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Anordnung
aus elektronischem Vorschaltgerät und daran angeschlossenem
Dimm-Steuergerät sowie Verfahren zum Betreiben einer Lampe
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Technisches Gebiet
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Die
meisten Lampen lassen sich in unterschiedlichen Modi betreiben,
die sich durch die von der Lampe abgegebene Lichtintensität
unterscheiden. Üblicherweise werden Lampen so betrieben, dass
sie in einem Normalmodus Licht in recht großer Intensität
abstrahlen, und es ist ein Wechsel in einen Dimm-Modus möglich,
in dem die Lampe mit deutlich geringerer Intensität Licht
abstrahlt. Im Dimmbetrieb wird Energie eingespart. Andererseits
ist häufig eine hohe Intensität der Lichtabstrahlung
gewünscht. Es ist somit eine Steuerung erforderlich, wann
vom Normalbetrieb auf den Dimmbetrieb gewechselt werden soll. Bei
Straßenbeleuchtung ist es üblich, nach einer vorbestimmten
Zeitdauer von zwischen vier und sechs Stunden seit dem Einschalten
der Lampe auf einen Dimmbetrieb zu wechseln.
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Die
Erfindung befasst sich mit diesem Wechsel zwischen zwei Betriebsmodi
der Lampe und betrifft somit ein Verfahren zum Betreiben einer Lampe. Sie
stellt hierfür eine neuartige Anordnung aus einem elektronischen
Vorschaltgerät und einem an diesem angeschlossenen Dimm-Steuergerät
bereit.
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Stand der Technik
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Bei
der Erfindung wird davon ausgegangen, dass ein herkömmliches
elektronisches Vorschaltgerät verwendet wird. Herkömmliche
elektronische Vorschaltgeräte weisen eine bestimmte Art
von Schnittstelle auf: An zwei Anschlüsse (bzw. zwischen
zwei Anschlüssen) des elektronischen Vorschaltgeräts legt
selbiges im Betrieb eine Spannung an. Nun ist das elektronische
Vorschaltgerät in der Lage, unterschiedliche an den Anschlüssen
angeschlossene Lasten voneinander zu unterscheiden. Typischerweise
umfasst ein elektronisches Vorschaltgerät einen Transformator,
wobei der Transformator an seiner Primärseite mit einer
Wechselspannung beaufschlagt wird. Die besagten beiden Anschlüsse
des elektronischen Vorschaltgeräts sind mit der Sekundärseite
gekoppelt, an der auch ein Gleichrichter vorgesehen ist. Dann liegt
eine konstante Spannung an. Wird zwischen die beiden Anschlüsse
eine Last geschaltet, so beeinflusst diese die Gesamtanordnung und
bewirkt insbesondere eine Änderung von Potentialen an der
Primärseite des Transformators. Wird ein solches Potential
an der Primärseite gemessen, so lässt sich aus
diesem auf die Last zurückschließen. Im Extremfall
wird an die beiden Anschlüsse eine Spannungsquelle angeschlossen,
und weil eine solche Spannungsquelle einen sehr hohen Innenwiderstand
aufweist somit eine sehr große Last. Die an der Spannungsquelle
anliegende Spannung beeinflusst dann das an der Primärseite
des Transformators im elektronischen Vorschaltgerät gemessene Potential.
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Eine
Schnittstelle der beschriebenen Art ist z. B. in der Norm IEC
60929, in deren Annex E2 definiert. Die Norm betrifft den
Spezialfall eines elektronischen Vorschaltge räts für
eine Leuchtstofflampe. Die Erfindung ist auch für elektronische
Vorschaltgeräte für Halogenlampen, Hochdrucklampen
und LEDs anwendbar, bei denen die Schnittstelle dann analog zu besagter
Schnittstelle für Leuchtstofflampen ausgestaltet sein kann.
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Die
Schnittstelle wird üblicherweise dazu verwendet, Steuerbefehle
an das elektronische Vorschaltgerät zu übermitteln.
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Üblicherweise
wird in einer Anordnung aus einer Vielzahl von Lampen mit zugehörigen
elektronischen Vorschaltgeräten eine zentrale Steuereinheit bereitgestellt,
die mit den jeweiligen Schnittstellen gekoppelt ist. Es erscheint
aber nicht sinnvoll, eine solche Anordnung lediglich zum Mitteilen
des Verstreichens einer vorbestimmten Dimmdauer an die elektronischen
Vorschaltgeräte vorzusehen, denn der Verkabelungsaufwand
ist sehr groß: Jedes elektronische Vorschaltgerät
muss einzeln mit der zentralen Steuereinheit verbunden werden.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen,
wie einem elektronischen Vorschaltgerät das Verstreichen
einer Dimmdauer in unaufwendiger Weise mitgeteilt werden kann.
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Die
Aufgabe wird durch das Bereitstellen einer Anordnung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
4 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden
sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Das
elektronische Vorschaltgerät der Anordnung zeichnet sich
dadurch aus, dass es ausgelegt ist, eine an es angeschlossene Lampe
in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Analyse anzusteuern,
die die an den Anschlüssen angeschlossene Last betrifft.
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Vor
allem aber ist an den beiden Anschlüssen ein (Dimm-)Steuergerät
angeschlossen, welches (insbesondere ausschließlich) über
eine an den beiden Anschlüssen anliegende Spannung Energie
zu seinem Betrieb bezieht. Zwar erlaubt die herkömmliche
Schnittstelle keine große Leistungsabgabe, sondern es fließen
höchstens Ströme im μA-Bereich über
die beiden Anschlüsse, aber das Dimm-Steuergerät
kann verbrauchsarm gestaltet werden, indem ausschließlich
elektronische Komponenten verwendet werden. Das Dimm-Steuergerät
weist eine Uhr auf und ist in der Lage, die zwischen den beiden
Anschlüssen anliegende Last durch elektronische Steuerung
in Abhängigkeit von eine von der Uhr bereitgestellten Information
bzw. aufgrund von von der Uhr abgegebenen Signalen zu ändern.
Im einfachsten Fall wird eine Schaltung mit einem Transistor verwendet
und durch die elektronische Steuerung das an dessen Steuereingang
(Basis bzw. Gate) anliegende Potential geändert, während über
weitere Elemente wie eine Zenerdiode, eine Mehrzahl von Dioden und/oder
Widerstände die beiden anderen Anschlüsse (Kollektor
bzw. Source andererseits und Emitter bzw. Drain andererseits) des
Transistors mit den beiden Anschlüssen des elektrischen
Vorschaltgeräts gekoppelt sind.
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Durch
das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Anordnung
kann eine Zeitsteuerung einer an das elektronische Vorschaltgerät
angeschlossenen Lampe erfolgen, ohne dass übermäßiger
Verkabelungsaufwand betrieben werden muss. Das Dimm-Steuergerät
kann hierbei zusammen mit dem elektronischen Vorschaltgerät
im Körper einer Leuchte untergebracht werden, und es sind
keine externen Steuerleitungen zur Leuchte hin erforderlich. Das Dimm-Steuergerät
kann einfach mit dem elektronischen Vorschaltgerät gekoppelt
werden, ohne dass eine Abnahme durch eine Prüforganisation
erforderlich ist.
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Durch
das Bereitstellen der Uhr sind komplexe Zeitvorgaben möglich.
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Im
einfachsten Fall, für den die erfindungsgemäße
Anordnung hauptsächlich vorgesehen ist, soll durch das
Dimm-Steuergerät seinem Namen entsprechend festgelegt werden,
wann eine an das elektronische Vorschaltgerät angeschlossene
Lampe gedimmt werden soll. Es muss also nur zwischen zwei Zuständen,
nämlich „ungedimmt” und „gedimmt” unterschieden
werden. Demgemäß ist das Dimm-Steuergerät
im einfachsten Fall dazu ausgelegt, von einem ersten Zustand betreffend
die anliegende Last in einen zweiten Zustand zu wechseln. Das elektronische
Vorschaltgerät muss lediglich dazu ausgelegt sein, zwischen
diesen beiden Zuständen des an es angeschlossenen Dimm-Steuergeräts
zu unterscheiden, und es soll bei dem ersten Zustand eine an es angeschlossene
Lampe so ansteuern, dass diese Licht mit einer ersten Intensität
abgibt, und bei dem zweiten Zustand die Lampe so ansteuern, dass
diese Licht mit einer zweiten, gegenüber der ersten Intensität
verringerten Licht (also gedimmt) abgibt.
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In
einem besonders einfachen Fall ist es nicht einmal erforderlich,
dass nach dem Dimmen wieder in den Normalbe trieb zurückgewechselt
wird. Im einfachsten Fall soll ein Dimm-Steuergerät einfach
bewirken, dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer seit dem Einschalten
der Lampe selbige gedimmt wird. Besagte Zeitdauer soll durch das Dimm-Steuergerät
festgelegt sein. Es ist möglich, zu unterschiedlichen solchen
Zeitdauern jeweils unterschiedliche Dimm-Steuergeräte bereitzustellen,
so dass dann jeweils das benötigte Dimm-Steuergerät an
das elektronische Vorschaltgerät anzuschließen ist.
Die vorbestimmte Zeitdauer kann jedoch auch als Datenwert im Dimm-Steuergerät
abgelegt sein und über Eingaben veränderlich sein.
Auf jeden Fall ermöglicht es die Erfindung, eine Lampe
nach einer vorbestimmten Zeitdauer seit Beginn ihres Betriebs zu
dimmen, ohne dass diese Zeitdauer im elektronischen Vorschaltgerät
selbst abgelegt sein muss. Vielmehr ist eben zu dem Dimm-Steuergerät
die vorbestimmte Zeitdauer vorgegeben, und selbiges ist bevorzugt
dazu ausgelegt, ab dem Beginn seiner Versorgung mit Spannung (nämlich über
die beiden Anschlüsse des elektronischen Vorschaltgeräts)
ein Verstreichen genau dieser vorbestimmten Zeitdauer abzuwarten
und sodann einen Wechsel in der zwischen den beiden Anschlüssen
anliegenden Last zu bewirken.
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Bei
dem Dimm-Steuergerät kann vorgesehen sein, dass sich beim
Beginn seiner Versorgung mit Spannung automatisch ein Grundzustand
einstellt, also der erste Zustand, und dass es einer aktiven Maßnahme
bedarf, um zu einem anderen, nämlich dem zweiten Zustand
zu wechseln. Das Dimm-Steuergerät funktioniert dann wie
eine Zeitschaltuhr, mit dem Unterschied, dass es selbst seine Spannung
von dem elektronischen Vorschaltgerät bezieht, dem es gewissermaßen über
die Spannungsanschlüsse Mitteilungen gibt, wel che von dem elektronischen
Vorschaltgerät quasi wie ein Steuerbefehl verarbeitet werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer
Lampe umfasst die Schritte:
- – Koppeln
der Lampe mit einem elektronischen Vorschaltgerät,
- – Anschließen eines Dimm-Steuergeräts
an zwei Eingangsanschlüsse des elektronischen Vorschaltgeräts,
- – Beginnen des Anlegens einer Spannung an (bzw. zwischen)
zwei Netzanschlüsse(n) des elektronischen Vorschaltgeräts,
- – sodann erstens Beginnen durch das elektronische Vorschaltgerät,
die Lampe für einen ersten Betriebsmodus anzusteuern, also
die Lampe durch Steuerung der Zufuhr einer Spannung an selbige und
ggf. durch Steuersignale in einen ersten Betriebsmodus zu versetzen,
und zweitens Beginnen durch das elektronische Vorschaltgerät an
den Eingangsanschlüssen eine Spannung anzulegen und so
das Dimm-Steuergerät in Betrieb zu setzen,
- – Abwarten einer vorbestimmten Zeitdauer durch das
Dimm-Steuergerät nach seinem In-Betrieb-Gesetzt-Werden,
und
nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer
- – Bewirken eines Wechsels in der an den Eingangsanschlüssen
liegenden Last und
- – Erkennen des Lastwechsels durch das elektronische
Vorschaltgerät und deswegen nachfolgend Ansteuern der Lampe
für einen zweiten Betriebsmodus (also Bewirken durch geeignete
Zufuhr von Spannung und ggf. Steuersignalen, dass die Lampe in einem
zweiten Betriebsmodus arbeitet).
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Bevorzugt
ist der erste Betriebsmodus ein Modus, in dem die Lampe normal arbeitet
und der zweite Betriebsmodus ein Modus, in dem die Lampe gedimmt
arbeitet. Mit anderen Worten gibt die Lampe bevorzugt im zweiten
Betriebsmodus Licht in geringerer Intensität ab als im
ersten Betriebsmodus.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine
Anordnung aus elektronischem Vorschaltgerät mit daran angeschlossenem
Dimmgerät gemäß der Erfindung und ferner
daran angeschlossener Lampe,
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2 den
prinzipiellen Aufbau des Dimm-Steuergeräts aus 1 anhand
einer Blockdarstellung.
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Bevorzugte Ausführung
der Erfindung
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Eine
Lampe 10 wird von einem elektronischen Vorschaltgerät 12 in
an sich bekannter Weise angesteuert. Das elektronische Vorschaltgerät 12 ist über
Netzanschlüsse 14a, 14b mit einem Stromversorgungsnetz
koppelbar. Interne Schaltungen in dem elektronischen Vorschaltgerät 12 be wirken,
dass die Lampe 10 mit einer geeigneten Betriebsspannung angesteuert
wird, wobei die Energie über das an den Netzanschlüssen 14a und 14b angeschlossene Stromversorgungsnetz
bezogen wird. Das elektronische Vorschaltgerät 12 weist
eine Schnittstelle mit zwei Eingangsanschlüssen 16a und 16b auf.
Das elektronische Vorschaltgerät 12 legt, sobald
an seinen Netzanschlüssen 14a und 14b eine
Spannung anliegt, seinerseits eine Spannung an den Anschlüssen 16a und 16b an. Über
diese Spannung wird ein Dimm-Steuergerät 18 mit
elektrischer Energie versorgt.
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Das
Dimm-Steuergerät 18 umfasst eine Zeitsteuerung 20.
In der Zeitsteuerung 20 ist eine vorbestimmte Zeitdauer
vorgegeben, und die Zeitsteuerung 20 beginnt die Zeit seit
dem Einschalten des Dimm-Steuergeräts, das automatisch
mit einem Anlegen der Spannung an die Anschlüsse 16a und 16b erfolgt,
zu erfassen und gibt nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer
entsprechend dem Pfeil 22 ein Signal ab.
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Nun
sind in dem Dimm-Steuergerät 18 parallel zu der
Zeitsteuerung 20 Mittel 24 zum Begrenzen einer
Spannung und ein Schaltaktor 26 in Reihe geschaltet. Die
Mittel 24 sowie der Schaltaktor 26 liegen somit
als Last an bzw. zwischen den Anschlüssen 16a und 16b an.
Die Mittel zur Spannungsbegrenzung 24 sind z. B. als Zener-Diode
ausgeführt, als Serienschaltung von von Zener-Dioden verschiedenen
Dioden, ggf. nur als Widerstände ausgebildet, oder sie
umfassen eine Kombination von Zener-Dioden, herkömmlichen
Dioden und/oder Widerständen.
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Der
Schaltaktor 26 ist im einfachsten Beispiel ein Transistor,
der mit dem Ausgang eines integrierten Schalt kreises oder eines
Mikrocontrollers gekoppelt ist. Er kann auch direkt der Ausgang
eines Mikrocontrollers sein. Wird der Transistor 26 geschaltet, nämlich
durch den Steuerbefehl von der Steuerung 20 gemäß dem
Pfeil 22, ändert sich kurzfristig die Last, die
an den Anschlüssen 16a und 16b anliegt. Das
elektronische Vorschaltgerät 12 kann eine Änderung
dieser Last erkennen und ändert sein Ansteuerverhalten.
So kann das elektronische Vorschaltgerät 12, sobald
es eingeschaltet ist, also über die Netzanschlüsse 14a und 14b elektrische
Energie bezieht, die Lampe 10 in einem Normalbetrieb ansteuern. Gleichzeitig
beginnt die Zeitsteuerung 20 in dem Dimm-Steuergerät 18 mit
der Erfassung der Zeit, und nach Verstreichen einer vorbestimmten
Zeitdauer aufgrund des Steuerbefehls gemäß dem
Pfeil 22 wird die Last geändert, das elektronische
Vorschaltgerät 12 erkennt dieses und wechselt
die Ansteuerung der Lampe 10 dahingehend, dass diese nachfolgend
im Dimmbetrieb betrieben wird.
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Bei
einer herkömmlichen Schnittstelle des elektronischen Vorschaltgeräts 12 mit
Anschlüssen 16a und 16b, die auch als
1 bis 10 V-Schnittstelle bezeichnet wird, sollte das Dimm-Steuergerät
nach seinem Einschalten zunächst die Spannung zwischen den
Anschlüssen 16a und 16b auf über
10 V belassen, und nach dem Betätigen des Schaltaktors 26 sollte
diese Spannung auf einen Wert zwischen 1 und 10 V sinken. Eine 1
bis 10 V-Schnittstelle weist zwei Eingangsanschlüsse auf,
die über einen Gleichrichter mit der Sekundärseite
eines Transformators gekoppelt sind. Bei Wechsel der Last an den
Eingangsanschlüssen 16a und 16b ändert
sich die an der Primärseite des Transformators bei Beaufschlagung
mit Wechselspannung abfallende Spannung, und diese kann gemessen
werden, damit das elektronische Vorschaltgerät 12 vorliegend
erkennt, dass der Schaltaktor 26 aktiviert worden ist.
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Durch
die Anbindung des Dimm-Steuergeräts 18 an eine
bei herkömmlichen elektronischen Vorschaltgeräten 12 ohnehin
vorhandene Schnittstelle ist in unaufwendiger Weise eine Zeitsteuerung
für das elektronische Vorschaltgerät 12 und
damit mittelbar für die Lampe 10 bereitgestellt.
Die Zeitsteuerung ist nicht intern in dem elektronischen Vorschaltgerät 12 bereitgestellt.
Durch Verwendung eines anderen Dimm-Steuergeräts, zu dem
eine andere vorbestimmte Zeit vordefiniert ist, lässt sich
eine Änderung in der Zeitsteuerung vornehmen.
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Der
zu treibende Verkabelungsaufwand ist gering, weil das Dimm-Steuergerät 18 die
Energie zu seinem Betrieb ausschließlich über
die Anschlüsse 16a und 16b bezieht. Gesonderte
Netzanschlüsse für das Dimm-Steuergerät 18 sind
daher nicht erforderlich. Ein Dimm-Steuergerät 18 mit
den beschriebenen Eigenschaften ist als einfache elektronische Schaltung,
ggf. mit einigen intelligenten Elementen wie Mikrocontrollern, etc.
bereitstellbar, welche wenig elektrische Energie verbraucht und
gleichzeitig wenig Platz einnimmt. Somit kann das Dimm-Steuergerät 18 zusammen
mit dem elektronischen Vorschaltgerät 12 in einer
Leuchte, welche die Lampe 10 umfasst, ohne weiteres untergebracht
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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