CN103959191A - 用于触发照明部件的电路 - Google Patents

Abstract

提出一种用于触发照明部件的电路，在所述电路中，能够在电容器(C)上截取用于触发照明部件的控制电压(Vout)，其中电容器(C)能够经由充电电流(13)充电，所述充电电流与电容器(C)上的电压成比例。此外，提出一种具有这种电路的发光系统。

Description

用于触发照明部件的电路

技术领域

本发明涉及一种用于触发照明部件的电路以及一种具有相应的电路的发光系统。

背景技术

渐变(Fading)表示不同的照明水平之间的柔和过渡。这种过渡例如在用于电影院或剧院的或用于例如在动物育种或水族学的范围中的日光模拟的舒适的光控装置中是必需的。对这种光控装置的重要要求除了缓慢的光变化以外还有光变化的被认为是线性的改变。基于韦伯-费希纳定律以及模拟的1-10伏特控制装置的特性曲线的尽可能线性的改变，因此需要渐变控制装置的指数响应，所述韦伯-费希纳定律说明：感官印象的主观感知的强度与物理刺激的客观强度的对数成比例地响应。

这种控制装置迄今仅耗费地以数字的方式借助于DALI控制装置来实现。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于舒适的光控装置的有效的解决方案。

所述目的根据独立权利要求的特征来实现。本发明的改进方案也从从属权利要求中得出。

为了解决所述目的，提出一种用于触发照明部件的电路，

-在所述电路中，能够在电容器上截取用于触发照明部件的控制电压，

-其中，电容器能够经由充电电流来充电，所述充电电流与电容器上的电压成比例。

所述解决方案能够以小的耗费实现用于光控装置的渐变功能的实现方案。

改进方案为，电容器能够借助电容器上的基本上指数变化的电压改变来充电。

另一个改进方案为，

-电容器能够经由第一电流镜来充电，

-电容器能够经由第二电流镜来放电，

-其中，第一电流镜和第二电流镜耦合并且第二电流镜经由所述耦合提供耦合电流，所述耦合电流与电容器的放电电流成比例，并且

-其中第一电流镜产生充电电流，所述充电电流与耦合电流成比例。

尤其地，一个改进方案为，与第一电流镜串联地设置有高电阻的电阻器，所述电阻器与电容器连接。

通过所述电阻器能够提供一定的启动电流，所述启动电流确保电容器的再充电。

还有一个改进方案是，第一电流镜经由二极管与电容器连接，其中二极管的阴极指向电容器的方向。

此外，一个改进方案为，第二电流镜经由电阻器与电容器连接。

在附加的改进方案的范围中，借助于电阻器和电容器能够设定电路的渐变时间(Fadingzeit)。

渐变时间尤其相应于用于电容器的指数的充电或放电过程的持续时间。

另一个改进方案在于，电阻器构成为可变电阻器。

一个设计方案为，能够借助于输入电压来预设调光区域，其中能够将输入电压施加到第一电流镜上。

一个替选的实施形式在于，照明部件是用于至少一个灯的至少一个工作设备。

工作设备也称作镇流器。其尤其能够是用于至少一个气体放电灯和/或至少一个荧光灯的工作设备。要补充说明的是，其他的灯也能够借助于相应的工作设备来触发。

优选地，工作设备具有输入端，借助于所述输入端能够设定调光。所述输入端能够借助于在此阐述的电路来触发。

另一个设计方案为，借助于所述电路能够提供用于工作设备的1-10伏特控制信号。

上述目的也通过包括在此阐述的电路的发光系统来实现。

发光系统能够是照明单元、灯、光源或上述单元的组合。

附图说明

下面借助附图来示出并且阐述本发明的实施例。

附图示出：

图1示出电路装置的示例示意图，借助所述电路装置，根据输入信号，能够借助于输出信号实现主观感知为均匀的光变化，其中例如能够将输出信号施加到用于灯的电子工作设备的1-10伏特控制输入端上；

图2示出电路上的输入信号的在此描述的信号改变，电容器上的电压的指数改变和所感知到的亮度印象的线性改变；

图3示出用于例如水族馆的照明的日光电路的示例性的电路。

具体实施方式

控制电压的指数改变根据电容器来截取，所述电容器经由电阻器来放电，因为放电电流与电容器的电压成比例。目的是，也以指数的方式进行电容器的充电，也就是用与电容器电压成比例的电流对电容器充电。

如在开始详述的那样，所述目的在于，提出一种有效的光控装置，借助所述光控装置能够实现照明水平之间的柔和过渡(“渐变”)。

对这种光控装置的要求除了缓慢的光变化之外还在于光变化的感知为线性的改变。基于韦伯-费希纳定律，依此，感官印象的主观感知的强度与物理刺激的客观强度的对数成比例地响应，并且由于1-10伏特模拟控制装置的特性曲线的尽可能线性的改变，对此需要渐变控制装置的指数响应。

一个灯的(或多个灯的、光源的、发光模块的或发光系统的)亮度能够通过下述方式根据期望的指数曲线而减弱：产生用于1-10伏特控制装置的控制电压，所述控制电压遵循电容器的通常的放电曲线。

图1示出电路装置的示例示意图，借助所述电路装置，根据输入信号Vin，能够借助于输出信号Vout实现主观感知为均匀的光变化。例如能够将输出信号Vout施加到用于灯的电子工作设备的1-10伏特控制输入端上。

输入信号Vin经由电阻器R3施加在pnp晶体管Q3的发射极上，所述pnp晶体管的集电极与npn晶体管Q2的集电极并且与晶体管Q3的基极连接。此外，晶体管Q3的基极与pnp晶体管Q4的基极连接。输入信号Vin经由电阻器R4施加在晶体管Q4的发射极上，晶体管Q4的集电极经由二极管D与节点101连接，其中二极管D的阴极指向节点101的方向。在节点101上能够截取输出信号Vout。此外，输入信号经由电阻器R5与节点101连接。

晶体管Q2的发射极经由电阻器R2与接地电势连接。晶体管Q2的基极与npn晶体管Q1的基极和集电极连接。晶体管Q1的发射极经由电阻器R1与接地电势连接。晶体管Q1的集电极经由电阻器R与节点101连接。此外，节点101经由电容器C与接地电势连接。

两个晶体管Q1和Q2以电流镜的形式彼此连接。两个晶体管Q3和Q4也为电流镜。

只要不存在输入信号Vin，那么电容器C就通过电阻器R放电。在此，电流I1流动，所述电流大致与电容器C上的电压成比例。

为了也能够根据期望的指数特性曲线来提高亮度并且用于这种提高的渐变时间等于用于减弱光的渐变时间，只要存在输入信号Vin＝12V，就应当产生充电电流I3，所述充电电流大致是放电电流I1的两倍大。穿过电容器C的电流在该情况下为I3-I1＝I1并且因此又与其电压成比例。

电流镜Q1、Q2为此产生电流I2，所述电流与放电电流I1成比例。此外，电流镜Q3、Q4产生充电电流I3，所述充电电流在其方面与电流I2成比例。通过根据下述关系来设计电阻器的大小而实现期望的比例I3/I1＝2：

$\frac{R1}{R2}\·\frac{R3}{R4}=2$

当电容器C完全放电时，不再有放电电流I1流动进而也不能够产生充电电流I3。电阻器R5解决所述问题，所述电阻器提供一定的启动电流。因为所述启动电流使指数的充电曲线失真，优选地，将电阻器R5的大小设计成尽可能是高电阻的。

二极管D防止电容器C的通过晶体管Q3和Q4的基极-发射极通路的不期望的放电。电容器R5能够连接到二极管D的两侧上。

当应当借助小电容的电容器C实现长的渐变时间时，能够对小电流进行评估。在这种情况下有利的是，所述评估通过电流镜来进行，因为由此使电路的温度敏感性和公差敏感性最小化。优选地，应用双晶体管，其中将整个电流镜安置在单独的芯片上。

渐变时间通过选择电阻器R和电容器C来确定。例如能够通过将电阻器R构成为分压器来设定渐变时间。

此外，例如通过将电阻器R1至R4的大小设计成使得下述关系适用：

$\frac{R1}{R2}\·\frac{R3}{R4}\≠2$

能够实现用于提高和减弱的不同的渐变时间。

只要存在大小大约为12V的输入信号Vin，那么输出电压Vout指数地上升，以便最终实现其大约为10V的最大值。一旦不再存在输入信号Vin，那么Vout指数地下降至大约0V。在此，主观感知到的亮度印象logΦ得出期望的线性的变化。

如果不应经过整个调光区域，那么这能够通过输入电压Vin的窄的范围来实现。

图2图解说明在此描述的信号改变。信号改变201图解说明示例性的输入电压Vin。在时刻t1，输入电压Vin从0V切换成12V，电容器C上的电压Vout202指数地上升至时刻t2，因此电容器C被充电，电压Vout202保持恒定。在时刻t3，输入电压201又切换成0V，电容器上的电压Vout202直至时刻t4指数地下降。

例如当在用于灯的工作设备的1-10伏特输入端上施加信号Vout时，根据电压Vout的改变202考虑亮度印象203，如其产生的那样，因此得出在时刻t1和t3以及t3和t4之间的亮度变化的线性印象，因此将光均匀地调光。

应用示例：用于水族馆照明的日光模拟

图3示出用于例如水族馆的照明的日光电路的示例性的电路。方框301在此包括在图1中示出的电路。经由节点302提供输入信号Vin(参见图1连同相关的说明)，输出信号Vout施加在节点101上。

交流电源电压的L端子经由定时开关305和电容器C1与整流器303连接，并且交流电源电压的N端子经由电容器C2与整流器303连接。整流器303提供直流电压，所述直流电压的正电势与节点302连接并且其参考电势与接地点连接。整流器303的两个直流电压输出端经由电容器C3彼此连接。与电容器C3并联地接入齐纳二极管D1，所述齐纳二极管的阴极指向节点302的方向。

节点101与pnp晶体管Q5的基极连接。晶体管Q5的发射极经由电阻器R6与节点304连接，晶体管Q5的集电极与npn晶体管Q7的基极连接。晶体管Q7的发射极与接地点连接并且晶体管Q7的集电极与pnp晶体管Q6的基极连接。晶体管Q6的集电极与接地点连接并且晶体管Q6的发射极与节点304连接。在节点304和接地电势之间存在下述电压，所述电压能够用于控制用于灯的工作设备的1-10伏特输入端。构件的示例性的设计或选择能够如在图3中示出的那样进行。

输出信号Vin在节点302上借助于定时开关305产生。经由端子L和N提供的电源电压能够进行降压变换、整流和滤波，以便因此产生输入信号Vin。也可能的是，电源电压如在图3中示出的那样在没有应用变压器的情况下电容性地进行划分；这由于当前的电路的小的电流消耗是尤其有效的解决方案。

包括三个晶体管Q5至Q7的输出电路将输出端(节点101)与时间确定的电容器C退耦，以便避免通过由连接于节点304和接地点的工作设备供应的控制电流的充电。所述输出电路例如允许对多个、例如至10个工作设备(EVG，电子镇流器)进行控制，而在此没有超过为1V的最小的输出电压。当应控制仅一个工作设备时，例如能够应用PNP达林顿晶体管。

所述电路具有为15分钟的渐变时间并且为此应用470μF电解电容器作为电容器C。

Claims (10)

1.一种用于触发照明部件的电路，

-其中能够在电容器(C)上截取用于触发所述照明部件的控制电压(Vout)，

-其中所述电容器(C)能够经由充电电流(I3)来充电，所述充电电流与所述电容器(C)上的电压成比例，

-其中所述电容器(C)能够借助在所述电容器上的基本上指数地变化的电压改变(202)来充电，

-其中所述电容器(C)能够经由第一电流镜(Q3，Q4)来充电，

-其中所述电容器(C)能够经由第二电流镜(Q1，Q2)来放电，

-其中所述第一电流镜(Q3，Q4)和所述第二电流镜(Q1，Q2)耦合并且所述第二电流镜(Q1，Q2)经由所述耦合提供耦合电流(I2)，所述耦合电流与所述电容器的放电电流(I1)成比例，并且

-其中所述第一电流镜(Q3，Q4)产生所述充电电流(I3)，所述充电电流基本上与所述耦合电流(I2)成比例。

2.根据权利要求1所述的电路，其中在所述第一电流镜(Q3，Q4)和所述电容器(C)之间设置有高电阻的电阻器(R5)。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其中所述第一电流镜(Q3，Q4)经由二极管(D)与所述电容器(C)连接，其中所述二极管(D)的阴极指向所述电容器(C)的方向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路，其中所述第二电流镜(Q1，Q2)经由电阻器(R)与所述电容器(C)连接。

5.根据权利要求4所述的电路，其中借助于所述电阻器(R)和所述电容器(C)能够设定所述电路的渐变时间。

6.根据权利要求4或5所述的电路，其中所述电阻器(R)构成为可变电阻器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电路，其中借助于输入电压(Vin)能够预设调光区域，其中所述输入电压(Vin)能够施加到所述第一电流镜(Q3，Q4)上。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电路，其中所述照明部件是用于至少一个灯的至少一个工作设备。

9.根据权利要求8所述的电路，其中借助于所述电路能够提供用于所述工作设备的1-10伏特控制信号。

10.一种发光系统，所述发光系统包括根据上述权利要求中任一项所述的电路。