Eine zweistufige Leistungswandlung ist der gebräuchlichste Ansatz bei Beleuchtungslösungen im mittleren Leistungsbereich.

Eine zweistufige Leistungswandlung ist der gebräuchlichste Ansatz bei Beleuchtungslösungen im mittleren Leistungsbereich. ON Semiconductor

Rund 25 %, der in einem Gebäude verbrauchten Energie geht auf das Konto der Beleuchtung. Glühlampen sind äußerst ineffizient und Strom wird immer teurer. Wir verschwenden also einen erheblichen Teil der weltweiten Ressourcen und zahlen dafür einen hohen Preis. Aus diesem Grund versuchen Behörden die Beleuchtung mit neuen Energieeffizienzvorschriften zu regulieren und den Einsatz neuer Technologien wie LEDs zu forcieren, mit der Möglichkeit, bis zu 40 % der für Beleuchtung verbrauchten Energie einzusparen.

Verstärkte staatliche Regulierung und die Forderung nach effizienteren Beleuchtungslösungen erfordern neue Technologien und erhöhen die Herausforderungen für Entwickler von Beleuchtungstechnik.

Stromverbrauch im Standby-Modus

Organisationen wie Energy Star und die Europäische Kommission konzentrieren sich nicht nur auf die Effizienz elektronischer Geräte (einschließlich Beleuchtung), sondern auch auf ihren Stromverbrauch im Standby-Modus, der im Laufe der Zeit einen bedeutenden Energieverbrauch darstellen kann. Bei intelligenten Beleuchtungslösungen ist die Herausforderung etwas höher. Hier muss die Stromversorgung „eingeschaltet“ bleiben, um auf ein Signal seitens der Steuerung reagieren zu können. Es wird also ständig Strom verbraucht. Derzeit erlauben die Energy-Star-Vorschriften eine Stromaufnahme von 0,5 W im Standby-Betrieb, aber die California Energy Commission (CEC) plant, diesen Wert bis 2019 auf 0,2 W zu reduzieren.

Das Dimmen hat sich seit dem Übergang der Beleuchtung von der Glühlampe auf die LED stark verändert. Einfaches Widerstands- oder Triac-basiertes Dimmen wird durch komplexere Pulsweitenmodulationstechniken (PWM) ersetzt, die einen anderen Ansatz bei der Entwicklung erfordern.

LEDs werden mit einer niedrigen Spannung betrieben – im Gegensatz zu Glühbirnen, die direkt am Stromnetz betrieben werden. Daher ist eine Stromversorgung erforderlich, um den LEDs, abhängig von der Anwendung, entweder eine konstante Spannung (CV) oder einen konstanten Strom (CC) zuzuführen. Die Netzteile haben einen wesentlichen Einfluss auf die Gesamtleistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der Beleuchtung und stehen daher genauso auf dem Prüfstand wie die LEDs selbst.

Der Markt bietet heute viele verschiedene LED-Beleuchtungen mit einer Leistung von wenigen bis zu mehreren hundert Watt – mit verschiedenen Ansätzen für die Gestaltung der Stromversorgung. Bei niedrigeren Leistungspegeln (<10 W) ist eine einstufige Leistungswandlung die beliebteste Lösung.

LED-Leuchten kommen immer häufiger zum Einsatz und die LEDs und damit auch die Stromversorgungen werden auf einem immer kleineren Raum gepackt. Dabei muss die Effizienz erhöht werden, damit sich die Abwärme minimiert und die Beleuchtung auf kleinem, oft versiegeltem Raum zuverlässig installiert werden kann.

Ein wesentlicher Faktor für das schnelle Wachstum der LED-Beleuchtungen waren die sinkenden Preise für LEDs selbst. Dies führt dazu, dass von LED-Netzteilen erwartet wird, bei weniger Platzbedarf eine höhere Leistung bereitzustellen und ebenfalls kostengünstiger zu werden. Entwickler müssen daher auf eine geringere Anzahl von Bauelementen und niedrigere Gesamtkosten setzen.

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