Intelligente Betriebsgeräte Der aktuelle technische Stand und Entwicklungstendenzen bei Betriebsgeräten in der Beleuchtung

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1 Der aktuelle technische Stand und Entwicklungstendenzen bei Betriebsgeräten in der Beleuchtung Frank Kaiser Marketing Mai 2015

2 Agenda Produktbezeichnungen Agenda Allgemeine Technik Dimmoptionen Technologievorsprung Philips Schutzfunktionen Anforderungen Heute und Morgen MultiOne Tool Window Konzept Notbeleuchtung Betriebsgerät vs. Leuchte Datenblätter, Technische Daten, Tools Aus der Praxis

3 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte Fluo Nicht dimmbar HF-P, HF-Pi, HF-B, HF-S [Prof nur eingeschränkt] Dimmbar HF-R [1-10V], HF-R TD [TouchDim & DALI], HF-Ri TD [TouchDim & DALI]

4 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte Fluo HF-Ri TD 1 14/24/21/39 TL5 E V 50/60Hz HF-[Typ] [Dimmoption] [Lampenzahl] [Leistung] [Lampentyp] [Version] [Spannung] [Frequenz] [Zusatz] [Typ] = P, Pi, B, S, R, Ri [Dimmoption] = 1-10V; TD; T [nur TouchDim] [Lampenzahl] = 1,2,3,4, ¾ [Leistung] = je nach Lampentyp [Lampentyp] = TL-D, TL5, PL-L, TL5c, PL-T/C, [Version] = II, III, E+ [Spannung] = V [Frequenz] = 50/60Hz

5 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte HID Nicht dimmbar HID-PV; HID-AV [nur CDM indoor]; HID-PVE [nur Projekt >1k Stück]; PV; PVE Dimmbar HID-DV; HID-DVE; DV; DVE Hinweis: Aufgrund der zunehmenden Komplexität werden die Produktbeschreibungen immer uneindeutiger. Wichtig zu wissen ist, das alle Bezeichnungen ohne HID- prinzipiell nur eine Vereinfachung des Namens darstellt und keinen Einfluss auf die Technologie hat.

6 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte HID (Outdoor) HID-DVE LS CPO Q V HID-DV PROG Xt 60 CPO C V (HID-)[Typ] [Dimmoption] [Robustheit] [Leistung] [Lampentyp] [Gehäuse] [Spannung] [Typ] = DV; DVE; PV; PVE [Dimmoption] = LS6; LS8; LS10 [alle drei LumiStep + Stunden]; PROG; DALI; 1-10V [Leistung] = je nach Lampentyp [Lampentyp] = SON; CPO; CDO [Gehäuse] = /S; C1; C2; Q [alle drei Versionen unterschiedliche Bauform]

7 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte Fluo/ HID Wie finde ich das richtige Fluo- Betriebsgerät? - Dimmoption (Dimmbar oder nicht bzw. welches dimmverfahren) - Lampentyp - Lampenleistung - Anzahl der Lampen - Bauform Achtung! Ein dimmbares Betriebsgerät kann immer statt eines nicht dimmbaren verwendet werden. Es bedarf aber einer Prüfung, ob ein nicht dimmbares Betriebsgerät statt eines dimmbaren eingesetzt werden kann.

8 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte LED (Indoor) Xitanium 25W LH A 36V TE/I 230V Xitanium [Leistung] [Gehäuse] [Strombereich] [LED-Spannung] [Dimmoption] [Spannung] [Leistung] = je nach Typ [Gehäuse] = LH; SH; viele Treiber ohne Gehäuseangabe [Strombereich] = variable Angabe bis (hier A); fixe Angabe (z.b.: 0.7 A) [LED-Spannung] = maximale Spannung der LED- Module [Dimmoption] = TE [Phasendimmer]; TD; 1-10V; I [I ist keine Dimmoption, sondern steht für Zugentlastung ] [Spannung] = Netzspannung

9 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte LED (Outdoor) Xitanium 150W A Prog+ GL-H sxt Xitanium [Leistung] [Strombereich] [Dimmoption] [Gehäuse] [Robustheit] [Leistung] = je nach Typ [Strombereich] = variable Angabe bis (hier A); fixe Angabe (z.b.: 0.7 A) [LED-Spannung] = maximale Spannung der LED- Module [Dimmoption] = Prog+; Prog [alle Dimmoptionen möglich] [Gehäuse] = J, Z, Y, H, F [Robustheit] = Xt; sxt [Informationen zu Temperaturen; Überspannungsschutz etc.]

10 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte NEU!!! Xi FP 150W A SNL1D 230V S240 sxt Power: Output Power (max) Type of driver: Xitanium (Xi) Features: S = SimpleSet Input Voltage: 230V = V N = NTC input for MTP R = Rset L = LineSwitch 1 = 1-10V interface D = DALI Interface D+ = DALI + supply (SR) C = Central DynaDimmer E = DC Emergency LED Current: Output current (Configurable Current in Amp) Configurability: Full Prog (FP) = Window driver (AOC, CLO, DynaDimmer, AST, EOL) Lite Prog (LP) = Window driver (AOC, LumiStep) Protection Xt = 100Khrs, 10kV/5kA, SoftStart, Active PFC sxt = 100Khrs, 4kV/4kV Housing: S175, C150, S240, (S= Stretched, C=Compact, ### = length)

11 Produktbezeichnungen Übersicht Betriebsgeräte Dimmprotokolle Allgemein Bezeichnung Indoor Outdoor Link 1-10V Analoges Dimmen über Widerstandswert ja ja link DALI (D) / Prog Digitales Dimmen über 2-Draht ja ja Link TouchDim (T) Dimmen über zusätzliche Steuerphase ja nein Link TE Phasendimmung (Phasendimmer) ja nein PLA SDU/ LineSwitch Dimmen über zusätzliche Steuerphase nein ja Link (alt) DynaDimmer Zeitabhängiges Dimmen nein ja Link (alt) Chronosense/ LumiStep Zeitabhängiges Dimmen nein ja Link (alt) AmpDim Dimmen über Spannungsabsenkung nicht in DACH DMX Digitale Schnittstelle aus der Bühnentechnik keine standard Betriebsgeräte nein ja ja ja link

12 Agenda Allgemeine Technik Agenda L EQUI Schutzklasse N (PE) Dimmen SimpleSet EVG NFC* Hotwire Leuchtmittel z.b.: DALI Gehäuse Leuchte EQUI: nur Outdoor

13 Agenda Allgemeine Technik Agenda L EQUI N SimpleSet NFC* LED Treiber (PE) Schutzklasse Dimmen (RSET) RNTC LED Array z.b.: DALI Lichtstrom Temperatur Gehäuse Leuchte EQUI: nur Outdoor

14 Agenda Anforderungen Heute und Morgen Agenda

15 Aktuelle Technik In einem Betriebsgerät sind alle Funktionen zum sicheren Betrieb eines Leuchtmittels konventionell und LED enthalten. Intelligente Betriebsgeräte sorgen für einen störungsfreien Betrieb bei optimaler Effizienz. Energieeffiziente und komfortable Beleuchtung ist dimmbar ohne sichtbares Flackern und gleicht kleine Spannungsschwankungen im Versorgungsnetz aus.

16 Allgemeine Technik Temperaturschutz über NTC NTC befindet sich auf dem LED- Array Parameter des NTC (Schwellwerte) müssen über Software eingestellt werden Schutzfunktionen R (Ω)

17 Allgemeine Technik Dimmen LED-Treiber bieten in der Regel eine Vielzahl an Dimmoptionen und entsprechende Schnittstellen Ampdim = Spannungsabsenkung SDU/ LineSwitch = Steuerphase DALI = Digital Adressable Lighting Interface 1-10V = Analoge Schnittstelle Zeitgesteuertes Dimmen z.b.: DALI

18 Allgemeine Technik Dimmen (zeitgesteuert) Leuchtenintegrierte zeitgesteuerte Dimmfunktionen CLO = Constant Light Output

19 Allgemeine Technik Dimmen (zeitgesteuert) Leuchtenintegrierte zeitgesteuerte Dimmfunktionen DynaDimmer

20 Allgemeine Technik Dimmen (zeitgesteuert) Leuchtenintegrierte zeitgesteuerte Dimmfunktionen LumiStep/ ChronoSense / DynaDimmer lite

21 Allgemeine Technik Dimmen (zeitgesteuert) einschalten ausschalten Mitternacht Dimmen ein um ca. 22 Uhr Dimmen aus um ca. 6 Uhr

22 Allgemeine Technik LED Dimmen

23 Allgemeine Technik LED Dimmen: PWM Flackern beim Dimmen im wahrnehmbaren Bereich ca. 100Hz 1000Hz* Dimmbereich von (1 10%)-100% Störung von optischen Mess-Systemen (QR-Code, Barcode, optische Qualitätskontrolle, Auge) Brummgeräusche *Quelle: ZVEI I I I 100% t 80% t 20% t

24 Allgemeine Technik LED Dimmen: Amplitude Kein Flackern beim Dimmen im wahrnehmbaren Bereich Dimmbereich von (1 10%)-100% Bis <50% Dimmung steigt die Systemeffizienz Geringe/Keine Geräuschentwicklung I I I 100% t 50% t 10% t

25 Allgemeine Technik LED Dimmen: Amplitude + PWM Im höheren Dimmbereich kein wahrnehmbaren Flackern Im unteren Dimmbereich ca. 250Hz 500Hz wahrnehmbares Flackern Dimmbereich von (1 10%)-100% Bis <50% Dimmung steigt die Systemeffizienz I I I 100% t 30% t 10% t

26 Allgemeine Technik Vergleich PWM vs. Amplitude Amplitude PWM

27 Allgemeine Technik Einstellen des Lichtstroms über RSET LED-Treiber sind dafür ausgelegt ein LED-Modul unterschiedlich zu bestromen Ein Widerstand wird vom Betriebs- Gerät erkannt und der Lichtstrom dementsprechend als 100% Wert übernommen Standardisierung zu LEDset R (Ω) Hinweis: Neue Treiber-Generationen im Außenbereich verzichten auf RSET.

28 Anforderungen Heute und Morgen Die Anforderungen an LED- Treiber haben sich in den vergangenen Jahren stark gewandelt. Für den Hersteller der Leuchte müssen diese universeller Einsetzbar werden, so dass die Lagerung der LED- Treiber effizienter und kostengünstiger wird. Im täglichen Einsatz stellen sich neue Herausforderungen, wobei die Energieeffizienz immer mehr eine Nebenrolle spielt. Herausforderungen: Produktlebenszyklus LED <1 Jahr Poduktlebenszyklus LED-Treiber <2 Jahre Neue Funktionen und Anforderungen kommen hinzu

29 Flexibilität Dimmbarkeit Leuchten können über externe Steuersignale oder integrierten Algorithmen gesteuert werden. Das gewünschte Dimmprofil kann über eine spezielle Software eingestellt werden. Dimmprofil LineSwitch Kurzbeschreibung Anbindung Rundsteuersignal [Schaltphase] 1-10V Analoges Steuerungssignal DALI AmpDim CLO* Digitales Steuerungssignal Dimmen über Spannungsabsenkung [Amplitude] Kompensation Lichtstromrückgangs über die Lebenszeit *CLO = Constant Light Output

30 Flexibilität Window - Konzept 1) Performance Bereich 2) Strombereich (z.b. über LEDset) 3) Spannungsbereich 4) Minimaler Leistungsbereich 5) Maximaler Leistungsbereich Ausblick: Betriebsgeräte erhalten immer größere Windows und somit immer größere Performance-Bereiche 2

31 Flexibilität Warum Window - Konzept? Fabrikseitig können je nach Spezifikation der Leuchte die Lichtströme eingestellt werden. Leuchte A Leuchte B Hinweis: Die Spezifikationen, wie Strom, PowerFactor, Dimmbereich etc., sind abhängig vom eingestellten Arbeitspunkt. Die Angaben der Leuchte können deshalb vom Treiber abweichen! Leuchte C

32 Flexibilität Beispiel Umsetzung Window - Konzept Leuchte: Maxos LED 66S mit 54W Nennleistung* Treiber: Xitanium 75W 0.7-2A 54V TD 230V Dimmbereich: 100%- 1% Lichtstrom im DC betrieb: 15% (ausgehend von 100% = 54W) *Stand: Mitte 2014

33 Notbeleuchtung Berechnung des Strom im DC Betrieb für Xitanium Treiber allgemein edcdim Effizienz PDC = (P100% * 15%) / ~0,9 PDC = (75 W * 0,15) / 0,9 = 12,5W IDC = PDC / 230 VDC IDC = 12,5W / 230 VDC = ~55 ma

34 Notbeleuchtung Berechnung des Strom im DC Betrieb für MAXOS LED 54W edcdim Effizienz PDC = (P100% * 15%) / ~0,9 PDC = (54 W * 0,15) / 0,9 = 9W IDC = PDC / 230 VDC IDC = 9W / 230 VDC = ~40 ma Abweichung Treiber vs Leuchte: ~28%

35 Notbeleuchtung Wo finde ich die Informationen zum Ausfüllen eines Notbeleuchtungs- Formular (z.b. von CEAG) Welches Betriebsgerät wird eingesetzt? Wenn Fluo, dann bitte die Normen aus dem Datenblatt im ecat entnehmen Wenn LED, dann bitte hier das Datenblatt und DesignIn- Guide herunterladen. Wenn LED, alle Daten befinden sich in diesen Dokumenten + Die Berechnung der Stromaufnahme in dieser Präsentation

36 Programmierbar Software Parametrierung durch den Hersteller Lichtstrom Temperaturkurve/ Lüftersteuerung Eigenschaften des NTC Kompensation Lichtstromrückgang Auswahl der Dimmprofile Usw. Eine Änderung der durch den Leuchten- Hersteller eingestellten Parameter oder Änderung der Firmware durch Dritte ist wie einer Hardware- Änderung am Gerät gleichzusetzten dies bedeutet möglicherweise ein Erlöschen der Gewährleistung.

37 Programmierbar Software Parametrierung durch den Kunden Anpassungen Dimmkurven Reduktion des maximalen Lichtstroms CLO Timer Usw. Eine Änderung der durch den Leuchten- Hersteller eingestellten Parameter oder Änderung der Firmware durch Dritte ist wie einer Hardware- Änderung am Gerät gleichzusetzten dies bedeutet möglicherweise ein Erlöschen der Gewährleistung.

38 Connected Verbindung zum Betriebsgerät Zum Programmieren NFC* DALI *NFC = Near Field Communication

39 Connected Verbindung zum Betriebsgerät (DALI) Zum Programmieren über DALI Betriebsgerät an 230V Angeschlossen Programmierung über angeschlossene DALI Verbindung DALI- Anschluss

40 Connected Verbindung zum Betriebsgerät (NFC) Zum Programmieren durch den Hersteller Betriebsgerät kann spannungsfrei programmiert werden Verringerter Aufwand bei der Montage SimpleSet NFC* *NFC = Near Field Communication

41 Connected Verbindung zum Betriebsgerät (NFC: Ausblick) Tool für die Installation Anpassungen Dimmkurven Kopie des alten (defekten) Treibers erstellen SimpleSet NFC* Beispielhafte Abbildung *NFC = Near Field Communication

42 Connected Verbindung zum Betriebsgerät (GSM) Zum Parametrieren im Betrieb Dokumentation (Wartung) Anpassungen Dimmkurven Reduktion des maximalen Lichtstroms CLoud + Beispielhafte Abbildung

43 Schutzfunktionen Schutzfunktionen von intelligenten Betriebsgeräten Schutz gegen das Verstellen der Parameter und Programmierung Einstellungen des Herstellers Einstellungen des Kunden Temperaturschutz LED (NTC am LED Modul) Treiber

44 Schutzfunktionen Statische Aufladung durch Wind Wind

45 Schutzfunktionen Statische Aufladung durch Wind Wind SK2 SK1 Parasitärer Kondensator

46 Schutzfunktionen Schutz vor witterungsbedingten Überspannungen IEC61547: Spannungsfestigkeiten von Leuchten: 1kV (Differential) 2kV (Common) Verfügbarer Schutz: 6kV (Differential) 10/6kV (Common) Beispiel: Anlage. Blitzeinschlag im Baum* 300m 11kV (nach Norm) realisiert 300m werden. 53kV (real) Leuchten bieten einen Basisschutz einer einzelnen Komponenten in einer Der Schutz der Anlage muss mit zusätzlichen Sicherungsmechanismen *Quelle: Dehn + Söhne

47 Robust Gerade bei Geräten die rund um die Uhr im Außenbereich eingesetzt werden, sind besondere Anforderungen zu berücksichtigen: Robust gegen Erschütterungen Wackelnder Mast Robust gegen extreme Temperaturen Es ist nicht zu vermeiden Zusätzlicher Überspannungsschutz Statische Aufladung durch Wind Schutz vor witterungsbedingten Überspannungen

48 Links: Ersatzteile/ SpareParts: nse PathFinder PathFinder für Betriebsgeräte GearSelection Tool Xitanium Datenblätter / Zertifikate / DesignIn Guides (alles englisch)

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