Intelligente Betriebsgeräte „Der aktuelle technische Stand und Entwicklungstendenzen bei...

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

Frank KaiserMarketingMai 2015

Agenda

Agenda

Produktbezeichnungen 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

ProduktbezeichnungenÜbersicht 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]

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

FluoHF-Ri TD 1 14/24/21/39 TL5 E+ 195-240V 50/60HzHF-[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] = 195-240V[Frequenz] = 50/60Hz

ProduktbezeichnungenÜbersicht 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.

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

HID (Outdoor)HID-DVE LS-6 140 CPO Q 208-277VHID-DV PROG Xt 60 CPO C1 208-277V(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]

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

Fluo/ HIDWie 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.

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

LED (Indoor)Xitanium 25W LH 0.3-0.7A 36V TE/I 230VXitanium [Leistung] [Gehäuse] [Strombereich] [LED-Spannung] [Dimmoption] [Spannung]

[Leistung] = je nach Typ[Gehäuse] = LH; SH; viele Treiber ohne Gehäuseangabe[Strombereich] = variable Angabe … bis … (hier 0.3 – 0.7A); fixe Angabe (z.B.: 0.7 A)[LED-Spannung] = maximale Spannung der LED- Module[Dimmoption] = TE; TD; 1-10V; I [I ist keine Dimmoption, sondern

steht für „Zugentlastung“][Spannung] = Netzspannung

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

LED (Outdoor)Xitanium 150W 0.20-0.35A Prog+ GL-H sXtXitanium [Leistung] [Strombereich] [Dimmoption] [Gehäuse] [Robustheit]

[Leistung] = je nach Typ[Strombereich] = variable Angabe … bis … (hier 0.3 – 0.7A);

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.]

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

Xi FP 150W 0.1-0.7A SNL1D 230V S240 sXt

Features:S = SimpleSetN = NTC input for MTPR = RsetL = LineSwitch1 = 1-10V interfaceD = DALI InterfaceD+ = DALI + supply (SR) C = Central DynaDimmerE = DC Emergency

Type of driver:Xitanium (Xi)

Power: Output Power (max)

LED Current:Output current (Configurable Current in Amp)

Input Voltage:230V = 220-240V

Protection Xt = 100Khrs, 10kV/5kA, SoftStart, Active PFC sXt = 100Khrs, 4kV/4kV

Housing:S175, C150, S240, (S= Stretched, C=Compact, ### = length)

Configurability:Full Prog (FP) = Window driver (AOC, CLO, DynaDimmer, AST, EOL)Lite Prog (LP) = Window driver (AOC, LumiStep)

NEU!!!

ProduktbezeichnungenÜbersicht Betriebsgeräte

Dimmprotokolle AllgemeinBezeichnung Indoor Outdoor Link

1-10V Analoges Dimmen über Widerstandswert ja ja link

DALI (D) / Prog Digitales Dimmen über 2-Draht ja ja LinkTouchDim (T) Dimmen über zusätzliche Steuerphase ja nein LinkTE Phasendimmung (Phasendimmer) ja nein PLASDU/ 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

nein ja

DMX Digitale Schnittstelle aus der Bühnentechnik – keine standard Betriebsgeräte

ja ja link

AgendaEVG Leuchtmittel

LN

(PE)

Dimmen

Gehäuse Leuchte

EQUI

Schutzklasse

NFC*

z.B.: DALI

^ŝŵƉůĞ Ğƚ

AgendaAllgemeine Technik

EQUI: nur Outdoor

Hotwire

AgendaLED Treiber LED Array

LN

(PE)

Dimmen

Gehäuse Leuchte

EQUI

Schutzklasse

NFC*

z.B.: DALI

(RSET) RNTC

Lichtstrom

^ŝŵƉůĞ Ğƚ

AgendaAllgemeine Technik

Temperatur

EQUI: nur Outdoor

Agenda

AgendaAnforderungen Heute und Morgen

Intelligente BetriebsgeräteAktuelle 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.

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

Temperaturschutz über NTC NTC befindet sich auf dem LED-

Array Parameter des NTC (Schwellwerte)

müssen über Software eingestelltwerden Schutzfunktionen R (Ω)

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

Dimmen LED-Treiber bieten in der Regel

eine Vielzahl an Dimmoptionenund entsprechende Schnittstellen Ampdim = Spannungsabsenkung SDU/ LineSwitch = Steuerphase DALI = Digital Adressable Lighting Interface 1-10V = Analoge Schnittstelle Zeitgesteuertes Dimmen

z.B.: DALI

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

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

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

Dimmen (zeitgesteuert)Leuchtenintegrierte zeitgesteuerte Dimmfunktionen DynaDimmer

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

Dimmen (zeitgesteuert)Leuchtenintegrierte zeitgesteuerte Dimmfunktionen LumiStep/ ChronoSense

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

Dimmen (zeitgesteuert)

einschalten ausschalten Mitternacht

Dimmen ein um ca. 22 Uhr Dimmen aus um ca. 6 Uhr

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

LED Dimmen

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

LED Dimmen: PWM „Flackern“ beim Dimmen im

wahrnehmbaren Bereich –ca. 100Hz – 1000Hz*

Dimmbereich von (1…10%)-100%

Störung von optischenMess-Systemen (QR-Code,Barcode, optische Qualitäts-kontrolle, Auge)

*Quelle: ZVEI

I

tI

tI

t

100%

80%

20%

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

LED Dimmen: Amplitude Kein „Flackern“ beim Dimmen

im wahrnehmbaren Bereich Dimmbereich von

(1…10%)-100% Bis <50% Dimmung steigt die

Systemeffizienz Geringe/Keine Geräusch-

entwicklung

I

tI

tI

t

100%

50%

10%

Philips- Technologie!

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine 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 dieSystemeffizienz

I

tI

tI

t

100%

30%

10%

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine Technik

Vergleich PWM vs. Amplitude

AmplitudePWM

Intelligente BetriebsgeräteAllgemeine 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 Lichtstromdementsprechend als 100% Wertübernommen

Standardisierung zu „LEDset“

R (Ω)

Hinweis:Neue Treiber-Generationen im Außenbereich verzichten auf RSET.

Intelligente BetriebsgeräteAnforderungen 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

Intelligente BetriebsgeräteFlexibilität

DimmbarkeitLeuchten können über externe Steuersignale oder integrierten Algorithmen gesteuert werden. Das gewünschte Dimmprofil kann über eine spezielle Software eingestellt werden.

Dimmprofil Kurzbeschreibung

LineSwitch Anbindung Rundsteuersignal [Schaltphase]

1-10V Analoges Steuerungssignal

DALI Digitales Steuerungssignal

AmpDim Dimmen über Spannungsabsenkung [Amplitude]

CLO* Kompensation Lichtstromrückgangs über die Lebenszeit

*CLO = Constant Light Output

Intelligente BetriebsgeräteFlexibilität

„Window“- Konzept1) Performance Bereich2) Strombereich (z.B. über LEDset)3) Spannungsbereich4) Minimaler Leistungsbereich5) Maximaler Leistungsbereich

5

41

3

2Ausblick:Betriebsgeräte erhalten immer größere „Windows“ und somit immer größere Performance-Bereiche

Intelligente BetriebsgeräteFlexibilität

Warum „Window“- Konzept?Fabrikseitig können je nach Spezifikationder Leuchte die Lichtströme eingestellt werden.

Leuchte A

Leuchte B

Leuchte CHinweis:Die Spezifikationen, wie Strom, PowerFactor, Dimmbereich etc., sind abhängig vom eingestellten Arbeitspunkt.Die Angaben der Leuchte können deshalb vom Treiber abweichen!

Intelligente BetriebsgeräteFlexibilität

Beispiel Umsetzung „Window“- Konzept

Leuchte: Maxos LED 66S mit 54W Nennleistung*Treiber: Xitanium 75W 0.7-2A 54V TD 230VDimmbereich: 100%- 1%Lichtstrom im DC betrieb: 15% (ausgehend von 100% = 54W)

*Stand: Mitte 2014

Intelligente BetriebsgeräteNotbeleuchtung

Berechnung des Strom im DC Betrieb für Xitanium Treiber allgemein

PDC = (P100% * 15%) / ~0,9PDC = (75 W * 0,15) / 0,9 = 12,5W

IDC = PDC / 230 VDC

IDC = 12,5W / 230 VDC = ~55 mA

EffizienzeDCDim

Intelligente BetriebsgeräteNotbeleuchtung

Berechnung des Strom im DC Betrieb für MAXOS LED 54W

PDC = (P100% * 15%) / ~0,9PDC = (54 W * 0,15) / 0,9 = 9W

IDC = PDC / 230 VDC

IDC = 9W / 230 VDC = ~40 mA

Abweichung Treiber vs Leuchte: ~28%

EffizienzeDCDim

Intelligente BetriebsgeräteNotbeleuchtung

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- Guideherunterladen.

Wenn LED, alle Daten befinden sich in diesen Dokumenten + Die Berechnung der Stromaufnahmein dieser Präsentation

Intelligente BetriebsgeräteProgrammierbar

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.

Intelligente BetriebsgeräteProgrammierbar

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.

Intelligente BetriebsgeräteConnected

Verbindung zum Betriebsgerät Zum Programmieren

NFC*

DALI

*NFC = Near Field Communication

Intelligente BetriebsgeräteConnected

Verbindung zum Betriebsgerät (DALI) Zum Programmieren über DALI

Betriebsgerät an 230V Angeschlossen Programmierung über angeschlossene DALI

Verbindung

DALI- Anschluss

Intelligente BetriebsgeräteConnected

Verbindung zum Betriebsgerät (NFC) Zum Programmieren durch den Hersteller

Betriebsgerät kann spannungsfrei programmiert werden

Verringerter Aufwand bei der Montage

*NFC = Near Field Communication

ŝŵƉůĞ

Ğƚ

NFC*

Intelligente BetriebsgeräteConnected

Verbindung zum Betriebsgerät (NFC: Ausblick) Tool für die Installation

Anpassungen Dimmkurven Kopie des alten Treibers erstellen

ŝŵƉůĞ

Ğƚ

*NFC = Near Field Communication

NFC*

Beispielhafte Abbildung

Intelligente BetriebsgeräteConnected

Verbindung zum Betriebsgerät (GSM) Zum Parametrieren im Betrieb

Dokumentation (Wartung) Anpassungen Dimmkurven Reduktion des maximalen Lichtstroms

CLoud+

Beispielhafte Abbildung

Intelligente BetriebsgeräteSchutzfunktionen

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

Intelligente BetriebsgeräteSchutzfunktionen

Statische Aufladung durch Wind

Wind ++++++

Intelligente BetriebsgeräteSchutzfunktionen

Statische Aufladung durch Wind

++++++Wind

SK1

SK2 Parasitärer Kondensator

Intelligente BetriebsgeräteSchutzfunktionen

Schutz vor witterungsbedingten Überspannungen IEC61547: Spannungsfestigkeiten von Leuchten:

1kV (Differential) 2kV (Common)

Verfügbarer Schutz: 6kV (Differential) 10/6kV (Common)

Beispiel: Blitzeinschlag im Baum*

300m 11kV (nach Norm) 300m 53kV (real)

*Quelle: Dehn + Söhne

Leuchten bieten einen Basisschutz einer einzelnen Komponenten in einer Anlage. Der Schutz der Anlage muss mit zusätzlichen Sicherungsmechanismen realisiert werden.

Intelligente BetriebsgeräteRobust

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

Links:

Ersatzteile/ SpareParts:https://share.philips.com/sites/TS1004021225472080427802/SitePages/Search%20results.aspx?Search=StarSense

PathFinderhttp://philips.i-production.de/lighting/Pathfinder/index.html

PathFinder für Betriebsgerätehttp://philips.i-production.de/lighting/Drive/Betriebsgerate_fur_Innenbeleuc/betriebsgerate_fur_innenbeleuc.html

GearSelection Toolhttp://www.lighting.philips.com/main/support/support/tools/gear-selection-tool.html

Xitanium Datenblätter / Zertifikate / DesignIn Guides (alles englisch)http://www.lighting.philips.co.uk/subsites/oem/download/application/index.wpd