AT14505U1

AT14505U1 - Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung über eine Lastleitung und Beleuchtungssystem

Info

Publication number: AT14505U1
Application number: ATGM431/2012U
Authority: AT
Original assignee: Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2015-12-15
Also published as: WO2014071427A3; CN104904318A; EP2918144A2; US20150280782A1; WO2014071427A2

Abstract

Eine Datenübertragung von einer Steuervorrichtung (100) an eine Last (50) erfolgt über eine Lastleitung (40). Bei dem Verfahren wird ein Schaltmittel (106) gesteuert, um einen Widerstand eines Leitungspfads zwischen einem Eingangsanschluss (101) und einem Ausgangsanschluss (102) der Steuervorrichtung (100) zu erhöhen. Eine Spannung wird in der Steuervorrichtung (100) erfasst, um eine Phasenlage einer Versorgungsspannung zu erkennen. Die Versorgungsspannung wird abhängig von der erkannten Phasenlage und abhängig von zu übertragenden Daten beeinflusst, um ein Datenpaket zu übertragen.

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DATENÜBERTRAGUNG ÜBER EINE LASTLEITUNG UND BELEUCHTUNGSSYSTEM

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Betriebsgeräts für ein Leuchtmittel. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen, bei denen ein Datenpaket mit mehreren Datenbits über eine Lastleitung übertragen werden kann, über die eine Energieversorgung erfolgt.

[0002] Zur Helligkeitssteuerung von Leuchtmitteln können Dimmer eingesetzt werden. Bei auf Grundlage von herkömmlichen Leuchtmitteln wie Glühbirnen arbeitenden Leuchten kann die Helligkeitsregelung im Dimmer über einen Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt der Versorgungsspannung der Leuchte erfolgen. Dabei wird die Leistung der Leuchte verringert, indem nach bzw. vor dem Nulldurchgang der Versorgungsspannung eine kurzzeitige Unterbrechung der Versorgungsspannung bewirkt wird, so dass abhängig von der Zeitdauer der Unterbrechung die Leistung der Leuchte reduziert wird.

[0003] Zur Helligkeits- oder Farbsteuerung können Steuervorrichtungen eingesetzt werden, um Steuersignale an ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel zu übermitteln. Eine in dem Betriebsgerät vorgesehene Auswerteschaltung wertet diese Steuersignale aus und stellt die Helligkeit entsprechend ein. Eine derartige Steuerung kann auch zur Farbsteuerung eingesetzt werden. Eine solche Art der Steuerung eignet sich insbesondere für Leuchtgeräte, welche auf Leuchtmitteln in Form von Gasentladungslampen oder Leuchtdioden (LEDs) basieren.

[0004] Einbauchbuchsen für Dimmer, in die Steuervorrichtungen der genannten Art eingesetzt werden sollen, weisen häufig eine Verdrahtung in Art eines Zweidrahtsystems auf. Die Steuervorrichtung weist entsprechend einen Eingangsanschluss zur Verbindung mit einem Phasenleiter einer Versorgungsquelle und einen Ausgangsanschluss zur Verbindung mit einer Lastleitung auf. Jedoch ist häufig kein Anschluss für einen Nullleiter in der Einbauchbuchse vorhanden. Wenn über die Lastleitung eine nicht ohmsche Last mit Energie versorgt wird, resultiert eine Phasenverschiebung zwischen über die Lastleitung fließendem Strom und Versorgungsspannung. Für eine Datenübertragung, die zeitlich koordiniert mit der Versorgungsspannung erfolgt, muss die Phasenlage der Versorgungsspannung ermittelt werden.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenübertragung über eine Lastleitung bereitzustellen, welches zur Verwendung für auf nicht herkömmlichen Leuchtmitteln basierende Leuchten geeignet ist und eine zuverlässige Datenübertragung durch Beeinflussung der Versorgungsspannung erlaubt.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Beleuchtungssystem mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Die abhängigen Patentansprüche definieren Weiterbildungen der Erfindung.

[0007] Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Datenübertragung von einer Steuervorrichtung an eine Last über eine Lastleitung, insbesondere zur Datenübertragung an ein Betriebsgerät eines Leuchtmittels angegeben. Bei dem Verfahren wird ein Schaltmittel gesteuert, um einen Widerstand eines Leitungspfads zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung zu erhöhen. Eine Spannung wird in der Steuervorrichtung erfasst, um eine Phasenlage einer Versorgungsspannung zu erkennen. Anschließend wird die Versorgungsspannung abhängig von der erkannten Phasenlage und abhängig von zu übertragenden Daten gezielt beeinflusst, um ein Datenpaket zu übertragen.

[0008] Ein derartiges Verfahren erlaubt die Detektion einer Phasenlage, insbesondere die Detektion eines Nulldurchgangs der Versorgungsspannung, auch wenn die Steuervorrichtung in einem Zweidrahtsystem verschaltet ist und keinen Eingang für einen Nullleiter der Versorgungsquelle aufweist. Dadurch können beispielsweise Phasenanschnitte und/oder Phasenabschnitte gezielt auf eine Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung aufmoduliert werden, um ein Datenpaket mit einer Mehrzahl von Datenbits zu übertragen.

[0009] Der Leitungspfad zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung kann für eine Zeitdauer in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden, der kleiner als eine Zeitdauer oder gleich einer Zeitdauer ist, während der ein im Betriebsgerät des Leuchtmittels integrierter Energiespeicher, beispielsweise ein Ladekondensator, den Betrieb des Leuchtmittels aufrecht erhalten kann. Die Erkennung der Phasenlage der Versorgungsquelle kann somit ohne Unterbrechung des Betriebs des Leuchtmittels erfolgen. Der Leitungspfad zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung kann für eine Zeitdauer in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden, der größer als eine Zeitdauer oder gleich einer Zeitdauer ist, während der sich ein Entstörkondensator (auch als X-Konden-sator bezeichnet) des Betriebsgeräts entlädt. Auf diese Weise kann ein Nulldurchgang der Versorgungsspannung zuverlässig erkannt werden.

[0010] Durch das Schalten des Schaltmittels wird die Steuervorrichtung in einen Aus-Zustand geschaltet, wodurch der Stromfluss zwischen Versorgungsquelle und Last durch die Steuervorrichtung stark reduziert oder vollständig unterbrochen wird. Die Steuervorrichtung kann für ein kurzes Zeitintervall gezielt in den Aus-Zustand geschaltet werden, um die Phasenlage der Versorgungsspannung zu erkennen. Dies kann für eine Zeitdauer erfolgen, die eine Länge von bis zu 15 ms aufweist. Die Spannung in der Steuervorrichtung kann überwacht werden, während die Steuervorrichtung in einen hochohmigen Aus-Zustand geschaltet ist.

[0011] Bei dem Verfahren kann ein über den Ausgangsanschluss an die Lastleitung ausgegebener Strom überwacht werden. Das Schaltmittel kann bei einem Nulldurchgang des Stroms in einen Aus-Zustand geschaltet werden. Das Schaltmittel kann gezielt dann in einen Aus-Zustand geschaltet werden, wenn eine Betätigung eines Einstellelements erfasst wird und der durch die Steuervorrichtung zum Betriebsgerät fließende Strom einen Nulldurchgang aufweist. Das De-tektieren der Phasenlage der Versorgungsspannung kann ein Detektieren eines Nulldurchgangs der Spannung umfassen, die in der Steuervorrichtung erfasst wird, während das Schaltmittel in den Aus-Zustand geschaltet ist. Zur Übertragung des Datenpakets kann die Versorgungsspannung in Zeitintervallen, die von einer Zeit, bei der der Nulldurchgang der erfassten Spannung auftritt, abhängen, beeinflusst werden. Dazu kann beispielsweise die Versorgungsspannung gezielt und zeitlich koordiniert mit dem Nulldurchgang der Versorgungsspannung abgesenkt werden, um einen Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt zu erzeugen.

[0012] Ein Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt wenigstens einer Halbwelle der Versorgungsspannung kann erzeugt werden. Dazu kann das Schaltmittel in einer vorgegebenen zeitlichen Beziehung zu dem Zeitpunkt, bei dem der Nulldurchgang der Versorgungsspannung auftritt, gesteuert werden. Für wenigstens zwei Halbwellen der Versorgungsspannung, die unterschiedliche Vorzeichen aufweisen, kann jeweils ein Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt erzeugt werden. Auf diese Weise können zwei Datenbits des Datenpakets pro Vollwelle der Versorgungsspannung übertragen werden. Für mehrere Halbwellen einer Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung kann selektiv jeweils ein Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt erzeugt werden, um einen Dimmwert und/oder einen Farbwert zu kodieren. Die Folge von Datenbits kann wenigstens ein Startbit, einen Bitcode zur Kodierung des Dimmwerts und/oder Farbwerts und wenigstens ein Stopbit umfassen. Die Folge von Datenbits kann beispielsweise wenigstens zehn Datenbits umfassen. Bei einer weiteren Ausgestaltung kann die Folge von Datenbits wenigstens ein Startbit, einen Bitcode, der eine Inkrementierung oder Dekrementierung eines Dimmwerts und/oder Farbwerts anzeigt, und wenigstens ein Stopbit umfassen. Zum Erzeugen des Phasenanschnitts und/oder Phasenabschnitts kann das Schaltmittel zeitlich koordiniert mit der erkannten Phasenlage in einen Aus- Zustand geschaltet wird. Es kann eine Reihenschaltung von zwei Schaltmitteln, beispielsweise von zwei Leistungshalbleiterbauelementen zwischen den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet sein, um einen Phasenabschnitt oder Phasenanschnitt sowohl für Halbwellen mit positivem Vorzeichen als auch für Halbwellen mit negativem Vorzeichen erzeugen zu können.

[0013] Der Eingangsanschluss der Steuervorrichtung kann mit einem Phasenleiter einer Ver- sorgungsquelle, beispielsweise einer Netzspannungsquelle, gekoppelt sein. Der Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung kann mit der Lastleitung gekoppelt sein. Die Steuervorrichtung muss keinen Anschluss für einen Nullleiter der Versorgungsquelle aufweisen.

[0014] Eine Betätigung eines Einstellelements der Steuervorrichtung kann überwacht werden. Das Einstellelement kann beispielsweise einen Taster oder mehrere Taster, ein drehbares Einstellelement oder andere betätigbare Elemente umfassen. Das Steuern des Schaltmittels, mit dem der Leitungspfad zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung hochohmig geschaltet wird, kann erfolgen, wenn eine Betätigung des Einstellelements erkannt wird. Die Steuerschaltung kann eine Versorgungsspannung für den Betrieb der Steuerschaltung aus der zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung abfallenden Spannung erzeugen. Die Steuervorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass eine Versorgung der Steuerschaltung mit Energie selektiv nur dann erfolgt, wenn eine Betätigung des Einstellelements erkannt wird.

[0015] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Steuervorrichtung angegeben, die zur Datenübertragung über eine Lastleitung eingerichtet ist. Die Steuervorrichtung umfasst einen Eingangsanschluss, der zur Kopplung mit einem Phasenleiter einer Versorgungsquelle eingerichtet ist. Die Steuervorrichtung umfasst einen Ausgangsanschluss, der zur Kopplung mit einer Lastleitung zur Versorgung einer Last eingerichtet ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine Steuerschaltung, die eingerichtet ist, um eine Stromversorgung für die Last zu unterbrechen. Die Steuerschaltung ist eingerichtet, um eine Spannung in der Steuervorrichtung zu erfassen, während die Stromversorgung für die Last unterbrochen ist, um eine Phasenlage einer Versorgungsspannung zu erkennen.

[0016] Die Steuerschaltung ist eingerichtet, um die Versorgungsspannung abhängig von der erkannten Phasenlage und abhängig von zu übertragenden Daten zum Übertragen eines Datenpakets zu beeinflussen.

[0017] Die Steuervorrichtung kann ein Schaltmittel zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss umfassen, mit dem die Steuerschaltung gekoppelt ist, um das Schaltmittel in einen Aus-Zustand zu schalten Es kann eine Reihenschaltung von zwei Schaltmitteln, beispielsweise von zwei Leistungshalbleiterbauelementen, zwischen den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet sein. Die Steuerschaltung kann mit einem Gate der zwei Leistungshalbleiterbauelemente gekoppelt sein, um durch Beeinflussung des Potenzials an dem Gate jeweils wenigstens eines der zwei Schaltmittel in einen hochohmigen Zustand zu schalten. Die zwei Leistungshalbleiterbauelemente können so verschaltet sein, dass sie beide im Dauerbetrieb in einem niederohmigen Zustand sind, wenn die Versorgungsquelle eine Spannung liefert, und nur gezielt von der Steuerschaltung in einen Aus-Zustand geschaltet werden.

[0018] Die Steuervorrichtung kann ein Dimmer sein.

[0019] Weiterbildungen der Steuervorrichtung und die damit jeweils erzielten Wirkungen entsprechen den Weiterbildungen des Verfahrens.

[0020] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Beleuchtungssystem angegeben. Das Beleuchtungssystem umfasst wenigstens ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel und eine Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel. Die Steuervorrichtung ist über eine Lastleitung mit dem wenigstens einen Betriebsgerät gekoppelt.

[0021] Das wenigstens eine Betriebsgerät kann einen Ladekondensator umfassen, der so eingerichtet ist, dass das Leuchtmittel während eines Zeitintervalls weiterbetrieben werden kann, in dem die Steuervorrichtung zum Erkennen der Phasenlage der Versorgungsspannung eine Energieversorgung unterbricht. Das wenigstens eine Betriebsgerät kann weiterhin einen Entstörkondensator umfassen, der parallel zu Eingangsanschlüssen des Betriebsgeräts geschaltet ist. Das wenigstens eine Betriebsgerät kann eine Auswerteschaltung umfassen, die eine Versorgungsspannung auf ein Vorliegen von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten überprüft. Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um sowohl Halbwellen der

Versorgungsspannung mit positivem Vorzeichen als auch Halbwellen der Versorgungsspannung mit negativem Vorzeichen auf das Vorliegen eines Phasenanschnitts und/oder Phasenabschnitts zu überprüfen. Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um aus einer Sequenz von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten, die einer Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung aufmoduliert sind, einen Dimmwert und/oder einen Farbwert zu bestimmen. Die Auswerteschaltung des Betriebsgeräts kann eingerichtet sein, um eine Helligkeitsänderung und/oder Farbänderung abhängig von der Sequenz von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten vorzunehmen.

[0022] Das wenigstens eine Betriebsgerät kann wenigstens einen LED-Konverter umfassen.

[0023] Weitere Merkmale, Vorteile und Funktionen von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen Einheiten mit gleicher oder ähnlicher Funktion bezeichnen.

[0024] Fig. 1 zeigt ein Beleuchtungssystem mit einer Steuervorrichtung nach einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung.

[0025] Fig. 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.

[0026] Fig. 3 ist ein Schaltbild einer Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel zur

Erläuterung einer Nulldurchgangserkennung einer Versorgungsspannung.

[0027] Fig. 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.

[0028] Fig. 5 zeigt einen zeitabhängigen Verlauf eines durch die Steuervorrichtung zur Last fließenden Stroms und einer erfassten Spannung zur Erläuterung der Funktionsweise der Steuervorrichtung.

[0029] Fig. 6 zeigt einen zeitabhängigen Verlauf einer Versorgungsspannung, bei der eine

Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel zur Übertragung eines Datenpakets Phasenabschnitte erzeugt.

[0030] Fig. 7 ist ein Schaltbild einer Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.

[0031] Fig. 8 ist ein Schaltbild einer Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.

[0032] Fig. 1 veranschaulicht ein Beleuchtungssystem mit einer Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Beleuchtungssystem umfasst die Steuervorrichtung 100, eine Versorgungsquelle 10, beispielsweise eine Netzspannungsquelle, und eine Leuchte 50 oder mehrere Leuchten 50. Die Leuchte 50 wird durch die Steuervorrichtung 100 gesteuert. Dazu überträgt die Steuervorrichtung 100 ein Datenpaket über eine Lastleitung. Zum Übertragen mehrerer Datenbits des Datenpakets wird die Versorgungsspannung durch die Steuervorrichtung 100 zeitlich koordiniert mit Nulldurchgängen der Versorgungsspannung beeinflusst, beispielsweise zum Erzeugen von Phasenanschnitten oder Phasenabschnitten von Halbwellen der Versorgungsspannung. Bei den nachfolgenden Erläuterungen soll davon ausgegangen werden, dass die Steuervorrichtung 100 zur Helligkeitssteuerung des Beleuchtungsgeräts 50 dient, d.h. als Dimmer ausgestaltet ist. Die Steuervorrichtung 100 kann auch für alternative oder zusätzliche Steuervorgänge einsetzbar ist, beispielsweise für eine Farbsteuerung.

[0033] Die Leuchte 50 umfasst ein Betriebsgerät 52 und ein Leuchtmittel 54. Das Leuchtmittel 54 kann eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Entsprechend kann das Betriebsgerät 52 als LED-Konverter ausgestaltet sein. Es versteht sich dabei, dass die Leuchtmittel 54 auf verschiedene Weisen implementiert sein können, z.B. durch eine oder mehrere anorganische LEDs, organische LEDs, Gasentladungslampen oder andere Leuchtmittel. Darüber hinaus kann auch eine Kombination der genannten Leuchtmittelarten zum Einsatz kommen. Über das Betriebsgerät 52 erfolgt ein geeigneter Betrieb des jeweiligen Leuchtmittels 54. Zu diesem Zweck kann das Betriebsgerät 52 beispielsweise ein Netzteil umfassen, welches aus einer der Leuchte zugeführten Versorgungsspannung zum Betrieb des Leuchtmittels 54 eine geeignete Spannung und/oder einen geeigneten Strom erzeugt. Für nicht konventionelle Leuchtmittel, beispielsweise für LEDs, stellt das Betriebsgerät 52 eine nicht ohmsche Last dar. Beispielsweise kann ein Entstörkondensator 56, der mit den Eingängen des Betriebsgeräts 52 verbunden ist, eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Versorgungsspannung hervorrufen.

[0034] Ein von der Netzspannungsquelle 10 ausgehender Netzspannungsleiter 20 ist mit der Leuchte 50 verbunden. Ein weiterer von der Netzspannungsquelle 10 ausgehender Netzspannungsleiter 30 ist mit der Steuervorrichtung 100 verbunden. Bei dem Netzspannungsleiter 20 kann es sich um einen Nullleiter handeln, während es sich bei dem Netzspannungsleiter 30 um einen Phasenleiter handelt. Die Steuervorrichtung 100 ist über eine Lastleitung 40 mit der Leuchte 50 verbunden. Die Leuchte 50 ist mit dem Netzspannungsleiter 20 und der Lastleitung 40 gekoppelt und nimmt ihre Versorgungsspannung über die Lastleitung 40 und den Netzspannungsleiter 20 auf. Die Versorgungsspannung des Betriebsgeräts wird diesen folglich über einerseits den Netzspannungsleiter 20 und andererseits über den Netzspannungsleiter 30, die Lastleitung 40 und die dazwischen gekoppelte Steuervorrichtung 100 zugeführt. Die Steuervorrichtung 100 ist lediglich mit einem der Netzspannungsleiter 20, 30 direkt verbunden. Eine Verbindung der Steuervorrichtung 100 mit dem Nullleiter ist nicht erforderlich, was den Installationsaufwand verringert.

[0035] Die Steuervorrichtung 100 umfasst eine Steuerschaltung 110 und ein Einstellelement 105. Die Steuerschaltung 110 hat die Aufgabe, eine Versorgungsspannung für die Leuchte 50 gezielt so zu beeinflussen, dass mehrere Datenbits eines Datenpakets über die Lastleitung 40 übertragen werden. Dazu können beispielsweise Halbwellen mit Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten erzeugt werden. Die Steuerschaltung 110 kann dazu ein Schaltmittel 106, beispielsweise ein MOSFET oder ein anderes Leistungshalbleiterbauelement, insbesondere ein Leistungshalbleiterbauelement mit isolierter Gateelektrode, steuern. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis Fig. 8 noch ausführlicher beschrieben wird, kann die Steuerschaltung 110 zunächst ein Verfahren zur Nulldurchgangserkennung der Versorgungsspannung ausführen. Dabei wird ein Leitungspfad zwischen einem Eingangsanschluss 101 und einem Ausgangsanschluss 102 der Steuervorrichtung 100 für ein Zeitintervall in einen hochohmigen Zustand geschaltet, die Steuervorrichtung 100 also in einen Aus-Zustand geschaltet, in dem ein Stromfluss zwischen Versorgungsquelle 10 und Last 50 durch die Steuervorrichtung 100 stark reduziert oder vollständig unterbunden wird. Während des Zeitintervalls wird eine in der Steuervorrichtung 100 auftretende Spannung überwacht, um einen Nulldurchgang der Versorgungsspannung zu erkennen. Anschließend steuert die Steuerschaltung 110 beispielsweise das Schaltmittel 106 in einer vorgegebenen zeitlichen Beziehung mit Nulldurchgängen der Versorgungsspannung, um in mehreren Halbwellen der Versorgungsspannung ein Datenpaket mit mehreren Datenbits zu übertragen. Die mehreren Datenbits können einen Dimmwert und/oder einen Farbwert oder eine andere Stellgröße der Leuchte kodieren.

[0036] Das entsprechende Datenpaket, mit dem die Steuervorrichtung 100 die Leuchte 50 steuert, ist durch Betätigung des Einstellelements 105 beeinflussbar. Das Einstellelement 105 kann beispielsweise einen Taster umfassen. Bei Betätigung des Einstellelements 105 kann eine Folge von Halbwellen mit Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt erzeugt werden, um ein Datenpaket zu übertragen, das die Leuchte 50 zu einer Helligkeitsänderung veranlasst. Beispielsweise kann durch Betätigungen des Einstellelements 105 die Helligkeit um jeweils eine Stufe erhöht werden, bis eine maximale Helligkeit erreicht ist, und anschließend kann durch Betätigungen des Einstellelements 105 die Helligkeit wiederum um jeweils eine Stufe verringert werden, bis eine minimale Helligkeit erreicht ist. Weiterhin kann bei dauerhafter Betätigung des Einstellelements 105 die Helligkeit automatisch auf periodische Weise verändert werden und die bei Loslassen des Einstellelements 105 eingestellte Helligkeit beibehalten werden. Es versteht sich, dass darüber hinaus vielfältige weitere Möglichkeiten zur Steuerung der Leuchten 50 über das Einstellelement 105 bestehen. Das Einstellelement 105 kann beispielsweise auch ein Potentiometer umfassen, das mit einem Drehkopf gekoppelt ist, über welchen die gewünschte Helligkeit einstellbar ist. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 100 bei Betätigung des Einstellelements 105 die Stellung des Potentiometers erfassen und durch die Steuerschaltung 110 ein Datenpaket zur Einstellung der entsprechenden Helligkeit erzeugen und an die Leuchte 50 übermitteln.

[0037] Fig. 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200, das von der Steuervorrichtung 100 automatisch ausgeführt werden kann. Bei dem Verfahren wird bei Schritt 201 überwacht, ob das Einstellelement 105 der Steuervorrichtung 100 betätigt wird. Wenn eine Betätigung des Einstellelements 105 erkannt wird, wird bei Schritt 202 eine Prozedur ausgeführt, mit der ein Zeitpunkt ermittelt wird, bei der die Versorgungsspannung einen Nulldurchgang aufweist. Dadurch kann eine Phasenlage der Versorgungsspannung bestimmt werden. Durch die bei Schritt 202 ausgeführte Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung wird eine zuverlässige Übertragung eines Datenpakets auch dann möglich, wenn eine nicht ohmsche Last mit der Lastleitung verbunden ist. Bei Schritt 203 wird unter Verwendung des bei Schritt 202 erkannten Nulldurchgangs der Versorgungsspannung die Versorgungsspannung gezielt beeinflusst, um ein Datenpaket zu übertragen. Die Versorgungsspannung kann moduliert werden, um das Datenpaket zu übertragen. Beispielsweise können Phasenanschnitte und/oder Phasenabschnitte in vorgegebenen Zeitintervallen nach oder vor einem Nulldurchgang der Versorgungsspannung erzeugt werden. Das Datenpaket kann einen in einer Bitfolge kodierten Wert, beispielsweise einen Dimmwert und/oder einen Farbwert, beinhalten. Das Datenpaket kann abhängig von einem mit dem Einstellelement 105 gesetzten Dimmwert oder Farbwert erzeugt werden.

[0038] Während in Fig. 2 schematisch ein Verfahren dargestellt ist, bei dem eine Betätigung des Einstellelements bei Schritt 201 die Bestimmung der Phasenlage der Versorgungsspannung und die Übertragung eines Datenpakets auslöst, kann die Durchführung des Verfahrens auch durch andere Ereignisse ausgelöst werden. Dies kann beispielsweise bei einem automatischen Dimmen oder einer automatischen Farbsteuerung gemäß einem Zeitablaufplan der Fall sein.

[0039] Unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 5 wird die Bestimmung des Zeitpunkts, bei dem die Versorgungsspannung einen Nulldurchgang aufweist, näher erläutert. Allgemein ist die Steuervorrichtung 100 so ausgestaltet, dass ein Leitungspfad zwischen dem Eingangsanschluss 101 und dem Ausgangsanschluss 102 der Steuervorrichtung 100 gezielt für ein Zeitintervall in einen hochohmigen Zustand geschaltet wird. Ein Stromfluss vom Eingangsanschluss 101 zur Leuchte 50 über die Lastleitung 40 kann so unterbrochen oder stark reduziert werden. Während dieses Zeitintervalls wird eine in der Steuervorrichtung 100 abfallende Spannung überwacht. Ein Nulldurchgang dieser Spannung entspricht einem Nulldurchgang der Versorgungsspannung, die von der Versorgungsquelle bereitgestellt wird.

[0040] Fig. 3 ist ein Schaltbild der Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erkennung des Nulldurchgangs. Ein Schaltmittel 106 ist zwischen den Eingangsanschluss 101 und den Ausgangsanschluss 102 der Steuervorrichtung 100 geschaltet. Das Schaltmittel 106 kann so ausgestaltet sein, dass es sich in einem Ein- Zustand ist, also einen Zustand mit geringem Widerstand befindet, wenn die Versorgungsquelle eine Versorgungsspannung liefert und die Steuerschaltung 110 das Schaltmittel 106 nicht gezielt in einen Aus-Zustand schaltet. Das Schaltmittel 106 kann ein MOSFET oder ein andere Leistungshalbleiterbauelement, insbesondere ein andere Leistungshalbleiterbauelement mit isolierter Gateelektrode, umfassen.

[0041] Zur Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung schaltet die Steuerschaltung 110 das Schaltmittel 106 in einen Aus-Zustand. Der Leitungspfad zwischen dem Eingangsanschluss 101 und dem Ausgangsanschluss 102 wird so in einen hochohmigen Zustand geschaltet. Falls das Betriebsgerät der Leuchte, die über den Ausgangsanschluss 102 mit Energie versorgt wird, einen Entstörkondensator aufweist, kann sich dieser entladen, während das Schaltmittel 106 in den Aus-Zustand geschaltet ist. Der Entstörkondensator des Betriebsgeräts kann sich insbesondere über das Leuchtmittel entladen.

[0042] Die Steuerschaltung 110 kann so eingerichtet sein, dass sie einen Nulldurchgang einer Spannung in der Steuervorrichtung 100 erkennt, während das Schaltmittel 106 in den Aus-Zustand geschaltet ist. Dazu kann beispielsweise die Spannung an einem Messpunkt 113 die

Spannung überwacht werden, die über eine Zenerdiode 112 oder einem Widerstand 112 in der Steuervorrichtung 100 abfällt. Die Zenerdiode 112 oder der Widerstand 112 kann mit einem Widerstand 111 in einer Reihenschaltung zwischen den Eingangsanschluss 101 und den Ausgangsanschluss 102 geschaltet sein. Während sich der Entstörkondensator des Betriebsgeräts entlädt, nähert sich die erfasste Spannung der Versorgungsspannung. Ein Nulldurchgang der in der Steuervorrichtung 100 erfassten Spannung, wenn das Schaltmittel 106 in den Aus-Zustand geschaltet ist, entspricht einem Nulldurchgang der Versorgungsspannung.

[0043] Nachdem der Nulldurchgang der Versorgungsspannung erkannt wurde, beendet die Steuerschaltung 110 den Steuervorgang, mit dem das Schaltmittel 106 in den Aus- Zustand geschaltet wurde. Das Schaltmittel 106 kehrt in den Ein-Zustand zurück. Beispielsweise kann dazu ein MOSFET in einen niederohmigen Zustand geschaltet werden. Der Widerstand des Leitungspfads zwischen dem Eingangsanschluss 101 und dem Ausgangsanschluss 102 wird so verringert, um einen Stromfluss zwischen Versorgungsquelle 10 und Leuchte 50 über die Steuervorrichtung 100 zu erlauben. Die Steuerschaltung 110 kann für eine Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung das Schaltmittel 106 jeweils in einem Zeitfenster in den Aus-Zustand schalten, um Phasenanschnitte oder Phasenabschnitte zu erzeugen. Durch die Anwesenheit oder Abwesenheit von Phasenanschnitten oder Phasenabschnitten in den Halbwellen der Folge von Halbwellen kann eine Folge von Datenbits übertragen werden.

[0044] Die Zeitdauer, in der die in der Steuerschaltung erfasste Spannung auf einen Nullwert abfällt, nachdem das Schaltmittel 106 in den Aus-Zustand geschaltet wurde, hängt von der Größe der Phasenverschiebung zwischen Strom und Versorgungsspannung ab. Die Phasenverschiebung hängt wiederum von dem Betriebsgerät 50 ab. Vorteilhaft weist das Betriebsgerät 50 einen Ladekondensator auf, der eine Versorgung des Leuchtmittels mit Energie während des Zeitintervalls sicherstellt, in dem die Steuerschaltung 110 das Schaltmittel 106 zur Erkennung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung in den Aus-Zustand schaltet. Bei einer im Wesentlichen ohmschen Last ist die Dauer des Zeitintervalls, in dem das Schaltmittel 106 in den Aus-Zustand geschaltet ist, typischerweise kurz. Ein relativ kleiner Ladekondensator kann ein Verlöschen des Leuchtmittels verhindern. Bei einer kapazitiven Last dauert es länger, bis sich der Entstörkondensator des Betriebsgeräts entlädt und Nulldurchgang der Versorgungsspannung erkannt wird. In diesem Fall verhindert ein Ladekondensator, der für einen Betrieb des Leuchtmittels mit maximaler Helligkeit während der Entladezeit des Entstörkondensators ausgelegt ist, ein Verlöschen des Leuchtmittels.

[0045] Durch eine entsprechende Auslegung des Ladekondensators des Betriebsgeräts kann somit sichergestellt werden, dass das Leuchtmittel nicht verlischt, während die Steuervorrichtung 100 die Prozedur zur Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung ausführt.

[0046] Das Steuern des Schaltmittels 106 derart, dass es zur Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung in einen hochohmigen Zustand geschaltet wird, kann koordiniert mit dem über die Lastleitung 40 fließenden Strom erfolgen. Dazu kann die Steuerschaltung 110 den Strom überwachen. Die Steuerschaltung kann das Schaltmittel 106 bei einem Nulldurchgang des Stroms in den Aus-Zustand schalten und anschließend den Zeitpunkt bestimmen, an dem die in der Steuervorrichtung erfasste Spannung einen ersten Nulldurchgang aufweist. Die Erkennung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung kann somit in einem Zeitintervall erfolgen, das abhängig von einem Nulldurchgang des Stroms festgelegt wird. Die Erkennung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung kann insbesondere in einem Zeitintervall erfolgen, dessen Anfang bei einem Nulldurchgang des Stroms liegt, der durch die Steuervorrichtung zum Betriebsgerät des Leuchtmittels fließt.

[0047] Fig. 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 210 zur Datenübertragung über eine Lastleitung. Das Verfahren 210 kann von der Steuervorrichtung 100 automatisch ausgeführt werden. Bei Schritt 201 kann ein Ereignis überwacht werden, das die Durchführung des Verfahrens zur Datenübertragung auslöst. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, kann beispielsweise die Betätigung eines Einstellelements überwacht werden. Sobald ein Ereignis erkannt wird, das die Übertragung eines Datenpakets über die Lastleitung auslöst, wird bei Schritt 211 überwacht, wann der über die Lastleitung 40 fließende Strom einen Nulldurchgang aufweist.

[0048] Ein Nulldurchgang des Stroms löst bei Schritt 212 eine Steuerung des Schaltmittels 106 derart aus, dass das Schaltmittel in einen Aus-Zustand geschaltet wird. Beispielsweise kann hierzu ein MOSFET in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden. Bei Schritt 213 wird überwacht, wann eine in der Steuervorrichtung 100 abfallende Spannung einen Nulldurchgang aufweist. Dazu kann beispielsweise eine über eine Zenerdiode 112 oder Widerstand 112 abfallende Spannung erfasst und der Nulldurchgang dieser Spannung erkannt werden, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde. Das Schaltmittel 106 bleibt in den Aus-Zustand geschaltet, bis der Nulldurchgang der in der Steuervorrichtung 100 erfassten Spannung erkannt wird. Dieser Zeitpunkt entspricht einem Nulldurchgang der Versorgungsspannung.

[0049] Nach Erkennen des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung erfolgt bei Schritt 214 die Übertragung mehrerer Datenbits. Dazu können Phasenanschnitte und/oder Phasenabschnitte von Halbwellen der Versorgungsspannung erzeugt werden. Die Zeitfenster, in denen das Schaltmittel 106 jeweils in den Aus-Zustand geschaltet wird, um einen Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt zu erzeugen, werden abhängig von dem bei Schritt 213 erkannten Nulldurchgang der Versorgungsspannung so gewählt, dass sie in einer vorgegebenen zeitlichen Beziehung zu Nulldurchgängen der Versorgungsspannung liegen. Beispielsweise kann zum Erzeugen eines Phasenanschnitts die Steuerschaltung 110 das Schaltmittel 106 in einem Zeitfenster in einen Aus-Zustand schalten, das mit einem Nulldurchgang der Versorgungsspannung beginnt. Zum Erzeugen eines Phasenabschnitts kann die Steuerschaltung 110 das Schaltmittel 106 in einem Zeitfenster in einen Aus-Zustand schalten, das mit einem Nulldurchgang der Versorgungsspannung endet. Phasenanschnitte oder Phasenabschnitte können selektiv für mehrere Halbwellen einer Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung erzeugt werden, um so eine Folge von Datenbits zu übertragen. Pro Vollwelle der Versorgungsspannung können zwei Datenbits übertragen werden, wenn ein Datenpaket übertragen wird. Das Datenpaket kann beispielsweise zehn Datenbits oder mehr als zehn Datenbits umfassen. Während der Übertragung eines Datenpakets, beispielsweise in fünf Vollwellen der Versorgungsspannung, muss keine erneute Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung erfolgen. Die Prozedur zur Bestimmung der Phasenlage der Versorgungsspannung kann beispielsweise wiederholt werden, wenn ein neues Datenpaket übertragen wird oder wenn die seit der letzten Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung verstrichene Zeit einen Schwellenwert übersteigt.

[0050] Fig. 5 ist ein Diagramm zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise der Steuervorrichtung nach Ausführungsbeispielen bei Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung. Nach einem Ereignis, das die Prozedur zur Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung auslöst, wird ein Nulldurchgang 222 eines Stroms 221 erkannt, der über die Lastleitung 40 fließt. Die Erkennung des Nulldurchgangs 222 kann beispielsweise über einen Messwiderstand oder durch jede andere Schaltungsanordnung, die zur Erkennung des Strom-Nulldurchgangs eingerichtet ist, erfolgen, während das Schaltmittel 106 in den Ein-Zustand geschaltet ist. Bei dem Nulldurchgang 222 des Stroms 221 steuert die Steuerschaltung 110 das Schaltmittel 106 so, dass es in den Aus-Zustand geschaltet wird. Der Leitungspfad zwischen Eingangsanschluss 101 und Ausgangsanschluss 102 der Steuervorrichtung 100 wird dadurch hochohmig. In einem Zeitintervall 226, in dem das Schaltmittel 106 in den Aus-Zustand geschaltet bleibt, wird der erste Nulldurchgang einer Spannung 223 erkannt. Während des Zeitintervalls 226 entlädt sich der Entstörkondensator des Betriebsgeräts des Leuchtmittels. Die dabei in der Steuervorrichtung erfasste Spannung 223, die eine Phasenverschiebung zur Versorgungsspannung aufweist, wenn das Schaltmittel 106 gerade in den Aus-Zustand geschaltet wird, nähert sich mit dem Entladen des Entstörkondensators des Betriebsgeräts der Versorgungsspannung. Bei dem Nulldurchgang 224 der Spannung 223 weist auch die Versorgungsspannung einen Nulldurchgang auf. Der so bestimmte Zeitpunkt 225, an dem die Versorgungsspannung einen Nulldurchgang aufweist, kann verwendet werden, um Phasenanschnitte oder Phasenabschnitte für eine Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung zu erzeugen. Das

Schaltmittel kann an dem Zeitpunkt 225 wieder in den Ein-Zustand geschaltet werden.

[0051] Um ein Verlöschen des Leuchtmittels während des Zeitintervalls 226 zu vermeiden, kann das Betriebsgerät einen Ladekondensator aufweisen. Der Ladekondensator kann so ausgelegt sein, dass er während einer Entladezeit des Entstörkondensators des Betriebsgeräts einen Betrieb des Leuchtmittels bei 100% Helligkeit aufrecht erhalten kann.

[0052] Fig. 6 veranschaulicht, wie die Steuervorrichtung 100 zur Datenübertragung Phasenabschnitte erzeugt. Dazu schaltet die Steuerschaltung 110 beispielsweise das Schaltmittel 106 zeitlich koordiniert mit den Nulldurchgängen der Versorgungsspannung in einen Aus-Zustand. Eine am Betriebsgerät 52 der Leuchte anliegende Versorgungsspannung 230 weist mehrere Halbwellen 231-238 auf. Mehrere der Halbwellen weisen Phasenabschnitte auf. Die Phasenabschnitte werden von der Steuervorrichtung 100 so erzeugt, dass beispielsweise durch Anwesenheit oder Abwesenheit eines Phasenabschnitts bei einer Halbwelle eine logische „0“ oder ein logisches „1“ kodiert werden kann. Eine erste Halbwelle 231 der Folge von Halbwellen kann einen Phasenabschnitt 241 aufweisen. Dadurch kann ein Startbit eines Datenpakets kodiert werden. Wenigstens eine Halbwelle 238 der Folge von Halbwellen kann einen Phasenabschnitt 248 aufweisen, um das Ende des Datenpakets anzuzeigen. Für die dazwischen liegenden Halbwellen 232-237 können selektiv Phasenabschnitte erzeugt werden, um einen Dimmwert, einen Farbwert oder eine andere Bitfolge zu übertragen. Beispielsweise kann mit den Phasenabschnitten 242, 243, 244 und 246 der Halbwellen 232, 233, 234 und 236 jeweils ein Bitwert, z.B. eine logische „1“, kodiert werden. Durch das Fehlen von Phasenabschnitten 245 und 247 bei den anderen Halbwellen 235 und 237 kann jeweils ein anderer Bitwert, z.B. eine logische „0“, kodiert werden. Andere Ausgestaltungen sind möglich. Beispielsweise kann anstelle eines Zielwerts für eine Helligkeit oder eine Farbe, der in einem Überblendvorgang durch das Betriebsgerät angefahren werden soll, auch nur Information darüber in dem Datenpaket übermittelt werden, ob ein Helligkeitswert, ein Farbwert oder eine andere Stellgröße inkrementiert oder dekrementiert werden soll.

[0053] Das Betriebsgerät 50 weist eine Auswerteschaltung auf, die die empfangene Versorgungsspannung auf das Vorliegen von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten überwacht. Die Auswerteschaltung kann den Start eines Datenpakets basierend auf wenigstens einem Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt erkennen. Die Auswerteschaltung kann den mit dem Datenpaket übermittelten Steuerbefehl, beispielsweise einen Zielwert einer Stellgröße, ermitteln. Das Betriebsgerät setzt den Steuerbefehl um, beispielsweise durch Anfahren des Zielwerts der Stellgröße mit einer Überblendzeit. Falls mit dem Datenpaket ein Befehl zum Inkrementieren oder Dekrementieren der Stellgröße übertragen wird, der in einer Folge von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten kodiert ist, kann das Betriebsgerät ebenfalls einen entsprechenden Überblendvorgang durchführen.

[0054] Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, können bei der Übertragung des Datenpakets Phasenabschnitte oder Phasenanschnitte sowohl für Halbwellen mit positivem Vorzeichen als auch für Halbwellen mit negativem Vorzeichen erzeugt werden. Dies erlaubt die Übertragung von zwei Datenbits pro Vollwelle der Versorgungsspannung, während das Datenpaket übertragen wird. Bei weiteren Ausgestaltungen können auch weniger als zwei Datenbits pro Vollwelle übertragen werden.

[0055] Während unter Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 3 Ausgestaltungen der Steuervorrichtung 100 mit einem Schaltmittel 106 erläutert wurden, das von der Steuerschaltung 110 gezielt in einen Aus-Zustand geschaltet wird, können auch mehrere Schaltmittel vorgesehen sein. Insbesondere kann die Steuerschaltung 110 eine Reihenschaltung mit einem ersten Schaltmittel und einem zweiten Schaltmittel umfassen, die zwischen den Eingangsanschluss 101 und den Ausgangsanschluss 102 der Steuervorrichtung geschaltet ist. Das erste Schaltmittel und das zweite Schaltmittel kann jeweils ein Leistungshalbleiterbauelement mit isolierter Gateelektrode sein. Das erste Schaltmittel und das zweite Schaltmittel kann jeweils ein Power-MOSFET sein oder ein Power-MOSFET umfassen. Derartige Ausgestaltungen erlauben auf besonders einfache Weise, durch zwei Leistungsschalter in einer Reihenschaltung Phasenanschnitte oder

Phasenabschnitte sowohl für Halbwellen der Versorgungsspannung mit positivem Vorzeichen als auch für Halbwellen der Versorgungsspannung mit negativem Vorzeichen zu erzeugen. Ausgestaltungen derartiger Schaltungen werden unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis Fig. 8 näher beschrieben. Dabei bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente oder Baugruppen.

[0056] Fig. 7 ist ein Schaltbild einer Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Steuervorrichtung 100 umfasst ein erstes Schaltmittel 121 und ein zweites Schaltmittel 122. Das erste Schaltmittel 121 und das zweite Schaltmittel 122 sind in einer Reihenschaltung zwischen den Eingangsanschluss 101 und den Ausgangsanschluss 102 der Steuervorrichtung 100 geschaltet. Die Steuervorrichtung 100 umfasst eine Steuerschaltung 140, die eingerichtet ist, um jeweils mindestens eines der beiden Schaltmittel 121, 122 in einen Aus-Zustand zu schalten.

[0057] Das erste Schaltmittel 121 und das zweite Schaltmittel 122 können jeweils als Power-MOSFET ausgestaltet sein. Andere Leistungsschalter, insbesondere Leistungshalbleiterbauelemente mit isolierter Gateelektrode, können verwendet werden. Das erste Schaltmittel 121 und das zweite Schaltmittel 122 können dabei so geschaltet sein, dass die Durchlassrichtung der prinzipbedingt integrierten Dioden der Power-MOSFETs für die beiden Schaltmittel 121, 122 entgegengesetzt zueinander sind.

[0058] Das erste Schaltmittel 121 und das zweite Schaltmittel 122 können in einem Ein- Zustand sein, wenn die Versorgungsquelle eine Versorgungsspannung liefert und die Steuerschaltung 140 die Gates der Power-MOSFETs nicht entlädt. Eine Ladeschaltung 130 kann verwendet werden, um die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 zu laden. Die Ladeschaltung 130 kann mit dem Eingangsanschluss 101 und dem Ausgangsanschluss 102 gekoppelt sein. Die Ladeschaltung 130 ist eingerichtet, um die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 zu laden, um beide Schaltmittel 121, 122 in einen Ein-Zustand zu schalten. Die Ladeschaltung 130 kann einen Kondensator oder ein anderes Energiespeichermittel umfassen, um die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 relativ rasch wieder zu laden, wenn die Steuerschaltung 140 die Reihenschaltung nicht mehr in einen Aus-Zustand schaltet. Auf diese Weise können Phasenanschnitte oder Phasenabschnitte mit relativ steilen Spannungsflanken erzeugt werden.

[0059] Die Steuerschaltung 140 kann mit den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 gekoppelt sein, um die Gates zu entladen. Dadurch kann die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6 beschrieben wurde, kann die Steuerschaltung 140 die Reihenschaltung von Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen Aus-Zustand schalten, um eine Prozedur zur Bestimmung eines Nulldurchgang der Versorgungsspannung durchzuführen. Dazu kann die Steuerschaltung 140 ein Entladen der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 herbeiführen, wenn ein Nulldurchgang des Stroms erkannt wird, der über die Schaltmittel 121, 122 und über die Lastleitung zum Betriebsgerät der Leuchte fließt. Die Steuerschaltung 140 kann zum Erzeugen von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 erneut entladen lassen, um in Zeitfenstern, die in einer vorherbestimmten zeitlichen Beziehung zu Nulldurchgängen der Versorgungsspannung stehen, einen Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt zu erzeugen. Zur Ausführung der verschiedenen genannten Funktionen kann die Steuerschaltung 140 wenigstens eine Logikschaltung umfassen, die als integrierte Schaltung ausgestaltet sein kann. Die Steuerschaltung 140 kann wenigstens einen Mikroprozessor oder Controller umfassen, um die genannten Funktionen auszuführen.

[0060] Eine interne Versorgungsspannung für die Steuerschaltung 140 kann über eine Versorgungsschaltung 150 bereitgestellt werden. Die Steuervorrichtung 100 kann auch so ausgestaltet sein, dass ein Überbrückungskontakt des Einstellelements 105 den Eingangsanschluss 101 und den Ausgangsanschluss 102 überbrückt, so lange das Einstellelement 105 nicht betätigt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine Spannungsversorgung der Steuerschal tung nur bei Betätigung des Einstellelements 105 erfolgt, so dass eine Leistungsaufnahme der Steuervorrichtung 100 verringert wird.

[0061] Die Funktionsweise der Steuervorrichtung 100 bei der Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung und beim Erzeugen von Phasenanschnitten und/oder Phasenabschnitten zur Übertragung einer Folge von Datenbits entspricht der unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6 beschriebenen Funktionsweise.

[0062] Fig. 8 ist ein Schaltbild einer Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Steuervorrichtung 100 umfasst ein erstes Schaltmittel 121, ein zweites Schaltmittel 122 und eine Steuerschaltung 140, die wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben ausgestaltet sein können.

[0063] Eine Ladeschaltung zum Laden der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 umfasst eine Diode 133, die mit dem Eingangsanschluss 101 verbunden ist und die über einen Widerstand 132 mit den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 verbunden ist. Die Ladeschaltung umfasst eine weitere Diode 134, die mit dem Ausgangsanschluss 102 verbunden ist und die über den Widerstand 132 mit den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 verbunden ist. Die Ladeschaltung kann einen Kondensator 131 umfassen, der über die Diode 133 und die weitere Diode 134 geladen wird. Ein weiterer Anschluss des Kondensators 131 ist mit einem Massepotenzial PO gekoppelt. Der Kondensator 131 speichert Ladung für ein rasches Laden der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122, beispielsweise am Ende eines Phasenanschnitts oder Phasenabschnitts.

[0064] Wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert, ist die Steuerschaltung eingerichtet, um die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen Aus-Zustand zu schalten. Der Widerstand des Leitungspfads durch die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 wird dadurch erhöht. Zum Entladen der Gates kann die Steuerschaltung eine Verbindung zwischen den Gates und einer Masse hersteilen, beispielsweise durch Ansteuern eines Transistors 142. Zusätzlich kann die Steuerschaltung zum Entladen der Gates einen Schalter, der beispielsweise als weiterer Transistor 136 realisiert sein kann, zwischen dem Kondensator 131 und den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 in einen sperrenden Zustand schalten, um ein erneutes Laden der Gates vorübergehend zu verhindern.

[0065] Die Steuerschaltung, mit der der Widerstand der Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 erhöht werden kann, umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine integrierte Schaltung 141, einen Transistor 142 und einen Spannungsteiler mit Widerständen 143 und 144. Die integrierte Schaltung 141 kann als Prozessor, Mikrocontroller, Controller oder andere integrierte Schaltung ausgestaltet sein. Die Steuervorrichtung 100 ist so ausgestaltet, dass die Gates der Schaltmittel 121, 122 geladen werden, wenn am Eingangsanschluss 101 ein Signal der Versorgungsquelle anliegt. Die integrierte Schaltung 141 kann ein Steuersignal Ctrl erzeugen und ausgeben, um den Transistor 142 leitend zu schalten. Der Widerstand 144 wirkt als Pulldown-Widerstand. Der Widerstand 144 ist mit dem Transistor 142 und mit einem Gate des Transistors 136 gekoppelt. Das Potenzial an den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 wird in Richtung eines Massepotenzials PO gezogen. Die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 können sich über eine Diode 145 entladen.

[0066] Die Steuerschaltung kann ein erneutes Laden der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 verhindern, während das Steuersignal Ctrl erzeugt wird. Dazu kann ein weiterer Transistor 136, der zwischen den Kondensator 131 und die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 geschaltet ist, in einen sperrenden Zustand übergehen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein Potenzial am Gate des weiteren Transistors 136 über einen Spannungsteiler mit dem Widerstand 144 und einem weiteren Widerstand 143 so beeinflusst, dass der weitere Transistor 136 sperrt, während das Steuersignal Ctrl den Transistor 142 leitend schaltet. Wenn das Steuersignal Ctrl nicht mehr erzeugt wird, also beispielsweise das Potenzial am entsprechenden Ausgang der integrierten Schaltung 141 auf einen niedrigeren Wert zurückkehrt, sperrt der Transistor 142. Ladung zum erneuten Laden der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 kann durch den Kondensator 131 bereitgestellt werden. Die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 können über den weiteren Transistor 136 und einen Widerstand 137 geladen werden, wenn ein Signal am Eingangsanschluss 101 von der Versorgungsquelle bereitgestellt wird und die integrierte Schaltung 141 den Transistor 142 nicht so steuert, dass das Potenzial an den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels beeinflusst wird, um den Widerstand der Reihenschaltung zu erhöhen.

[0067] Die Versorgung der Steuerschaltung mit Energie kann durch eine Versorgungsschaltung erfolgen, die wenigstens zwei Zenerdioden umfasst. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausgestaltung sind eine Zenerdiode 151 und ein Power-MOSFET 153 sowie eine weitere Zenerdiode 155 und ein weiteres Power-MOSFET 154 vorgesehen, um die Steuerschaltung 140 mit Energie zu versorgen. Andere Ausgestaltungen sind möglich, um eine interne Versorgungsspannung für die Steuerschaltung 140 zu erzeugen.

[0068] Eine Spannungsmessung zum Bestimmen des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung, die durchgeführt wird, während die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einem hochohmigen Zustand ist, kann von der integrierten Schaltung 141 durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Spannung, die über das zweite Schaltmittel 122 abfällt überwacht werden, während das Signal Ctrl den Transistor 142 leitend schaltet, um die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen Aus-Zustand zu schalten.

[0069] Die Funktionsweise der Steuervorrichtung 100 bei der Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung und beim Beeinflussen der Versorgungsspannung zur Übertragung eines Datenpakets entspricht der unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 7 beschriebenen Funktionsweise.

[0070] Nachfolgend wird ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung 100 erläutert. Die Steuervorrichtung 100 umfasst ein erstes Schaltmittel 121, ein zweites Schaltmittel 122 und eine Steuerschaltung, die wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben ausgestaltet sein können. Die Steuerschaltung umfasst eine integrierte Schaltung 141. Die integrierte Schaltung 141 kann als Controller oder Prozessor ausgestaltet sein. Nachfolgend werden nur die Schaltungskomponenten der Steuervorrichtung 100 ausführlich beschrieben, die für das Verständnis der Erfindung relevant sind.

[0071] Die Steuervorrichtung umfasst eine Ladeschaltung zum Laden der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122. Die Ladeschaltung umfasst einen Kondensator 131 und Dioden 133, 134. Der Kondensator 131 wird über die Dioden 133, 134 geladen, wenn die Versorgungsquelle eine Versorgungsspannung liefert. Die Ladeschaltung umfasst weiterhin einen Transistor 136, der mit den Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 verbunden ist. Die Ladeschaltung hält die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einem Ein-Zustand, d.h. in einem niederohmigen Zustand, wenn die Versorgungsquelle eine Versorgungsspannung liefert und die Steuerschaltung die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 nicht entlädt.

[0072] Um die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen Aus-Zustand zu schalten, steuert die integrierte Schaltung 141 einen Transistor 142, wie unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Ein Ausgangssignal der integrierten Schaltung 141 kontrolliert ein Potenzial am Gate des Transistors 142. Wenn der Transistor 142 in einen Ein-Zustand geschaltet wird, wird über einen Spannungsteiler mit Widerständen 143 und 144 die Gatespannung des Transistors 136 in Richtung Masse gezogen. Der Transistor 136 wird so in einen Aus-Zustand geschaltet. Auf diese Weise wird ein erneutes Laden der Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 durch den Kondensator 131 unterdrückt. Die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 entladen sich, bei- spielsweise über eine Diode 145, den Widerstand 144 und über den Transistor 142.

[0073] Um das selektive Schalten der Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in den Aus-Zustand zu beenden, gibt die integrierte Schaltung 141 kein Signal an die Gateelektrode des Transistors 142 mehr aus. Der Transistor 142 sperrt. Die Gates des ersten Schaltmittels 121 und des zweiten Schaltmittels 122 werden von dem Kondensator 131 über den Transistor 136 geladen. Entsprechend kehrt die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen Ein-Zustand zurück, in dem sie einen niedrigeren Widerstand aufweist. Durch die Verwendung des Kondensators 131 kann eine rasche Rückkehr in den Ein-Zustand erreicht werden.

[0074] Die Funktionsweise der Steuervorrichtung 100 bei der Bestimmung des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung und beim Beeinflussen der Versorgungsspannung zur Übertragung einer Folge von Datenbits entspricht der unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 8 beschriebenen Funktionsweise. Die Erfassung der Spannung in der Steuervorrichtung, während die Reihenschaltung von erstem Schaltmittel 121 und zweitem Schaltmittel 122 in einen Aus-Zustand geschaltet ist, kann an geeigneten Messpunkten erfolgen. Beispielsweise kann die integrierte Schaltung 141 eine über dem zweiten Schaltmittel 122 abfallende Spannung über einen Widerstand 111 und Zenerdiode 112 oder Widerstand 112 erfasst, um einen Nulldurchgang der Versorgungsspannung zu bestimmen.

[0075] Während Steuervorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben wurden, können Abwandlungen bei weiteren Ausgestaltungen realisiert werden. Beispielsweise können anstelle von Power- MOSFETs andere steuerbare Leistungsschalter verwendet werden. Anstelle von n- Kanal-MOSFETs, die durch Entladen der Gates in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden, können auch p-Kanal-MOSFETs verwendet werden. Entsprechend würde die Steuerschaltung dann die Gates der Schaltmittel laden, um den Widerstand des Leitungspfads zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss zu erhöhen. Während die Steuervorrichtung zwei Schaltmittel in einer Reihenschaltung umfassen kann, um einen Phasenanschnitt sowohl bei Halbwellen der Versorgungsspannung mit positivem Vorzeichen als auch bei Halbwellen mit negativem Vorzeichen zu erzeugen, kann die Datenübertragung bei weiteren Ausführungsbeispielen so erfolgen, dass ein Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt nur für Halbwellen mit einem bestimmten Vorzeichen erzeugt wird. In diesem Fall kann auch nur ein Datenbit pro Vollwelle der Versorgungsspannung übertragen werden. Ähnlich können Bipolartransistoren, die unter Bezugnahme auf einige Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, auch durch andere steuerbare Schaltmittel ersetzt werden.

[0076] Während Steuervorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen zur Übertragung von Dimmbefehlen und/oder zur Farbsteuerung verwendet werden können, können auch Zielwerte für andere Stellgrößen übertragen werden. Bei allen Ausführungsbeispielen kann die Datenübertragung erfolgen, nachdem das Leuchtmittel bereits Licht abgibt. Die Datenübertragung kann über die Lastleitung erfolgen, ohne dass das Leuchtmittel verlischt.

[0077] Während die Kodierung von Datenbits durch Erzeugen eines Phasenanschnitts oder Phasenabschnitts beschrieben wurde, kann die Versorgungsspannung auch anderweitig beeinflusst werden, um eine Folge von Datenbits mit einer Folge von Halbwellen der Versorgungsspannung zu übertragen. Beispielsweise kann die von der Steuervorrichtung an das Betriebsgerät bereitgestellte Versorgungsspannung auch während eines Zeitfensters im Wesentlichen bis auf Null abgesenkt werden, das weder am Anfang noch am Ende einer Halbwelle der Versorgungsspannung liegt.

[0078] Bei allen Ausführungsformen kann ein Überbrückungskontakt des Einstellelements den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss überbrücken, so lange das Einstellelement nicht betätigt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine Spannungsversorgung der Steuerschaltung nur bei Betätigung des Einstellelements erfolgt, so dass eine Leistungsaufnahme der Steuervorrichtung verringert werden kann.

[0079] Vorrichtungen und Verfahren nach Ausführungsbeispielen können insbesondere zum Steuern von Leuchten, die LEDs umfassen, eingesetzt werden, ohne darauf beschränkt zu sein.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Datenübertragung von einer Steuervorrichtung (100) an eine Last (50) über eine Lastleitung (40), insbesondere zur Datenübertragung an ein Betriebsgerät (52) für ein Leuchtmittel (54), wobei das Verfahren umfasst: Steuern eines Schaltmittels (106; 121, 122), um einen Widerstand eines Leitungspfads zwischen einem Eingangsanschluss (101) und einem Ausgangsanschluss (102) der Steuervorrichtung (100) zu erhöhen, Erfassen einer Spannung (223) in der Steuervorrichtung (100) zum Erkennen einer Phasenlage einer Versorgungsspannung (220, 230), und Beeinflussen der Versorgungsspannung (220, 230) abhängig von der erkannten Phasenlage und abhängig von zu übertragenden Daten zum Übertragen eines Datenpakets.
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: Überwachen eines über den Ausgangsanschluss (102) an die Lastleitung (40) ausgegebenen Stroms (221), wobei das Schaltmittel (106; 121, 122) bei einem Nulldurchgang (222) des Stroms (221) in einen Aus-Zustand geschaltet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Detektieren der Phasenlage ein Detektieren eines Nulldurchgangs (224) der erfassten Spannung (223) umfasst, wobei die Versorgungsspannung (220) in Zeitfenstern, die von einer Zeit (225), bei der der Nulldurchgang (224) der erfassten Spannung (223) auftritt, abhängen, beeinflusst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt (241-244, 246, 248) wenigstens einer Halbwelle (231-234, 236, 238) der Versorgungsspannung (220, 230) erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei für wenigstens zwei Halbwellen (231,232) der Versorgungsspannung (220, 230), die unterschiedliche Vorzeichen aufweisen, jeweils ein Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt (241,242) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei für mehrere Halbwellen (231-234, 236, 238) einer Folge von Halbwellen (231-238) der Versorgungsspannung (220, 230) selektiv jeweils ein Phasenanschnitt und/oder Phasenabschnitt (241-244, 246, 248) erzeugt wird, um einen Dimmwert und/oder einen Farbwert zu kodieren.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei zum Erzeugen des Phasenanschnitts und/oder Phasenabschnitts (241-244, 246, 248) das Schaltmittel (106) zeitlich koordiniert mit der erkannten Phasenlage in einen Aus-Zustand geschaltet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei pro Vollwelle der Versorgungsspannung (220, 230) wenigstens zwei Datenbits übertragen werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Eingangsanschluss (101) der Steuervorrichtung (100) mit einem Phasenleiter (30) einer Versorgungsquelle (10) gekoppelt ist und der Ausgangsanschluss (102) der Steuervorrichtung (100) mit der Lastleitung (40) gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung (100) keinen Anschluss für einen Nullleiter (20) der Versorgungsquelle (10) aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: Überwachen einer Betätigung eines Einstellelements (105) der Steuervorrichtung (100), wobei das Steuern des Schaltmittels (106; 121, 122) erfolgt, wenn eine Betätigung des Einstellelements (105) erkannt wird.
11. Steuervorrichtung, umfassend: einen Eingangsanschluss (101), der zur Kopplung mit einem Phasenleiter (30) einer Versorgungsquelle (10) eingerichtet ist, einen Ausgangsanschluss (102), der zur Kopplung mit einer Lastleitung (40) zur Versorgung einer Last (50) eingerichtet ist, und eine Steuerschaltung (110; 140; 141-145), die eingerichtet ist, um eine Stromversorgung für die Last (50) zu unterbrechen, um eine Spannung (223) in der Steuervorrichtung (100) zu erfassen, während die Stromversorgung für die Last (50) unterbrochen ist, um eine Phasenlage einer Versorgungsspannung (220, 230) zu erkennen, und um die Versorgungsspannung (220, 230) abhängig von der erkannten Phasenlage und abhängig von zu übertragenden Daten zum Übertragen eines Datenpakets zu beeinflussen.
12. Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerschaltung (110; 140; 141-145) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingerichtet ist.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, die als Dimmer ausgestaltet ist.
14. Beleuchtungssystem, umfassend: wenigstens ein Betriebsgerät (52) für ein Leuchtmittel (54), und eine Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, die über eine Lastleitung (40) mit dem wenigstens einen Betriebsgerät (52) gekoppelt ist.
15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, wobei das wenigstens eine Betriebsgerät (52) wenigstens einen LED-Konverter umfasst. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen