DE102007013758A1

DE102007013758A1 - Schnittstelle mit temperaturkompensiertem Sendezweig

Info

Publication number: DE102007013758A1
Application number: DE102007013758A
Authority: DE
Inventors: Frank Lochmann; Reinhard BÖCKLE
Original assignee: Tridonicatco GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: DE102007013758B4

Abstract

Ein busfähiges Betriebsgerät für Leuchtmittel weist auf eine Steuereinheit, die zur Übertragung auf einen Bus anstehende Digitalsignale einem Sendezweig zuführt, wobei - der Sendezweig einen Optokoppler aufweist, - in der Steuereinheit eine Information bezüglich der Temperatur des Optokopplers vorliegt und - die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Bitzeit der dem Optokoppler zugeführten Digitalsignale abhängig von der Temperaturinformation einzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schnittstelle zum Übertragen von Digitalsignalen sowie auf busfähige Gebäudetechnikgeräte, insbesondere busfähige Betriebsgeräte für Leuchtmittel.
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.
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.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere die in der WO 2006/010417 A1 offenbarte bidirektionale Schnittstelle zu nennen, die einen Sendezweig mit einem HF-Leistungstransformator aufweist.
Die Erfindung hat erkannt, dass bei Verwendung eines Optokopplers zur galvanisch getrennten Übertragung von Digitalsignalen in einer Schnittstelle das Problem auftreten kann, dass sich die Bitzeiten der dem Optokoppler zugeführten Digitalsignale durch eine Temperaturabhängigkeit des Übertragungsverhaltens eine zulässige Toleranz überschreiten können.
AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, dieses Problem zu verringern.
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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.
Eon erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein busfähiges Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend eine Steuereinheit, die zur Übertragung auf einen Bus anstehende Digitalsignale einem Sendezweig zuführt. Der Sendezweig weist dabei einen Optokoppler auf. In der Steuereinheit liegt eine Information bezüg lich der Temperatur des Optokopplers vor. Die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, die Bitzeit der dem Optokoppler zugeführten Digitalsignale abgängig von der Temperaturinformation einzustellen.
Die Temperaturinformation kann innerhalb des Gehäuses der Steuereinheit gewonnen werden.
Die Steuereinheit kann die Bitzeit durch Zugriff auf eine Tabelle einstellen, in der einer gegebenen Temperatur ein Bitzeit-Korrekturwert zugeordnet ist.
Die Schnittstelle des Betriebsgeräts kann weiterhin einen Empfangszweig aufweisen. Dabei kann die Steuereinheit dazu ausgelegt sein, selbst über den Sendezweig gesendete Digitalsignale über den eigenen Empfangszweig auszuwerten, um Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers zu erfassen und die Bitzeit von zu sendenden Digitalsignalen entsprechend zu korrigieren.
Die Steuereinheit kann dazu ausgelegt sein, die Bitzeit desto stärker zu verkürzen, je höher die Temperatur ist.
Die Steuereinheit kann bspw. ein ASIC sein.
Das Betriebsgerät kann ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen oder LEDs sein.
Die Sekundärseite des Optokopplers kann mit einem Halbleiterschalter verbunden sein, der selektiv die Digitalbusleitung kurzschliesst.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Temperaturkompensation des Übertragungsverhaltens eine Optokopplers in einem Sendezweig einer Digitalbusschnittstelle, aufweisend den Schritt der Einstellung der Bitzeit der dem Optokoppler zur Übertragung zugeführten Digitalsignale abhängig von der aktuellen Umgebungstemperatur des Optokopplers.
Die Bitzeit kann bspw. durch Zugriff auf eine Tabelle korrigiert werden, in der einer gegebenen Temperatur ein Bitzeit-Korrekturwert zugeordnet ist.
Über den Sendezweig gesendete Digitalsignale können über einen Empfangszweig ausgewertet werden, um Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers zu erfassen und die Bitzeit von zu sendenden Digitalsignalen entsprechend zu korrigieren.
Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine digitale Steuereinheit, insbesondere einen ASIC, die dazu ausgelegt ist, eine Verfahren nach einem der Ansprüche zu implementieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden weitere Merkmale und Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1a zeigt eine Prinzipskizze einer unidirektionalen Schnittstelle, die ein Empfangen von digitalen Niederspannungssignalen über ein Bus ermög licht,
1b zeigt eine Prinzipskizze einer bidirektionalen Schnittstelle, die ein Senden und Empfangen von digitalen Niederspannungssignalen über ein Bus ermöglicht,
2a zeigt eine schaltungstechnische Realisierung der unidirektionalen Schnittstelle,
2b zeigt eine schaltungstechnische Realisierung der bidirektionalen Schnittstelle,
3 zeigt eine schematisierte Ansicht von 2b, und
4 zeigt eine erfindungsgemässe Bitzeitkompensation
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In 1a ist eine Prinzipskizze einer zum Empfangen von digitalen Niederspannungssignalen U_SUout vom Bus BS vorgesehenen unidirektionalen Buschnittstelle SU dargestellt, die z. B. zum Dimmen eines über ein Betriebsgerät BG angesteuerten Leuchtmittels verwendet werden kann. Bei dem vorgenannten Leuchtmittel kann es sich dabei z. B. um eine Gasentladungslampe oder um ein LED-Modul handeln. Das Betriebsgerät kann bspw. ein Elektronisches Vorschaltgerät mit einem ASIC oder μC als zentraler Steuereinheit sein.
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.
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.
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. 2a) dient. Bei der Versorgungsspannung U_V handelt es sich dabei um eine Gleichspannung mit einem Niedervolt-Spannungspegel.
Wie aus 1a ersichtlich, wird das Ausgangssignal Empfangszweigs EZ über eine Potenzialtrennungsstufe PTS in Form eines digitalen Niederspannungssignals U_SUout potenzialfrei einer Steuerungseinrichtung StE übertragen, die das Signal in ein Steuerungssignal zum Betrieb von Leuchtmitteln umsetzt.
In 1b ist eine Prinzipskizze einer zum Empfangen no Netzspannungssignalen sowie zum Senden und Empfangen von digitalen Niederspannungssignalen U_SBout bzw. U_SBin über eine Schnittstelle SB gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die bidirektionale Schnittstelle SB verfügt wie die vorstehend unter Bezugnahme auf 1a beschriebene unidirektionale Schnittstelle SU über einen Eingangsanschluss K–K' zum wahlweisen Empfang eines Netzwechselspannungssignals U_Netz oder eines digitalen Niedervoltsignals U_Bus.
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.
Ebenso wie die unidirektionale Schnittstelle SU weist auch die in 1b abgebildete bidirektionale Schnittstelle SB 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 zum selektiven Kurzschliessen der Busspannung U_Bus benötigten netzspannungsfesten Leistungsschalter T₁ (vgl. 2b) dient. Bei der Versorgungsspannung U_V handelt es sich wiederum um eine Gleichspannung mit einem Niedervolt-Spannungspegel.
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.
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 2a ist eine geeignete schaltungstechnische Realisierung einer unidirektionalen Schnittstelle SU gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche zur Übermittlung von digitalen Datensignalen zwischen dem zum Betrieb wenigstens einer Entladungslampe oder wenigstens eines LED-Moduls benötigten Betriebsgerät BG und einem Bus BS ausgelegt ist.
Die Spannung U_SBout liegt dabei zwischen der Klemme K_S und dem Masseknoten GND der Schnittstellenschaltung.
Mit den Klemmen K, K' ist ein Vollweg-Gleichrichter AC/DC verbunden.
Die Spannungsversorgung der Schnittstelle SU kann z. B. induktiv über eine in einen Spannungsversorgungskreis EKN der Schnittstelle integrierte Sekundärwicklung L_S 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 L_S eingekoppelten Spannung handelt es sich dabei um eine Wechselspannung, deren Amplitude durch den Pegel der Versorgungsspannung U_V gegeben ist. Zur Bereitstellung der vorgenannten Spannungsversorgung wird diese Wechselspannung gleichgerichtet und mit Hilfe eines Tiefpassfilter geglättet.
Ein Optokoppler OK_E, der sich am ausgangsseitigen Ende eines Empfangszweigs EZ der Schnittstelle SU befindet, dient zur potenzialfreien Auskopplung des digitalen Niederspannungssignals Ausgangsanschluss KE. Dieser sendeseitige Optokoppler OK_E 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.
Eine zu dem Optokoppler OK_E primärseitig in Serie geschalteter Schwellwertschalter (bspw. eine Zenerdiode D_Z1) dient dabei zur Einstellung eines Spannungsschwellenwerts.
In 2b ist eine geeignete schaltungstechnische Realisierung einer bidirektionalen Schnittstelle SB gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Spannungen U_SBin und U_SBout liegen dabei zwischen den Klemmen K_E bzw. K_S und dem Masseknoten GND der Schnittstellenschaltung. Über den Eingangsanschluss K–K' ist die Schnittstelle SB mit einer Netzwechselspannung U_Netz oder ein Digitalsignal führenden Busleitung des Bus BS verbunden.
Die Spannungsversorgung der Schnittstelle SB kann wie bei der vorstehend unter Bezugnahme auf 2a beschriebenen Schnittstelle SU erfolgen.
In einem zum Senden von digitalen Niederspannungssignalen vorgesehenen Sendezweig SZ befindet sich nunmehr ein weiterer Optokoppler OK_S.
Beim Senden eines digitalen Niederspannungssignals über diesen sendeseitigen Optokoppler OK_S fließt durch dessen Sekundärseite und eine dazu in Serie geschalteten Konstantstromquelle KSQ_S ein Strom, der dafür sorgt, dass die an der Konstantstromquelle KSQ_S abfallende Gatespannung U_G3 des Halbleiterschalters T₃ auf einen Wert oberhalb des Pegels seiner Schaltspannung ansteigt und der Halbleiterschalter T₃ durch schaltet. 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.
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.
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 ausgelöst, dessen Schaltverhalten bei beiden Ausführungsbeispie len der erfindungsgemäßen Schnittstelle durch eine geeignete äußere Beschaltung verzögert wird. Dies erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe einer Gegenkopplungsschaltung 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.
Die Funktion dieser Beschaltung des Sendezweigs kann also wie folgt unter Verweis auf 3 zusammengefasst werden:
Eine Konstantstromquelle KSQ_S 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 KSQ_S 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.
Bezugnehmend auf 4 wird nunmehr eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Betriebsgeräts mit einer Schnittstelle mit wenigstens einem Sendezweig und optional auch einem Empfangszweig erläutert.
Wie bereits Bezug nehmend auf die vorherigen Figuren erläutert, kann eine Schnittstelle zum Aussenden und ggf. Empfangen von Signalen über einen Digitalbus in ein Betriebsgerät im Bereich der Gebäudetechnik, insbesondere einem Betriebsgerät für Leuchtmittel integriert sein. Ein typisches Beispiel für ein derartiges Betriebsgerät ist also ein Vorschaltgerät zum Betrieb von Leuchtmitteln beispielsweise von Gasentladungslampen, Hochdrucklampen oder LEDs.
Andere Beispiele im Bereich der Gebäudetechnik sind Sensoren (Rauchsensor, Bewegungssensor, Tageslichtmesskopf, ..).
In dem Betriebsgerät ist wie dargestellt eine Steuereinheit vorgesehen, die beispielsweise in Form eines ASICs oder eines Mikrocontrollers vorgesehen sein kann. Diese Steuereinheit ist sowohl mit dem Sendezweig wie mit dem ggf. auch vorliegenden Empfangszweig verbunden. Zur Übertragung von Digitalsignalen über den Digitalbus werden die zu sendenden Digitalsignale von der Steuereinheit als Niedervoltsignale einem Optokoppler zugeführt, dessen Sekundärseite mit einem Sendezweigschalter (Sende-FET) verbunden ist. Wenn beispielsweise eine Übertragung gemäß dem DALI-Standard vorgesehen sein soll, wird der logische Zustand '1' dadurch auf den angeschlossenen Bus übertragen, dass der Sende-FET angesteuert über den Optokoppler selektiv die Digitalbusleitung kurzschließt. Die Erfindung lässt sich natürlich auch auf sämtliche anderen Digitalbussysteme anwenden, solange in einer Schnittstelle ein Optokoppler im Sendezweig zur Übertragung von Digitalsignalen vorliegt.
Die Erfindung hat nun herausgefunden, dass bei Optokoppler das Problem besteht, dass deren Übertragungsverhalten und somit das Ausschaltverhalten bzgl. der Ansteuerung des Sende-FETs temperaturabhängig ist. Dies lässt sich damit erklären, dass die Speicherzeit des Optokopplers temperaturabhängig ist. Mit steigender Temperatur verzögert sich also das Ausschaltverhalten, was der ungewünschten Veränderung der Bitzeit („bit length") entspricht. Dabei ist zu bedenken, dass üblicherweise in einem zu verwendenden Standard die Bitzeit sowie eine einzuhaltende Toleranz der Bitzeit vorgegeben sind. Die Toleranz kann beispielsweise +/– 10% des Sollwerts für die Bitzeit betragen. Die Temperaturabhängigkeit kann diesen Wert übersteigen.
Aufgrund der Temperaturabhängigkeit des Übertragungsverhaltens des Optokopplers wäre also zu befürchten, dass die Bitzeit sich über die Toleranz hinaus von dem Sollwert entfernt. Dieses Problem wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch angegangen, dass der Steuereinheit ein Signal zugeführt wird, das die Temperatur oder Betriebstemperatur des Optokopplers wiedergibt. Dieses Signal kann wie in 4 ersichtlich, der Steuereinheit, beispielsweise einem ASIC, von außen zugeführt werden oder aber auch innerhalb des ASIC-Gehäuses generiert werden. Eine Kompensationseinheit der Steuereinheit ermittelt anhand der vorliegenden Temperaturinformation einen Korrekturwert für die Bitzeit der zur Übertragung anstehenden Digitalsignale. Dazu kann der Kompensationswert als eine Funktion der Temperatur generiert werden. Eine Implementierung besteht wie in der Figur dargestellt darin, dass eine Abgleichstabelle vorgesehen ist, in der jedem Temperaturwert ein Korrekturwert für die Bitzeit zugeordnet ist.
Alternativ kann die Bitzeit durch temperaturabhängige Korrekturfaktoren korrigiert werden. Dazu kann die Temperaturabhängikeit des Übertragungsverhaltens des Optokopplers durch eine Linearisierung genähert werden, wobei die Invertierung der Steigung der sich ergebenden Geraden den Korrekturfaktor darstellt.
Allgemein wird die Bitzeit mit steigender Temperatur verkürzt. Je höher also die Temperatur gemäß vorliegender Temperaturinformation ist, desto größer wird die Verkürzung der zur Übertragung anstehenden Digitalsignale zur Kompensation der sich verlängernden Speicherzeit des Optokopplers.
Die Temperaturkompensation (Temperaturkorrektur) der Bitzeit kann über den Bereich zulässiger Temperaturen bspw. 10%–20% der Bitzeit ausmachen.
Die Temperaturkompensation ist ein verhältnismäßig schneller Effekt im Vergleich zu Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers. Um auch Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers kompensieren zu können, die also nicht temperaturabhängig sind, kann, wie beispielsweise bereits in der WO 2006/010416 beschrieben, eine Auswertung der über den Sendezweig des Betriebsgeräts ausgesendeten Digitalsignale über den Empfangszweig derselben Schnittstelle erfolgen. Somit können Charakteristiken und insbesondere Flanken- oder Bitzeitveränderungen der Digitalsignale erfasst werden. Diese Technik für sich selbst genommen eignet sich für die relativ schnelle Temperaturkompensation nicht, da ja ausgehend von einem ersten ausgesendeten Bit dieses über den Empfangszweig ausgewertet wird, um dann eine Korrektur des folgenden auszusendenden Bits vorzunehmen. Somit bestünde bei relativ schnellen Temperaturkompensations effekten die Gefahr, dass das erste Bit wegen Überschreitung der Bitzeittoleranz verloren geht.
Diese Gefahr besteht natürlich nicht bei den sehr langsam abspielenden Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers.
Somit wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Temperaturkompensation durch Korrektur der Bitzeit ausgehend von einer vorliegenden Temperaturinformation mit der aus der WO 2006/010416 bekannten Technik der Auswertung der eigenen gesendeten Signale über den eigenen Empfangszweig kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2006/010417 A1 [0004]
- WO 2006/010416 [0060, 0062]

Claims

Busfähiges Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend eine Steuereinheit, die zur Übertragung auf einen Bus anstehende Digitalsignale einem Sendezweig zuführt, wobei – der Sendezweig einen Optokoppler aufweist, – in der Steuereinheit eine Information bezüglich der Temperatur des Optokopplers vorliegt, und – die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Bitzeit der dem Optokoppler zugeführten Digitalsignale abgängig von der Temperaturinformation einzustellen.
Betriebsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Temperaturinformation in einem Gehäuse der Steuereinheit gewonnen wird.
Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit die Bitzeit durch Zugriff auf eine Tabelle einstellt, in der einer gegebenen Temperatur ein Bitzeit-Korrekturwert zugeordnet ist.
Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen Empfangszweig, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, selbst über den Sendezweig gesendete Digitalsignale über den eigenen Empfangszweig auszuwerten, um Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers zu erfassen und die Bitzeit von zu sendenden Digitalsignalen entsprechend zu korrigieren.
Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Bitzeit desto stärker zu verkürzen, je höher die Temperatur ist.
Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit ein ASIC ist.
Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen oder LEDs ist.
Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sekundärseite des Optokopplers mit einem Halbleiterschalter verbunden ist, der selektiv die Digitalbusleitung kurzschliesst.
Verfahren zur Temperaturkompensation des Übertragungsverhaltens eine Optokopplers in einem Sendezweig einer Digitalbusschnittstelle, aufweisend den Schritt der Einstellung der Bitzeit der dem Optokoppler zur Übertragung zugeführten Digitalsignale abhängig von der aktuellen Umgebungstemperatur des Optokopplers.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Bitzeit durch Zugriff auf eine Tabelle korrigiert wird, in der einer gegebenen Temperatur ein Bitzeit-Korrekturwert zugeordnet ist oder bei dem die Bitzeit durch temperaturabhängige Korrekturfaktoren korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei über den Sendezweig gesendete Digitalsignale über einen Empfangszweig ausgewertet werden, um Langzeitveränderungen des Übertragungsverhaltens des Optokopplers zu erfassen und die Bitzeit von zu sendenden Digitalsignalen entsprechend zu korrigieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die Bitzeit desto stärker verkürzt wird, je höher die Temperatur ist.
Digitale Steuereinheit, insbesondere ASIC, die dazu ausgelegt ist, eine Verfahren nach einem der Ansprüche zu implementieren.