Dimmen von LEDs

Möglichkeiten, Vor- und Nachteile

Während für das Dimmen von Glühlampen oder Halogenglühlampen eine sogenannte Phasenanschnitt- bzw. Phasenabschnittsteuerung zum Einsatz kommt, ist das bei zeitgemäßen dimmfähigen LED-Lösungen anders. Die mit Gleichspannung betriebenen LEDs können nicht ohne weiteres mit einem für Wechselspannung bestimmten Glühlampendimmer mit An- oder Abschnittsteuerung gedimmt werden.

Gallerie

Stromversorgungen für LEDs können zwar auch mit der Anschnittsteuerung des AC/DC-Konverters arbeiten, setzen aber die Anschnittspannung in eine Gleichspannung an der LED um. Werden also LED-Retrofitlampen an Glühlampendimmer angeschlossen, werden nicht die LEDs gedimmt, sondern der in der Retrofitlampe eingebaute interne AC/DC-Konverter. Das kann zu Folge haben, dass das Licht flimmert oder flackert und sowohl der Konverter als auch der Dimmer beschädigt werden. Um Schäden zu vermeiden, müssen Dimmer, Konverter und LED jeweils zueinander passen und aufeinander abgestimmt sein. Hierfür sind die Hinweise der Hersteller genau zu beachten, insbesondere die sogenannten Freigabelisten, in denen zulässige Kombinationen von Dimmern und LED-Lampen verzeichnet sind.

Dimmen mit AM oder PWM

Grundsätzlich ist die Größe des Lichtstroms einer LED von der Höhe des Betriebsstroms abhängig. Zum Absenken des Lichtstroms, das heißt zum Herunterdimmen, muss der Betriebsstrom reduziert werden. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Analoges Dimmen durch Absenken der Stromamplitude – Amplitudenmodulation (AM)
  • Digitales Dimmen durch Pulsweitenmodulation (PWM) des Stroms

Dimmen durch Amplitudenmodulation (AM)

Beim analogen Dimmen durch Amplitudenmodulation, welches man auch als Stromdimmung bezeichnet, wird der Betriebsstrom der LED soweit abgesenkt, bis die gewünschte Helligkeit erreicht wird. Das funktioniert in weiten Bereichen gut, kann aber bei kleinen Dimmstellungen folgende Probleme verursachen:

  • Bei kleinen Dimmstellungen kann sich die Farbe weißer LEDs verändern, ein Effekt, der  Farbortverschiebung genannt wird. Da dies bei Anwendungen, wo es auf die Farbe ankommt, problematisch sein kann, muss der Dimmbereich bei diesem Verfahren auf 30% beschränkt bleiben.
  • Bei LED-Modulen, die aus gleichartigen Elementen bestehen, kann die Lichtausbeute bei kleinen Dimmstellungen von weniger als 5% sehr unterschiedlich ausfallen – während einzelne LEDs noch hell leuchten, können andere bereits ganz dunkel sein.

Dimmen über Pulsweitenmodulation (PWM)

Bei der Pulsweitenmodulation (PWM) bleibt die Amplitude des Betriebsstroms der LED konstant. Um eine geringere Helligkeit zu erzielen, wird der Strom bei diesem Verfahren mit einer bestimmten Frequenz einfach zyklisch ein- und ausgeschaltet. Das funktioniert mit schnellem Ein- und Ausschalten, weil LEDs trägheitslos schaltbar sind. Das heißt, je größer die Stromlücken (Strom aus) zwischen den Stromphasen (Strom ein) sind, desto kleiner ist der Effektivwert des Stroms an der LED und desto geringer ist die Helligkeit.

Dieses Verfahren hat folgende Vorteile:

  • Die Helligkeitswerte können präziser eingestellt werden.
  • Bei kleinen Dimmstellungen gibt es weder Farbverschiebungen noch Helligkeitsunterschiede zwischen einzelnen LEDs, wie sie bei der AM zu beobachten sind.
  • Bei einer PWM-Frequenz, die zwischen 100 Hz und 1.000 Hz liegt, kann das Auge kein Flimmern wahrnehmen. Allerdings sind bei sich drehenden Teilen oder bei Filmaufnahmen Probleme mit dem stroboskopischen Effekt möglich.

Ein Nachteil ist, dass Resonanzeffekte mit der PWM-Frequenz entstehen können, sodass manchmal hörbare mechanische Schwingungen auftreten, die die Umgebung als störendes Brummen beeinflussen.

Dimmen durch Kombination von AM und PWM

Um die möglichen Nachteile bei kleinen Dimmwerten und durch Resonanzeffekte zu verringern oder ganz zu vermeiden, liegt es nahe, beide Dimmverfahren miteinander zu kombinieren. Üblicherweise wird bei der Kombination beider Dimmungsarten das analoge Dimmen mit Amplitudenmodulation AM im Bereich von 100% bis 30% angewandt. Bei Dimmwerten unter 30% wird dann, ohne dass der Nutzer es merkt, nahtlos auf das PWM-Verfahren gewechselt.

Dimmen von OLEDs

Organische Leuchtdioden (OLEDs) können, ähnlich wie die LEDs, ihre Helligkeit durch Veränderung des Betriebsstroms verändern. Daher werden, wie bei den LEDs, ebenfalls die beiden Dimmverfahren Amplitudenmodulation (AM) und Pulsweitenmodulation (PWM) bzw. deren Kombination angewandt.

Fachwissen zum Thema

Beleuchtungsanlagen, die über Lichtmanagement dafür sorgen, dass die Beleuchtung eines Arbeitsplatzes, eines Raums oder eines ganzen Gebäudes automatisch an den Bedarf für spezifische Sehaufgaben angepasst wird, bestehen aus verschiedenen Komponenten.

Beleuchtungsanlagen, die über Lichtmanagement dafür sorgen, dass die Beleuchtung eines Arbeitsplatzes, eines Raums oder eines ganzen Gebäudes automatisch an den Bedarf für spezifische Sehaufgaben angepasst wird, bestehen aus verschiedenen Komponenten.

Lichtsteuerung/​-management

Bausteine für das Lichtmanagement

Von der Leuchte bis zur Systemtechnik: Das sind die Komponenten für steuerbare Beleuchtungsanlagen.

In Lichtanwendungen für die Warenpräsentation spielt die Lichtfarbe eine wesentliche Rolle

In Lichtanwendungen für die Warenpräsentation spielt die Lichtfarbe eine wesentliche Rolle

Lichtsteuerung/​-management

Farbsteuerung von LED

Warmweiß, kaltweiß und farbige Lichtinszenierungen: Was steckt hinter dem Variieren von Farbtempertur und Lichtfarbe?

Durch Dimmen kann die Helligkeit von Lampen von hell zu dunkel oder von dunkel zu hell reguliert werden

Durch Dimmen kann die Helligkeit von Lampen von hell zu dunkel oder von dunkel zu hell reguliert werden

Lichtsteuerung/​-management

Helligkeitssteuerung durch Dimmen

Durch Dimmen kann die Helligkeit von Lampen von hell zu dunkel oder von dunkel zu hell reguliert werden. Der Begriff ist vom...

Aufbau LED

Aufbau LED

Leuchtmittel/​Lampen

LED

In der Anfangszeit hatten lichtemittierende Dioden (LED) nur eine geringe Leuchtkraft und wurden z. B. in der Displaybeleuchtung...

Zum Seitenanfang

Wozu Lichtsteuerungen und Lichtmanagement?

Grundprinzip Lichtsteuerung/ Lichtmanagement

Grundprinzip Lichtsteuerung/ Lichtmanagement

Möglichkeiten und positive Auswirkungen: vom Energiesparen bis zum verbesserten Konzentrationsvermögen

Funktionen des Lichtmanagements

Das Licht in Treppenhäusern lässt sich über Präsenzmelder steuern

Das Licht in Treppenhäusern lässt sich über Präsenzmelder steuern

Modernes Lichtmanagement umfasst deutlich mehr als die Beleuchtung ein- oder auszuschalten.

Bausteine für das Lichtmanagement

Beleuchtungsanlagen, die über Lichtmanagement dafür sorgen, dass die Beleuchtung eines Arbeitsplatzes, eines Raums oder eines ganzen Gebäudes automatisch an den Bedarf für spezifische Sehaufgaben angepasst wird, bestehen aus verschiedenen Komponenten.

Beleuchtungsanlagen, die über Lichtmanagement dafür sorgen, dass die Beleuchtung eines Arbeitsplatzes, eines Raums oder eines ganzen Gebäudes automatisch an den Bedarf für spezifische Sehaufgaben angepasst wird, bestehen aus verschiedenen Komponenten.

Von der Leuchte bis zur Systemtechnik: Das sind die Komponenten für steuerbare Beleuchtungsanlagen.

Ohne Betriebsgeräte geht nichts

Prinzipschaltbild: Niedervolthalogenlampe mit vorgeschaltetem Transformator und einem Dimmer auf der Primärseite des Trafos

Prinzipschaltbild: Niedervolthalogenlampe mit vorgeschaltetem Transformator und einem Dimmer auf der Primärseite des Trafos

Bis auf die Glühlampe benötigen alle Lampentypen ein auf die jeweilige Lichtquelle abgestimmtes Betriebsgerät. Eine klassische...

Betriebsgeräte für LEDs

Reihenschaltung von LED an einer Konstantstromquelle

Reihenschaltung von LED an einer Konstantstromquelle

Mit dem Siegeszug der LEDs werden auch die elektronischen Vorschaltgeräte, die im LED-Bereich meist als Betriebsgerät bezeichnet...

Sensoren für die Lichtsteuerung

Bewegungsmelder am Haus

Bewegungsmelder am Haus

Sensoren sind Komponenten zum Erfassen von Zuständen der Umwelt, wie beispielsweise Bewegung, Helligkeit, Temperatur oder...

Helligkeitssteuerung durch Dimmen

Durch Dimmen kann die Helligkeit von Lampen von hell zu dunkel oder von dunkel zu hell reguliert werden

Durch Dimmen kann die Helligkeit von Lampen von hell zu dunkel oder von dunkel zu hell reguliert werden

Durch Dimmen kann die Helligkeit von Lampen von hell zu dunkel oder von dunkel zu hell reguliert werden. Der Begriff ist vom...

Dimmen von LEDs

Die mit Gleichspannung betriebenen LEDs können nicht ohne weiteres mit einem für Wechselspannung bestimmten Glühlampendimmer mit An- oder Abschnittsteuerung gedimmt werden

Die mit Gleichspannung betriebenen LEDs können nicht ohne weiteres mit einem für Wechselspannung bestimmten Glühlampendimmer mit An- oder Abschnittsteuerung gedimmt werden

Während für das Dimmen von Glühlampen oder Halogenglühlampen eine sogenannte Phasenanschnitt- bzw. Phasenabschnittsteuerung zum...

Farbsteuerung von LED

In Lichtanwendungen für die Warenpräsentation spielt die Lichtfarbe eine wesentliche Rolle

In Lichtanwendungen für die Warenpräsentation spielt die Lichtfarbe eine wesentliche Rolle

Warmweiß, kaltweiß und farbige Lichtinszenierungen: Was steckt hinter dem Variieren von Farbtempertur und Lichtfarbe?

Einfache automatische Lichtsteuerungen

Bei einer Präsenzlichtsteuerung wird das Licht automatisch eingeschaltet, wenn sich Personen im Erfassungsbereich eines Sensors bewegen, und nach einer definierten Zeit automatisch wieder abgeschaltet

Bei einer Präsenzlichtsteuerung wird das Licht automatisch eingeschaltet, wenn sich Personen im Erfassungsbereich eines Sensors bewegen, und nach einer definierten Zeit automatisch wieder abgeschaltet

Durch das Zusammenwirken von Lichtsensoren mit Bewegungs- und Präsenzsensoren, die nicht selten in einem Multisensor kombiniert...

Schnittstellen für die drahtlose Steuerung der Beleuchtung

Generell wird zwischen allgemeinen Datenschnittstellen, wie sie auch für andere Steuerungen im Gebäude verwendet werden, und speziellen Beleuchtungsschnittstellen unterschieden.

Generell wird zwischen allgemeinen Datenschnittstellen, wie sie auch für andere Steuerungen im Gebäude verwendet werden, und speziellen Beleuchtungsschnittstellen unterschieden.

Welche Standards und Eigenschaften sind erforderlich, damit die Beleuchtungsanlage an die Gebäudetechnik gekoppelt und über ein Bussystem gesteuert werden kann?

Schnittstellen zum Gebäudemanagement

Video Innenstationen für die Türkommunikation

Video Innenstationen für die Türkommunikation

Damit die Beleuchtungsanlage an die Gebäudetechnik gekoppelt und von Hand oder automatisch über ein Bussystem gesteuert werden...

Digitale Lichtsteuerung mit DALI

Systemaufbau DALI-Beleuchtungssteuerung mit DALI-Potentiometer mit integriertem Netzteil

Systemaufbau DALI-Beleuchtungssteuerung mit DALI-Potentiometer mit integriertem Netzteil

Digital Addressable Lighting Interface: Möglichkeiten, Prinzipien und Vorteile

Lichtmanagement über Bussysteme

Mit sogenannten Bussystemen, wie beispielsweise dem weit verbreiteten KNX, ist es möglich, alle technischen Einrichtungen im Gebäude – darunter auch DALI-basierte Beleuchtungssteuerungen – einfach miteinander zu vernetzen

Mit sogenannten Bussystemen, wie beispielsweise dem weit verbreiteten KNX, ist es möglich, alle technischen Einrichtungen im Gebäude – darunter auch DALI-basierte Beleuchtungssteuerungen – einfach miteinander zu vernetzen

Zur Einordnung: Digitale Steuerungssysteme wie DALI und DMX können mit relativ wenigen Leitungen eine große Zahl von Steuerkreisen...

Biologisch wirksame Lichtkonzepte (HCL)

Licht wird nicht allein zum Sehen benötigt, sondern es wirkt auch biologisch und emotional auf den Menschen, seine Gesundheit und sein Wohlbefinden ein.

Licht wird nicht allein zum Sehen benötigt, sondern es wirkt auch biologisch und emotional auf den Menschen, seine Gesundheit und sein Wohlbefinden ein.

Ist die Beleuchtung so ausgelegt, dass sie den Tag-Nacht-Rhythmus des Menschen unterstützt, spricht man von circadianer Beleuchtung.

Proprietäre Lichtmanagementsysteme bekannter Hersteller

Mit Luxmate hat Zumtobel ein proprietäres Bussystem entwickelt, das eine Menge nützlicher Funktionen bietet – auch über die Lichtsteuerung hinaus

Mit Luxmate hat Zumtobel ein proprietäres Bussystem entwickelt, das eine Menge nützlicher Funktionen bietet – auch über die Lichtsteuerung hinaus

Passend zu ihren Lampen und Leuchten haben verschiedene Hersteller von Beleuchtungstechnik auch eigene Steuerungssysteme...

Lichtsteuerung per Smartphone

Philips Hue ist ein mit Hilfe einer App kabellos steuerbares LED-Beleuchtungssystem

Philips Hue ist ein mit Hilfe einer App kabellos steuerbares LED-Beleuchtungssystem

Mit den Fortschritten der Digitalisierung erscheint es heute schon fast selbstverständlich, dass Geräte und Einrichtung im Smart...

Licht als Service – LaaS

Wer seine Lichtanlage erneuern möchte, ist mit Fragen konfrontiert, die ohne fachkundige Unterstützung kaum lösbar sind.

Wer seine Lichtanlage erneuern möchte, ist mit Fragen konfrontiert, die ohne fachkundige Unterstützung kaum lösbar sind.

Die zahlreichen Neuerungen in der Lichttechnik, sowohl bei Lichtquellen als auch bei digitalen Steuerungen, bieten Möglichkeiten,...