LED-Leuchten und wie man sie mit Strom versorgt

LED-Leuchten und wie man sie mit Strom versorgt

Aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs, ihrer langen Lebensdauer und anderer Vorteile werden LEDs zunehmend als bevorzugte Beleuchtungstechnologie eingesetzt. Sie benötigen eine AC-DC-Stromquelle, im Gegensatz zu Glühlampen, die direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen werden können. In diesem Artikel werden die Variablen untersucht, die bei der Auswahl von für LED-Beleuchtung geeigneten Netzteilen zu berücksichtigen sind.

Laut einer neuen Analyse von Grand View Research Inc. wird der globale LED-Beleuchtungsmarkt bis 2027 voraussichtlich 127,04 Milliarden US-Dollar erreichen* und im Prognosezeitraum 2020–2027 mit einer CAGR von 13,4 Prozent wachsen.

Diese wachsende Popularität von LEDs ist das Ergebnis verschiedener verdienstvoller Faktoren. Ihre bemerkenswerte Stromeffizienz und lange Wartungs-/Austauschintervalle sind wohl ihre auffälligsten und bekanntesten Merkmale. Dies weist darauf hin, dass sie wesentlich niedrigere Betriebskosten und eine weitaus geringere CO2-Belastung haben als Versionen mit Glühlampen. Dies gilt insbesondere in großen Gebäuden mit hohen Decken, wo der Arbeitsaufwand für den Austausch der Leuchten sowie der Leuchten selbst erheblich ist.

Sie überzeugen auch durch ihre Kompatibilität mit der Lichtsteuerung im IoT-Stil. Helligkeit und Farbe der LEDs können bei Bedarf schnell angepasst werden. Im Gegensatz zur Glühstrahlung, die omnidirektional ist und Reflektoren benötigt, um gerichtet zu werden, kann ihre Lichtabgabe nach Bedarf gerichtet werden.

Alle Designer und Installateure von Beleuchtungssystemen müssen jedoch eine weitere wichtige Eigenschaft der LED-Technologie berücksichtigen. Leuchtdioden oder LEDs sind Halbleiterbauelemente wie Transistoren oder andere Diodentypen, aber sie haben auch die Fähigkeit, elektrische Energie in Licht umzuwandeln. Sie können im Gegensatz zu einer Glühlampe nicht direkt an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden, da sie mit niedrigen Gleichspannungen betrieben werden.

Es gibt LED-Leuchten mit Bajonett- oder Edison-Schraubfassungen, die Glühlampenmodellen ähneln. Dies sind Glühlampen-Alternativen, die netzunabhängig laufen und eine längere Lebensdauer haben und weniger Energie verbrauchen. Da jedoch jede Leuchte über eine eigene interne AC-DC-Elektronik verfügen muss, können sie teuer sein. Aufgrund ihrer unzugänglichen Platzierung außerhalb des Wechselstromanschlusses, der sie verbindet, sind sie auch ungeeignet für IoT-Anwendungen, die eine ausgeklügelte Steuerung erzwingen möchten.

das Niederspannungs-DC-Merkmal

Installateure von intelligenten Beleuchtungssystemen können stattdessen beispielsweise LED-Leuchten oder -Streifen mit Eingangsnennwerten von 12 VDC oder 24 VDC verwenden und sie mit einem AC-DC-Netzteil oder -Treiber versorgen, der auch über eine Dimmsteuerung verfügt. Darin kann eine komplexe Steuerschnittstelle, wie beispielsweise der DALI-Standard (Digital Addressable Lighting Interface), enthalten sein. Benutzer können jetzt Lichtsteuerungsbefehle über ein Netzwerk übertragen, die an eine einzelne Leuchte oder eine Sammlung von Leuchten adressiert werden können. Helligkeitseinstellungen und Fading-Muster können angepasst werden.

Darüber hinaus können Szenarien erstellt werden, bei denen ein einzelner Broadcast-Befehl eine Anzahl von Lichtern mit einem vorbestimmten Pegel einschaltet. Beispielsweise kann es in einem Theater eine Einstellung für starkes Licht über der Bühne und gedämpftes Licht über dem Publikum geben.

Die primäre Funktion einer LED-Lichtstromversorgung besteht darin, den Pegel des Steuersignals in einen entsprechenden Helligkeitspegel für die ansteuernde LED (oder LEDs) zu übersetzen, unabhängig davon, wie anspruchsvoll der Steuereingang ist. Die Strommenge, die durch eine LED fließt, bestimmt ihre Helligkeit, die oft über Pulsweitenmodulation (PWM) gesteuert wird. Das PWM-Tastverhältnis wird geändert, um den maximalen Strom der LED in mA zu modifizieren. Es kann gezeigt werden, dass die Foot Lambert (fL)-Lichtleistung einer LED in linearem Zusammenhang mit diesem Arbeitszyklus steht.

Sie haben jedoch eine andere Option, wenn Sie auf der Website eines Herstellers nach einem kompatiblen LED-Netzteil suchen: Konstantspannungs- vs. Konstantstrommodus. Die Bedeutung der verschiedenen Modi und wie Sie zwischen ihnen wählen, wird in den folgenden Abschnitten beschrieben.

Beleuchtungsstromquellen, die Konstantspannung im Vergleich zu Konstantstrom verwenden

Wie bereits festgestellt, sind LEDs Halbleiterbauelemente und weisen keine lineare Vorwärtsspannungs-/Stromkennlinie auf. Der Stromfluss wird schon durch eine geringfügige Erhöhung der Durchlassspannung beträchtlich erhöht. Dies weist darauf hin, dass ein Risiko besteht, die LED zu übersteuern, es sei denn, es wird eine Art Strombegrenzung eingesetzt. Es kann mehr Strom fließen, da steigender Strom den LED-Anschluss erwärmt. Dies kann zu einer thermischen Runaway-Schleife führen, die die Lebensdauer der LED erheblich verkürzen und letztendlich zum Ausfall führen kann.

Die Konstruktion von LED-Baugruppen, die eine Reihe von LEDs umfassen, die mit einem Strombegrenzungswiderstand in Reihe geschaltet sind, ist ein Industrieansatz dafür. Der Widerstandswert in Ohm kann eingestellt werden, wenn er mit einer Stromquelle verwendet wird, die einen konstanten Spannungsausgang hat, der unabhängig von der Last konstant bleibt, um sicherzustellen, dass der Strom niemals die Sicherheitsgrenzen der LEDs überschreitet.

Installateure von Beleuchtungssystemen können diese Methode aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit ansprechend finden. Wenn das Netzteil über genügend Kapazität verfügt, um seine konstante Ausgangsspannung bei steigender Last aufrechtzuerhalten, können weitere LED-Baugruppen parallel geschaltet werden, während die Helligkeit in der Gruppe konstant gehalten wird.

Ein entscheidender Nachteil dieser Methode ist die Ineffizienz der Strombegrenzungswiderstände in Bezug auf den elektrischen Wirkungsgrad, was dazu führt, dass Energie als Wärme verloren geht. Dies ist in Anbetracht der anhaltenden Notwendigkeit, den CO2-Fußabdruck zu minimieren, unannehmbar teuer und umweltschädlich.

In dieser Situation kommen Konstantstrom-Netzteile ins Spiel. Da die eingebaute Steuerschaltung des Netzteils jede notwendige Strombegrenzung verwaltet, können LEDs, wie der Name schon sagt, direkt ohne Verwendung von ineffizienten Strombegrenzungswiderständen angeschlossen werden.

Da sie sich den festen Strompegel teilen müssten und daher dimmen würden, können LEDs nicht parallel zu einer Konstantstromquelle geschaltet werden. Um mit der gleichen ursprünglichen Helligkeitsstufe zu arbeiten, können sie alle in Reihe geschaltet werden, abhängig von den Kapazitätsbeschränkungen des Netzteils.
 

LED-Ladelampe 9 Watt

Besonderheit

● Lithiumbatterie mit voller Kapazität 3 bis 4- Stunden Backup.
● Sobald der Akku vollständig aufgeladen ist, unterbricht er automatisch die Stromversorgung und schützt den Akku vor Überladung.
● Automatisches Einschalten von AC zu DC bei Stromausfall.
● Wenn der Strom ausgeschaltet ist, schaltet die Lade-LED-Lampe 9 Watt automatisch das DC-Notlicht ein.
● Vollelektronische Steuerung, geringer Stromverbrauch und hohe Effizienz.
● Es funktioniert als normale Glühbirne, wenn der Strom eingeschaltet ist, und als Wechselrichterbirne, wenn der Strom vom Netz getrennt ist.

Spezifikation