand van
grafieken met die dimstand op de X-as, aan te geven in welke mate voor een bepaalde
dimmer het gedrag van de vervangingslamp afwijkt van het gedrag van een gloeilamp.
100%
Lichtstroom testlamp
90%
80%
Relatieve Lichtstroom [%]
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Dimstand [%]
Figuur 34 : Basisprincipe dimstand
44

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
5.3. Resultaten
Zoals vermeld werden metingen uitgevoerd op verschillende dimmer-lampcombinaties. In
de volgende hoofdstukken worden de resultaten 5 per lamptype gebundeld om het overzicht
te behouden.
5.3.1. Ecohalogeenlampen
Er werd 1 ecohalogeenlamp getest. De golfvorm van de stroom voor de lamp op gewone
netspanning wordt getoond in Figuur 35. Uit de figuur blijkt dat de ecohalogeenlamp, zoals
verwacht, een eerder capacitieve last is (elektronische transformator).Dat is ook duidelijk te
zien als deze lamp gedimd wordt met een faseaansnijdingsdimmer (zie Figuur 36): de
plotse spanning over de capaciteit leidt tot piekstromen (in het voorbeeld tot 4 keer hoger
dan de lamp in normale werking). Voor dit type lampen komt de
compatibiliteitsproblematiek weinig tot nooit ter sprake, maar de piekstromen tonen toch
aan dat toch de nodige oplettendheid geboden is, zeker indien men de levensduur van de
componenten niet wil hypothekeren.
400
Spanning
Stroom
0.60
300
0.40
200
100
0.20
Spanning [V]
0
-100
0.00
-0.20
Stroom [A]
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 35 : Stroom en spanning door ecohalogeenlamp (op netspanning)
5 Niet alle resultaten worden getoond, om de zaken overzichtelijk te houden wordt enkel een selectie van
de meest representatieve resultaten getoond.
45

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
400
Spanning
Stroom
0.80
300
0.60
200
0.40
100
0.20
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.20
-200
-0.40
-300
-0.60
-400
-0.80
Figuur 36 : Stroom en spanning door ecohalogeenlamp (gedimd)
De capacitieve werking van de lamp, verklaart ook intuïtief de evolutie van de lichtstroom
van de lamp in functie van de dimstand, weergegeven in Figuur 37. De blauwe lijnen geven
metingen weer met faseafsnijdingsdimmers, terwijl de rode lijnen metingen weergeven met
faseaansnijdingsdimmers. Voor de faseafsnijding is te zien dat voor de hoge dimstanden, de
lichtstroom van de lamp trager varieert dan de lichtstroom van een gloeilamp op dezelfde
dimmer. Bij de lagere dimstanden is de variatie groter. Bij faseaansnijding zien we een
omgekeerd effect.
46

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
100%
Lichtstroom testlamp
90%
80%
Relatieve Lichtstroom [%]
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Dimstand [%]
Figuur 37 : Evolutie van de lichtstroom in functie van de dimstand voor een ecohalogeenlamp gedimd
met faseaansnijdingsdimmers (blauwe lijnen) en faseafsnijdingsdimmers (rode lijnen)
De manier waarop gedimd wordt, blijkt weinig invloed te hebben op het rendement of de
mate waarop lichtstroom en vermogen zich onderling verhouden. In Figuur 38 is te zien dat
de evolutie van vermogen en rendement gelijkaardig is aan die van de gloeilamp.
47

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
100%
Trendlijn Rel. Vermogen
Trendlijn rendement
100%
90%
90%
80%
80%
70%
70%
Relatief vermogen
60%
50%
40%
60%
50%
40%
Rendement
30%
30%
20%
20%
10%
10%
0%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Relatieve lichtstroom
Figuur 38 : Evolutie van het rendement en het opgenomen vermogen in de functie van de relatieve
lichtstroom (voor een ecohalogeenlamp)
5.3.2. Compact Fluorescentie Lampen (CFL)
Tijdens de labometingen werden twee dimbare CFL van twee verschillende fabrikanten
getest respectievelijk 11 W en 18 W). De golfvorm voor beide lampen wordt getoond in
Figuur 39. Hier is te zien dat, hoewel beide golfvormen sterk verschillen, een CFL een
eerder capacitief gedrag heeft.
Figuur 39 : Stroom en spanning van respectievelijk een 11 W CFL (fabrikant A) en een 18 W CFL
(fabrikant B)
48

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
A priori zou men dus verwachten dat eerder een faseafsnijdingsdimmer aangeraden is,
maar in de praktijk blijken beide lampen minder goed te werken met de meeste dimmers
van dit type. De lamp van 11 W vertoont met die dimmers meestal een eerder horizontale
dimcurve, terwijl de 18 W lamp in de meeste van de testen met faseafsnijdingsdimmer zelfs
niet brandde. We zien ook in Figuur 40 dat de spanning na de faseafsnijding relatief traag
afneemt, wat nogmaals de capacitieve werking demonstreert.
400
Spanning
Stroom
0.60
300
0.40
200
100
0.20
Spanning [V]
0
-100
0.00
-0.20
Stroom [A]
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 40 : Stroom en spanning van een 11 W CFL (fabrikant A) die wordt gedimd met een
faseafsnijdingsdimmer
Met faseaansnijdingsdimmers vertonen beide lampen merkwaardig genoeg wel een relatief
normaal gedrag (in de compatibiliteitstabellen van de fabrikanten zijn het trouwens vaak
ook die combinaties die als “compatibel” worden vermeld). Zoals verwacht uit de
capacitieve werking van de lamp zich wel in stroompieken. Deze kunnen, in functie van de
concrete combinatie (heel) hoog oplopen. Voor een combinatie van de 11 W lamp met een
bepaalde faseaansnijdingsdimmer werden pieken tot 1.5 A of zowat 7 keer de hoogste
stroom bij nominale werking geregistreerd.
Niettemin kan het verloop van de lichtstroom als relatief normaal worden bestempeld. In
Figuur 42 kan worden gezien dat inderdaad met de geteste faseafsnijdingsdimmer een
relatief vlakke curve werd bekomen (rode lijn), terwijl bij faseaansnijdingsdimmers het
dimverloop (blauwe lijn) in de hogere dimstanden iets meer geleidelijk verloopt dan een
gloeilamp om in de lagere dimstanden dan weer sterk toe te nemen. Voor één geteste
combinatie ging de lamp ook in faling in de laagste dimstanden. Voor de combinatie waarbij
de lamp niet in faling ging, werd het verloop van het opgenomen vermogen en het
rendement in functie van de relatieve lichtstroom weergegeven in Figuur 10, hoger in dit
document.
49

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
400
2.00
Spanning
Stroom
300
1.50
200
1.00
100
0.50
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.50
-200
-1.00
-300
-1.50
-400
-2.00
Figuur 41 : Stroom en spanning van een 11 W CFL (fabrikant A) die wordt gedimd met een
faseaansnijdingsdimmer
100%
90%
80%
70%
Relatieve Lichtstroom [%]
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Dimstand [%]
Figuur 42 : Evolutie van de lichtstroom in functie van de dimstand voor een 11W CFL, gedimd met
faseaansnijdingsdimmers (blauwe lijnen) en faseafsnijdingsdimmers (rode lijnen)
50

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
5.3.3. Vervangingsleds
Zeven verschillende vervangingsleds van vier verschillende fabrikanten werden
meegenomen in de test. Bij het aanleggen van deze vervangingsleds aan de normale
netspanning, werden typisch drie golfvormen waargenomen. Van lamp tot lamp waren er
binnen het golftype wel kleine verschillen (zoals bijvoorbeeld de piekspanning die natuurlijk
samenhangt met het vermogen), maar de overeenkomst tussen de golfvormen, over de
fabrikanten heen, was op zijn minst frappant te noemen. De golfvormen worden
geïllustreerd in Figuur 43, Figuur 44 en Figuur 45.
400
Spanning
Stroom
0.20
300
0.15
200
0.10
100
0.05
Spanning [V]
0
-100
0.00
-0.05
Stroom [A]
-200
-0.10
-300
-0.15
-400
-0.20
Figuur 43 : Golfvorm 1, voor een 12 W vervangingsled van fabrikant C, maar ook waargenomen voor
een 17 W vervangingsled van diezelfde fabrikant C en voor een 9 W vervangingsled van fabrikant D
51

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
400
Spanning
Stroom
0.15
300
0.10
200
100
0.05
Spanning [V]
0
-100
0.00
-0.05
Stroom [A]
-200
-300
-0.10
-400
-0.15
Figuur 44 : Golfvorm 2, voor een 8 W vervangingsled van fabrikant C, maar ook waargenomen voor
een 7 W vervangingsled van diezelfde fabrikant C en voor een 8 W vervangingsled van fabrikant A
400
Spanning
Stroom
0.15
300
0.10
200
100
0.05
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-0.05
-200
-300
-0.10
-400
-0.15
Figuur 45 : Golfvorm 3, voor een 10 W vervangingsled van fabrikant E
52

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
Uit golfvorm 1 is niet af te leiden of het gedrag van de lamp eerder capacitief of inductief is,
maar de andere twee golfvormen suggereren een eerder capacitief gedrag. Toch is het
dimgedrag bij deze golfvormen vaak beter met faseaansnijdingsdimmers dan met
faseafsnijdingsdimmers. Een mogelijke verklaring is dat bepaalde elektronische
componenten in de hulpapparatuur van de lamp ervoor zorgen dat de lamp kan
gecombineerd worden met faseaansnijdingsdimmers, die historisch gezien het vaakst terug
te vinden zijn in een bestaande installatie. Bij een aantal metingen werden slechts beperkte
piekstromen bij faseaansnijding waargenomen, in het bijzonder voor golfvorm 2 (in Figuur
46 bedraagt de piekstroom zowat 200 mA, tegenover ca. 120 mA in nominale werking).
400
Spanning
Stroom
0.60
300
0.40
200
100
0.20
Spanning [V]
0
-100
0.00
-0.20
Stroom [A]
-200
-300
-0.40
-400
-0.60
Figuur 46 : Golfvorm 2, in combinatie met een faseaansnijdingsdimmer
In Figuur 47 is het resultaat te zien van de metingen op lampen met golfvorm 2, waarbij
gefocust werd op de combinaties die in de compatibiliteitstabellen als “compatibel” worden
beschouwd. Faseafsnijdingsdimmers leiden er doorgaans tot een zeer vlak verloop, terwijl
de faseaansnijdingsdimmers in vrij nauwe band een gelijkaardig verloop vertonen aan de
gloeilamp. Telkens kan vastgesteld worden dat in de hoge dimstanden de lamp iets trager
dan gloeilamp zal dimmen, terwijl in de lage dimstanden een sneller verloop wordt
waargenomen.
Golfvorm 3 leidde in de metingen doorgaans wel tot hogere stroompieken en ook de
dimcurve week sterk af van wat bij golfvorm 2 werd waargenomen (eerder gelijklopend of
onder de dimcurve van de gloeilamp). Hierbij moet wel worden opgemerkt dat voor deze
lamp geen compatibiliteitstabel beschikbaar was en dat dus ook combinaties werden getest
die in een dergelijke tabel mogelijk als “incompatibel” zouden worden bestempeld. Vandaar
dat de dimcurves voor deze golfvorm niet in het document worden opgenomen. Voor
golfvorm 1 werden geen dimcurves opgemeten omdat ze pas later aan het meetprogramma
werden toegevoegd. Ter informatie wordt in Figuur 48 voor een 17W vervangingsled de
stroom en spanning getoond in combinatie met een RC- en een RL-dimmer. In dat laatste
geval is opnieuw de hogere stroompiek waarneembaar.
53

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
100%
90%
80%
70%
Relatieve Lichtstroom [%]
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Dimstand [%]
Figuur 47 : Evolutie van de lichtstroom in functie van de dimstand, voor combinaties van
faseafsnijdingsdimmers (rode lijnen) en faseaansnijdingsdimmers (blauwe lijnen) met 3 lampen met
golfvorm 2
400
0.60
400
0.80
Spanning
Stroom
Spanning
Stroom
300
300
0.60
0.40
200
200
0.40
0.20
100
100
0.20
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
Spanning [V]
0
0.00
Stroom [A]
-100
-100
-0.20
-0.20
-200
-200
-0.40
-0.40
-300
-300
-0.60
-400
-0.60
-400
-0.80
Figuur 48 : Stroom en spanning voor een 17 W vervangingsled (golfvorm 1) in combinatie met een RCen
een RL-dimmer
Voor de vervangingsleds op faseaansnijdingsdimmer uit Figuur 47 (de blauwe lijnen) wordt
in Figuur 49 het verloop van het rendement en het vermogen in de functie van de
uitgestraalde lichtstroom getoond. Hierop is te zien dat de gemeten rendement zich in een
brede band tussen 80 en 105% van het rendement van een lamp zonder dimmer bevinden.
Doorgaans is het rendement in het begin wat lager, omdat voor ongeveer eenzelfde
54

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
lichtstroom een hoger vermogen wordt opgenomen. Bij verder dimmen blijft het rendement
min of meer constant. De mogelijk licht stijgende trend is te wijten aan het hogere
rendement van de diode bij lagere lichtstromen, die echter deels wordt teniet gedaan door
het vermogen van het stuurapparaat dat constant blijft en mogelijk zelfs wat toeneemt om
het dimmen mogelijk te maken. Het residueel vermogen van het stuurapparaat blijkt zeer
beperkt te zijn, maar zorgt er toch voor dat het rendement van de vervangingsled voor
lagere verlichtingssterkten (10% en minder) afneemt en onder 80% terechtkomt.
120%
Relatief vermogen
Rendement
120%
100%
100%
80%
80%
Relatief vermogen
60%
40%
60%
40%
Rendement
20%
20%
0%
0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Relatieve verlichtingssterkte
Figuur 49 : Evolutie van het rendement en het opgenomen vermogen in de functie van de relatieve
lichtstroom (voor een aantal leds (golfvorm 2) op faseaansnijdingsdimmers)
55

Dimmen van verlichting Uitgave 1: maart 2013
6. Referenties
1. NEMA LSD 56-2011: Compatibility of Forward Phase Control Dimmers and Dimmable
Self-Ballasted Compact Fluorescent lamps
2. NEMA LSD 49-2010: Solid State Lighting for Incandescent Replacement – Best Practices
for Dimming
3. NEMA SSL6: Solid State Lighting for Incandescent Replacement – Dimming
4. IES TM-23-11 Lighting Control Protocols
5. Artikel uit LEDs magazine: Dimming LEDs for effect and maximum energy savings –
Christopher James Glaser
6. Internetartikels Olino:
a. http://www.olino.org/articles/2010/05/25/praktijkmetingen-aan-dimmers-doorolino-gebruikt
b. http://www.olino.org/articles/2009/10/19/achtergronden-meetgegevenslampmeetrapport
7. OSRAM – Quicktronic Dimmable Technical Guide (September 2000)
8. ASSIST – Technical note: Variations in Household Wall Dimmers for Lighting, Rachel
Taranta (LRC)
9. ASSIST – Technical note: Repetitive peak and inrush currents, Rachel Taranta (LRC)
10. Reducing barriers to Use of High Efficiency Lighting Systems – Progress Report October
2001 (LRC)
56