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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Betriebssteuerung
eines elektronischen Transformators.
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Es
ist bekannt, die Spannungsversorgung bzw. die Netzspannung von elektronischen
Transformatoren, welche beispielsweise zur Energieversorgung von
elektrischen Lampen eingesetzt werden, zu dimmen. Bei herkömmlichen
Systemen werden dazu gewöhnliche
Installationsdimmer herangezogen, welche in mechanischer Weise ausgeschaltet
werden. Diese Installationsdimmer ermöglichen jedoch nur eine begrenzte
Dimmbarkeit, wobei eine untere bzw. niedrige Dimmstellung mit einem
niedrigen Dimmgrad immer noch relativ hoch liegt. Darüber hinaus
ist es auch bekannt, in moderneren Systemen sogenannte DALI (Digital
Adressable Lighting Interface) -Dimmer zu verwenden. Derartige DALI-Dimmer
ermöglichen
minimale Dimmstellungen mit einem sehr niedrigen Dimm-Level bzw.
einer niedriegen Dimmstellung, welche deutlich niedriger als diejenigen
der oben erwähnten
Installationsdimmer sind. Werden derartige DALI-Dimmer eingesetzt
und sehr niedrige Dimm-Level oder eine AUS-Stellung eingestellt,
ist nur eine elektronische Trennung, beispielsweise mittels eines
Schalters möglich
und über mit
dem Schalter verbundene Funkentstörbauteile wird der elektronische
Transformator in nachteiliger Weise immer wieder neu gestartet,
wobei eine Geräuschbildung
erzeugt wird, die besonders bei Metallreflektorlampen störend sein
kann und zu erhöhten
Funkstörungen
führt.
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Die
Geräuschbildung
durch das Dimmen der Netzspannung mit Phasenabschnittdimmer oder Phasenanschnittdimmer
in Verbindung mit elektronischen Konvertern bzw. Transformatoren
ist bei sehr niedrigen Dimmstellungen oder sogar im ausgeschalteten
Zustand des elektronischen Transformators gegeben.
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Darstellung
der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Betrieb
des elektronischen Transformators derart zu steuern, dass die Geräuschbildung
durch das Dimmen der Netzspannung verhindert werden kann. Insbesondere
bei sehr niedrigen Dimmstellungen oder im ausgeschalteten Zustand
des elektronischen Transformators soll die Geräuschbildung verhindert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung, welche die Merkmale
nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst. Darüber hinaus wird diese Aufgabe
auch durch ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines elektronischen
Transformators gelöst, welches
die Merkmale nach Patentanspruch 10 aufweist.
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Eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
ist zur Betriebssteuerung eines elektronischen Transformators und
somit auch zur Steuerung eines Startverhaltens eines elektronischen
Transformators ausgebildet. Der elektronische Transformator ist über eine
Netzspannung spannungsversorgt, wobei die Netzspannung dimmbar ist.
Der elektronische Transformator ist mit einem Ausgang eines Schalters
zum Ein- und Ausschalten des elektronischen Transformators elektrisch
verbunden. Des Weiteren ist dieser Schalter über eine Steuereinheit steuerbar,
wobei eine Funkentstörschaltung
mit diesem Schalter gekoppelt ist und abhängig von einem an diesem Schalter
anliegenden Steuerzustand die Funkentstörschaltung von dem Schalter
trennbar und/oder der Ausgang des Schalters kurzschließbar ist.
Durch die Erfindung kann erreicht werden, dass die Geräuschbildung
beim Dimmen der Netzspannung deutlich reduziert werden kann. Insbesondere
bei sehr niedrigen Dimmstellungen oder im ausgeschalteten Zustand des
elektronischen Transformators kann somit eine Geräuschbildung
(hervorgerufen durch ein quasi automatisches Starten des elektronischen
Transformators) verhindert werden. Besonders dann, wenn das Dimmen
der Netzspannung mittels eines Dimmers, beispielsweise eines DALI-Dimmers,
erfolgt, welcher lediglich „elektronisch" ausschaltet, kann
dadurch verhindert werden, dass der elektronische Transformator
immer wieder neu gestartet wird und eine störende Geräuschbildung erzeugt wird.
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In
vorteilhafter Weise ist die Schaltungsanordnung derart ausgebildet,
dass die Funkentstörschaltung
von dem Schalter trennbar und/oder der Ausgang des Schalters kurzschließbar ist,
wenn der an dem Schalter anliegende Steuerzustand durch eine Nicht-Ansteuerung
des Schalters durch die Steuereinheit charakterisiert ist. Insbesondere
in derartigen Zuständen,
in denen somit kein Steuersignal von der Steuereinheit zum Schalter übertragen
wird, ist vorge sehen, die Funkentstörschaltung von dem Schalter
zu trennen und/oder den Ausgang dieses Schalters kurzzuschließen.
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Des
Weiteren ist die Schaltungsanordnung in bevorzugter Weise derart
ausgestaltet, dass die Funkentstörschaltung
von dem Schalter trennbar und/oder der Ausgang des Schalters kurzschließbar ist,
wenn eine Dimmstellung der Versorgungsspannung kleiner 20 Prozent
einer maximalen Dimmstellung ist. Insbesondere ist es vorteilhaft,
die Funkentstörschaltung
von dem Schalter zu trennen und/oder den Ausgang des Schalters kurzzuschließen, wenn eine
Dimmstellung der Versorgungsspannung bzw. der Netzspannung kleiner
10 Prozent, insbesondere kleiner 5 Prozent dieser maximalen Dimmstellung
ist. Dadurch kann erreicht werden, dass bei sehr niedrigen Dimmstellungen
das Startverhalten des elektronischen Transformators dahingehend
verändert
werden kann, dass ein fortwährendes
Neustarten, insbesondere über
die Funkentstörschaltung,
verhindert werden kann. Somit kann auch die Geräuschbildung des elektronischen
Transformators sowie der elektrischen Lampe vermieden werden.
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Die
Schaltungsanordnung ist bevorzugt auch derart ausgebildet, dass
die Funkentstörschaltung von
dem Schalter trennbar und/oder der Ausgang des Schalters kurzschließbar ist,
wenn der elektronische Transformator ausgeschaltet ist. Bei den
bekannten Dimmkonzepten und insbesondere dann, wenn ein DALI-Dimmer
verwendet wird, kann auch im ausgeschalteten Zustand eine derartige
Geräuschbildung
des elektronischen Transformators einhergehen. Durch die bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung kann somit nicht nur bei sehr niedrigen Dimmstellungen,
sondern auch im ausgeschalteten Zustand des Dimmers eine entsprechende
Geräuschbildung
verhindert werden.
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In
bevorzugter Weise ist die Schaltungsanordnung derart ausgebildet,
dass die Funkentstörschaltung
von dem Schalter zum Ein- und Ausschalten des elektronischen Transformators
durch einen weiteren Schalter elektrisch trennbar ist. Insbesondere
dann, wenn der Schalter zum Ein- und Ausschalten des elektronischen
Transformators durch die Steuereinheit nicht angesteuert wird, kann
dadurch das elektrische Trennen der Funkentstörschaltung von diesem Schalter
das Startverhalten des elektronischen Transformators verändert werden.
Ein Neustarten des elektronischen Transformators, insbesondere bei
sehr niedrigen Dimmstellungen oder im ausgeschalteten Zustand des
elektronischen Transformators lässt
sich dadurch vermeiden.
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Bevorzugt
ist die Funkentstörschaltung durch
eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator
charakterisiert. Der weitere Schalter zur elektrischen Trennung
oder elektrischen Verbindung der Funkentstörschaltung mit dem Schalter
zum Ein- und Ausschalten des elektronischen Transformators kann
in einer Reihenschaltung zwischen dem Widerstand und dem Kondensator
der Funkentstörschaltung
geschaltet sein. Ebenso kann jedoch auch vorgesehen sein, dass dieser
weitere Schalter dem Widerstand und dem Kondensator nachgeschaltet
oder vorgeschaltet ist.
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In
vorteilhafter Weise ist die Schaltungsanordnung derart ausgebildet,
dass der Ausgang des Schalters über
einen Schaltungszweig kurzschließbar ist, welcher parallel
zum elektronischen Transformator geschaltet ist. Auch diese Ausgestaltung
des parallelen Schaltungszweig ist besonders vorteilhaft, wenn eine
Nicht-Ansteuerung des Schalters zum Ein- und Ausschalten des elektronischen
Transformators gegeben ist. Der Schaltungszweig weist in bevorzugter
Weise einen Widerstand sowie einen eigenen Schalter auf. Durch diese
Ausgestaltung kann erreicht werden, dass insbesondere im Zustand
einer Nicht-Ansteuerung des Schalters zum Ein- und Ausschalten des
elektronischen Transformators durch diesen Widerstand im Signalzweig
der Ausgang des Schalters zum Ein- und Ausschalten des elektronischen
Transformators praktisch kurzgeschlossen wird und damit die Ausgangsspannung
dieses Schalters auf Werte begrenzt wird, welche unterhalb einem Spannungsschwellwert
liegen. Dieser Spannungsschwellwert ist derart gewählt, dass
er unterhalb der Startspannung des elektronischen Transformators liegt.
Dadurch wird ein Neustarten des elektronischen Transformators bei
sehr niedrigen Dimmstellungen oder im ausgeschalteten Zustand des
Dimmers verhindert. Für
diesen Spannungsschwellwert kann beispielsweise eine Spannung mit
einem Wert von etwa 33V oder kleiner vorgesehen sein. Ein Spannungswert
von etwa 33V entspricht in etwa einer Startspannung eines DIAC,
welcher im Allgemeinen in einem derartigen elektronischen Transformator
zum Starten vorgesehen ist.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Betriebssteuerung eines elektronischen Transformators, dessen
Spannungsversorgung dimmbar ist, ist der elektronische Transformator
mit einem Ausgang eines Schalters zum Ein- und Ausschalten des elektronischen
Transformators elektrisch verbunden. Gemäß dem Verfahren wird der Schalter über eine
Steuereinheit gesteuert, wobei eine Funkentstörschaltung mit dem Schalter
gekoppelt ist und abhängig
von einem an dem Schalter anliegenden Steuerzustand zur Steuerung
des Startverhaltens des elektronischen Transformators die Funkentstörschaltung
von dem Schalter getrennt und/oder der Ausgang des Schalters kurzgeschlossen
wird. Auch durch das erfindungsgemäße Verfah ren kann ein verbessertes
Betriebsverhalten des elektronischen Transformators erreicht werden.
Insbesondere dann, wenn sehr niedrige Dimmstellungen oder sogar
ein ausgeschalteter Zustand des elektronischen Transformators gegeben
ist, kann ein unerwünschtes
Neustarten des elektronischen Transformators und eine damit verbundene
unerwünschte
und störende
Geräuschbildung
verhindert werden. Insbesondere dann, wenn die Dimmstellung mittels
einem DALI-Dimmer oder allgemein einem Dimmer, welcher lediglich „elektronisch" abschaltet, auch
auf sehr niedrige Dimmstellungen eingestellt werden kann, kann das
Startverhalten des elektronischen Transformators in erwünschter
Weise beeinflusst werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind,
soweit übertragbar,
auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
anzusehen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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Bevorzugte
Ausführung
der Erfindung
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In
den 1 und 2 werden gleiche oder funktionsgleiche
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Schaltungsanordnung zur Betriebssteuerung eines elektronischen Transformators 1.
Der elektronische Transformator 1 ist in 1 symbolisch
durch das eingezeichnete Lastelement charakterisiert. Bekannt ist
es, dass derartige elektronische Transformatoren 1 eine
Halbbrücken-Konfiguration
aufweisen. Darüber
hinaus umfassen derartige elektronische Transformatoren 1 eine
Anlaufschaltung, welche einen Impulsgeber, beispielsweise einen
DIAC, sowie einen Kondensator und gegebenenfalls weitere Bauelemente
aufweist, durch welche das Anschwingen eines Oszillators des elektronischen Transformators
nach dem Einschalten bewirkt werden kann. Die Spannungs versorgung
des elektronischen Transformators 1 erfolgt über die
Netzspannungsanschlüsse
L und N. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Netzspannung dimmbar. Dazu ist ein DALI-Dimmer vorgesehen,
wobei ein entsprechendes Dimmsignal 2 an einen DALI-Interpreter 3 übertragen
wird. Dieses Dimmsignal 2, welches ein DALI-Kommando charakterisiert,
kann beispielsweise durch die Betätigung eines Tasters erzeugt
werden. Der DALI-Interpreter 3 erzeugt
ein Ausgangssignal 4, welches an eine Steuereinheit 5 übertragen wird.
Das die erwünschte
Dimmstellung charakterisierende Ausgangssignal 4 wird an
eine Steuereinheit 5 übertragen,
welche abhängig
von diesem Ausgangssignal 4 des DALI-Interpreters 3 ein
Steuersignal 6 erzeugt, welches an einen Schalter 7 anlegbar ist.
Der Schalter 7 ist in bevorzugter Weise als spannungsfester
Schalter ausgebildet.
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Wie
aus der Darstellung in 1 zu erkennen ist, ist der Schalter 7 zum
Ein- und Ausschalten des elektronischen Transformators 1 mit
einem Eingang E mit einem Anschluss L der Netzspannung verbunden.
Darüber
hinaus ist der Schalter 7 mit einem Ausgang A mit dem elektronischen
Transformator 1 elektrisch verbunden.
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Mittels
dem elektronischen Transformator 1 wird eine mit diesem
elektrisch verbundene elektrische Lampe (nicht dargestellt), beispielsweise
eine Metallreflektorlampe, mit Energie versorgt wird.
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Wie
in 1 zu erkennen ist, umfasst der Schalter 7 einen
ersten Transistor 71, und einen zweiten Transistor 72,
wobei beide Transistoren 71 und 72 im Ausführungsbeispiel
als n-Kanal MOSFET ausgebildet
sind. Wie zu erkennen ist, sind die Gate-Anschlüsse dieser beiden Transistoren 71 und 72 mit
der Steuereinheit 5 verbunden, so dass das Steuersignal 6 an
diesen Gate-Anschlüssen
anliegt. Im Ausführungsbeispiel
ist der Drain-Anschluss des Transistors 71 mit dem Ausgang
A elektrisch verbunden. Der Source-Anschluss des Transistors 71 ist
mit dem Source-Anschluss des Transistors 72 verbunden,
wobei der Drain-Anschluss
des Transistors 72 mit dem Eingang E verbunden ist. Darüber hinaus umfasst
der Schalter 7 eine erste Diode 73 sowie eine
zweite Diode 74.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist eine Funkentstörschaltung 8 mit
dem Schalter 7 elektrisch gekoppelt. Die Funkentstörschaltung 8 ist
zur Vermeidung oder Reduzierung einer Funkentstörung und zur Bedämpfung von
Spannungsspitzen ausgebildet.
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Die
Funkentstörschaltung 8 weist
im Ausführungsbeispiel
einen Widerstand 81 sowie einen Kondensator 82 auf,
welche in Reihe geschaltet sind. Wie zu erkennen ist, ist zwischen
dem Widerstand 81 und dem Kondensator 82 ein weiterer
Schalter 83 angeordnet.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 wird bei
sehr niedrigen Dimmstellungen, welche so klein sind, dass es zum
Wiederstarten des elektronischen Transformators kommen kann, eine
elektronische Trennung des elektronischen Transformators 1 von dem
DALI-Dimmer möglich.
Die Dimmstellungen, welche dieses Wiederstarten bedingen können, können beispielsweise
kleiner als 20 Prozent der maximalen Dimmstellung, insbesondere
kleiner 10 Prozent der maximalen Dimmstellung, insbesondere kleiner
5 Prozent der maximalen Dimmstellung sein. Werden die Gate-Anschlüsse der
Transistoren 71 und 72 über die Steuereinheit 5 mittels
dem Ansteuersignal 6 angesteuert, schalten diese beiden
Transistoren 71 und 72 durch und ein Dimmen der
Netzspannung bzw. der Spannungsversorgung des elektronischen Transformators 1 kann
durchgeführt
werden. In diesem Zustand, wenn ein Steuersignal 6 anliegt,
ist der Schalter 83 geschlossen.
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Liegt
kein Steuersignal 6 an den Gate-Anschlüssen der Transistoren 71 und 72 an,
ist der Schalter 83 geöffnet.
Dadurch wird die Funkentstörschaltung 8 von
dem Schalter 7 elektronisch getrennt. Dadurch kann auch
verhindert werden, dass die Netzspannung über einen Schaltungsknoten 75 des
Schalters 7 in die Funkentstörschaltung 8 und von
dieser über
einen weiteren Schaltungsknoten 76 des Schalters 7 zum
Ausgang A des Schalters 7 und somit zum elektronischen
Transformator 1 gelangt. Würde dieser Schalter 83 somit
im Falle einer Nicht-Ansteuerung der Gate-Anschlüsse der Transistoren 71 und 72 durch
das Steuersignal 6 nicht geöffnet werden, würde genau über diesen
oben beschriebenen Signalweg die Netzspannung mit einem derartigen
Spannungswert an den elektronischen Transformator 1 geleitet
werden, welcher ein stetiges Neustarten bedingen würde, da
diese Spannung über
einem ersten Spannungsschwellwert liegen würde, welcher auch größer als
die Startspannung des elektronischen Transformators 1,
insbesondere eines DIAC, sein würde.
Durch diesen fortwährenden
Neustart würde
dann auch die unerwünschte
Geräuschbildung
erzeugt werden. Durch die elektrische Entkopplung der Funkentstörschaltung 8 von
dem Schalter 7 während
einem Nicht-Ansteuern dieses Schalters 7 durch die Steuereinheit 5,
in dem der Schalter 83 in diesem Zustand der Nicht-Ansteuerung
geöffnet
ist, kann somit ein immer wieder auftretender Neustart des elektronischen
Transformators und somit eine unerwünschte Geräuschbildung verhindert werden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 2 gezeigt. Im Unterschied zum
Ausführungsbeispiel
in 1 weist hier die Funkentstörschaltung 8 keinen
Schalter 83 auf und wird lediglich durch die Reihenschaltung
des Widerstands 81 und des Kondensators 82 gebildet.
Wie in 2 zu erkennen ist, ist parallel zum elektronischen
Transformator 1 ein Schaltungszweig 9 geschaltet,
welcher mit den Schaltungsknoten 93 und 94 verbunden
ist. Der Schaltungszweig 9 umfasst im Ausführungsbeispiel
einen Schalter 91 sowie einen Widerstand 92. Der
Widerstand 92 kann als ohmscher Widerstand oder aber auch
als Zenerdiode ausgebildet sein. Durch das in 2 gezeigte
Ausführungsbeispiel kann
wiederum im Zustand einer Nicht-Ansteuerung (kein Steuersignal 6 liegt
an den Gate-Anschlüssen der
Transistoren 71 und 72 an) ein wiederkehrendes Neustarten
des elektronischen Transformators 1 und somit eine damit
einhergehende Geräuschbildung verhindert
werden. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird im Zustand einer Nicht-Ansteuerung des Schalters 7 der
Schalter 91 im Schaltungszweig 9 geschlossen und
somit der Ausgang A des Schalters 7 durch die Last bzw.
den Widerstand 92 kurzgeschlossen und damit die Ausgangsspannung am
Ausgang A des Schalters 7 auf Werte begrenzt, welche unterhalb
dem Spannungsschwellwert liegen. Der Spannungsschwellwert ist dabei
derart vorgebbar, dass er unter einer Startspannung des elektronischen
Transformators liegt. Weist der elektronische Transformator 1 einen
DIAC als Starter auf, so ist der erste Spannungsschwellwert mit
einem Wert vorgebbar, welcher in etwa 33V oder kleiner 33V beträgt, da die
Startspannung derartiger DIACs in etwa bei 33V liegt. Durch die
Ausgestaltung in 2 kann ebenfalls eine sehr effektive
und effiziente Vorgehensweise bereitgestellt werden, mit der der
Betriebszustand, insbesondere das Startverhalten des elektronischen Transformators 1 dahingehend
optimiert werden kann, dass ein fortwährender Neustart und eine damit
einhergehende Geräuschbildung
bei sehr niedrigen Dimmstellungen oder im ausgeschalteten Zustand
erfolgt.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Ausführungen in den 1 und 2 gemeinsam realisiert
sind. Der Schalter 83 und/oder der Schalter 91 können als
TRIACs realisiert sein, welche durch einen Optokoppler angesteuert
werden.
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Anstatt
der DALI-Dimmer kann auch vorgesehen sein, dass ein Potentiometer
zum Einstellen der Dimmstellungen vorgesehen ist. Es kann prinzipiell
jeder Dimmer vorgesehen sein, welcher lediglich „elektronisch" abschaltet.