VS dimmbare und nicht dimmbare elektronische Vorschaltgeräte schalten immer alle Lampen ab, wenn eine Lampe nicht korrekt arbeitet oder nicht angeschlossen ist. 

Die Lebensdauer und damit die Zuverlässigkeit von elektronischen Vorschaltgeräten wird bestimmt durch die Ausfallraten der eingesetzten Bauelemente. Neben der elektrischen Spezifikation und der Qualität der Bauelemente ist dabei die Temperatur ein wesentlicher Parameter.

Zur Sicherstellung der angegebenen Lebensdauer sind alle Bauteile der VS EVG so ausgelegt, dass sie unterhalb ihrer zulässigen Grenzwerte betrieben werden. Um außerdem Frühausfälle durch versteckte Fehler auszuschließen, durchlaufen alle Geräte während des Fertigungsprozesses verschiedene Prüfstationen. Hierbei werden unter anderem Bauteilprüfungen sowie Messungen von betriebsrelevanten Daten vorgenommen. Vor Auslieferung werden die EVG einem abschließendem Burn-In-Test unterzogen.

Warmstart:

Korrekt optimierte Zündung von Leuchtstofflampen, wobei die Kathoden an den Lampenenden auf die richtige Temperatur vorgeheizt werden, sodass eine kontrollierte Entladung stattfinden kann. Dies schafft die besten Voraussetzungen für die Maximierung der Lebensdauer der Leuchtstofflampe.

Kaltstart:

Zündung von Leuchtstofflampen ohne Vorheizen der Kathoden, bewirkt einen rascheren Verbrauch des Emissionsmaterials der Kathoden.

Elektronische Vorschaltgeräte erzeugen hochfrequente Wechselspannungen mit Frequenzen von etwa 20 bis 70 kHz. Hierdurch wird die Lichtausbeute von Leuchtstofflampen um ca. 10 % gegenüber dem 50/60 Hz-Betrieb mit induktiven Vorschaltgeräten gesteigert. Der Hochfrequenzbetrieb erlaubt somit eine Absenkung der Systemleistung ohne Reduzierung des Lampenlichtstromes

• geringe Verlustleistung

• definierte Lampenbedingungen für Zündung, Betrieb und Abschaltung bei Lampenfehler

• hohe Zuverlässigkeit

• flackerfreien Lampenstart und flimmerfreies Licht

• verlängerte Lampenlebensdauer und verlängerte Wartungsintervalle

Um eine gute Funkenstörung und größtmögliche Betriebssicherheit zu erhalten, sollten die folgenden Punkte bei der Leitungsverlegung beachtet werden:

• Leitungen zwischen EVG und Lampe (HF-Leitungen) kurz halten (Verringerung der elektromagnetischen Störeinflüsse). Die Lampen-Leitungen mit hohem Potential sind insbesondere bei Stablampenleuchten so kurz wie möglich zu halten. Diese Lampen-Leitungen sind auf dem Anschlussbild des Klischees mit einem " * "gekennzeichnet.

• Netz- und Lampenleitungen sind getrennt und möglichst nicht parallel zu führen. Abstand zwischen HF- Leitungen und Netzleitungen möglichst groß wählen, z. B. 5 - 10 cm (die Kopplung von Störungen zwischen Netz- und Lampenleitungen wird vermieden).

• HF- Leitungen mit Abstand (wenn möglich einige cm) zu geerdeten Metallflächen verlegen (reduziert kapazitive Einkopplungen). Falls längere HF- Leitungen unvermeidbar sind z. B. bei stabförmigen Leuchtstofflampen oder bei Mutter-Tochter-Schaltung, ist ein Verdrillen sinnvoll (die HF- Abstrahlung wird dadurch verringert).

• Netzleitung in der Leuchte kurz halten (Verringerung der Störungseinkopplung).

• Das EVG muss guten Kontakt zum Leuchtenblech haben oder über den PE-Anschluss geerdet werden. Dieser muss als eigene Leitung ausgeführt sein, es bewirkt ein besseres Ableiten des HF-Ableitstromes. Die EMV wird bei Frequenzen größer als 30MHz günstiger.

• Netzleitung nicht zu dicht entlang des EVG oder der Lampen führen (des gilt besonders bei der Durchgangverdrahtung).

• Netzleitungen und Lampenleitungen nicht kreuzen. Sollte dies nicht möglich sein, dann sind die Kreuzungen möglichst rechtwinklig auszuführen (vermeidet Verkopplung von Netz- und HF- Einflüssen).

• Leitungsdurchführungen durch Metallteile sollten nie ungeschützt, sondern immer mit einer Zusatzisolation (Isolierschlauch, Durchführungstülle) erfolgen.

• Das Leuchtenchassis oder Teile davon dürfen nie als Leiter "Missbraucht" werden oder auf eine andere Weise Kontakt mit den Netz- oder Lampenleitungen haben z. B. durch blanke Kabel, zu lange Abisolierungen oder durch die Isolation stechende Schrauben, bzw. scharfe Blechkanten. Eine akute Personengefährdung oder die Zerstörung des Vorschaltgerätes kann die Folge davon sein.

• Beim Durchschleifen mehrerer Leuchten, z. B. mit einer 5-poligen Leitung, ist zudem sicherzustellen, dass nie zwei Phasen anstelle der Gruppenphase, dem Nulleiter und dem Schutzleiter an den EVG-Netzklemmen angeschlossen werden. Im Fehlerfall kann das EVG vorzeitig oder auch sofort ausfallen.

VS EVG´s verfügen über eine automatische Erkennung und Sicherheitsabschaltung von anomalen Lampenbetriebszuständen. Hierzu zählen z. B. defekte Lampenelektroden oder hochohmige Lampenstrecken durch Undichtigkeiten des Glasrohres.

Auch wird der kritische Betriebszustand am Lebensdauerende von Leuchtstofflampen detektiert. Der dann entstehende Gleichrichtereffekt führt zu einem Anstieg der Lampenbrennspannung im Bereich der Elektrode und dadurch zu einer Temperaturerhöhung in diesem Raumgebiet. Die Ursache für diesen Prozess ist der Verlust von Emittermaterial der Elektroden über die Betriebszeit. Besondere Bedeutung kommt diesem sogenannten End-of-Life-Phänomen bei der Betrachtung von T5 und Kompaktlampen, aufgrund des geringeren Rohrdurchmessers.

VS bietet zusätzlich zum Standardportfolio auch kundenspezifische Produkte mit individuellen Leitungen, bei entsprechendem Auftragsvolumen, an. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung!

Normaler Temperaturbereich beträgt -25/40 °C bis 85 °C

VS bietet zudem spezielle Typ B Kondensatoren im Bereich -40 bis 100 °C an.

• Typ A Kondensatoren = selbstheilende Kondensatoren ohne Überdruck/Unterbrechungsvorrichtung für den Fehlerfall.
  Hier wird auch von ungesicherten Kondensatoren gesprochen.
  

• Typ B Kondensatoren = selbstheilende Kondensatoren mit Überdruck/Unterbrechungsvorrichtung für den Fehlerfall
  Hier wird auch von hermetisch, dichten, gesicherten Kondensatoren gesprochen.

• Typ A = 30.000 Stunden
• Typ B = 50.000 Stunden

Die LEDs unterliegen produktionsbedingten Streuungen bei Helligkeit, Farbort (hier speziell bei Weiß) und Vorwärtsspannungen. Bei der Herstellung werden die LEDs vermessen und in Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften zusammenfassen – das ist ein Bin. Die LEDs eines Bins kann man in ihren Eigenschaften als eine homogene Klasse sehen. Die Bin-Bezeichnungen und zugelassene Toleranz der Bins sind von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Da sich jeder Produktionslauf anders auf die definierten Bins verteilt, ist die Verfügbarkeit bestimmter Gruppen nicht garantiert. Je kleiner eine Bin desto schwerer und teurer ist seine Beschaffung. Deshalb ist es ratsam vor der Bestellung die Verfügbarkeit von der gewünschten Selektion zu prüfen.

Die Leistung einer LED ist vom gewählten Betriebsstrom abhängig. Da der Betriebsstrom frei gewählt werden kann und die Spannung Uf sich nach dem Strom richtet, ist die elektrische Leistung eine variable Größe. Bei einzelnen Modulen gibt Vossloh-Schwabe die Pel stromabhängig im Datenblatt an. Deshalb ist die reine Wattangabe, wie man es von Glühlampen gewohnt ist, nicht ausreichend um einen Rückschluss auf die Helligkeit oder Güte der LED zu haben. Eine 4W LED ist nicht gleich „besser“ als eine 1,2W LED. Unter Umständen kann es dieselbe LED sein, die mit unterschiedlichen Strömen betrieben wird.

Eine bessere Vergleichsmöglichkeit bietet die Lumenangabe der Lichtquelle um die Helligkeit vergleichbar zu haben oder die Effizienzangabe in Lm/W (Lumen pro Watt) um die Energieeffienz zu vergleichen.

Die Helligkeit der LED steigt mit höheren Betriebsströmen nicht proportional, sondern es tritt eine Sättigung des Halbleiters ein. Deshalb fällt bei steigendem Betriebsstrom trotz steigender Helligkeit die Effizienz der LED (lm/W) ab.

LED steht für Licht Emittierende Diode und beschreibt ein Halbleiter-Bauelement, welches bei elektrischer Gleichstromanregung Licht einer definierten Wellenlänge abstrahlt. Das abgegebene Wellenlängenspektrum ist dabei sehr eng.

Eine MacAdams Ellipse ist eine Ellipse im Farbraum, die die Gleichartigkeit eines Farbtones beschreibt. Sie ist ein Maß für die Homogenität von Farbort-Bins. Eine 7fache MacAdam Ellipse entspricht einem typischen ANSI-Bin, der die Farbortverteilung eine Leuchtstofflampe umfasst. Der Trend bei LED geht zu kleineren Macadam Ellipsen- zu 4fach bis 3fach Ellipsen. Die LED-Hersteller bieten entsprechende Selektionen an.

Quelle: Cree, Inc.

Empfohlene Links zur LED-Technologie und deren Anwendung findet man auf der Website der CELMA - Federation of National Manufacturers Associations for Luminaires and Electrotechnical Components in the European Union unter http://celma.org/home/index.php?module=publication

Besonders empfehlenswert ist der Leitfaden zur Auswahl der richtigen LED für Leuchten.

Bei Arbeiten und Montage der LED-Module sind die Sicherheits- und Montagehinweise des Datenblattes zu beachten. Grundsätzlich gilt es Vorkehrungen gegen ESD-Schäden zu treffen.

Nachteilig erweist sich die große Marktvielfalt der LEDs, schneller Technologiezyklus sowie der noch verhältnismäßig hohe Preis. Weiterhin ist das thermische Management beim Leuchtendesign zu berücksichtigen. Erfahrungsgemäß ist ein einfacher Ersatz von bekannten Lichtquellen nicht ohne Anpassung der Leuchten möglich.

Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen sind die LEDs sehr effizient und kompakt, schalten sich sofort ein, lassen sich problemlos dimmen und haben bei Beachtung des Thermomanagements eine exzellente Lebensdauer. Sie sind Schadstofffrei, sehr robust gegen mechanische Einflüsse und geben keine gefährdende ultraviolette oder infrarote Strahlung ab.

Die Halbleiter-Chips werden in Gehäuse eingebaut, um mechanisch und elektrisch bearbeitbar zu sein. LEDs gibt es in verschiedenen Ausführungen - Throught hole (5mm, 3mm, Piranha), CoB (Chip-On-Board) als auch in SMD-Technologie. Vossloh-Schwabe bietet LEDs für verschiedene Applikation in verschiedenen Ausführungen an. Für den Einsatz in LED-Leuchten sind fertige LED-Module erhältlich.

Eine zusammenfassende Übersicht über relevante Normen zu LED-Modulen, Vorschaltgeräten und LED-Leuchten findet sich unter celma.org (Link: http://www.celma.org/archives/temp/CELMA-ELC_LED_WG(LCB)001_CELMA_ELC_Guide_LED_related_Standards_3rd_Edition_Final_July2011.pdf)

LED-Module gibt es prinzipiell in zwei Ausführungen – als konstantstromgesteuerte Module und als konstantspannungsgesteuerte Module. Die konstantstromgesteuerte Module besitzen keine stromstabilisierenden Schaltungen auf der Platine. Die Stromstabilisierung erfolgt dann durch das Betriebsgerät. Bei der Auswahl des richtigen Betriebsgerätes ist auf den korrekten Arbeitsspannungsbereich und den Betriebsstrom zu achten. Typische Produktreihen dazu sind VS-PowerEmitter, LED-Module für die Shopbeleuchtung, Mini / Line / Spot, M-Klass, etc…

Die konstantspannungsgesteuerten Module benötigen zum Betrieb eine stabile Spannung. Typischerweise ist diese Spannung 24V. Auf den LED-Modulen befindet sich zusätzliche Elektronik um den Strom durch die LED zu regulieren. Typische Produktreihe sind LEDLine Flex, LEDLine CoB oder HighPower 24V CA System.

Einzel-LEDs als Halbleiterelemente benötigen immer einen stabilisierten Strom, d.h. der Stromfluss durch die LED muss auf ein definiertes Niveau (Betriebsstrom) begrenzt werden. Im einfachsten Fall ist es ein auf die Vorwärtsspannung abgestimmter Vorwiderstand.  Für LEDs mit einer niedrigen Leistung ist der Betriebsstrom typisch bei <50mA. Bei Hochleistungs-LEDs kann er mehr als 1A betragen. Der laut Datenblatt maximal zugelassene Betriebsstrom darf dabei nicht überschritten werden. Um die LED thermisch zu schonen und eine gute Lebensdauer zu erzielen sind die tatsächlichen Betriebsströme niedriger (350mA, 700mA, 1050mA) als der maximale Betriebsstrom und der jeweiligen Anwendung angepasst.

Begrenzt man den Betriebsstrom nicht, da kann sich die LED durch Überhitzung selbst zerstören. Durch die Erwärmung der LED verringert sich ihre Vorwärtsspannung. Dadurch verringert sich ihr Widerstand und ein größerer Strom fliesst, was zu weiterer Spannungsverringerung und größerer Erwärmung führt. Begrenzt man die Stromzufuhrt nicht, überhitzt sich die LED durch Stromerhöhung.

LED-Module lassen sich über die Puls-Weiten-Modulation (PWM) des Betriebsstromes sehr einfach dimmen. Für das Konstantstromsystem gibt es entsprechende dimmbare Vorschaltgeräte. Im 24V Gleichspannungssystem werden zusätzliche Komponenten der DigiLED Serie benötigt.

Bei Einsatz von Hochleistungs-LEDs ist ein thermisch gutes Design unabdingbar. Nur mit einem optimierten Design ist eine Leuchte mit einer guten Lebensdauer und Performance zu garantieren. Die Temperatur der LED im Betrieb determiniert ihre Lebensdauer und das Helligkeitsniveau. Als Faustregel gilt - Die gesamte aufgenommene elektrische Leistung muss auch als Wärme an die Umgebungsluft abgeführt werden. Dabei muss sichergestellt werden, dass die im Datenblatt angegebene maximale tc-Temperatur (Temperatur der Platine) des LED-Moduls nicht überschritten wird. Eine ausführliche Anleitung zum thermischen Design von LED-Leuchten findet sich auf der Website http://www.vs-optoelectronic.com/ger/produkte/ledtech/201.php

Der LED-Halbleiter verliert mit der Zeit seine Fähigkeit, Licht zu generieren. Er altert. Dieser Prozess ist stark von der Temperatur des Halbleiters abhängig. Je höher die Temperatur, desto schnell altert der Halbleiter. LEDs haben von allen künstlichen Lichtquellen die längste Lebensdauer, wenn die Temperatur des Halbleiters in einem definierten Arbeitspunkt gehalten wird. Deshalb ist ein entsprechendes Wärmemanagement in einer Leuchte unabdingbar. Als Alterungsgrenze wird allgemein ein Grenzwert von 70% toleriert – das ist der L70-Wert. D.h. wenn die LED 30% ihres ursprünglichen Lichtstroms verloren hat, sollte die Installation erneuert werden und das Lebensdauerende ist erreicht. Vossloh-Schwabe gibt die Lebensdauer und die dazu notwendigen Parameter (Temperatur und Betriebsstrom) in den Datenblättern an.

Beispiel einer Lebensdauerkurve in Abhängigkeit von der Temperatur.

Es gibt kein Verbot von magnetischen Vorschaltgeräten !

Ab 2017 dürfen lediglich die Vorschaltgeräte der Klasse EEI=B2 und EEI=B1 nicht mehr in Europa eingesetzt werden.

VS hat bereits superverlustarme magnetische Vorschaltgeräte der Klasse A2 für die Standardwattage 18 - 58 Watt im Produktprogramm.

tw bedeutet die maximal zulässige Wicklungstemperatur des Vorschaltgerätes, bei der die Isolation einem ununterbrochenem Betrieb unter Nennbedingungen standhält.

Die Standardvorschaltgeräte von VS sind mit tw130.

VS hat auch Sondergeräte mit tw140 und tw150 im Programm, damit der Kunde diese Geräte auch in thermisch kritischen Leuchten einsetzen kann.

Es gibt kein Verbot von magnetischen Vorschaltgeräten in Europa !

Es wurde lediglich eine Energieklassifizierung verabschiedet. Unabhängig von der Technology müssen alle Vorschaltgeräte entsprechende Verlustwerte einhalten.

Alle HID Vorschaltgeräte von VS erfüllen schon heute die Grenzwerte bis 2017 ( A3 Kennzeichnung  ).

Zudem hat VS schon heute ein komplettes Produktprogramm aller Wattagen im Programm, welche die Grenzwerte ab 2017 einhalten ( A2 Kennzeichnung ).

Der Ableitstrom bei magnetischen Vorschaltgeräten ist < 0,1 mA.

Die Ausfallrate ist kleiner als 0,02 % per 1.000 Betriebsstunden.

Die Lebensdauer beträgt mindestens 100.000 Stunden bei Betrieb unter Nennbedingung.