Netzteile (Trafos)

LED Trafo und LED Netzteile – passgenau für Ihre Anwendung

In der Nieder-/Kleinspannungs-Beleuchtungstechnik werden seit dem Aufkommen der NV-Halogen-Beleuchtungen für die jeweilige Beleuchtungskonfiguration angepasste 12 V oder 24 V LED Netzteile eingesetzt. Diese werden auch Halogen-Transformator (kurz: Trafo) bzw. in der Fachsprache „Elektrisches Betriebsgerät” genannt.

Was macht ein Transformator?

Ein solcher Transformator setzt die 23-V-Netz-Wechselspannung in eine ungefährliche und vom Netz galvanisch getrennte Kleinspannung (SELV, Safety Extra Low Voltage) um. Letztere ist eine Gleichspannung von meist 12 V oder 24 V, weshalb die Geräte auch in bspw. LED Trafo 12V oder LED Trafo 24V unterschieden werden.

Moderne Netzgeräte arbeiten heute ausschließlich in effizienter Schaltnetzteil-Technik, die dazu noch den Vorteil der geringen Eigenerwärmung hat. Dies, spezielle Gehäusewerkstoffe, elektronische Sicherungsmaßnahmen und kompakte Gehäuse, ermöglichen auch erst den Einbau an beengten Einbauorten wie Zwischendecken oder an bzw. sogar in Möbeln.

Essentiell sind bei allen Arten dieser Netzteile bestimmte, integrierte Schutzfunktionen wie Überhitzungs-, Überlast- und Kurzschlussschutz. Zudem bieten modernste Netzteile automatische Wiedereinschaltfunktionen, wenn die Ursache für die Störung, z. B. ein Kurzschluss am Lastausgang, nicht mehr vorliegt.

Kombigeräte und die Mindestlast

Während Halogenlampen noch recht hohe Leistungsaufnahmen aufweisen, sind diese bei LED-Leuchtmitteln in vielen Anwendungen sehr gering. Deshalb unterscheidet sich ein LED Trafo / LED Netzteil deutlich von einem Halogentrafo – auch in der Funktion.

Die meisten herkömmlichen Halogentrafos setzen eine Mindestlast am Lampenanschluss voraus, um ordnungsgemäß arbeiten zu können. Dies hat z. B. mit dem Verhalten der Glühwendel beim Starten und im Betrieb des Halogen-Leuchtmittels zu tun – das Netzteil muss den hohen Einschaltstromstoß auswerten und abfangen. Schließt man an diese eine Last, also etwa ein LED-Leuchtmittel mit geringer Leistungsaufnahme an, läuft das Schaltnetzteil nicht an.

Für den gemischten Einsatz von Halogen- und LED-Leuchtmitteln greift man deshalb zu einem geeigneten Netzteil, das bereits bei einer geringen Belastung wie z. B. ab ,1 W anläuft.
Zu beachten ist hier allerdings, dass Halogen-Netzteile meist eine Wechselspannung (AC) ausgeben, so muss dann auch das LED-Leuchtmittel AC-geeignet sein.

Derartige Netzteile kann man auch aufgrund des sehr weiten Leistungsbereiches gleich in einer höheren Leistungsklasse installieren, um die Beleuchtung später einfach erweitern zu können – bei LED-Beleuchtungen in der Praxis durchaus immer wieder vorkommend und so kosten- und ressourcensparend.

Ein LED Trafo dimmbar machen? – Kein Problem!

Will man eine Beleuchtung stufenlos oder auch in wenigen Abstufungen einstellen, lohnt sich der Griff zum dimmbaren Netzteil.

Dabei kann das Dimmen mit den verschiedensten technischen Lösungen erfolgen:

Dimmen per vorgeschaltetem Installationsdimmer

Eine Lösung ist der Installationsdimmer, der anstelle eines Wandschalters auf der Primärseite des Netzteils eingefügt wird. Mit diesem wird das Netzteil ein- und ausgeschaltet sowie per Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt angesteuert. Oft findet man diese Dimmer auch in vorhandenen Glühlampeninstallationen vor und muss so nur noch ein kompatibles Netzteil beim Wechsel auf NV-Halogen oder LED wählen.

Dimmen per Taster / Potentiometer

Manche Netzteile verfügen über eine interne Dimmschaltung, die mit einem extern anzuschließenden Potentiometer oder einem Taster ansteuerbar ist. Letztere kann man dann frei platzieren oder als Installationstaster installieren.

Dimmen per Standardschnittstelle

Will man das Netzteil in die eigene Gebäudetechnik integrieren, benötigt man am Netzteil oft eine Standard-Schnittstelle wie PWM, DALI oder die Analogschnittstelle /1-1 V. Auch dafür gibt es zahlreiche geeignete Netzteile.

Dimmen per Funk

Netzteile mit Funk-Schnittstellen erfreuen sich wegen der bequemen Bedienung und der einfachen Einbindbarkeit in Smart Home-Systeme zunehmender Beliebtheit. Hier muss man jedoch darauf achten, dass das Netzteil mit dem eigenen System wie z. B. Homematic IP, ZigBee o. a. kompatibel ist.

Konstantspannungs-/Konstantstrom-Netzteile

In der Praxis der LED-Beleuchtungen gibt es je nach LED-Leuchtmittel vor allem Unterschiede in der Anforderung an die Strom- bzw. Spannungsversorgung. Dies erkennt man bei der Auswahl und dem Kauf bereits in der Beschreibung und ggf. Beschriftung des Leuchtmittels.

LED-Anordnungen mit integrierten Vorwiderständen wie z. B. viele LED-Streifen erfordern die Versorgung mit einer konstanten Spannung. So steht auf einem solchen LED-Streifen etwa nur „12 V DC”. Der benötigte Strom der LED-Anordnung wird bereits über die Kombination LED (meist drei in Reihe) und Vorwiderstand eingestellt. Er summiert sich über die Anzahl dieser Kombinationen auf dem Leuchtmittel.

Anders ist es bei LEDs bzw. LED-Anordnungen, die ohne diese Vorwiderstände arbeiten, etwa ein Array aus mehreren LEDs. Hier gibt der Hersteller vor, mit welchem Strom diese Anordnung zu betreiben ist. In diesem Fall greift man zum Konstantstrom-Netzteil. Dessen Konstantstromquelle darf nur genau diesen Wert als Höchstwert liefern. Die Spannung über die LED-Anordnung stellt sich dann entsprechend den Flussspannungen der Anordnung selbst ein. Diese Netzteile liefern dementsprechend auch höhere Ausgangsspannungen wie z. B. max. 36 V und können so z. B. auch Arrays mit 7 weißen LEDs betreiben.

Für den universellen Einsatz gibt es Netzteile mit wählbaren Konstantströmen und Ausgangsspannungen. Diese bieten dann auch die Möglichkeit von Erweiterungen bzw. späteren Modifikationen der Lasten.

Bei der Auswahl von Konstantstrom-Netzteilen ist auf deren EMV-Zulassungen zu achten (EMC Emission im Datenblatt bzw. EMV-Zeichen des VDE). Hier müssen die Normen der Zulassung aufgeführt sein, da es bei mangelhaft designten Konstantstromquellen zu erheblichen Störausstrahlungen über die Leitungen zu den Leuchten kommen kann. Das kann wiederum Störungen im Audiobereich, aber auch HF-Störungen wie z. B. Störungen von Funkstrecken im Smart Home-Bereich verursachen.

Die Brandschutzkennzeichnung

Die Betriebsgeräte werden in der Praxis meist verdeckt in bspw. Zwischendecken, hinter Hohlwänden oder in Möbeln eingebaut. Hier kann sich aber schnell ein Wärmestau bilden bzw. nimmt das Gerät selbst im Betrieb und im eventuellen Fehlerfall hohe Temperaturen an. Um hier Brandschäden zu verhindern, müssen so verbaute Geräte eine spezielle Kennzeichnung, die so genannten Möbelkennzeichen aufweisen.

Das einfache Möbelkennzeichen ist ein auf der Spitze stehendes Dreieck mit einem „M”. Das so gekennzeichnete Gerät darf nur an, auf oder in schwer oder normal entflammbaren, auch beschichteten, lackierten oder furnierten Baustoffen nach DIN412-1 angebracht werden.

Ein mit einem doppelten Möbelkennzeichen gekennzeichnete Gerät darf dagegen auf, in oder an Möbeln etc. angebracht werden, deren Entflammbarkeitseigenschaften nicht bekannt sind.

Soll ein Betriebsgerät auf nicht brennbaren Werkstoffen wie z. B. Metall installiert werden, ist keine Brandschutzkennzeichnung erforderlich.

Auf allen Geräten findet man zusätzlich ein auf der Spitze stehendes Dreieck mit einer Temperaturangabe wie z. B. 9. Diese Geräte verfügen über einen Übertemperaturschutz. Die Temperaturangabe zeigt die maximale Temperatur des Gehäuses im Fehlerfall an.

Weitere Kennzeichnungen

Geräte, die eine sichere Kleinspannung ausgeben, werden mit SELV gekennzeichnet.

Die Schutzartkennzeichnung (IPXX) gibt an, in welcher Umgebung das Gerät eingesetzt werden darf. IP2 kennzeichnet z. B. den allein in trockenen Innenräumen zulässigen Einsatz. In Feuchträumen und im Außenbereich sind je nach Staub- und Feuchte-/Wasserbelastung Geräte mit mindestens IP44, besser IP65/66/67 einzusetzen.