Hogyan működik a LED-es dimmer

Gyakran kérdeznek bennünket a "LED-es lámpák és LED-szalagok tompításáról". Ezért szeretnénk ebben a cikkben egy kicsit részletesebben foglalkozni. Amit el akarunk kerülni, az az, hogy túl technikussá válik. Azok számára, akik mélyebb elektronikus háttérismereteket szeretnének elsajátítani, a következő weboldalakat ajánljuk:

dimmer

Termékválasztékunk kivonata a cikk alatt következik.

Milyen típusú tompítás van?

A tompítási technológia váltakozó áram/feszültség (AC) működtetésén alapult

  • ohmos (R - ellenállás) fogyasztók
  • induktív (L-tekercs) fogyasztók
  • kapacitív (C - kondenzátor) fogyasztók

A LED viszont egy DC áram/feszültség működtetett félvezető elem. A meglévő fényerő-szabályozókból származó jeleket használjuk tehát a LED-ek tompítására annak érdekében, hogy a nemlineáris áramfeszültség-jellemzőt elektronikus áramkörökhöz igazítsák.

A tompításnak különböző típusai és lehetőségei vannak:

Feszültségszabályozás a változtatható ellenállás

Egy vezérelhető terhelési ellenállást (soros ellenállást) egyszerűen sorba kötnek a lámpával. Ily módon a fényerő valójában folyamatosan szabályozható 0 és 100 százalék között. Minél több feszültség csökken az ellenálláson, annál jobban elhalványul. Mindazonáltal ez az elv teljesen alkalmatlan lenne a gyakorlatra, mert egy fő hátránya van. Az állítható ellenállás üzem közben nagyon felmelegedne, és a hő eloszlásához szükséges intézkedéseket is beleértve, soha nem lehet beépíteni a dimmer szokásos formátumába. Ez a módszer ráadásul teljes energiapazarlás lenne, mert a fényerő-szabályozó által létrehozott haszontalan hő szó szerint "megégne", és azt a villanyszámlával kellene fizetni.

Világítás Pulzáló vagy azzal Rezgéscsomagok

A soros ellenállások nagy energiafogyasztásának fent említett hátrányának elkerülése érdekében impulzusok tompításakor nem minden váltakozó áram szinuszos lengését vezetik a lámpatesthez. Ez megadja a tiszta szinuszos rezgést, energiát takarít meg és elhomályosítja, mivel nem minden elektromos energia éri el a lámpát. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy az izzószál állandó hevítése és lehűlése villogást okoz, ezért nem lehetséges finom tompítás.

Világítás Fázisvezérlés

A fázisszabályozás elvével minden félhullámot (pozitív és negatív) az elején elvágnak, így csak a hullám hátsó részét használják fel energikusan. Az áramlást egy úgynevezett triac vezérli (két tirisztor antiparallel csatlakozása). A fényerő-szabályozó vagy a triac blokkolja az áramot a lámpáig, amíg meg nem kap egy gyújtási impulzust. Ettől az időponttól (a váltakozó áramú jel "fázisától") a fogyasztót energiával látják el a következő nulla keresztezésig. Minél később a triac meggyullad, annál alacsonyabb az átlagos teljesítmény. A szélső fényerő-szabályozó a legelterjedtebb fényerő-szabályozó áramkör a rendkívül alacsony energia-elvezetésnek köszönhetően. Ez a fajta áramkör nem használható kapacitív (C) terhelésekre, mivel a hirtelen feszültségnövekedés miatt rendkívül nagy áram áramlik ide .

Világítás Élő szakaszvezérlés

A fázis szakaszvezérlés ellentétes a kapuvezérléssel. Az áram azonnal bekapcsol, miután a váltóáramú feszültség meghaladja a nullát. Amint eléri a szükséges teljesítményt, a szinusz hullám megszakad és az áramlás megszakad. Ez a fajta áramkör nem használható induktív (L) terhelésekhez az áram kikapcsolásakor jelentkező feszültségcsúcs miatt.

Világítás Fázisvágás- és Szakaszvezérlés

Ez az elv a két előző módszer kombinációját képviseli: A nagyobb energiaeloszlás és az induktív, valamint a kapacitív terhelések kapcsolásának lehetősége miatt ez a szabályozás a gyakorlatban nem használatos.

Világítás IPS

Itt a fázisszabályozás és a fázisszabályozás elvét kombinációban alkalmazzák. Az "IPS" kifejezést a gyártó találta ki. Az eredeti fázisszöggel és szakaszszabályozással ellentétben a be- és kikapcsolás már nem hirtelen, hanem egy IGBT (Isolate Gate Bipolar Transistor) segítségével történik. Ez lassan emelkedő vagy csökkenő rámpát hoz létre. Ennek az univerzális fényerőszabályzónak a változatai fázisvezérlésként és fázisvezérlésként egyaránt rendelkezésre állnak.

Világítás Pulzusszélesség moduláció (PWM)

Az impulzus széles modulációval, németül az impulzus szélesség modulációval rövid PWM, az áramforrást alacsony frekvenciájú PWM jelen keresztül lehet be- és kikapcsolni. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a LED-meghajtó nem tud azonnal váltani, ennek két következménye van. Bekapcsoláskor van egy bizonyos reakcióidő, amíg a kimeneti áram meg nem jelenik, és kikapcsoláskor késleltetés történik, mivel a kimeneti kapacitásokat még mindig le kell tölteni a LED áramkörön keresztül. A PWM elv segítségével lehetőség van az R és L terhelési típusok teljesítmény-szabályozására. Itt a szinuszgörbe biztosítja, hogy az áramlás a szinusz alakjának megfelelően gyengéden növekszik és csökkenjen, ezzel kiküszöbölve a harmonikus harmonikusokat. Ily módon a lámpák különösen védettek. Sajnos ennek az elvnek az a hátránya, hogy a LED-ek tompításakor nagyfrekvenciás villogás léphet fel. Ez interferenciát okozhat más, megszakítás nélküli fényforrásokkal, például a tévével vagy a számítógép monitorjával, és stroboszkópos hatásokat okozhat. Fennáll az epilepsziás rohamok és a fejfájás kockázata is.

Világítás 0-10 voltos vezérlőrendszer

Ezek a rendszerek az IEC 60929 szerinti, az elektronikus előtétekre vonatkozóan bevált ipari szabványon alapulnak. Főként energiagazdálkodásban használják, például mozgás- vagy nappali érzékelőkkel együtt, de alkalmasak LED-ek vezérlésére is. A 0-10 V-os szabályozók nincsenek feszültség alatt lévő kábelektől szigetelve, ezért veszély nélkül megérinthetők és egyszerűen beköthetők.

Világítás DALI rendszer

A Digital Addressable Lighting Interface Protocol eredetileg Európában készült, de ma már világszerte használják. Mivel lehetővé teszi az egyes világítótestek digitális vezérlését és ezáltal a vezérlés nagyfokú finomságát, gyakran használják kereskedelmi célú épületekben vagy gazdag háztartásokban. A LED-ek DALI-val történő vezérléséhez LED-meghajtókra vagy előtétekre van szükség, amelyek képesek feldolgozni ezt a technológiát.

Világítás DMX vezérlőegység

A DMX vezérlőeszközökkel 512 különböző funkciót vezérelhet. A DMX vezérlés funkciói olyan csatornákon alapulnak, mint a fényerő (tompább), a szín vagy a fény iránya (pásztázás és billentés). A jel különösen alkalmas az RGB-LED alkalmazások vezérlésére és tompítására, mivel ezeknek előnyös a nagy sebesség és a csatornák száma.

Világítás KNX

A KNX egy épületautomatizálási buszrendszer, amelyet sokféle elektronikus fogyasztó intelligens hálózatba kapcsolására használnak. Világítás, árnyékolás, fűtés, légkondicionálás, szellőzés, riasztás, információk, távoli hozzáférés, központi házvezérlés és még sok más vezérelhető a KNX segítségével. összekapcsolni integrált. Példa: A villanykapcsoló helyett a világítás bekapcsolási parancsát az érzékelők adják kumulatív módon. Alkonyatkor egy fényérzékelő méri, hogy a helyiség fényintenzitása csökken. Ezért utasítja a mennyezeti lámpákat, hogy kapcsoljanak be. Azt is hagyhatta, hogy a mennyezeti lámpák folyamatosan világosabbak legyenek. Amikor a nap teljesen lement, a lámpa maximális fényerővel világít. Ezzel a folyamatos tompítással a szobát folyamatosan világosan tartanák. Ha több mennyezeti lámpa van a helyiségben, akkor különböző világítási forgatókönyvek programozhatók, feltéve, hogy minden egyes mennyezeti lámpát külön csatlakoztattak működtetőkön keresztül.

Hogyan halványítják a LED-ek?

A LED fényerejének szabályozott vezérléséhez az áramváltozásnak pontosan a fénykibocsátó dióda nemlineáris áramfeszültség-jellemzőjén kell alapulnia. A LED dióda, és kezdetben csak minimálisan vagy egyáltalán nem reagál, ha a tápfeszültség növekszik. Csak akkor, ha eléri az előremenő feszültséget, meredeken emelkedik az áram és így a fény hozama. A fényerő-szabályozásnak ugyanúgy, mint az izzónak, teljesen más összefüggést kellene eredményeznie a bemeneti változó (a vezérlő potenciométer helyzete) és a kimeneti változó (a LED fénykimenete) között.

A gyakorlatban tehát a LED-es világítás fényerejét általában nem közvetlenül a leírt tompítási folyamat szabályozza. Ehelyett a modern szabályozható LED tápegységekben a fázisvezérlésből származó jelet egy értékelő áramkör segítségével vezérlőárammá alakítják, amelynek szintje határozza meg a LED fényerejét. Ez az egyenáram az idõ folyamán állandó és leválik a hálózati frekvenciáról, ezért a fényintenzitás hullámzása elõször nem keletkezhet. Ez a funkcionális elv vonatkozik az impulzusszélesség-modulációra (PWM) is.

A LED-ek tompításával kapcsolatban a következőket kell figyelembe venni:

  • Az egyenáramú tompítás megváltoztatja a LED világos színét - vagyis a fény háromszögében gyakran vörösesre változik
  • A tompítás javítja a LED hatékonyságát - mivel a csomópont hőmérséklete csökken az alacsonyabb áramáram miatt, a hatásfok nő
  • A fényerő csökkentése javítja a LED élettartamát - mivel alacsonyabb hőmérsékleten működik, a LED élettartama megnő

Melyik tompítási tartományban kell működnie egy lámpatestnek?

Az izzólámpa az érzékelt fény egy százalékának fényerőssége alatt tompítható. Ez éppen elég ahhoz, hogy a lámpában lévő izzó narancssárga vezeték szabad szemmel is látható legyen. A LED-es lámpák ezzel szemben eltérő fényintenzitást érnek el: Például az egyik LED-lámpa az észlelt fény körülbelül 50% -ára, míg a másik 10% -ra tompítható. Ennek eredményeként nem minden LED alkalmas minden alkalmazáshoz.

A LED kiválasztásakor meg kell jegyezni, hogy a LED-gyártók általában nem az észlelt fény fényszintje, hanem a mért fény szintje alapján jelzik termékeik tompítási tartományait. Ezt azért fontos tudni, mert az emberi szem logaritmikusan működik. Ugyanis egyrészt az embereknek képesnek kell lenniük a nagyon erős fénnyel való megbirkózásra, mint például egy napsütéses nyári napon. Itt gyorsan elérjük a 100 000 luxot. Másrészt lehetséges, hogy holdfényben láthassunk, ami kb. 0,25 lx-nek felel meg.

Ezért a fényforrásokat általában fényesebbnek érzékeljük, mint azt a csomagolás címkéje sugallja. A 20 százalékos mért fény például 45 százalékos érzékelhető fényintenzitásnak felel meg. A következő képlet segíthet elkerülni a rossz vásárlásokat: A világító test észlelt fényerőssége megegyezik a mért fényerősség négyzetgyökével: Példa √0,2 = 0,45.

Meleg fehér, hideg fehér és RGB vagy RGBW LED csíkok sötétítése

A LED Universum LED-csíkjainak tompításához számos infravörös és rádióvezérlőt kínálunk, amelyeket kényelmesen vezérelhet LED távirányítóval vagy mobiltelefonos alkalmazással. Ha LED-szalagjainkat bonyolultabb vezérlőkbe szeretné integrálni, például DALI, DMX vagy KNX, kérjük, lépjen kapcsolatba műszaki ügyfélszolgálatunkkal.

Mit kell figyelembe venni a 230 V-os fényerő-szabályozókkal:

Nem minden fényforrás vezérelhető minden dimmerrel. Vásárláskor a következő szempontokat kell figyelembe venni a lehető legnagyobb kompatibilitás biztosítása érdekében.

Munkaterület:

Sok fényerő-szabályozó egy meghatározott munkaterületen dolgozik, amelyet ennek megfelelően határoznak meg. Két bejegyzés van a munkaterületre:

1. Sötétítési tartomány:

Ezt gyakran százalékban adják meg tartományként. Pl. 0% - 100%. Ez azt jelenti, hogy a csatlakoztatott fényforrás 100% -os maximális fényerőtől 0% -os fényerőig tompítható. Ezeknek az információknak csak a teljesítmény mellett van jelentőségük.

2. Teljesítmény:

A teljesítmény megmondja, hogy egy fényerő-szabályozó milyen teljesítményre képes. Általában két értéket is megadnak. A maximális teljesítmény, valamint a minimális teljesítmény. Pl. 50 W - 300 W. A maximális teljesítmény azt jelzi, hogy hány watt futhat át a dimmeren. A dimmerrel vezérelt összes lámpa teljes teljesítménye nem haladhatja meg a maximális teljesítményt. A minimális teljesítmény azt a teljesítményt jelzi, ameddig a dimmer tompítható. Az 50W - 300W fényerő-szabályozási tartományban a maximális teljes teljesítményű 300W-os lámpák csatlakoztathatók, amelyek 50 W-ig tompíthatók. A LED-es lámpák vezérléséhez mindig célszerű egy minimális 0 W teljesítményű fényerőszabályzót választani annak biztosítása érdekében, hogy a lámpák valóban a megadott 0% -os fénytartományig halványíthatók legyenek.

Kiállítás:

A LED-ek egy félvezető anyag segítségével fényt alakítanak fényvé. Ez a fénygenerálási módszer nagyon hatékony, és biztosítja, hogy még a kis áram is elegendő legyen a LED-ek világításához. Ezért célszerű csak olyan LED-es lámpákhoz használni a fényerő-szabályozókat, amelyek megfelelő expozícióval rendelkeznek, és így teljesen elválasztják a lámpát a vezetéketől. Az olyan fényerő-szabályozók esetében, amelyek 0% -ra tompulnak és nincsenek további kikapcsolt helyzetben, egy elektronikus alkatrész kapcsolja ki őket. Ez azonban nem zárja le teljesen a vezetéket, de mégis lehetővé teszi az alacsony szivárgási áramok áthaladását. Ezek az alacsony áramok biztosítják, hogy a LED-es fényforrás továbbra is enyhén világítson. A ragyogás általában nem látható, amíg más fényforrásokból vagy normál nappali fényből még van némi környezeti fény, de éjszaka is látható.

A tompítás típusa:

Az AC fényerő-szabályozókkal háromféle módon lehet tompítani a lámpát:

  • A fázis szakasz tompítása
  • Első éltompítás
  • Tompítás impulzusokkal

Ezeket a tompító variánsokat az angol TRIAC kifejezés foglalja össze. A legtöbb kereskedelmi forgalomban kapható fényerőszabályzó (pl. A Gira, a Siemens, a Busch-Jäger, az Eltako, az ELV vagy a Mertens cégtől) képes mindhárom fényerő-változatot megvalósítani. Vásárláskor meg kell győződnie arról, hogy a lámpa és a fényerő-szabályozó legalább egy tompítási folyamatot ugyanolyan módon képes feldolgozni.

Megjegyzés: Az egyenáramú lámpák esetében más módszerek, például az impulzusszélesség-moduláció (PWM) halványan világítanak.

Hatás elsötétítéskor:

Az, hogy a fényforrás és a fényerőszabályzó végül kompatibilis-e, és hogy jó fényerőszabályozási eredmény érhető-e el, a dimmer és a LED fényforrás specifikációinak összehasonlítása ellenére sem határozható meg pontosan. A fényerő-szabályozókat és a lámpákat gyakran együtt kell kipróbálni. A LED-fényforrás dimmerrel történő működtetése esetén a következő jelenségek fordulhatnak elő:

  • A LED fényforrás halványan villog (aliasing hatás):

Halkításkor a váltóáram szinuszgörbéje megváltozik. Rövid pillanatok alatt ez a változás olyan üzemi állapotot hoz létre, amelyet a LED fényforrás elektronikája nem képes feldolgozni. Ez villogáshoz vezet. A kívánt fényerő-érték beállítása után a LED-világító folyamatosan világít a kívánt fényerő mellett.

  • Bizonyos fényerő-szintnél a LED-fényforrás villog vagy teljesen kialszik:

A fényerő-szabályozók és a lámpák nem teljesen kompatibilisek. A fényerőszabályzó olyan területre tompulhat, amelyet a lámpa nem tud feldolgozni. Ennek oka lehet például nem kompatibilis fényerő-csökkentési módszerek, vagy az, hogy túlságosan elsötétül. Ez akkor fordul elő, ha a fényforrást nem lehet 0% -ra tompítani. Egy másik ok lehet a sinusoid módosulása. A fázisszegmens tompításával a szinuszos görbe egy részét "elvágják". Ez a célzott áramkimaradás csökkenti a lámpa átlagos áramellátását. A lámpa akkor kezd villogni, ha a levágott terület túl nagy lesz.

Ez a hatás bekapcsoló kapcsolókkal vagy jelzőlámpákkal ellátott fénykapcsolókkal is előfordulhat, amelyek kikapcsoláskor kigyulladnak, jelezve a villanykapcsoló helyzetét.

(Források: Wikipédia, Herbert Bernstädt világítástechnikája, elektronikai gyakorlat, LED-univerzum)

A lámpa ki van kapcsolva, de rendszeresen villog