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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer passenden
Verbindung zwischen einer Leuchte und einem elektronischen Vorschaltgerät, das eine
geeignete Versorgungsleistung für
die Leuchte bereitstellt.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Leuchte
zur Durchführung
des Verfahrens, mit einem Netzteil zur Erzeugung einer Versorgungsleistung
für den
Betrieb der Leuchte und einem Anschlusskabel zur Herstellung einer
elektrischen Verbindung zu der Leuchte zur Übertragung der Versorgungsleistung.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Leuchte zum Anschluss an ein elektrisches
Vorschaltgerät über ein
Anschlusskabel, die zu Durchführung
des Verfahrens geeignet ist.
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Zur
Beleuchtung von Messeständen,
Ausstellungsräumen,
Filmszenen usw. werden regelmäßig zahlreiche
mit Entladungslampen versehene Leuchten eingesetzt. Hierfür werden
häufig
gerüstähnliche
Gestelle verwendet, an denen die Leuchten montiert und an ein Verbindungskabel
angeschlossen werden. Das Verbindungskabel verbindet die Leuchten
mit einem zugehörigen
elektronischen Vorschaltgerät.
Wegen der häufig
verwendeten hohen Anzahl der Leuchten werden die elektronischen Vorschaltgeräte häufig zu
mehreren in genormteN Einschubgehäusen eingesetzt. Um die Anzahl
der manchmal über
eine längere
Strecke verlegten Kabel zu reduzieren, werden die Verbindungsleitungen
der elektronischen Vorschaltgeräte
zunehmend mit einem einzigen, vieladrigen Kabel verbunden, mit dem die
Distanz zwischen den elektronischen Vorschaltgeräten und den Leuchten weitgehend überbrückt wird.
Am leuchtenseitigen Ende des vieladrigen Kabels ist ein Verteiler
angebracht, an den die einzelnen Leuchten dann angeschlossen werden
können.
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Für die Erfüllung der
jeweiligen Beleuchtungsaufgaben werden generell Leuchten unterschiedlicher
Leistungen eingesetzt. Es ist bekannt, die Leuchten unterschiedlicher
Leistungen mit unterschiedlichen Steckern zu versehen, um beispielsweise
das Anschließen
einer Leuchte geringerer Leistung an ein elektronisches Vorschaltgerät mit einer höheren Ausgangsleistung
oder umgekehrt zu vermeiden, wodurch Schäden an der Entladungslampe der
Leuchte oder am elektronischen Vorschaltgerät entstehen können. Nachteilig
hieran ist allerdings, dass der an das vieladrige Kabel angeschlossene Verteiler
mit entsprechend mechanisch kodierten Gegensteckern ausgestattet
sein muss, sodass der Verteiler für die jeweilige Beleuchtungsaufgabe
speziell eingerichtet sein muss. Dies ist umständlich und erfordert beispielsweise
größere Umrüstarbeiten,
wenn sich bei der Erstellung der Beleuchtung herausstellt, dass
an einer oder mehreren Stellen eine Leuchte einer vorgeplanten Leistungsstärke durch
eine Leuchte einer anderen Leistungsstärke ersetzt werden sollte. Es
ist daher vorgeschlagen worden, auf die mechanische Kodierung der
Stecker zu verzichten und von dem Installationspersonal eine erhöhte Aufmerksamkeit
zu fordern, um ein falsches Anschließen von Leuchten an elektronische
Vorschaltgeräten
zu vermeiden. Dies setzt eine sorgfältige Zuordnung und Markierung
der Anschlüsse
des leuchtenseitigen Verteilers zu den einzelnen elektronischen
Vorschaltgeräten
am anderen Ende des vieladrigen Kabels und ferner eine hohe Aufmerksamkeit
des Installationspersonals voraus.
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Durch
US 6,184,632 B1 ist
es bekannt, bei einer Hochdruckentladungslampe in der Lampe selbst
einen Widerstand vorzusehen, der zusammen mit einem Widerstand eines
Vorschaltgeräts
einen Spannungsteiler bildet. Vor dem Einschalten der Versorgungsspannung
für die
Entladungslampe wird eine niedrige Gleichspannung vom Vorschaltgerät bereitgestellt
und gelangt über
eine Wicklung eines Zündgeräts zum Widerstand
in der Lampe. Zwischen der Spule des Zündgeräts und der Lampe wird die vom
Widerstand der Lampe als Teil eines Spannungsteiler abhängige Spannung
abgenommen und Komparatoren zugeführt. Liegt die Spannung in
einem von den Komparatoren begrenzten Spannungsbereich, wird ein
Oszillator des Vorschaltgeräts
aktiviert, um das Zündgerät zu triggern
und die Versorgungsspannung bereit zu stellen. Für die Übertragung des Steuersignals
vom Komparator zum Oszillator ist eine eigene Steuerleitung erforderlich.
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Durch
DE 196 40 625 A1 ist
eine Prüfeinrichtung
an einem Lampensockel bekannt, die mit einer magnetischen Codierung
in der jeweiligen Lampenfassung zusammenwirkt. Über Anschlussklemmen der Lampenfassung
wird mit einem ein Magnetfeld detektierenden Schalter ein Steuerkreis
geschlossen, mit dem ein Leistungskreis geschaltet werden kann.
Steuerkreis und Versorgungskreis müssen dabei getrennt ausgeführt sein.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf der Annahme, dass wegen der häufig räumlich beengten
Installationsverhältnisse
im Bereich des Verteilers, beispielsweise auf einem engen Leuchtengerüst und wegen
der dort regelmäßig vorhandenen
problematischen Lichtverhältnisse
ein fehlerfreies Arbeiten des Bedienpersonals nicht vorausgesetzt
werden kann. Fehlinstallationen und die damit verbundenen Beschädigungen
von Lampen und/oder elektronischen Vorschaltgeräten erscheinen daher unvermeidbar.
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Der
Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, ohne wesentlichen
zusätzlichen
Aufwand schädliche
Folgen von Fehlinstallationen aufgrund nicht mehr vorhandener mechanischer
Kodierungen von Steckverbindungen zu vermeiden, ohne hierfür zusätzliche
Leitungen zu benötigen.
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Die
Lösung
dieses Problems gelingt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung
einer passenden Verbindung zwischen einer eine Entladungslampe aufweisenden
und mit einem Zündgerät ausgestatteten
Leuchte und einem elektronischen Vorschaltgerät, das eine geeignete Versorgungsleistung
für die
Leuchte auf Versorgungsadern eines Anschlusskabels bereitstellt,
wobei vor dem Einschalten der Versorgungsleistung der Leuchte von
dem Vorschaltgerät
aus ein Signal auf den Versorgungsadern des Anschlusskabels übertragen
wird, mittels der Leuchte aufgrund des übertragenen Signals ein für den Leuchtentyp
spezifisches Antwortsignal auf den Versorgungsadern erzeugt wird,
im Vorschaltgerät das
Antwortsignal zur Erkennung des angeschalteten Leuchtentyps ausgewertet
wird und erst nach Erkennung eines zum Anschluss geeigneten Leuchtentyps
die Versorgungsleistung eingeschaltet wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sieht somit eine elektronische Überprüfung der
an das betreffende elektronische Vorschaltgerät angeschlossenen Leuchte vor,
bevor die Versorgungsleistung von dem elektronischen Vorschaltgerät eingeschaltet
wird. Auf diese Weise wird ein Anschluss einer nicht passenden Leuchte
an ein elektronisches Vorschaltgerät nicht verhindert, jedoch
die Leuchte durch das elektronische Vorschaltgerät nicht in Betrieb genommen.
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Die Überprüfung des
Leuchtentyps, also insbesondere die Überprüfung der Nennleistung der Leuchte,
kann ohne zusätzliche
Leitungsadern über das
beispielsweise als Zwei-Leiter-Kabel ausgebildete Verbindungskabel
erfolgen. Der für
das elektronische Vorschaltgerät
und für
die Leuchte erforderliche schaltungstechnische Aufwand ist gering,
da die Übertragung
der Information über
den Leuchtentyp in sehr einfacher Weise erfolgen kann, beispielsweise durch
in der Leuchte erzeugte Impulse, deren Anzahl pro Zeiteinheit die
Information über
den Leuchtentyp enthält.
In diesem Fall ist beispielsweise lediglich ein Impulsgeber in Form
eines astabilen Multivibrators geeignet, dessen Umschaltfrequenz
durch eine Beschaltung mit einem Kondensator festgelegt werden kann.
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Grundsätzlich ist
es denkbar, den Antwortsignalgenerator durch eine eigene Batterie
in der Leuchte zu versorgen. Bevorzugt ist allerdings eine Lösung, bei
der das Antwortsignal aus der Energie des empfangenen Signals in
der Leuchte erzeugt wird, sodass die Leuchte weiterhin ohne irgendeine eigene
Stromquelle auskommt. Hierfür
kann beispielsweise als Signal eine niedrige Gleichspannung übertragen
werden, die als Antwortsignal von dem Signalgenerator in der Leuchte
getaktet niederohmig und hochohmig umgeschaltet wird, sodass, je
nach Beschaltungsart, Spannungsimpulse entstehen oder bei gleichbleibender
Spannung Stromimpulse im elektronischen Vorschaltgerät detektierbar
sind.
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Eine
andere Ausführungsform
besteht darin, dass als Signal des elektronischen Vorschaltgeräts ein zeitlich
begrenztes Impulssignal übersandt
wird, aus dessen Energieinhalt ein Antwortsignal mittels der Leuchte
gebildet wird. Das Impulssignal kann in der Leuchte beispielsweise
zur Aufladung eines Kondensators verwendet werden, aus dessen Energie das
zeitlich begrenzte Antwortsignal gebildet wird. Zweckmäßigerweise
ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Bildung des Antwortsignals
in der Leuchte selbstabschaltend ausgebildet ist, sodass es abgeschaltet
ist, wenn die Versorgungsleistung auf die Leuchte geleitet wird.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
dient ein elektronisches Vorschaltgerät für eine eine Entladungslampe
aufweisende und mit einem Zündgerät ausgestattete
Leuchte mit einem Netzteil zur Erzeugung einer Versorgungsleistung
für den
Betrieb der Leuchte, Ausgangsklemmen für den Anschluss von Versorgungsadern
eines Anschlusskabels zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu
der Leuchte zur Übertragung
der Versorgungsleistung, einer Steuereinrichtung, durch die vor
dem Einschalten der Versorgungsleistung ein Signal an die Leuchte
ausgesandt wird, einer Auswertungseinrichtung zur Auswertung eines über die
Vesorgungsadern des Anschlusskabels übertragenen Antwortsig nals
der Leuchte zur Erkennung des Leuchtentyps und Bewertung des Leuchtentyps
als zum Anschluss an die Versorgungsspannung geeignet und einer Schalteinrichtung
zur Einschaltung der Versorgungsleistung, wenn der erkannte Leuchtentyp
zum Anschluss an die Versorgungsspannung geeignet ist.
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Dabei
kann am Ausgang der Steuereinrichtung eine gegenüber der Spannung der Versorgungsleistung
wesentlich niedrigere Gleichspannung zur Übertragung auf die Leuchte
anstehen. Gemäß der oben
beschriebenen Arbeitsweise kann es ausreichend sein, wenn am Ausgang
der Steuereinrichtung ein zeitlich begrenzter Impuls der niedrigen Gleichspannung
zur Übertragung
auf die Leuchte ansteht.
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Der
Ausgang der Steuereinrichtung ist an das Anschlusskabel angeschlossen,
sodass die Übertragung
der niedrigen Gleichspannung mit dem selben Kabel erfolgt, mit dem
später
die Versorgungsleistung auf die Leuchte geleitet wird.
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Die
Auswertungseinrichtung kann in einfacher Weise zur Erkennung der
Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit ausgebildet sein.
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Selbstverständlich kann
die Auswertungseinrichtung im Rahmen der Erfindung auch anders ausgebildet
sein, beispielsweise zur Erkennung von Impulsbreiten, zur Erkennung
von Nulldurchgängen einer
harmonischen Schwingung o.ä.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
dient ferner erfindungsgemäß eine Leuchte
mit einer Entladungslampe, einem Zündgerät und Anschlussklemmen zum
Anschluss an ein elektronisches Vorschaltgerät über Versorgungsadern eines
Anschlusskabels, mit einem durch ein extern an den Anschlussklemmen
zugeführtes
Signal getriggerten Signalgeber zur Übertragung eines den Leuchtentyp
charakterisierenden Antwortsignals über die Anschlussklemmen an
das Vorschaltgerät.
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Der
Signalgeber ist an das Anschlusskabel angeschlossen, empfängt also über die
selbe Leitung sowohl das extern zugeführte Signal als auch die Versorgungsleistung.
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Der
Signalgeber ist vorzugsweise nach Abgabe des Antwortsignals selbstabschaltend
ausgebildet. Seine erneute Aktivierung erfolgt durch ein erneutes
extern zugeführtes
Signal, das sich von der Versorgungsleistung deutlich unterscheidet
und vom Signalgeber erkennbar ist.
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Aus
den oben beschriebenen Gründen
ist es vorteilhaft, wenn der Signalgeber eine Energiespeichereinrichtung
zur Bildung seiner Versorgungsspannung aus einem empfangenen Signal
aufweist.
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Alternativ
kann der Signalgeber durch eine empfangene Gleichspannung versorgbar
sein und die Gleichspannung getaktet umschalten.
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Die
Erfindung soll im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 ein
Prinzipschaltbild eines elektronischen Vorschaltgeräts und einer über ein
Anschlusskabel angeschlossenen Leuchte
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2 eine
Kurvendarstellung für
die Ausgangsspannung des elektronischen Vorschaltgeräts während des
Prüfvorganges
für den
Leuchtentyp und für
das anschließende
Einschalten der Versorgungsleistung
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3 einen Signalverlauf für ein vom
elektronischen Vorschaltgerät
erzeugtes und übertragenes
Signal in Form eines Gleichspannungsimpulses und eines darauf erzeugten
Antwortsignals.
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1 zeigt
schematisch ein elektronisches Vorschaltgerät 1, das in üblicher
Weise einen Leistungsteil 2 aufweist, mit dem eine Versorgungsleistung
erzeugt und an Ausgangsklemmen 3 bereitgestellt wird.
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Das
erfindungsgemäße elektronische
Vorschaltgerät
weist ferner eine Steuer- und
Auswertungseinrichtung 4 auf, deren Ausgangsklemmen über einen
Umschalter 5 alternativ zur Versorgungsleistung auf die
Ausgangsklemmen 3 schaltbar sind. Über ein zweiadriges Anschlusskabel 6 wird
eine Verbindung zu Anschlussklemmen 7 einer Leuchte 8 hergestellt.
An die Anschlussklemmen 7 ist in der Leuchte 8 in
herkömmlicherweise
ein Zündgerät 9 und
eine Entladungslampe 10 angeschlossen.
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Parallel
zu dem Zündgerät 9 ist
an die Anschlussklemmen 7 erfindungsgemäß ein Signalgeber 11 angeschlossen,
der als Pulsgeber ausgebildet sein kann.
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Das
schematisch dargestellte Anschlusskabel 6 ist häufig Teil
eines vieladrigen Kabels, in dem zahlreiche Anschlusskabel 6 zu
einem Kabel zusammengefasst sind. Demgemäß erfolgt der Anschluss der
Leuchte 8 über
einen Verteiler, durch den die zahlreichen zusammengefassten Anschlusskabel 6 wieder
vereinzelt werden und einzelnen Leuchten 8 zugeordnet werden
können.
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2 verdeutlicht
den Spannungsverlauf auf der Anschlussleitung 6. Nach dem
Anschluss der Leuchte 8 an das mit dem elektronischen Vorschaltgerät 1 verbundene
Anschlusskabel 6 werden zunächst Kommunikationssignale 12 mit
einer niedrigen Spannung von ca. 10 V zur Überprüfung des angeschlossenen Leuchtentyps übertragen.
Ist bei dieser Übertragung
eine korrekt angeschlossene Leuchte 8 erkannt worden, wird
im elektronischen Vorschaltgerät 1 der
Umschalter 5 umgeschaltet, sodass die Versorgungsleistung
des Leistungsteils 2 über das
Anschlusskabel 6 übertragen
wird. Dadurch kommt es zum Zündvorgang
der Lampe 10 über
das Zündgerät 9,
wodurch die Versorgungsspannung von ca. 300 V einbricht und dann
in den stabilen Brennzustand der Entladungslampe 10 übergeht,
wie dies anhand des Kurvenverlaufs 13 in 2 verdeutlicht wird.
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3 zeigt ein Beispiel für die Prüfsignale 12, die in
diesem Fall aus einem von der Steuer-/Auswertungseinrichtung 4 ausgesandten
Gleichspannungsimpuls 14 mit der Impulsbreite ta-ta' und aus einem sich
daran anschließenden
vom Signalgeber 11 erzeugten Antwortsignal 15 in
Form von Spannungsimpulsen oder Stromimpulsen besteht, das bis zum Zeitpunkt
tb abgeschlossen ist. Der Signalgeber 11 bezieht seine
Versorgungsspannung aus der Energie des Gleichspannungsimpulses 14.
Die Anzahl der in 3a bis zum Zeitpunkt tb ausgesandten
Impulse 14 ist höher
als die gemäß 3b und
charakterisiert daher einen anderen Leuchtentyp.
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Wie
erwähnt,
kann alternativ die Gleichspannung 14 bis zum Zeitpunkt
tb kontinuierlich übertragen
werden, wenn der Impulsgeber diese Gleichspannung dann niederohmig
und hochohmig getaktet umschaltet, wodurch in der Steuer-/Auswertungseinrichtung 4 Stromimpulse
erkannt und beispielsweise bezüglich
ihrer Anzahl bis zum Zeitpunkt tb den Leuchtentyp kodieren.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen ist
eine sehr einfache Anordnung einer Leuchte 8 dargestellt,
mit der eine sehr einfache Kommunikation in Form der Prüfsignale 12 möglich ist.
Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung auch für Leuchten 8 verwendbar,
die Gegenstand von komplizierteren Steuerungsaufgaben sind, beispielsweise Stellmotoren
aufweisen, durch die sie in eine bestimmte Position verschwenkbar
sind, durch die unterschiedliche Farbfilter wirksam geschaltet werden usw.
In diesem Fall kann die Kommunikation mit den Prüfsignalen 12 über die
Erkennung des Leuchtentyps hinausgehen und auch zur Übertragung
von Steuersignalen für
die Stellmotoren, Betätigungseinrichtungen
für Farbfilter
usw. dienen.
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Es
ist ohne Weiteres ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung es
erlaubt, auf eine mechanische Steckerkodierung zu verzichten, ohne
dass das Risiko besteht, dass aufgrund einer falschen Anschaltung
einer Leuchte 8 an ein elektronisches Vorschaltgerät 1 Schäden an dem
elektronischen Vorschaltgerät 1 oder
an der Entladungslampe 10 produziert werden.