Technische gids · Verlichting

LED-technologie: werking, drivers & halogeen vervangen door LED

De LED heeft onze installaties veroverd: klein, zuinig, nagenoeg onverslijtbaar. Maar anders dan een klassieke gloeilamp wordt ze met stroom aangestuurd en verdraagt ze slecht afgevoerde warmte niet. We leggen de werking van een LED uit, de rol van de LED driver met constante stroom, en hoe u halogeen vervangt door LED zonder verrassingen. Opgesteld door Atlas Contrôle, erkend organisme BELAC ISO 17020 nr. 663-INSP.

Goed om weten: een lamp vervangen kan iedereen, maar elke wijziging aan de verlichtingskring (nieuwe inbouwarmatuur, transformator, dimmer) raakt aan de vaste installatie. Schakel de kring uit vóór u eraan werkt — deze gids is didactisch.

Hoe werkt een LED?

LED staat voor Light Emitting Diode: een diode die licht uitzendt. In het hart van de component zit een halfgeleiderchip die licht produceert zodra er stroom doorheen vloeit via de elektroden — geen witgloeiende gloeidraad, geen gas. Rond de chip heeft elk onderdeel zijn rol:

De lens bundelt en richt het licht: het licht van een LED is gericht, niet in alle richtingen verstrooid zoals bij een gloeidraad — vandaar een beter systeemrendement.
De elektroden brengen de stroom tot bij de chip.
De koelplaat voert de warmte van de chip af: zij bepaalt de werkelijke levensduur van de LED.
De behuizing en de aansluitingen beschermen het geheel en zorgen voor de verbinding.

Die opbouw verklaart de belangrijkste eigenschappen van de LED: klein formaat, gericht licht, zeer lange levensduur, bestand tegen schokken en trillingen, laag elektrisch verbruik en zeer weinig UV- of IR-straling. Voeg daar nog aan toe: geen kwik, levendige kleuren, uitstekend gedrag bij koude temperaturen en werking op zeer lage veiligheidsspanning. De LED bestaat in alle vormen: kleine 5 mm-LED van laag vermogen, LED van hoog vermogen, complete lamp of geïntegreerde armatuur.

Voeding: de LED driver met constante stroom

Anders dan een klassieke gloeilamp die rechtstreeks op 230 V werkt, wordt een LED aangestuurd met de stroom die erdoor vloeit. Die stroom wordt op twee manieren opgewekt:

Via een weerstand op de printplaat, vlak bij de LED: de eenvoudigste oplossing, voor kleine vermogens.

Via een klein elektronisch circuit — de driver — dat de stroom op een constante waarde regelt, wat de ingangsspanning ook doet. Dat is de oplossing van kwaliteitsvolle LED-armaturen: een optimale stroomregeling beschermt de chip en staat garant voor zijn levensduur.

Een LED kan ook rechtstreeks door een gelijkstroombron (DC) aangestuurd worden: in dat geval is geen gelijkrichter nodig — de gelijkstroom voedt de chip zonder omzetting.

Dimmen: stroom of PWM

Om de lichtsterkte van een LED te laten variëren, bestaan er twee technieken:

De stroom moduleren: door de stroom door de LED te verlagen of te verhogen, dimt of versterkt men het licht.
PWM (Pulse Width Modulation): de LED wordt aan- en uitgeschakeld aan een frequentie die zo hoog ligt dat het oog ze niet ziet. Hoe langer de LED per cyclus « aan » staat, hoe helderder ze lijkt.

In de praktijk past de driver een van beide technieken toe. Vandaar de gouden regel van het LED-dimmen: lamp (of armatuur) en dimmer moeten onderling compatibel zijn — een niet-dimbare LED-lamp op een klassieke dimmer flikkert of gaat vroegtijdig stuk.

Twee families van LED-armaturen

In de praktijk komen we twee verschillende systemen van LED-armaturen tegen:

Retrofit

Men plaatst LED-lampen in bestaande armaturen: het klassieke « ik vervang mijn gloeilamp door een LED ».

Voordeel: is de LED defect, dan vervangt u enkel de lamp — niet de volledige armatuur.

Nadeel: de elektronische componenten in de lamp zijn zeer klein en kwetsbaar, en hun levensduur is korter, omdat de koeling van het geheel moeilijker verloopt.

Sealed for life

Armaturen die voor LED ontworpen zijn van bij het begin: lichtbron en elektronica vormen één verzegeld geheel.

Het ontwerp voorziet een goed koelsysteem en een optimale stroomregeling: de LED werkt in ideale omstandigheden en maakt haar belofte van levensduur waar, voor de hele levensduur van de armatuur.

De keuze hangt af van de werf: retrofit is onklopbaar om bestaande verlichting snel te moderniseren; sealed for life dringt zich op bij een grondige renovatie van de verlichting of wanneer maximale betrouwbaarheid telt — bijvoorbeeld voor de noodverlichting, waar de beschikbaarheid van de lichtbron cruciaal is.

Halogeen en gloeilampen vervangen door LED

De gloeilamp en de halogeenlamp maken licht door een gloeidraad op te warmen: het grootste deel van de energie gaat verloren als warmte (infraroodstraling), niet als licht. De LED draait die logica om — dit is de vergelijking op de criteria die ertoe doen:

Criterium	LED	Halogeen	Gloeilamp
Levensduur	Zeer lang — geen onderhoudskosten	Kort	Zeer kort
Verbruik	Laag — energiebesparing	Hoog	Zeer hoog
UV- / IR-straling	Geen of nauwelijks	Veel IR (warmte), wat UV	Veel IR (warmte)
Richting van het licht	Gericht — beter systeemrendement	Diffuus (behalve met reflector)	Diffuus
Schokken & trillingen	Bestand	Kwetsbare gloeidraad	Kwetsbare gloeidraad
Kwik	Geen	Geen	Geen

Daar komen troeven bij die eigen zijn aan de LED: minder lichtvervuiling dankzij een betere optische sturing, levendige kleuren met dynamische kleurregeling, perfect regelbare optieken (PMMA-technologie), oneindig vaak schakelbaar zonder slijtage, en een uitstekend gedrag bij koude temperaturen.

Aandachtspunten bij de installatie

Warmte is vijand nummer één. De LED-chip straalt weinig warmte uit in de lichtbundel, maar de warmte die ze wél produceert moet via de koelplaat weg kunnen. Een moeilijke koeling — een retrofit-LED in een gesloten inbouwspot, bijvoorbeeld — verkort de levensduur van de elektronica. Volg de montagevoorschriften van de fabrikant.
Transformatoren van oude halogeenspots. Halogeenspots op 12 V werden gevoed door een transformator die op hun vermogen berekend was. Een LED-lamp verbruikt veel minder: controleer of de bestaande transformator die lage belasting aankan, of vervang hem door een aangepaste LED driver.
Compatibiliteit met de dimmer. Het dimmen van LED verloopt via de driver (stroommodulatie of PWM): lamp en dimmer moeten als compatibel aangegeven zijn, anders dreigt geflikker.
Een kring blijft een kring. Lichtbronnen vervangen ontslaat u niet van de AREI-regels: beveiliging van de verlichtingskring, doorsnede van de geleiders (zie onze gids over de kabeltypes in de elektrische installatie), verbindingen in geschikte dozen. Bij een renovatie van de installatie valideert een elektrische keuring (AREI) het geheel.

Zin om de basis stroom/spanning/weerstand op te frissen die dit alles aanstuurt? Onze gids over de wet van Ohm en de basis van elektriciteit legt uit waarom een LED met stroom aangestuurd wordt.

Uw verlichting vernieuwd, uw installatie conform?

Nieuwe verlichtingskring, inbouwspots, noodverlichting: zodra de vaste installatie wijzigt, geldt de AREI-keuring. Atlas controleert, meet en levert het officiële attest — overal in België.

→ De elektrische keuring (AREI) Offerte aanvragen

Veelgestelde vragen

Hoe werkt een LED? ▼

Een LED is een halfgeleidercomponent: een LED-chip, gevoed met stroom via de elektroden, zendt rechtstreeks licht uit — zonder gloeidraad die moet opwarmen. Een lens richt de lichtbundel, en een koelplaat voert de warmte van de chip af. Het geheel zit in een behuizing met aansluitingen. Vandaar de typische eigenschappen: klein formaat, gericht licht, zeer lange levensduur, schokbestendigheid, laag verbruik en zeer weinig UV- of IR-straling.

Wat is een LED driver met constante stroom? ▼

Een LED stuurt men aan met de stroom die erdoor vloeit, niet met de spanning. Die stroom wordt opgewekt door een weerstand op de printplaat vlak bij de LED, of door een klein elektronisch circuit — de driver — dat de stroom op een constante, gepaste waarde regelt. Een LED kan ook rechtstreeks op een gelijkstroombron (DC) werken: in dat geval is geen gelijkrichter nodig.

Hoe dim je een LED? ▼

Er bestaan twee methoden: ofwel verlaagt of verhoogt men de stroom die door de LED vloeit, ofwel gebruikt men PWM (Pulse Width Modulation), waarbij de LED aan en uit geschakeld wordt aan een frequentie die zo hoog is dat het oog ze niet waarneemt — hoe langer de LED per cyclus « aan » staat, hoe helderder ze lijkt. In de praktijk regelt de driver dit: controleer altijd dat de lamp of armatuur « dimbaar » is en compatibel met uw dimmer.

Kan ik mijn halogeenlampen vervangen door LED (retrofit)? ▼

Ja, dat is het principe van « retrofit »: men plaatst LED-lampen in bestaande armaturen. Voordeel: is de LED defect, dan vervangt u enkel de lamp, niet de hele armatuur. Nadeel: de elektronische componenten in de lamp zijn zeer klein en kwetsbaar, en hun levensduur is korter omdat de koeling van het geheel moeilijker verloopt. Bij laagspanningsspots controleert u ook of de bestaande transformator overweg kan met het lage vermogen van LED-lampen.

Wat is een « sealed for life » LED-armatuur? ▼

Dat is een armatuur die van bij het ontwerp voor LED bedacht is: met een goed koelsysteem en een optimale stroomregeling. Lichtbron en elektronica vormen één verzegeld geheel, ontworpen om de hele levensduur van de armatuur mee te gaan — in tegenstelling tot retrofit, waar een LED-lamp het moet stellen met een armatuur die voor een andere technologie gemaakt is.

Stralen LED-lampen UV uit of bevatten ze kwik? ▼

Nee: een LED zendt geen of nauwelijks UV- en IR-stralen uit en bevat geen kwik — in tegenstelling tot tl-buizen en spaarlampen van de oudere generatie. Ze werkt bovendien prima op zeer lage veiligheidsspanning en is perfect bestand tegen koude temperaturen, wat ze geschikt maakt voor heel wat omgevingen.

Verder lezen

⚡