Eines der wichtigsten Elemente für den Betrieb von LEDs sind die Treiber. Im Gegensatz zur herkömmlichen Beleuchtung wird die LED-Beleuchtung nicht direkt an das Stromnetz angeschlossen, sondern über einen Treiber, der die vom Stromnetz gelieferte Spannung umwandelt und an die Bedürfnisse der LED-Leuchte anpasst.
Eine LED ist an sich schon eine solide Lampe. Es hat keinen Faden oder Gas um sich herum und keine Glaskapsel, die es umhüllt. Diese Art von Beleuchtung funktioniert auf eine andere Art und Weise. Um die Rolle eines LED-Treibers zu verstehen, ist es interessant zu wissen, wie eine LED-Diode funktioniert.
Wir müssen wissen, dass eine LED ein Halbleiterbauelement ist, das Licht im sichtbaren Spektrum aussendet, wenn es eine Spannung zwischen seinen beiden Enden erhält. Legt man zwischen den beiden Enden eine positive Spannung an, wird sie positiv polarisiert, und dann wird Licht ausgesendet. Aber wie wird eine LED mit Strom versorgt?
Was ist ein LED-Treiber und warum ist er so wichtig?
Ein Treiber ist im Wesentlichen ein Gerät, das den Wechselstrom aus dem Stromnetz in Gleichstrom mit einer für den ordnungsgemäßen Betrieb der Leuchten geeigneten Spannung umwandelt. Dieses Gerät regelt die Stromversorgung für eine oder mehrere LEDs. Das Besondere an LED-Treibern im Vergleich zu einer konventionellen Stromversorgung ist, dass sie in der Lage sind, sich durch eine konstante Stromversorgung an die wechselnden Bedürfnisse der LEDs anzupassen.
Funktionen eines LED-Treibers
- Regulierung des Stromflusses, indem sichergestellt wird, dass eine LED oder LED-Kette immer mit der richtigen Spannung und dem richtigen Strom versorgt wird, unabhängig von ständigen Veränderungen der elektrischen Eigenschaften der LEDs.
- Passen Sie die Versorgungsspannung der LEDs an, um einen konstanten Strom zu liefern, wenn sich die Temperatur ändert, die die Reaktion der LEDs auf Strom verändern kann.
Wie funktioniert ein LED-Treiber?
LEDs arbeiten mit Gleichstrom (DC), d. h. mit einem konstanten Strom, bei dem die Bewegung der Verbraucher immer in dieselbe Richtung geht, wie z. B. bei Batterien. Wenn wir also wollen, dass eine LED-Leuchte in einer Wechselstromanlage, wie wir sie normalerweise haben, funktioniert, brauchen wir einen Treiber, der diesen Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Ohne einen geeigneten Treiber kann die LED überhitzen oder außer Kontrolle geraten, was zu einem Leistungsverlust oder einem irreparablen Ausfall führt.
Der Ausgangsstrom einer Elektroinstallation übersteigt die Leistung, die eine LED für die Lichterzeugung benötigt. Der Treiber hat die Aufgabe, diesen Strom ohne Energieverschwendung zu reduzieren, den Strom konstant zu halten und die Wärmeentwicklung zu dämpfen. Es gibt zwei verschiedene Arten von LED-Treibern, je nachdem, wo sie eingesetzt werden.
Treiberarten: Intern oder Extern
Grundsätzlich können wir zwischen zwei Arten von Treibern unterscheiden:
- Interner Treiber.
- Externer Treiber.
Bei der Auswahl einer LED-Glühbirne muss berücksichtigt werden, in welcher Art von Leuchte sie eingesetzt werden soll, d.h. ob sie geschlossen oder offen ist. Wenn es sich um eine offene Leuchte handelt, gibt es kein Problem, da die Struktur selbst die Wärmeableitung erleichtert. Ist die Halterung hingegen geschlossen, muss im Inneren der Leuchte nach dem Einbau der LED-Glühbirne ein freier Platz reserviert werden.
Es wird empfohlen, einen Platz zu reservieren, der doppelt so groß ist wie die verwendete Glühbirne; ist der Platz kleiner, ist es ratsam, einen externen Treiber zu verwenden. Der Grund dafür ist einfach, denn auf diese Weise wird vermieden, dass die vom Treiber erzeugte Wärme im Inneren des Trägers verbleibt und den Betrieb der Glühbirne beeinträchtigt. In jedem Fall ist in den Beschreibungen der verschiedenen Beleuchtungsprodukte angegeben, wann eine Glühlampe nicht für die Verwendung in geschlossenen Leuchten empfohlen wird.
Bei der Haushaltsbeleuchtung ist es üblich, interne Treiber in die LED-Leuchten selbst einzubauen, z. B. in Wandleuchten und kleinen Lampen. LED-Leuchten mit hoher Leistung, z. B. für den industriellen Einsatz oder die Straßenbeleuchtung, haben dagegen externe Treiber, die die Leistung mehrerer Chips gleichzeitig regeln.
Ein LED-Treiber sorgt für maximale Effizienz, d. h. er verhindert Energieverluste. Ein hochwertiger Treiber ist unerlässlich, damit die LED-Beleuchtung ihr volles Potenzial in Bezug auf Lebensdauer und Energieeffizienz und andere vorteilhafte Eigenschaften entfalten kann.
So schließen Sie einen LED-Treiber an
Der Anschluss von LEDs an einen Treiber ist ein sehr einfacher Prozess. Bei integrierten Treibern wie einer Glühbirne brauchen Sie nichts zu tun, sie wird einfach wie eine herkömmliche Glühbirne installiert.
Bei den gebräuchlichsten externen Treibern, wie z. B. Downlights, haben wir auf der einen Seite einen Stecker, ähnlich einer Kopfhörerbuchse, den wir an den Eingang der Leuchte anschließen, und auf der anderen Seite haben wir in der Regel zwei Kabel (Phase und Nullleiter), die wir an die Verkabelung unserer Elektroinstallation anschließen.
Wie viel ein LED-Treiber verbraucht
Einer der Hauptvorteile von LED-Treibern gegenüber den alten Transformatoren, die z. B. für Halogenlampen verwendet wurden, ist, dass es sich um wesentlich effizientere und leisere Geräte handelt.
Obwohl die Treiber so konzipiert sind, dass sie Wechselstrom möglichst effizient in Gleichstrom umwandeln, kommt es dabei immer zu einem Energieverlust, der in Form von Wärme abgeführt wird. Um diesen zusätzlichen Verbrauch durch den Treiber zu berechnen, müssen wir seinen Leistungsfaktor kennen.
Wenn zum Beispiel ein Treiber mit einem Leistungsfaktor von 0,9, d.h. einem Wirkungsgrad von 90%, einen 50W-Scheinwerfer versorgt, beträgt der Gesamtverbrauch 50÷0,9=55,555W. Der Verbrauch des Treibers würde also etwa 5,55 W betragen.