Ratgeber
Im Vergleich zu Glühbirnen oder Halogenlampen bieten Licht emittierende Dioden (LEDs) eine sparsame und ressourcenschonende Alternative. Was liegt da näher, als die stromfressenden 12 Volt Halogen-Lampen gegen effiziente 12 Volt LED-Lampen auszutauschen. Doch leider kommt es dabei häufig zu Problemen!
Die neuen LED-Lampen flackern beim Einschalten, summen oder leuchten nur schwach. Werden die alten Halogen-Leuchtmittel wieder eingesetzt, funktioniert alles wunderbar.
Grund für diese Schwierigkeiten ist häufig die Verwendung eines nicht kompatiblen Transformators. Ein spezieller LED-Trafo kann dabei Abhilfe schaffen. Wir erklären Ihnen, welchen Zweck LED-Transformatoren haben, welche Varianten es gibt und worauf Sie beim Kauf achten sollten.
Was ist ein LED Transformator?
Wie der Name schon sagt handelt es sich dabei um einen speziell auf eine LED Beleuchtung abgestimmten Transformator. Im Gegensatz zu einem konventionellen Niedervolt-Trafo, der aus zwei Kupferwicklungen und einem Eisenkern besteht, handelt es sich bei einem LED-Trafo um einen elektronischen Transformator. LED Trafos werden zum Teil auch als Treiber, Vorschaltgerät oder LED Netzteil bezeichnet.
Grundsätzliches Funktionsprinzip eines elektronischen Transformators
Prinzipschaltbild eines elektronischen Netzteiles bzw. eines elektronischen Trafos.
Bei einem elektronischen Transformator wird die Netzwechselspannung von 230 V/50 Hz zunächst mit einem Brückengleichrichter (GR) und einem Ladekondensator (K1) in eine Gleichspannung umgewandelt. Die Gleichspannung wird über die Primärwicklung eines Transformators (TR) zu einem Schalttransistor (T1) geführt. Dieser ist in der Lage die Gleichspannung mehrere tausend Mal pro Sekunde ein- und wieder auszuschalten.
Auf der Sekundärwicklung des Transformators (TR) wird durch Induktion die Ausgangsspannung erzeugt. Diese wird mit Hilfe einer Diode (D1) gleichgerichtet und über einen Kondensator (K2) geglättet. Am Ausgang steht somit eine Gleichspannung zur Verfügung.
Eine Regelstufe (RS) mit Optokoppler (OK) steuert über eine Pulsweitenmodulation (PWM) die Schaltzeiten des Transistors. Dadurch kann die Schaltung die Ausgangsspannung von z.B. 12 Volt DC exakt einhalten. Im Prinzip handelt es sich um ein Schaltnetzteil mit fester Ausgangsspannung.
Hinweis:
Bei Transformatoren, die einen AC-Ausgang besitzen, entfallen die Diode (D1) und der Kondensator (K2). In diesem Fall werden die Anschlüsse der Sekundärspule direkt nach außen geführt.
Der große Vorteil dieses Schaltungsprinzips liegt darin, dass durch die hohe Schaltfrequenz der Trafo sehr klein ausfallen kann. Das spart Material, wodurch elektronische Trafos kleiner, leichter und kostengünstiger als herkömmliche Transformatoren sind.
Was ist die Besonderheit an einem LED Transformator?
Im Gegensatz zu elektronischen Halogenleuchten-Trafos benötigen LED-Trafos keine hohe Mindestlast.
Bei manchen Halogenleuchten-Trafos muss erst ein nicht unerheblicher Strom über die Lampen fließen, damit der Trafo in der Lage ist, die Ausgangsspannung exakt einzuregeln.
Da aber LED-Lampen nur sehr wenig Strom benötigen, wird sehr oft der minimal notwendige Strom nicht erreicht und der Trafo kann die erforderliche Ausgangsspannung nicht erzeugen. Es kommt zu den oben beschriebenen Fehlern.
Ein LED-Trafo hingegen ist so konstruiert, dass er für die Einstellung der Ausgangsspannung keinen oder nur einen sehr geringen Laststrom benötigt.
Bei einer Leistungsbandbreite von 1 - 50 Watt beträgt der minimale Laststrom gerade mal 0,083 A.
Damit LED Trafos eine lange Lebensdauer aufweisen, müssen sie perfekt auf die zu betreibenden Leuchtmittel abgestimmt sein. Zudem müssen sie innerhalb ihrer Leistungsgrenzen betrieben werden. Deshalb sind bei der Auswahl einige wichtige Punkte zu beachten.
Wechselspannung oder Gleichspannung
Je nach Ausführung können LED Transformatoren unterschiedliche Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen: Die meisten LED Trafos geben eine Gleichspannung (DC) aus. Es gibt aber auch einige Exemplare, die eine Wechselspannung (AC) zur Verfügung stellen.
Bei der Auswahl eines Trafos muss darauf geachtet werden, dass die Art der Ausgangsspannung des Trafos mit der vom Leuchtmittel benötigten Spannungsart übereinstimmt.
LED-Streifen funktionieren meist mit einer Gleichspannung (DC), während die benötigte Spannung bei den Leuchtmitteln variieren kann. In einigen LED-Leuchten ist ein Gleichrichter integriert, das heißt die Lampen funktionieren sowohl mit Wechselspannung als auch mit Gleichspannung. Hierbei sollte jedoch beachtet werden, dass sich der Gleichrichter im Leuchtmittel beim Betrieb erwärmt, wodurch die thermische Belastung höher ist. Das kann die Lebensdauer der LED Beleuchtung verringern.
Die meisten LED-Trafos liefern am Ausfgang eine Gleichspannung.
Spannungshöhe
Neben der Spannungsart ist auch die Spannungshöhe von entscheidender Bedeutung. Speziell bei LED-Streifen gibt es mittlerweile eine breite Angebotspalette mit den unterschiedlichsten Betriebsspannungen.
Aus diesem Grund werden auch LED-Trafos mit den unterschiedlich hohen Ausgangsspannungen angeboten.
Aufgrund der Angebotsvielfalt ist es auch möglich, LED-Lampen oder LED-Strips individuell zu beschalten und optimal zu versorgen.
LED-Streifen gibt es mit den unterschiedlichsten Betriebsspannungen.
Leistung
Die Leistung eines LED Trafos wird in Watt (W) angegeben. Um zu ermitteln, welche Leistung der LED-Trafo mitbringen sollte, können die einzelnen Verbraucher zunächst einfach aufsummiert werden. Sollen beispielsweise fünf LED-Leuchtmittel à fünf Watt betrieben werden, ergibt das eine benötigte Gesamtleistung von 25 Watt (5 x 5 = 25).
Würde nun ein 25 Watt Trafo für die LED-Leuchtmittel verwendet, müsste dieser ständig mit voller Belastung laufen. Auf Dauer könnte das zu Schäden am Trafo führen. Denn LED-Leuchtmittel brauchen beim Einschalten in den ersten Sekunden häufig eine höhere Leistung.
Die Leistung des 25 Watt Trafos wäre im Einschaltmoment bereits deutlich übersteigen. Verfügt der Trafo über einen Überlastungsschutz kann dies dazu führen, dass das Gerät direkt zu Beginn in den Schutzmodus übergeht und die LED-Leuchten erst gar nicht angehen.
Die Summe der LED-Leuchtnmittel ergiebt die Gesamtbelastung des Trafos.
Unser Praxistipp
Beim Kauf eines LED-Trafos sollten 30 bis 35 Prozent Reserveleistung eingeplant werden. So kann sichergestellt werden, dass der Trafo genügend Leistung für den einwandfreien Betrieb der Leuchtmittel bereitstellt und nicht überlastet. Bei Bedarf kann die Trafo-Leistung in Watt auch nach der Formel P = U x I berechnet werden. Dazu multipliziert man die Ausgangsspannung (meist eine Gleichspannung DC) mit dem Ausgangsstrom.
Dimmbarkeit:
LED-Trafos finden sich in den Varianten dimmbar und nicht dimmbar.
Dimmbare Geräte ermöglichen es, die Helligkeit der angeschlossenen Leuchtmittel variabel einzustellen.
Dabei sollte beachtet werden, dass neben einem dimmbaren Trafo auch ein geeigneter Dimmer nötig ist (siehe nachfolgendes Kapitel).
Soll das Licht lediglich an- und ausgeschaltet werden, reicht eine nicht dimmbare Trafo-Variante vollkommen aus.
Der Dimmer muss zum LED-Trafo passen.
Verwendungszweck:
Viele Trafos verfügen zudem über zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen und weitere Extras, die sich je nach Verwendungszweck als hilfreich erweisen können. Die meisten LED Trafos verfügen über einen elektronischen Überlast-, Überspannungs- und Kurzschlussschutz. So kann sichergestellt werden, dass sich das Gerät bei Schwierigkeiten einfach abschaltet und es nicht zu Schäden kommt.
Weiterhin ist von Bedeutung, ob der Trafo beispielsweise auf einem Holz-Möbelstück montiert werden soll. In diesem Fall bietet sich die Wahl einer Variante mit Möbelzulassung (MM-Zeichen) an, die garantiert, dass auch bei Kontakt mit entflammbaren Materialien keine erhöhte Brandgefahr besteht.
Trafos mit dem Möbelzeichen (MM) sind für die Montage in und auf Schränken geeignet.
Dieser Dimmer ist für Ohmsche Lasten (R). induktive Lasten (L) und kapazitive Lasten (C) geeignet.
Je nach Funktionsweise werden Dimmer in Phasenanschnitt-Dimmer und Phasenabschnitt-Dimmer unterteilt:
Eine genaue Funktionsbeschreibung der unterschiedlichen Typen und weitere interessante Infos finden Sie in unserem Dimmer-Ratgeber.
Im Regelfall geben die Hersteller bei den unterschiedlichen Dimmern genau an, für welche Lasten (Leuchtmittel oder Trafos) die Dimmer ausgelegt sind. Auf der anderen Seite geben die Trafo-Hersteller an, ob ein Produkt dimmbar ist und welcher Dimmer verwendet werden soll.
Sollten keinerlei Informationen vorliegen, so ist für einen elektronischen Trafo bzw. einen LED-Trafo ein Phasenabschnitt-Dimmer zu verwenden. Der Dimmer muss jedoch explizit für kapazitive Lasten (Kennbuchstabe C) ausgelegt sein.
Welche Prüfzeichen und Schutzklassen gibt es für LED-Trafos?
Für LED-Trafos gibt es verschiedene Normvorschriften, die beim Kauf eine Orientierung geben können. Unterscheiden lassen sich dabei die beiden Schutzklassen I und II. Schutzklasse I garantiert, dass alle elektrisch leitfähigen Teile des Gehäuses mit dem Schutzleitersystem verbunden sind, während Geräte in der Schutzklasse II über eine verstärkte oder doppelte Isolierung zwischen Netzstromkreis und Ausgangsspannung verfügen.
Die IP Kennzahl gibt zudem an, wie das Gerät vor Staub und Wasser geschützt ist. Für den Innenbetrieb reicht in der Regel ein Gerät mit der Kennzeichnung IP 20, für den Außenbereich sollte ein höherer Wert von IP 65 angepeilt werden.
Fazit
Die Installation einer Leuchte mit LED Strahler oder LED Spots bietet eine energieeffiziente und schonende Beleuchtungsalternative. Die Verwendung eines passenden LED Transformators garantiert dabei einen langfristig problemlosen Betrieb der neuen Leuchtmittel. Beim Kauf sollte dabei vor allem darauf geachtet werden, einen Trafo mit genügend Reserveleistung auszuwählen, um so Überlastung zu vermeiden. Kriterien wie die Spannungsart oder die spezifische Verwendung können ebenfalls dabei helfen, das richtige Gerät auszuwählen, der genau zu den verwendeten Lichtern und den spezifischen Nutzungsbedingungen passt.