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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
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AgendaAllgemeine Technik
EQUI: nur Outdoor
Hotwire
AgendaLED Treiber LED Array
LN
(PE)
Dimmen
Gehäuse Leuchte
EQUI
Schutzklasse
NFC*
z.B.: DALI
(RSET) RNTC
Lichtstrom
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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