Die fünf wichtigsten Dimmmethoden von LED-Leuchten

1. 1–10-V-Dimmung: Das 1–10-V-Dimmgerät verfügt über zwei unabhängige Schaltkreise. Ein Schaltkreis dient zum Ein- und Ausschalten der Beleuchtungsanlage, der andere Schaltkreis liefert eine Referenzspannung und gibt den Dimmpegel der Beleuchtungsanlage an. 0–10-V-Dimmregler wurden üblicherweise zur Dimmsteuerung von Leuchtstofflampen eingesetzt. Da das LED-Treibermodul nun über eine Konstantstromversorgung und einen eigenen Steuerkreis verfügt, kann ein 0–10-V-Dimmer auch eine große Anzahl von LED-Leuchten versorgen. Die Anwendungsmängel sind jedoch offensichtlich. Niederspannungs-Steuersignale erfordern zusätzliche Leitungen, was den Konstruktionsaufwand deutlich erhöht.

2. DMX512-Dimmen: Das DMX512-Protokoll wurde vom USITT (United States Institute of Theater Technology) als standardisierte digitale Schnittstelle zur Dimmersteuerung entwickelt. DMX512 übertrifft analoge Systeme, kann diese jedoch nicht vollständig ersetzen. Die Einfachheit, Zuverlässigkeit (bei korrekter Installation und Anwendung) und Flexibilität von DMX512 machen es zum Protokoll der Wahl, sofern die finanziellen Mittel es zulassen. In der Praxis werden Netzteil und Controller bei DMX512 üblicherweise gemeinsam gesteuert. Der DMX512-Controller steuert 8 bis 24 Leitungen und steuert die RGB-Leitungen von LED-Lampen direkt an. Bei Gebäudebeleuchtungsprojekten ist es jedoch aufgrund der schwächeren Gleichstromleitungen erforderlich, einen Controller in einem Abstand von etwa 12 Metern zu installieren, und der Steuerbus läuft parallel. Daher ist der Controller mit einem hohen Verkabelungsaufwand verbunden, was in vielen Fällen sogar unmöglich ist.

3. Triac-Dimmen: Triac-Dimmen wird seit langem in Glühlampen und Energiesparlampen eingesetzt. Es ist auch die am weitesten verbreitete Dimmmethode für LEDs. SCR-Dimmen ist eine Form des physikalischen Dimmens. Ausgehend von Phase 0 des Wechselstroms wird die Eingangsspannung in neue Wellen zerlegt. Bis zum Einschalten des SCR liegt keine Eingangsspannung an. Das Funktionsprinzip besteht darin, nach dem Schneiden der Eingangsspannung durch den Leitungswinkel eine tangentiale Ausgangsspannungswellenform zu erzeugen. Durch die Anwendung des Tangentialprinzips kann der Effektivwert der Ausgangsspannung reduziert und dadurch die Leistung normaler Lasten (ohmsche Lasten) verringert werden. Triac-Dimmer zeichnen sich durch hohe Einstellgenauigkeit, hohen Wirkungsgrad, geringe Größe, geringes Gewicht und einfache Fernsteuerung aus und dominieren den Markt.

4. PWM-Dimmen: Die Pulsweitenmodulation (PWM – Pulsweitenmodulation) ermöglicht die Steuerung analoger Schaltkreise durch Ein- und Ausschalten des Wechselrichterschalters. Die Ausgangswellenform der Pulsweitenmodulation besteht aus einer Reihe gleich großer Impulse, die die gewünschte Wellenform ersetzen.

Am Beispiel der Sinuswelle wird die äquivalente Spannung dieser Impulsreihe zu einer Sinuswelle gemacht, wobei die Ausgangsimpulse möglichst glatt und mit möglichst wenigen niederwertigen Harmonischen gestaltet werden. Je nach Bedarf kann die Breite jedes Impulses angepasst werden, um die Ausgangsspannung oder -frequenz zu ändern und so die analoge Schaltung zu steuern. Kurz gesagt: PWM ist eine Methode zur digitalen Kodierung analoger Signalpegel.

Durch den Einsatz hochauflösender Zähler wird der Belegungsfaktor der Rechteckwelle moduliert, um den Pegel eines bestimmten analogen Signals zu kodieren. Das PWM-Signal ist weiterhin digital, da die Gleichstromversorgung zu jedem Zeitpunkt entweder vollständig vorhanden oder vollständig fehlt. Eine Spannungs- oder Stromquelle wird in einer sich wiederholenden Folge von Ein- und Aus-Impulsen an die simulierte Last angelegt. Ist die Spannung eingeschaltet, wird die Gleichstromversorgung zur Last hinzugefügt, ist sie ausgeschaltet, wird sie getrennt.

Wenn die Hell-Dunkel-Frequenz 100 Hz überschreitet, sieht das menschliche Auge die durchschnittliche Helligkeit, nicht das Blinken der LED. PWM passt die Helligkeit durch Anpassung des Verhältnisses von Hell- und Dunkelzeit an. Da die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit bei Lichtflimmern über 100 Hz in einem PWM-Zyklus kumulativer Natur ist, macht die Hellzeit einen größeren Anteil des gesamten Zyklus aus. Je größer sie ist, desto heller wirkt sie für das menschliche Auge.

5. DALI-Dimmen: Der DALI-Standard definiert ein DALI-Netzwerk mit maximal 64 unabhängig adressierbaren Einheiten, 16 Gruppen und 16 Szenen. Verschiedene Beleuchtungseinheiten am DALI-Bus lassen sich flexibel gruppieren, um unterschiedliche Szenensteuerungen und -verwaltungen zu ermöglichen. In der Praxis steuert ein typischer DALI-Controller bis zu 40 bis 50 Leuchten, die in 16 Gruppen unterteilt werden können, und kann einige Aktionen parallel verarbeiten. In einem DALI-Netzwerk können 30 bis 40 Steuerbefehle pro Sekunde verarbeitet werden. Das bedeutet, dass der Controller für jede Beleuchtungsgruppe zwei Dimmbefehle pro Sekunde verarbeiten muss.