Was ist ein TRIAC-Dimmer? Ein Leitfaden für Anfänger

Dies ist eine detaillierte Anleitung zum TRIAC-Dimmen, die Ihnen hilft, die Grundprinzipien der Verwendung von TRIAC-Dimmern zum Dimmen von LED-Beleuchtung zu verstehen.

Inhaltsverzeichnis

Die Beleuchtung spielt eine grundlegende Rolle für das Erscheinungsbild eines Arbeitsplatzes, und dimmbare LEDs sind der nächste große Schritt zur Verbesserung Ihrer Beleuchtungseinrichtung. Der Einstieg in die Welt der dimmbaren Beleuchtung kann mit verwirrenden Begriffen wie TRIAC, Thyristoren, Sinuswellen usw. überwältigt sein.

Dieser Artikel erklärt die Grundlagen von TRIAC-Dimmern und vermittelt das grundlegende Know-how, das Sie zum Einrichten Ihrer eigenen dimmbaren LED-Leuchten benötigen.

Was sind TRIAC-Dimmer?

Was ist ein TRIAC-Dimmer?

TRIAC ist eine Lichtdimmtechnologie, die in verschiedenen Dimmerschaltern zur Steuerung der Glühbirnenbeleuchtung verwendet wird. Es gibt fast so viele Lichtdimmer auf dem Markt wie Lichttechnologien. Diese Dimmerschalter funktionieren mit Glühlampen, Halogenlampen, CFLs (Kompaktleuchtstofflampen) und einigen LED-Glühlampen.

TRIAC (Triode for Alternating Current) ist ein Halbleitertyp namens a Thyristor Dies kann die durch eine Lampe fließende Wechselstrommenge begrenzen. Thyristoren sind einzigartige Geräte mit einem Drei-Elektroden-Design, das aus einer Anode, einer Kathode und einem Gate besteht. Thyristor-Dimmer können nur funktionieren, wenn Strom aktiv durch das Gate fließt.

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Wenn also ein Strom durch das Gate fließt, wird der Stromkreis geschlossen und die Glühbirne geht an. Die Glühbirne schaltet sich aus, wenn Sie den Stromfluss zum Tor unterbrechen. Eine herkömmliche Glühbirne läuft mit voller Leistung, da sie einen konstanten Stromfluss erhält. Ein TRIAC-Dimmer begrenzt jedoch den Strom und sendet ihn in Impulsen an die Glühbirne.

Für das menschliche Auge erscheint die Glühbirne dunkel, weil sie sich hunderte Male pro Sekunde ein- und ausschaltet. Längere Verzögerungen zwischen den elektrischen Impulsen führen dazu, dass die Glühbirne viel dunkler wird. TRIAC-Dimmer sind eine hervorragende und komfortable Möglichkeit, Beleuchtungssysteme zu steuern. Mit ihnen können Sie die Lichter rund um Ihr Haus ganz einfach über einen Drehknopf dimmen.

1. AC-Dimmung vs. DC-Dimmung

Stromfluss von DC und AC über die Zeit

Gleichstrom (Gleichstrom) ist ein direkter elektrischer Stromfluss mit einer einzigen, konstanten Geschwindigkeit. Daher kann das Gleichstromdimmen so einfach sein wie das Anschließen einer Glühbirne an eine variable Stromversorgung, die den Stromfluss begrenzen kann. Im Gegenteil, Wechselstrom (Wechselstrom) fließt als Sinuswelle von positiv nach negativ. Durch die Verwendung von DC-Dimmern an AC-Geräten wird der positive Strom reduziert, der negative Strom kann jedoch nicht verarbeitet werden.

Daher ist ein spezieller elektrischer Schaltkreis wie ein TRIAC erforderlich, um AC-Geräte zu dimmen. TRIAC-Dimmer verwenden Thyristoren, um den Wechselstromfluss sowohl in negative als auch in positive Richtungen zu ermöglichen. Ein TRIAC-Dimmer ist erforderlich, um die AC-Dimmeffizienz zu maximieren.

2. Vorderkanten- vs. Hinterkanten-Dimmung

Das Phasenanstiegsdimmen stoppt den Wechselstromfluss, wenn die Sinuswellenform Null erreicht, und startet ihn wieder, wenn sie den Höhepunkt erreicht. TRIAC ist eine Art hochmoderner Dimmtreiber, der Glühbirnen bei jedem halben Wechselstromzyklus mit einem Stromstoß versorgt.

Das Gegenteil der Vorderkante ist das Trailing Edge Dimming, das auf empfindliche Elektronik wie LEDs beschränkt ist, die durch einen plötzlichen Stromstoß beschädigt werden könnten. Aus Gründen der klaren und prägnanten Vermarktung werden Phasenabschnittdimmer als LED-Ready-Dimmer bezeichnet. Abhängig von der Konfiguration können TRIAC-Dimmer als Phasenanschnittdimmer und Phasenabschnittdimmer fungieren.

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Arten von Dimmschaltern

TRIAC-Dimmer sind Schaltkreise, die in verschiedene Schaltergehäuse eingebaut werden müssen, um ihre Leistungsfähigkeit weiter zu erhöhen. Allein dieser Dimmerschaltkreis kann nur ein Licht von einem Ort aus dimmen. Wenn der TRIAC-Dimmerkreis jedoch in einen Schalter mit mehreren Standorten eingebaut wird, kann er mehr als eine Leuchte von zwei oder mehr Standorten aus dimmen. 

Eine kurze Liste der beliebtesten Lichtdimmerschalter kann einen TRIAC-Dimmer beherbergen.

TRIAC-Halbleiter, Schaltungen und Schalter

1. Einpolige Schalter

Ein einpoliger Dimmerschalter kann jeweils ein Licht steuern. Es verwendet eine einfache Dreileiterkonstruktion, bestehend aus einem spannungsführenden Draht, einem Neutralleiter und einer Erdung. Dies ist die Standardform, die ein TRIAC-Dimmer annehmen kann. Einpolige Schalter verfügen über eine Ein-/Aus-Taste und einen Schieberegler oder Drehknopf, der die Helligkeit steuert

2. 3-Wege-/4-Wege-Schalter

Dreiwege-Dimmschalter sind komplizierte elektrische Geräte die eine oder mehrere Lampen von zwei verschiedenen Orten aus steuern (oder Schalter). Sie verwenden ein Vierdrahtdesign und ersetzen den Neutralleiter durch zwei Läuferdrähte. Diese Wanderdrähte verbinden den Dreiwegeschalter mit einem anderen Schalter an einer anderen Stelle.

Vierwegeschalter steuern Beleuchtungssysteme an der Vorderkante. Das Phasenanstiegsdimmen stoppt den Wechselstromfluss, wenn die Sinuswellenform Null erreicht, und startet ihn wieder, wenn sie den Höhepunkt erreicht.

TRIAC ist ein hochmoderner Dimmtreiber, der Glühbirnen bei jedem halben Wechselstromzyklus mit einem Stromstoß versorgt.

Dreiwege-Dimmerschalter sind komplizierte elektrische Geräte, die eine oder mehrere Glühbirnen von zwei verschiedenen Standorten aus steuern

3. Schalter für mehrere Standorte

Mehrplatzdimmer sind eine erweiterte Version eines 4-Wege-Dimmschalters. Diese Schalter können ein Beleuchtungssystem von mehr als drei Stellen aus steuern.

Zusätzlich können Sie Mehrstellenschalter für variable Dimmzonen verwenden. Sie können in Ihrem Arbeitsbereich zwei Arten des Dimmens gleichzeitig aktiv haben. Die höhere Präzision und Steuerung dieser Dimmer sind für die Beleuchtung größerer Bereiche mit offenem Konzept unerlässlich.

4. Plug-in-Schalter

Steckschalter sind externe Dimmtreiber, die an die Steckdose angeschlossen werden müssen. Sie wirken eher wie ein Verlängerungskabel als wie ein normaler Dimmschalter. Schließen Sie Ihre Schreibtisch- oder Stehlampen über einen Steckschalter an, um eine Dimmsteuerung zu erhalten. Wenn Sie LED-Lampen in Ihren Lampen verwenden, stellen Sie sicher, dass diese dimmbar sind.

Nicht alle LED-Leuchten sind dimmbar und daher nicht mit Dimmschaltern kompatibel. Plug-in-Lichtschalteroptionen sind hervorragend für Leute geeignet, die nicht den Aufwand haben möchten, einen permanenten Dimmer an ihre Steckdose anzuschließen.

Steckschalter sind externe Dimmtreiber, die an die Steckdose angeschlossen werden müssen.

5. Intelligente Schalter

Intelligente Dimmer haben einen in den Schalter integrierten Sender, der sich mit Ihrem Smartphone verbindet. So können Sie Ihre Beleuchtung von überall aus steuern.

Da die intelligenten Dimmanweisungen über eine drahtlose Verbindung über das Internet gesendet werden, können Sie die Beleuchtung Ihres Hauses sogar von Ihrem Büro aus steuern.

Mit intelligenten Dimmern können Sie auch die Zeit für Ihre Leuchten planen. Mit der Smartphone-App können Sie beispielsweise die Beleuchtung Ihres Hauses so einstellen, dass sie sich bei Sonnenuntergang automatisch einschaltet.

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Wie funktioniert ein TRIAC-Dimmer?

Diese Dimmer nutzen grundlegende elektronische Geräte wie Kondensatoren, Potentiometer und Thyristoren und sorgen dafür, dass sie in einer bestimmten Reihenfolge zusammenarbeiten, um Wechselstromimpulse zu erzeugen.

Schaltpläne und Fachbegriffe können entmutigend sein, aber das TRIAC-Dimmen ist ein relativ einfacher Vorgang. 

Schematische Darstellung des TRIAC-Dimmers

In diesem Abschnitt des Artikels wird die gesamte Komplexität des TRIAC-Dimmens auf einfache, leicht verständliche Schritte reduziert.

Schritt 1: Thyristoren verstehen

A Thyristor ist ein Halbleiter mit drei Elektroden, der einen bidirektionalen (positiven und negativen Wechselstrom) Stromfluss durch die Anode und die Kathode ermöglicht. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die dritte Elektrode mit Strom geladen wird.

Der TRIAC-Dimmerschalter liefert in festgelegten Intervallen einen kleinen Stromstoß an das Tor. Das bedeutet, dass sich das Tor mehr als 50 Mal pro Sekunde öffnet und schließt.

Der Strom fließt also in kurzen Impulsen durch den Thyristor und nicht kontinuierlich. Wenn das Gate zu Beginn eines Sinuszyklus ausgelöst wird, kann mit jedem Impuls mehr Strom in die LED-Leuchten fließen.

Wenn das Gate dagegen gegen Ende des Sinuszyklus ausgelöst wird, fließt weniger Strom zu den LED-Leuchten.

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Schritt 2: Kondensatorautomatisierung

Kondensatoren sind kleine elektronische Geräte, die elektrische Energie speichern und nach vollständiger Ladung wieder abgeben. TRIAC-Dimmschalter platzieren einen kleinen Kondensator in der Nähe der Gate-Elektrode des Thyristors.

Das Gate bleibt geschlossen, während der Kondensator aufgeladen wird, und es darf kein Strom zu den LED-Leuchten fließen. Sobald der Kondensator vollständig aufgeladen ist, löst er das Gate aus, wodurch die Glühbirne eingeschaltet wird.

Sobald die Wechselstromwelle von positiv auf negativ umschaltet, schließt sich das Tor wieder und das Licht geht aus. Jetzt muss der Kondensator erneut aufgeladen werden, dieses Mal mit der negativen Spannungswellenform, und das Gate erneut auslösen.

Die Laderate eines Kondensators wird durch seine Kapazität (Fähigkeit, elektrische Energie zu speichern) bestimmt. Größere Kondensatoren haben eine höhere Kapazität und benötigen zum Aufladen mehr Strom.

Verschiedene Kondensatorgrößen

Schritt 3: Potentiometersteuerung

Sie können das Timing des Gate-Triggers steuern, indem Sie einen variablen Widerstand namens Potentiometer verwenden. Standard-Potentiometer haben die Form eines Knopfes oder einer Wählscheibe, wie die eines Soundsystems.

Potentiometer ändern den Widerstand des TRIAC-Dimmers, wodurch sich die Strommenge ändert, die zum Kondensator fließt. Dies wiederum beeinflusst die Dauer der Impulse an der Lichtquelle.

Bei einem TRIAC-Dimmer ist kein intelligenter digitaler Controller beteiligt. Mathematisch berechnete Kondensator- und Widerstandswerte steuern den Gate-Trigger-Timing.

Schritt 4: TRIAC-Dimmersteuerung

Ein TRIAC-Dimmer nimmt die Eingangsspannung auf und verhindert, dass sie zur Lichtquelle gelangt. Kondensatoren und Potentiometer versorgen das Licht vorübergehend in kurzen Impulsen mit Strom. Längere Pulse führen zu helleren Lichtern, während kürzere Pulse zu schwächeren führen.

Sehen Sie sich einen Videoclip an, um mehr über TRIAC-Dimmer zu erfahren:

Vor- und Nachteile eines TRIAC-Dimmers

Ein TRIAC-Dimmer (Triode for Alternating Current) ist ein weit verbreitetes Steuergerät zur Regulierung der Lichtleistung von Glüh- und Halogenlampen. Das Verständnis dieser Vor- und Nachteile ist entscheidend, um fundierte Entscheidungen über Beleuchtungsanpassungen in Wohn- und Gewerbeumgebungen treffen zu können.

1. Kosteneffizient

Ein typischer LED-Treiber mit TRIAC-Dimmung für kleine Beleuchtungslösungen ist erheblich kostengünstiger als andere Dimmungstechnologien.

Ein TRIAC-Dimmer ist ein grundlegender Stromkreis, der aus einem Thyristor besteht PotentiometerUnd eine Kondensator. Die kostensteigernden Faktoren ergeben sich aus dem schicken Gehäuse und Design des Dimmschalters.

Die niedrigen Dimmkosten von TRIAC-basierten Schaltern machen sie zu einer überzeugenden Option für Wohnungen, Büros und andere kleine Gebäude.

2. Hochspannungsunterstützung

TRIAC-Dimmregler sind eine großartige Option für elektrische Hochspannungsgeräte. Fast jedes TRIAC-Dimmgerät ist für den Betrieb mit einigen hundert Volt Strom ausgelegt.

Die BTA24 Der TRIAC-Dimmer kann maximal 800 V bei 25 Ampere unterstützen. Im Gegensatz dazu sind DC-LED-Dimmer nicht für eine so hohe Eingangsspannung ausgelegt.

TRIAC-Dimmcontroller sind eine großartige Option für elektrische Hochspannungsgeräte

3. Einfache Installation

Diese Dimmer sind als Einzelschalter erhältlich, die einfach in die bereits vorhandene Hausverkabelung eingebaut werden können. In den meisten Fällen muss nur eine Komponente, der Wandschalter, ausgetauscht werden.

Bequemlichkeit ist eines der größten Verkaufsargumente dieser Dimmer. Es verringert die Einstiegshürde für Neueinsteiger und stellt sicher, dass auch Anfänger sie mit etwas Know-how installieren können. 

4. Zuverlässigkeit

Bei einem Halbleiterdimmer handelt es sich um eine rein analoge Technologie. Daher wird es nicht gehackt, es treten keine Weichwasserfehler auf oder es wird nicht mit zukünftigen Firmware-Updates inkompatibel.

Die Festverkabelung von Beleuchtungskörpern ist zeitaufwändiger und am zuverlässigsten. Wenn Sie ein TRIAC-Dimmergerät fest mit der Wandsteckdose verbinden, bleibt es jahrelang dort und erfüllt seine einzige feste Funktion.

Kleines rotes Potentiometer (variabler Widerstand)

5. Schwächere Dimmtreiber

TRIAC-Dimmgeräte sind einfache und benutzerfreundliche elektrische Geräte mit nahezu universeller Kompatibilität mit AC-LED-Leuchten.

Allerdings hat ein TRIAC-LED-Steuerungssystem eine kürzere Reichweite als andere Dimmtechnologien. Diese Dimmmethode hängt von der Wechselspannungswellenform ab und ist auf den Wechselstromzyklus beschränkt.

6. Weniger energieeffizient

Ein TRIAC-Dimmer bezieht viel Wechselstrom aus der Wand, aber nur ein Teil davon geht an die Leuchten. Beim Umgang mit hohen Spannungen ist ein Leistungsverlust unvermeidlich und geht zu Lasten der elektrischen Effizienz zugunsten einer breiteren Kompatibilität.

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Verbrauchertaugliche Dimmerlösungen – TRIAC vs. PWM vs. 0–10 V

TRIAC-Dimmen ist nicht die einzige kommerziell verfügbare Dimmtechnologie. PWM (Pulsweitenmodulation) ist eine weitere gängige Dimmlösung für LED-Beleuchtung, die in den letzten Jahren breite Akzeptanz gefunden hat.

Das PWM-Dimmen funktioniert ähnlich wie ein TRIAC-Dimmer. Die LED-Leuchten werden häufig mehrmals pro Sekunde ein- und ausgeschaltet, um die Illusion von schwachem Licht zu erzeugen.

TRIAC-Dimmung

TRIAC-Dimmen ist eine analoge Methode zum Abschalten des Stroms zu einem elektrischen Gerät. Analoges Dimmen (physikalisches Dimmen) bedeutet, dass zur Steuerung des Schalters keine Computersoftware erforderlich ist.

Hier sendet das Netzteil ein vollständiges AC-Signal aus, aber der TRIAC-Dimmer zerlegt den Strom in Stücke und lässt nur kleine Bits zur Glühbirne fließen. Das TRIAC-Dimmen ist auf die Wechselstromversorgung beschränkt.

Das TRIAC-Dimmen ist auf die Wechselstromversorgung beschränkt.

PWM-Dimmen

PWM ist eine digitale Dimmmethode (verwendet einen Mikrocontroller) und eine DC-Alternative zu TRIAC-Dimmern. Es schaltet die Stromversorgung schnell ein und aus, was zu einem geringeren Stromfluss zum elektrischen Gerät führt.

Um Lichtflimmern zu vermeiden, muss eine PWM-Steuerung fast 100 Mal pro Sekunde ein- und ausschalten.

Das Umschalten des Leistungssteuerungssystems von Aus auf Ein ist nur mit Gleichstromversorgungen kompatibel, da der Strom konstant fließt. Ein PWM-Dimmschalter wird häufig in Computerhardware wie PC-Lüftern und RGB-LED-Beleuchtung verwendet.

0-10V Dimmen

0-10-V-Dimmen (oder 1-10-V-Dimmen) ist eine analoge Dimmmethode, bei der ein Dimmerschalter elektrische Signale zwischen null und zehn Volt sendet.

Ein empfangender LED-Treiber passt dann die Helligkeit basierend auf der bereitgestellten Spannung an. 0V bedeutet die minimale Helligkeit und 10V bedeutet das Maximum. Diese Dimmmethode ist auf DC-Netzteil-kompatible LED-Leuchten beschränkt.

TRIACPWM0-10v
Dimm-TechnologieAnalogDigitalAnalog
zufuhrACDCDC
Leichte SpannungsunterstützungHochspannungNiederspannungNiederspannung

Industrietaugliche Alternativen zum TRIAC-Dimmer

Der TRIAC-Dimmer ist eine hervorragende Lösung für dimmbare Beleuchtungssysteme. Es sind jedoch auch andere vollwertige Lichtsteuerungssysteme erhältlich, die mehr als nur einfache Dimmsteuerungen bieten.

Beleuchtungssteuerungslösungen in Industriequalität bieten Überwachung, Dimmung, Farbsteuerung, Beleuchtungsmuster und andere Funktionen über einfache TRIAC- und PWM-Dimmer. 

Im Folgenden sind die beiden am weitesten verbreiteten Lichtsteuerungssysteme aufgeführt.

1. DALI-Steuerung

Digital adressierbare Beleuchtungsschnittstelle, oder DALI, ist ein spezielles digitales Protokoll, das es einem Lichtsteuerungssystem ermöglicht, direkt mit einzelnen Leuchten zu kommunizieren.

DALI ist kein Dimmverfahren. Es ist ein komplexes System zur Lichtsteuerung, das auch Ihre Beleuchtung dimmen kann. DALI wird typischerweise in industriellen Großanwendungen wie der Beleuchtung von Sportstadien verwendet.

Sie können mehr über das erfahren DALI-Lichtsteuersystem.

2. DMX-Dimmung

Digital Multiplex Signal oder DXM ist ein weiteres digitales Beleuchtungsprotokoll, das ein komplexes Netzwerk von LED-Leuchten von einem einzigen Ort aus steuern kann.

DMX ist ein benutzerfreundlicheres Beleuchtungssystem, das die Leistung, Helligkeit und Farbe einer LED-Lichtquelle fernsteuert. DMX kann für die Außenbeleuchtung verwendet werden.

DALI und DMX sind ähnliche Systeme, die sehr unterschiedliche Ansätze zur Beleuchtungsanpassung verwenden. Erfahren Sie mehr über ihre Unterschiede, um zu entscheiden, ob Sie sich entscheiden DMX- oder DALI-Lichtsteuerung.

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Welche Dimmlösung eignet sich am besten für Ihre Beleuchtung? 

Ihr Arbeitsplatz bestimmt in erster Linie Ihre Wahl der Dimmlösung. Die meisten Beleuchtungsbereiche können je nach Größe und Anwendung in die folgenden Kategorien eingeteilt werden.

  • Klein und einfach

  • Klein und komplex

  • Groß und einfach

  • Groß und komplex

„Klein“ bezieht sich auf weniger Beleuchtungskörper und die Art der erforderlichen Lichtsteuerung. Das Dimmen aller Lichter auf 50 % Helligkeit ist eine einfache Aufgabe. Aber einige Leuchten auf 50 % zu dimmen und den Rest auf voller Helligkeit zu lassen, ist viel komplexer.

Für kleine und einfache Lösungen können Sie jede AC- oder DC-Dimmlösung verwenden.

TRIAC-Dimmer sind die beste Lösung, um ältere Häuser mit neuen dimmbaren Leuchtmitteln nachzurüsten. DC-PWM-Dimmer werden für eine feinere Steuerung von Beleuchtungskörpern empfohlen.

Für große und komplexe Beleuchtungen sollten Sie eine Industrielösung wie DALI oder DMX verwenden.

Wenn Sie sich bezüglich einer Dimmlösung nicht sicher sind, ist ein TRIAC-LED-Steuerungssystem eine sichere Wahl. TRIAC ist AC-kompatibel, einfach zu installieren, kostengünstig und mäßig vielseitig.

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Zusammenfassung

TRIAC-Dimmer sind einfache analoge Maschinen, die das Licht zuverlässig und gleichmäßig dimmen können, indem sie den Wechselstromfluss einschränken. Ein TRIAC-Controller kann verschiedene Dimmschalter verwenden, die die Funktionalität des Dimmers verbessern.

Diese Technologie erscheint zunächst übermäßig komplex und entmutigend, aber sobald Sie die Grundlagen verstanden haben, wird sie zu einem weiteren Beleuchtungswerkzeug in Ihrem Gürtel.

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