DE102007009520B4 - Interface for digital signals and mains voltage signals, with switchable constant current source - Google Patents
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Abstract
Schnittstelle, aufweisend einen Eingangsanschluss (K-K') zum wahlweisen Empfangen von Netzwechselspannungssignalen (U Netz) oder digitalen Niederspannungssignalen (U BUS), dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsanschluss mit einem netzspannungsfesten Schalter (T1) verbunden ist, der im Empfangsbetrieb bei Anliegen eines Netzspannungssignals oder eines Hochpegel-Digitalsignals an dem Eingangsanschluss eine Stromquelle (KSQ) einschaltet, die die Primärseite eines Potentialtrennelements (OKE) speist, an dessen Sekundärseite die Schnittstelle Ausgangssignale bereitstellt, dass in einem Sendebetrieb der netzspannungsfeste Schalter (T1) selektiv den Eingangsanschluss (K-K') kurzschließt.Interface comprising an input terminal (K-K ') for selectively receiving mains AC signals (U network) or digital low-voltage signals (U BUS), characterized in that the input terminal is connected to a mains voltage-proof switch (T1) operating in receive mode upon application of a Mains voltage signal or a high-level digital signal at the input terminal a current source (KSQ) turns on, the primary side of a potential separation element (OKE) feeds, on the secondary side of the interface provides output signals that in a transmission mode, the mains voltage-proof switch (T1) selectively the input terminal (K- K ') short circuits.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schnittstelle mit einem Eingangsanschluss zum wahlweisen Empfang von Netzwechselspannungssignalen oder digitalen Niedervolt-Signalen. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein zum Betrieb mindestens eines Leuchtmittels benötigtes dimmbares Betriebsgerät, welches über eine entsprechende Schnittstelle zum Datenaustausch mit einer Steuerungseinrichtung über ein Bus verfügt.The present invention relates to an interface with an input port for selectively receiving AC power or low voltage digital signals. Moreover, the present invention relates to a dimmable operating device required for operating at least one light source, which has a corresponding interface for data exchange with a control device via a bus.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene multifunktionale Schnittstellen zur Ansteuerung an ein Bus angeschlossener dimmbarer Lampen- bzw. LED-Betriebsgeräte bekannt. Unter Anderem gibt es Schnittstellen zum Dimmen einer oder mehrerer über ein Betriebgerät angesteuerter Entladungslampen oder LED-Module. Dabei kann die Schnittstelle wahlweise über Taster- oder Schaltersignale bzw. über digitale Steuersignale angesteuert werden. Ein angeschlossenes Lampenbetriebsgerät kann so z. B. durch einen kurzen Tastendruck ein- bzw. ausgeschaltet und durch einen langen Tastendruck auf- bzw. abgedimmt werden. Neben dem Taster- oder Schalter-Betrieb ist bei diesen Schnittstellen auch ein uni- oder bidirektionaler Betrieb möglich, bei dem digitale Steuerbefehle, die bspw. Sollwerte für eine Helligkeitssteuerung repräsentieren, von der an das Bus angeschlossenen Steuerungseinrichtung zu dem Betriebsgerät oder Statusrückmeldungen des Betriebsgeräts übermittelt werden.Various multifunctional interfaces for controlling dimmable lamp or LED operating devices connected to a bus are known from the prior art. Among other things, there are interfaces for dimming one or more discharge lamps or LED modules controlled via an operating device. In this case, the interface can optionally be controlled via push-button or switch signals or via digital control signals. A connected lamp operating device can be such. B. by a short press on or off and be dimmed by a long key press or. In addition to the pushbutton or switch operation, unidirectional or bidirectional operation is also possible with these interfaces, in which digital control commands, which represent, for example, setpoint values for a brightness control, are transmitted from the control device connected to the bus to the operating device or status feedback of the operating device become.
Multifunktionale Schnittstellen müssen dabei in der Lage sein, sowohl Digitalsignale aus einem Niederspannungsbereich zwischen beispielsweise –10 V und +30 V einerseits und Netzspannungssignale andererseits verwertbar an das Lampenbetriebsgerät weiterzugeben, wobei die Schnittstelle auch bei einem lange andauernden Anliegen eines Netzspannungssignals keinen Schaden nehmen darf. Dies bedeutet, dass ein netzspannungsfester Empfangszweig sowie ein nur für digitale Niederspannungssignale ausgelegter Sendezweig vorgesehen sein muss.Multifunctional interfaces must be able to pass both digital signals from a low voltage range between, for example, -10 V and +30 V on the one hand and mains voltage signals on the other hand usable to the lamp operating device, the interface must not be damaged even with a long-lasting concern of a mains voltage signal. This means that a line voltage-proof reception branch as well as a transmission branch designed only for digital low-voltage signals must be provided.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere die in der
Die Offenlegungsschrift der internationalen Anmeldung
Die europäische Patentanmeldung
Die Druckschrift
Die internationale Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGOBJECT OF THE PRESENT INVENTION
Angesichts dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die aus der
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden dabei den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.According to the invention, this object is solved by the features of the independent claims. The dependent claims form the central idea of the invention in a particularly advantageous manner on.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß einem ersten Aspekt auf eine unidirektionale Schnittstelle, welche einen Eingangsanschluss zum wahlweisen Empfang einer Netzwechselspannung oder einer digitalen Niedervolt-Busspannung sowie einen zur Übertragung von digitalen Niederspannungssignalen zu einem Bus vorgesehenen Sendezweig aufweist.The present invention according to a first aspect relates to a unidirectional interface having an input terminal for selectively receiving a mains AC voltage or a digital low-voltage bus voltage and a transmitting branch provided for transmitting digital low-voltage signals to a bus.
Erfindungsgemäß ist der Eingangsanschluss mit einem netzspannungsfesten Schalter verbunden, der im Empfangsbetrieb bei Anliegen eines Netzspannungssignals oder eines Hochpegel-Digitalsignals an dem Eingangsanschluss eine Stromquelle einschaltet, die die Primärseite eines Potentialtrennelements (OKE) speist, an dessen Sekundärseite die Schnittstelle Ausgangssignale bereitstellt. In einem Sendebetrieb schließt erfindungsgemäß der netzspannungsfeste Schalter selektiv den Eingangsanschluss (K-K') kurz.According to the invention, the input terminal is connected to a mains voltage-proof switch which, when receiving a mains voltage signal or a high-level digital signal at the input terminal, switches on a current source which feeds the primary side of a potential separation element (OK E ) to the secondary side of which the interface provides output signals. In a transmission mode according to the invention, the mains voltage-proof switch selectively closes the input terminal (K-K ') for a short time.
Im Sendezweig ist dabei ein zum selektiven zeitweiligen Kurzschliessen der Busspannung dienender steuerbarer Leistungsschalter vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise um das einzige netzspannungsfest ausgelegte Halbleiter-Schaltelement der Schnittstelle handelt. Der netzspannungsfeste Leistungsschalter ist dabei Teil einer schaltbaren Konstantstromquelle, die im Empfangsmodus bspw. einen Optokoppler primärseitig speist.In this case, a controllable power switch serving for the selective temporary short-circuiting of the bus voltage is provided in the transmitting branch, which is preferably the only mains voltage-resistant semiconductor switching element of the interface. The mains voltage-proof circuit breaker is part of a switchable constant current source which feeds an optocoupler on the primary side in the receive mode, for example.
Der Sendezweig wird dabei über eine von der Schnittstelle galvanisch getrennte externe Spannungsversorgung eines Schaltnetzteils mit einer Versorgungsspannung gespeist.The transmission branch is fed via a galvanically isolated from the interface external power supply of a switching power supply with a supply voltage.
Darüber hinaus verfügt die Schnittstelle erfindungsgemäß über Mittel zur potenzialfreien Auskopplung über den Empfangszweig aufgenommener Signale, bei denen es sich z. B. um einen primärseitig über die Konstantstromquelle mit einem Strom einer näherungsweise konstanten Stromstärke gespeisten Optokoppler handeln kann.In addition, the interface according to the invention has means for potential-free coupling via the reception branch recorded signals in which it is z. B. can act on the primary side via the constant current source with a current of an approximately constant current supplied optocouplers.
Ein in der Schnittstellenschaltung enthaltener, nicht netzspannungsfest ausgelegter steuerbarer Halbleiterschalter dient dazu, im Durchschaltbetrieb ein Durchschalten des netzspannungsfest ausgelegten steuerbaren Leistungsschalters in einen niederohmigen Zustand zu veranlassen. Bei diesem nicht netzspannungsfest ausgelegten steuerbaren Halbleiterschalter kann es sich beispielsweise um einen drainseitig mit dem Empfangszweig und der Basis eines zum Betrieb der Konstantstromquelle benötigten, kollektorseitig mit einer Steuerelektrode des netzspannungsfesten Leistungsschalters verbundenen Bipolartransistors verbundenen MOS-Feldeffekttransistor handeln. Der Bipolartransistor der Konstantstromquelle kann dabei z. B. in einer Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung betrieben werden, deren Emitterelektrode mit der Primärseite des in den Empfangszweig integrierten Optokopplers verbunden ist.An included in the interface circuit, non-line voltage solid designed controllable semiconductor switch is used to cause the through-connection operation by switching the mains voltage fixed designed controllable circuit breaker in a low-resistance state. This controllable semiconductor switch which is not designed for line voltage can be, for example, a MOS field-effect transistor connected on the drain side to the receiving branch and the base of a bipolar transistor connected to the collector side of a control electrode of the mains voltage-proof circuit breaker. The bipolar transistor of the constant current source can be z. B. are operated in an emitter circuit with current negative feedback, the emitter electrode is connected to the primary side of the integrated opto-coupler in the receiving branch.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Schaltverhalten des Halbleiterschalters im Sendebetrieb durch eine geeignete äußere Beschaltung verzögert wird. Dies kann z. B. mit Hilfe eines zwischen die Source-Elektrode dieses Halbleiterschalters und den Masseknoten der Schnittstellenschaltung geschalteten Ohmschen Widerstands (Source-Widerstand) erfolgen, durch den die Source-Spannung des steuerbaren Halbleiterschalters gegenüber dem Massepotenzial der Schnittstelle angehoben wird, sowie mit Hilfe einer mit der Gate-Elektrode dieses Halbleiterschalters und dem Masseknoten der Schnittstelle verbundenen, aus der Parallelschaltung eines Ladekondensators (Gate-Kapazität) und einem Entladewiderstand bestehenden Lade-/Entladeschaltung, welche erfindungsgemäß zur Einstellung der Flankensteilheiten von der Schnittstelle gesendeter digitaler Niederspannungssignale vorgesehen sind.Furthermore, it can be provided according to the invention that the switching behavior of the semiconductor switch in transmission mode is delayed by a suitable external circuit. This can be z. Example, with the aid of a switched between the source of this semiconductor switch and the ground node of the interface circuit ohmic resistance (source resistance), by which the source voltage of the controllable semiconductor switch is raised relative to the ground potential of the interface, and with the help of one with the Gate electrode of this semiconductor switch and the ground node of the interface connected, consisting of the parallel connection of a charging capacitor (gate capacitance) and a discharge resistor charging / discharging circuit, which are provided according to the invention for adjusting the edge slopes of the interface digital low-voltage signals sent.
Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine bidirektionale Schnittstelle, welche einen Eingangsanschluss zum wahlweisen Empfang eines Netzwechselspannungssignals bspw. von einem Taster oder Schalter oder eines digitalen Niedervolt-Busspannungssignals und zur Übertragung von digitalen Niederspannungssignalen mittels eines Sendezweigs aufweist. Im Sendezweig ist dabei ein zum wahlweisen Kurzschliessen der Busspannung dienender steuerbarer Leistungsschalter vorgesehen. Dieser ist als netzspannungsfest Halbleiter-Schaltelement ausgelegt. Der netzspannungsfeste Leistungsschalter ist dabei Teil einer schaltbaren Konstantstromquelle, die die Stromstärke eines in einem Empfangsmodus durch den Empfangszweig bei Empfang eines Signals fließenden Stroms auf einem stabilen, näherungsweise konstanten Niveau hält.According to a second aspect, the present invention relates to a bidirectional interface which has an input terminal for optionally, receiving a mains alternating voltage signal, for example from a pushbutton or switch or a digital low-voltage bus voltage signal and for transmitting digital low-voltage signals by means of a transmission branch. In the transmitting branch, a controllable circuit breaker is provided for selectively short-circuiting the bus voltage. This is designed as mains voltage resistant semiconductor switching element. The mains voltage-resistant power switch is part of a switchable constant current source, which keeps the current strength of a current flowing in a receiving mode through the receiving branch upon receipt of a signal at a stable, approximately constant level.
Wie die vorstehend beschriebene unidirektionale Schnittstelle verfügt auch die erfindungsgemäße bidirektionale Schnittstelle über Mittel zur potenzialfreien Auskopplung über den Empfangszweig gesendeter Signale auf eine Busleitung des Bus, bei denen es sich z. B. um einen primärseitig über die Konstantstromquelle mit einem Strom gespeisten Optokoppler handelt.Like the unidirectional interface described above, the bidirectional interface according to the invention also has means for potential-free coupling via the reception branch of transmitted signals to a bus line of the bus, in which it is z. B. is a primary side via the constant current source supplied with a current optocoupler.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Im Folgenden werden weitere Merkmale und Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.In the following, further features and embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In
Anzumerken ist, dass die Schnittstelle nur zur Übertragung von Steuersignalen dient und die Leistungsversorgung der Leuchtmittel über das Betriebsgerät separat dazu bereitgestellt wird. Die Leistung der Leuchtmittel kann bspw. im Falle von Dimmsignalen durch das Betriebsgerät abhängig von über die Schnittstelle empfangenen Signalen erfolgen.It should be noted that the interface is used only for the transmission of control signals and the power supply of the lamps is provided separately via the operating device. In the case of dimming signals by the operating device, the power of the lighting means may, for example, be dependent on signals received via the interface.
Die Schnittstelle SU verfügt dabei über einen Eingangsanschluss K-K' zum wahlweisen Empfang einer Netzwechselspannung U Netz oder der digitalen Niedervolt-Busspannung U Bus mit einem Spannungspegel bspw. in der Größenordnung des vom DALI/DSI-Schnittstellenstandard für vorgegebenen Gleichspannungspegels.The interface SU has an input terminal KK 'for selectively receiving an AC mains voltage U network or the digital low-voltage bus voltage U bus with a voltage level, for example. In the order of the DALI / DSI interface standard for predetermined DC level.
Außerdem weist die erfindungsgemäße Schnittstelle SU einen zusätzlichen Eingangsanschluss auf, über den eine zur Spannungsversorgung der Schnittstelle benötigte Versorgungsspannung U V bereitgestellt wird, die als „High”-Pegel eines Steuerspannungspotenzials für einen in den Sendezweig SZ integrierten Leistungsschalter T1 (vgl.
Wie aus
In
Im Unterschied zu der unidirektionalen Schnittstelle SU verfügt die bidirektionale Schnittstelle SB jedoch zusätzlich über einen Sendezweig SZ, der zum Senden von digitalen Niederspannungssignalen U SBin von einer Steuerungseinrichtung StE über das Bus BS vorgesehen ist.In contrast to the unidirectional interface SU, however, the bidirectional interface SB additionally has a transmission branch SZ which is capable of transmitting digital signals Low-voltage signals U SBin is provided by a control device StE via the bus BS.
Ebenso wie die unidirektionale Schnittstelle SU weist auch die in
Zum Senden eines Signals wird dieses digitale Niederspannungssignal U SBin über eine dem Sendezweig SZ vorgeschaltete weitere Potenzialtrennungsstufe PTE in Form eines digitalen Steuersignals U G3 potenzialfrei auf den Sendezweig SZ geführt, wobei der Steuersignaleingang des Leistungsschalters T1 im Falle eines „High”-Pegels von U SBin auf den Pegel der Versorgungsspannung U V (den „High”-Pegel des Steuerspannungspotenzials) angehoben wird, so dass die Leitung des Bus BS aufgeschaltet und diese somit kurzgeschlossen wird.In order to transmit a signal, this digital low-voltage signal U SBin is conducted potential-free to the transmitting branch SZ in the form of a digital control signal U G via a further potential separation stage PTE in the form of a digital control signal U G3 , wherein the control signal input of the power switch T 1 in the case of a "high" level of U SBin is raised to the level of the supply voltage U V (the "high" level of the control voltage potential) so that the line of the bus BS is switched on and thus short-circuited.
Bei einem „Low”-Pegel des digitalen Steuersignals U SBin bleibt der vorgenannte Leistungsschalter T1 dagegen im Sperrbetrieb, so dass ein Netzspannungssignal mit einem dem Bitwert „logisch Eins” entsprechenden „High”-Pegel, welcher auf die Leitung des Bus BS übertragen wird und U SUout somit unverändert bleibt.In the case of a "low" level of the digital control signal U SBin , the aforementioned power switch T 1, on the other hand, remains in blocking operation, so that a mains voltage signal having a "high" level corresponding to the bit value "logic one" is transmitted to the line of the bus BS and U SUout remains unchanged.
In
Die Spannung U SBout liegt dabei zwischen der Klemme KS und dem Masseknoten GND der Schnittstellenschaltung.The voltage U SBout lies between the terminal K S and the ground node GND of the interface circuit .
Mit den Klemmen K, K' ist ein Vollweg-Gleichrichter AC/DC verbunden.Connected to terminals K, K 'is a full-wave rectifier AC / DC.
Die Spannungsversorgung der Schnittstelle SU kann z. B. induktiv über eine in einen Spannungsversorgungskreis EKN der Schnittstelle integrierte Sekundärwicklung LS eines Transformators erfolgen, der primärseitig mit einem zur Spannungsversorgung des Betriebsgeräts BG und/oder der Steuerungseinrichtung StE dienenden Schaltnetzteil verbunden ist. Auf diese Weise ist die Spannungsversorgung von der Schnittstelle SU galvanisch getrennt. Bei der über die Transformatorwicklung LS eingekoppelten Spannung handelt es sich dabei um eine Wechselspannung, deren Amplitude durch den Pegel der Versorgungsspannung UV gegeben ist. Zur Bereitstellung der vorgenannten Spannungsversorgung wird diese Wechselspannung gleichgerichtet und mit Hilfe eines Tiefpassfilter geglättet.The power supply of the interface SU can z. B. inductively via a built into a power supply circuit EKN interface secondary winding L S of a transformer, which is connected on the primary side with a power supply to the operating device BG and / or the control device StE serving switching power supply. In this way, the power supply from the interface SU is galvanically isolated. In the coupled via the transformer winding L S voltage is an AC voltage whose amplitude is given by the level of the supply voltage U V. To provide the aforementioned power supply, this AC voltage is rectified and smoothed using a low-pass filter.
Ein Optokoppler OKE, der sich am ausgangsseitigen Ende eines Empfangszweigs EZ der Schnittstelle SU befindet, dient zur potenzialfreien Auskopplung des digitalen Niederspannungssignals Ausgangsanschluss KE. Dieser sendeseitige Optokoppler OKE wird über eine Konstantstromquelle KSQ, die über einen nicht netzspannungsfest ausgelegten steuerbaren Halbleiterschalter T3 zuschaltbar ist, mit einem Konstantstrom gespeist. Das über diesen Halbleiterschalter T3 geschaltete Signal steuert dabei einen als netzspannungsfestes Schaltelement ausgelegten steuerbaren Leistungsschalter T1 an.An optocoupler OK E , which is located at the output end of a receiving branch EZ of the interface SU, is used for the potential-free decoupling of the digital low-voltage signal output terminal KE. This transmission-side opto-coupler OK E is supplied with a constant current source KSQ, which can be connected via a controllable non-voltage-controllable semiconductor switch T 3 , with a constant current. The signal connected via this semiconductor switch T 3 thereby controls a controllable power switch T 1 designed as a mains voltage-resistant switching element.
Eine zu dem Optokoppler OKE primärseitig in Serie geschalteter Schwellwertschalter (bspw. eine Zenerdiode DZ1) dient dabei zur Einstellung eines Spannungsschwellenwerts.A threshold value switch connected to the optocoupler OK E on the primary side in series (for example a Zener diode D Z1 ) serves to set a voltage threshold value.
In
Die Spannungsversorgung der Schnittstelle SB kann wie bei der vorstehend unter Bezugnahme auf
In einem zum Senden von digitalen Niederspannungssignalen vorgesehenen Sendezweig SZ befindet sich nunmehr ein weiterer Optokoppler OKS.In a transmission branch SZ provided for transmitting digital low-voltage signals, there is now a further optocoupler OK S.
Beim Senden eines digitalen Niederspannungssignals über diesen sendeseitigen Optokoppler OKS fließt durch dessen Sekundärseite und eine dazu in Serie geschalteten Konstantstromquelle KSQS ein Strom, der dafür sorgt, dass die an der Konstantstromquelle KSQS abfallende Gatespannung U G3 des Halbleiterschalters T3 auf einen Wert oberhalb des Pegels seiner Schaltspannung ansteigt und der Halbleiterschalter T3 durchschaltet. Dies führt dazu, dass kein Basisstrom in die Basis eines zum Betrieb der Konstantstromquelle KSQ benötigten, kollektorseitig mit dem Gate des netzspannungsfesten Leistungsschalters T1 verbundenen gegengekoppelten Bipolartransistors T2 fließt, woraufhin dessen Kollektor-Emitter-Spannung U CE2 schlagartig zunimmt und der Kollektorstrom I C2 auf Null abfällt, was bedeutet, dass der Bipolartransistor T2 sperrt und das Gate des netzspannungsfesten Leistungsschalters T1 auf einen durch den Pegel der Versorgungsspannung U V gebildeten „High”-Pegel von beispielsweise 12 V hochgezogen wird. Aufgrund des Hochpegelsignals am Gate-Eingang des netzspannungsfesten Leistungsschalters T1 schaltet dieser in einen niederohmigen Zustand durch, so dass die Busleitung kurzgeschlossen wird.When sending a digital low-voltage signal via this transmitting side optocoupler OK S flows through the secondary side and a series-connected constant current source KSQ S, a current that ensures that the falling at the constant current source KSQ S gate voltage U G3 of the semiconductor switch T 3 to a value above the level of its switching voltage increases and the semiconductor switch T 3 turns on. As a result, no base current flows into the base of a counter-current bipolar transistor T 2 connected to the gate of the mains voltage-proof power switch T 1 on the collector side, whereupon its collector-emitter voltage U CE2 increases abruptly and the collector current I C2 falls to zero, which means that the bipolar transistor T 2 blocks and the gate of the line voltage fixed circuit breaker T 1 is pulled up to a formed by the level of the supply voltage U V "high" level, for example, 12V. Due to the high level signal at the gate input of the mains voltage-resistant circuit breaker T 1 , this switches into a low-resistance state, so that the bus line is short-circuited.
Bei der Übertragung digitaler Steuersignale zur Lichtsteuerung ist es gemäß dem DALI-Standard erforderlich, dass die Bitdauern und Flankensteilheiten der von der erfindungsgemäßen unidirektionalen (SU) bzw. bidirektionalen Schnittstelle (SB) gesendeten bzw. empfangenen digitalen Niederspannungssignale innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen. Darüber hinaus ist die Flankensteilheit beim Umschalten von einem hohen Spannungspegel zu einem niedrigen Spannungspegel bzw. von einem niedrigen Spannungspegel zu einem hohen Spannungspegel eines gesendeten bzw. empfangenen digitalen Niederspannungssignals nach oben hin beschränkt, was bedeutet, dass beim Umschalten Einschalt- bzw. Ausschaltverzögerungszeiten einer bestimmten Dauer zu berücksichtigen sind.In the transmission of digital control signals for light control, according to the DALI standard, it is necessary for the bit durations and edge steepnesses of the digital low-voltage signals transmitted and received by the unidirectional (SU) or bidirectional interface (SB) according to the invention to be within a predetermined tolerance range. Moreover, when switching from a high voltage level to a low voltage level, or from a low voltage level to a high voltage level of a transmitted or received digital low voltage signal, the slew rate is limited upwards, which means that turn-on and turn-off delay times of a particular one Duration to take into account.
Zu diesem Zweck wird das Durchschalten des Leistungsschalters T1 in den niederohmigen Zustand erfindungsgemäß über einen z. B. in Form eines selbstsperrenden n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistors realisierten Halbleiterschalter T3 ausgelost, dessen Schaltverhalten bei beiden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Schnittstelle durch eine geeignete äußere Beschaltung verzögert wird. Dies erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe einer Gegenkopplungsschaltung AB.For this purpose, the switching through of the circuit breaker T 1 in the low-resistance state according to the invention via a z. B. in the form of a self-locking n-channel MOS field effect transistor realized semiconductor switch T 3 , the switching behavior is delayed in both embodiments of the interface according to the invention by a suitable external circuitry. This is done according to the invention by means of a negative feedback circuit AB.
Durch den vorgeschalteten Filter und den darauffolgenden gegengekoppelten Schalter werden die Flanken des Steuersignales angepaßt (Abgeflacht). Die Flankenverläufe der von der erfindungsgemäßen Schnittstelle SU bzw. SB gesendeten bzw. empfangenen digitalen Niederspannungssignale können dabei durch eine geeignete Wahl der Parameterwerte eingestellt werden, wobei durch das vorgeschaltete Filter und den gegenkoppelten Schalter die Einschalt- und Ausschaltverzögerungszeiten gesteuert werden.By the upstream filter and the subsequent counter-coupled switch the edges of the control signal are adjusted (flattened). The edge profiles of the digital low-voltage signals transmitted or received by the interface SU or SB according to the invention can be adjusted by a suitable choice of parameter values, the switch-on and switch-off delay times being controlled by the upstream filter and the counter-coupled switch.
Die Funktion dieser Beschaltung des Sendezweigs kann also wie folgt unter Verweis auf
Eine Konstantstromquelle KSQS wird (über einen Optokoppler) mit gepulsten Signalen von einer Steuereinheit StE (bspw. eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel) angesteuert, wobei diese Signale standardkonform hinsichtlich ihres Flankenverlaufs auf einen Bus übertragen werden sollen. Auf diese Konstantstromquelle KSQS folgt ein Filter (Tiefpaß, z. B. ein LR- oder auch RC-Tiefpaß), dass zur Einstellung der Schaltflanke ausgelegt ist. Dieses gefilterte Signal steuert einen gegengetakteten Schalter an, dieser generiert somit ein trapezförmiges Steuersignal (mit den gewünschten standardkonformen Flankensteilheiten), welches den Schalter T1 ansteuert. Der gegengetaktete Schalter generiert das trapezförmige Signal, indem über und unter einem Schwellwert das Filtersignal geglättet wird, dazwischen bleibt die Flanke erhalten. Es können aber auch durch die Beschaltung des gegengetakteten Schalters die Schaltflanken zusätzlich beeinflußt werden.The function of this circuit of the transmission branch can therefore be as follows with reference to
A constant current source KSQ S is driven (via an optocoupler) with pulsed signals from a control unit StE (for example, an operating device for lighting means), these signals being to be transmitted in standard compliant manner with respect to their edge characteristics on a bus. This constant current source KSQ S is followed by a filter (low-pass filter, eg an LR or RC low-pass filter), which is designed to set the switching edge. This filtered signal drives a counter-clocked switch, which thus generates a trapezoidal control signal (with the desired standard-compliant edge steepnesses), which controls the switch T1. The counter-clocked switch generates the trapezoidal signal by smoothing the filter signal above and below a threshold value, in between the edge is maintained. But it can also be influenced by the wiring of the counter-clocked switch the switching edges.
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Citations (6)
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---|---|---|---|---|
WO2000069044A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Overvoltage protection circuit |
US20040140777A1 (en) * | 2001-04-10 | 2004-07-22 | Fosler Ross M. | Minimizing standby power in a digital addressable lighting interface |
EP1473976A1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-03 | TridonicAtco GmbH & Co. KG | Interface for digital and power line control signals |
WO2005004552A1 (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-13 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Interface for lamp operating units with low standby losses |
WO2006010416A2 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Method for controlling transmissions of a bi-directional interface |
WO2006010417A1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Interface circuit for transmission of digital signals |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000069044A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Overvoltage protection circuit |
US20040140777A1 (en) * | 2001-04-10 | 2004-07-22 | Fosler Ross M. | Minimizing standby power in a digital addressable lighting interface |
EP1473976A1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-03 | TridonicAtco GmbH & Co. KG | Interface for digital and power line control signals |
WO2005004552A1 (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-13 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Interface for lamp operating units with low standby losses |
WO2006010416A2 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Method for controlling transmissions of a bi-directional interface |
WO2006010417A1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Interface circuit for transmission of digital signals |
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