17.11.2015 – LEDs schalten & dimmen

LEDs haben in den letzten Jahren Karriere gemacht. Dank der Fortschritte bei Wirkungsgrad und Farbwiedergabeindex gibt es kaum einen Bereich der Beleuchtungstechnik, in dem sie nicht präsent sind. Aber nicht jede Glühlampe lässt sich durch eine LED-Retrofitlampe ersetzen. Dies kann massive Störungen der Installation nach sich ziehen – überraschenderweise selbst beim einfachen Schalten.
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Schwerstarbeit für die Kontakte: Kapazitive Einschaltlasten
Wie kann eine LED-Lampe mit wenigen Watt Nennleistung einen Schaltkontakt zerstören, der auf ein Vielfaches ausgelegt ist? Die Antwort findet man bei genauer Betrachtung der Einschaltströme: Bei Glühlampen verursacht die kalte Wendel typische Einschaltströme vom Zehnfachen des jeweiligen Nennstroms. Bei LED-Lampen und Energiesparlampen mit ihrer kapazitiven Charakteristik findet man Einschaltstromimpulse im µs-Bereich, die das 1000-fache des Nennstromes und mehr betragen können.

So schaltet man LED-Leuchtmittel: Mit dem richtigen Kontakt zum passenden Zeitpunkt
Hohe Ströme erfordern spezielle Kontakte. Theben verwendet neben Silber-Zinnoxid (AgSnO2) als Kontaktmaterial eine Kombination aus zwei Kontakten, die nacheinander schließen: den Wolfram-Vorlaufkontakt. Der voreilende Kontakt besteht aus hochohmigen und sehr beständigen Wolfram. Er fängt den Einschaltstrom ab und begrenzt ihn zugleich. Der niederohmige Hauptkontakt bleibt so von Einschaltspitzen unbelastet.

Schalten auf den Punkt genau: Nulldurchgangsschaltung
Schaltgeräte, die für C-Last ausgelegt sind, kommen in der Regel besser mit den Einschaltströmen zurecht. Theben setzt hierbei auf besonders effiziente Lösungen, wie eine so genannte Nulldurchgangsschaltung. Diese errechnet den Nulldurchgang der Sinuskurve der Wechselspannung. In diesem Moment ist der Einschaltstrom beim Schalten minimal. Das schont den Relaiskontakt und verlängert seine Lebensdauer auch bei nominal hohen Schaltlasten.

Vorsicht Stufe! Ausschaltvorwarnung
An dieser Stelle sei auch auf Probleme mit der Ausschaltvorwarnung (Doppelblinken o. ä. nach DIN 18015-2) hingewiesen: Das Blinken ist nicht zuverlässig sichtbar, da das Ausschalten von der Vorschaltelektronik bzw. den Kondensatoren der LEDs gepuffert wird. Das mehrfache Schalten belastet die Standzeit des Geräts zusätzlich. Die Theben Treppenlicht-Zeitschalter der ELPA-Reihe verfügen bereits seit über 10 Jahren eine Nulldurchgangsschaltung und der ELPA 6 plus bietet darüber hinaus auch besondere Voreinstellungen um optimal auf das angeschlossene Leuchtmittel einzugehen.

LEDs dimmen? Keine Selbstverständlichkeit!
Nicht jedes LED-Leuchtmittel ist dimmbar. Selbst bei geeigneten Versionen ist die Dimm-Charakteristik sehr unterschiedlich und herstellerabhängig. Häufig flackern die LEDs und lassen sich nicht linear und harmonisch dimmen, weil die benötigte Vorschaltelektronik stark unterschiedlich auf den Phasenan- und abschnitt reagiert. Manche Hersteller lassen deshalb explizit nur eine der Methoden zu.

Einstellungssache: Presets auswählen
LED-kompatible Schaltgeräte, wie der Universaldimmer DIMAX 534 plus, bieten zusätzliche Einstellmöglichkeiten für eine perfekte Anpassung. So kann man über Potis und Drehschalter eine Mindesthelligkeit für LED-Leuchtmittel mit kleinen Wattagen einstellen. Auch die Art der Regelung, Phasenanschnitt- oder Abschnitt-Steuerung, ist vorwählbar.

Up to date mit KNX: Dimmkurven nachladen
Der KNX-Universaldimmaktor geht noch einen Schritt weiter: In der KNX-Programmiersoftware ETS sind verschiedene Dimmkurven hinterlegt, die das Dimmverhalten in Abhängigkeit vom verwendeten Leuchtmittel korrigieren und so für eine harmonische, stufenlose Regelung sorgen. Ein weiterer Vorteil besteht in der Erweiterung der Dimmkurven. Über die ETS können neue Dimmkurven – z. B. von zukünftigen Leuchtmitteln – importiert werden. Mit dieser Updatefähigkeit bieten die KNX-Dimmaktoren eine hohe Investitionssicherheit.