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Licht-emittierende Dioden (LEDs) sind eine energieeffiziente und ressourcenschonende Alternative zu anderen Leuchtmitteln. Sie benötigen eine schwankungsfreie Spannungsversorgung, da sie sonst flackern, was dazu führt, dass die Lichtquelle als unangenehm empfunden wird. ...

  

   

Was sind LED-Treiber?

Licht-emittierende Dioden (LEDs) sind eine energieeffiziente und ressourcenschonende Alternative zu anderen Leuchtmitteln. Sie benötigen eine schwankungsfreie Spannungsversorgung, da sie sonst flackern, was dazu führt, dass die Lichtquelle als unangenehm empfunden wird. 

Durch Stromfluss wird die Diode erwärmt und somit leitfähiger. Da Dioden den Strom nicht selbständig begrenzen können, würde durch die erhöhte Leitfähigkeit mehr Strom fließen und die Diode weiter erwärmt. Um diesen Kreislauf zu kontrollieren, werden Treiber vorgeschaltet, die den Stromfluss begrenzen oder für konstante Spannung sorgen. 

Jedes LED-Modul, das zur Beleuchtung eingesetzt wird, benötigt daher eine Schaltung in Form eines elektronischen Betriebsgerätes, das diesem Modul vorgeschaltet wird. Im Bereich der LED-Technologie wird ein solches Vorschaltgerät als Treiber oder Netzteil bezeichnet, wobei Treiber für einen konstanten Strom (CC), Netzteile für eine konstante Spannung (CV) sorgen.

Grundlegende Informationen zu LED-Treibern

  1. Temperaturverhalten
    Um eine gleichmäßige Arbeitsweise des Treibers zu garantieren, müssen die maximalen Temperaturvorgaben der Hersteller beachtet werden. Die Temperaturen entscheiden mitunter über die Lebensdauer der LED-Treiber. Luftzirkulation kann das Temperaturverhalten eines Treibers positiv beeinflussen und somit die Lebensdauer erhöhen.

  2. Überspannungsfestigkeit und EMV
    Die Norm IEC 61547 legt die Anforderungen für Leuchtmittel in Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereichen sowie für Kleinbetriebe fest. Die Norm gibt an, welche Störfestigkeitsanforderungen erfüllt werden müssen. Zusätzlich wird die Prüfspannung der Treiber vorgegeben.
    EMV beschreibt die elektromagnetische Verträglichkeit für Störsignale von außen und die Immunität gegenüber Netzstrom- und Netzspannungsunregelmäßigkeiten. Als Grundlage für die Verträglichkeit zwischen elektronischen Geräten dient die Norm EN 55015, die Grenzwerte und Messverfahren aufführt.

  3. Lebensdauer und Ausfallrate
    Vor dem Verbau eines Treibers muss geklärt werden, welche Bestandteile miteinander verbunden werden und wie hoch die Spannungen der genutzten LED-Module sind. In der Praxis sind die Komponenten im Idealfall aufeinander abgestimmt, damit das System keinen Schaden durch minderwertige Komponenten erleidet. Je nachdem, wie hochwertig die Treiber sind, kann eine Betriebsdauer von ≥ 50.000 Stunden gewährleistet werden. Im Durchschnitt beträgt die Ausfallrate bei solch einem hochwertigen Treiber ungefähr 0,2 Prozent pro 1.000 Stunden. Minderwertigere Treiber weisen eine erhöhte Ausfallrate bei geringerer Gesamtlaufzeit auf.

  4. Schutzklassen und Prüfzeichen
    Für LED-Treiber bestehen verschiedene Normvorschriften. Dabei wird zwischen Prüfungen nach Sicherheit (EN 61347), der EMV (EN 50015, EN 61547, EN 61000-3-2), der Performance (ED 62384) und dem Energieverbrauch (EN 62442-3) unterschieden. Die IP-Nummern weisen auf die Schutzart des Treibers hin. Treiber, die mit IP20 verifiziert sind, sind für einen Einbau üblicher Innenraumleuchten geeignet. Geräte mit IP65 werden zum großen Teil für die Außenbeleuchtung verwendet.

    Schutzklasse I und II
    Bei Geräten der Schutzklasse I müssen alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile mit dem Schutzleitersystem verbunden sein.

    Geräte der Schutzklasse II verfügen über eine verstärkte oder doppelte Isolierung zwischen Netzstromkreis und Metallgehäuse. Bei einer Verwendung von Kabeln mit Schutzleiter darf dieser nicht an das Gehäuse angeschlossen werden.

  5. Einbau von LED-Treibern
    Grundsätzlich existieren zwei Montagearten. Zum einen gibt es eine feste Montage in den Leuchten oder im Gehäuse des Leuchtmoduls, zum anderen können die Treiber unabhängig in eine Zwischendecke verbaut werden. Bei elektrischen Geräten im unabhängigen Betrieb gelten strengere Prüfungsrichtlinien in Bezug auf die EMV.

Welche LED-Treiber-Typen gibt es?

Treiber für einen Konstantstrombetrieb oder Konstantspannungsbetrieb:

LED-Treiber werden als Konstantstromquelle angeboten oder als elektronische Trafos mit einer gleichbleibenden Spannung. Bei Treibern mit Konstantspannungsbetrieb handelt es sich genau genommen um Netzteile, da die Netzspannung zunächst in die gewünschte Spannung umgewandelt wird. 

Sollen LED-Module an einer Konstantstrom- oder spannungsquelle betrieben werden, muss auf die thermische Belastung geachtet werden. Geeignete LED-Treiber verhindern eine zu große thermische Last.

Dimmbare Treiber:

Ein dimmbarer Treiber bringt in Verbindung mit Lichtsteuerungssystemen einige Vorteile mit:

Durch Dimmen können aufgrund der reduzierten Energieleistung Kosten und Energie gespart werden.

Es wird weniger CO2-Belastung produziert.

Sie können unterschiedlich helle Lichtszenarien verwirklichen.

Dimmbare Treiber können über verschiedene Steuereinheiten bedient werden. Eine analoge oder digitale Ansteuerung ist möglich, wobei sich die digitale Steuerung auf dem Markt stärker durchgesetzt hat.

Fazit

Für die Wahl des passenden LED-Treibers muss im Vorfeld eine Reihe von Faktoren betrachtet werden. In erster Linie gilt es, die benötigten Spannungen und Leistungen zu beachten. Der LED-Treiber sollte niemals zu klein gewählt werden. Wenn unterschiedliche Größeneinheiten zu keiner einheitlichen Wahl führen, wählen Sie einen Treiber, der eine um 1/3 höhere Leistung hat, als tatsächlich benötigt wird. Ein weiteres Entscheidungskriterium ist die tatsächliche Stromaufnahme (in Ampère) der LEDs. Berücksichtigen Sie außerdem die Einbausituation. Soll ein LED-Treiber auf einem Holzelement verbaut werden, ist ein Blick auf die thermischen Eckdaten und die Richtlinien und Messwerte des Herstellers erforderlich. In der Regel werden LED-Treiber in Reihe geschaltet und sind eine Konstantstromquelle. Unterscheiden Sie bei den Herstellerangaben nach abgebender und aufnehmender Leistung.

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