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Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Betriebsgeräte für Leuchtmittel (Gasentladungslampen, Halogen, LED, OLED) und insbesondere die Auswertung der Versorgungsspannung dieser Betriebsgeräte.
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Grundlage dieser „Auswertung” ist dabei stets ein ausgehend von der Versorgungsspannung gespeister Zweig, der zusätzlich zu dem Zweig vorliegt, mittels dem die Leuchtmittel mit Leistung versorgt werden.
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Aus der
EP 0 939 476 B1 ist eine Einrichtung mit einem Brückengleichrichter, der in einem ersten Zustand eines Notbetriebes in einen Sicherheitsstromversorgungszweig eingeschaltet wird. Die Einrichtung enthält Schaltelemente, die bestimmte, nur für den Notbetrieb vorgesehene Leuchten nur dann mit der am Eingang anliegenden Versorgungsspannung verbinden, wenn die Versorgungsspannung eine konstante oder nur aus positiven Halbwellen bestehende Gleichspannung ist, nicht aber, wenn die Versorgungsspannung eine Wechselspannung ist. Eine genaue Differenzierung unterschiedlicher Versorgungsspannungen im Gleich- und Wechselspannungsbereich ist nicht möglich.
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Weiter ist aus der
DE 10 2007 040 555 A1 ein Verfahren und eine Schaltung zum Identifizieren der Art einer Spannung V
mains bekannt, die in zwei von drei verschiedenen zeitlichen Spannungs-Verlaufsformen vorliegt. Die Schaltung enthält einen Brückengleichrichter, von dem zwei Messstromkreise ausgehen, wobei in dem einen Messtromkreis positive Stromanteile und in dem anderen negative Stromanteile fließen. Die Identifizierung der Art der anliegenden Spannung erfolgt durch einen Auswerteschaltungsteil.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Auswertung der Versorgungsspannung zusätzlich zu der Weiterleitung der Versorgungsspannung zu den Leuchtmitteln bereitzustellen.
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Unter „Auswertung” gemäss der Erfindung ist dabei einer oder mehrere der folgenden Aspekte zu verstehen:
- – Erfassung wenigstens eines Parameters der Versorgungsspannung (Polarität, AC/DC-Erkennung, Amplitude, Frequenz...),
- – Erfassung von eingehenden Signalen, die die Versorgungsspannung als Träger verwenden, und/oder
- – Bereitstellung einer Spannungsversorgung.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
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Die Erfindung geht dabei von der
DE 10 2007 040 555 A1 aus und entwickelt diese dahingehend weiter, dass eine Analyseschaltung vorgesehen ist, welche die Ströme der beiden Messstromkreise aus der
DE 10 2007 040 555 A1 bspw. zur Ermittlung der gewünschten Parameters der anliegenden Spannung weiter auswertet und analysiert.
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Kurze Beschreibung der Erfindung In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Vorschaltgerät bereit mit separaten Messkreisen, um eine von einem Gleichrichtungsmittel gleichgerichtete Spannung in eine positive und eine negative Spannungskomponente zerlegen, wobei die Spannung z. B. als Wechselspannung, als pulsierende Gleichspannung oder als konstante Gleichspannung vorliegen kann, einer Auswerteschaltung, welcher die Spannungskomponenten der beiden Messstromkreise zur Identifizierung der Art der anliegenden Spannung auswertet, und einer Analyseschaltung, die über einen AD-Wandler die Spannungskomponenten analysiert, und weitere Merkmale der Spannung berechnet, z. B. ein Vorliegen einer Überspannung insbesondere durch Verpolung, eines Amplitudenwerts, eines Mittelwerts der Spannung und/oder einer auf die Spannung aufmodulierten Information.
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Die Analyseschaltung kann eine Frequenz der Spannung oder einen Spannungswert ermitteln.
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Der AD-Wandler kann adaptiv sein und aufgrund einer Frequenz der Spannung ein Zeitfenster für eine Messung der Spannungskomponenten vorgeben.
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Die Analyseschaltung kann die Spannungskomponenten über eine Periode der Spannung messen.
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Die Analyseschaltung für die Berechnung abhängig von der Erkannten Spannung unterschiedliche Faktoren verwenden kann.
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Die Faktoren können davon abhängen, ob eine Klemmung vorgesehen ist.
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Die Analyseschaltung die Nulldurchgänge der Spannung ermitteln kann.
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In der Analyseschaltung kann mindestens ein Schwellwert vorgesehen sein und die Analyseschaltung kann die anliegende Spannung aufgrund ihres Verhaltens im Bezug auf den mindestens einen Schwellwert erkennen.
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In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Schaltung zum Analysieren einer Spannung, insbesondere der einem Vorschaltgerät zugeführten Versorgungsspannung bereit, die in mindestens zwei von mindestens drei verschiedenen zeitlichen Verlaufsformen, wie z. B. als Wechselspannung, als pulsierende Gleichspannung oder als konstante Gleichspannung vorliegen kann, mit Gleichrichtungsmitteln für die vorliegende Spannung, wobei die Gleichrichtungsmittel so ausgebildet sind, dass sie die vorliegende Spannung in eine positive und eine negative Spannungskomponente zerlegen, dass jede der beiden Spannungskomponenten eine Spannungsquelle für einen separaten Messstromkreis bildet, und einer Auswerteschaltung, welche die Ströme der beiden Messstromkreise zur Identifizierung der Art der anliegenden Spannung auswertet, wobei die Schaltung eine Analyseschaltung umfasst, die über einen AD-Wandler die Spannungskomponenten analysiert, und weitere Merkmale der Spannung berechnet, z. B. ein Vorliegen einer Überspannung insbesondere durch Verpolung, eines Amplitudenwerts, eines Mittelwerts der Spannung und/oder einer auf die Spannung aufmodulierten Information.
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In noch einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Verfahren zum Analysieren einer Spannung bereit, die mindestens in zwei von mindestens drei verschiedenen zeitlichen Verlaufsformen, wie z. B. als Wechselspannung, als pulsierende Gleichspannung oder als konstante Gleichspannung vorliegen kann, wobei die vorliegende Spannung gleichgerichtet wird, derart, dass sie in eine positive und eine negative Spannungskomponente zerlegt wird, dass die beiden Spannungskomponenten als Spannungsquellen für zwei Messstromkreise verwendet werden, und dass die Ströme in den beiden Messstromkreisen zur Identifizierung der Art der vorliegenden Spannung ausgewertet werden, wobei eine Analyseschaltung über einen AD-Wandler die Spannungskomponenten analysiert, und weitere Merkmale der Spannung berechnet, z. B. ein Vorliegen einer Überspannung insbesondere durch Verpolung, eines Amplitudenwerts, eines Mittelwerts der Spannung und/oder einer auf die Spannung aufmodulierten Information.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden mit Blick auf die Zeichnungen im Folgenden beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Schaltbild einer Schaltung nach der Erfindung.
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2 zeigt Spannungsverläufe an einzelnen Punkten der Schaltung bei den unterschiedlichen Versorgungsspannungsarten.
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3 zeigt ein Schaltbild einer Schaltung nach der Erfindung.
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4 veranschaulicht verschiedene Faktoren für Berechnungen zur Spannung Vmains.
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5 veranschaulicht Faktoren zur Berechnung für Berechnungen Vmains, wenn eine Klemmung vorliegt.
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6–10 zeigen Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung bei unterschiedlichen Versorgungsspannungsarten.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Zunächst soll die 1 nach dem Stand der Technik beschrieben werden, von dem die Erfindung ausgeht.
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Die auszuwertende Versorgungsspannung Vmains liegt am Eingang der Schaltung an, die Teil eines elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) ist. Sie kann als Wechselspannung mit aufeinander folgenden Halbwellen unterschiedlicher Polarität, als pulsierende Gleichspannung mit aufeinander folgenden Halbwellen gleicher Polarität, als konstante Gleichspannung (positive/negative) oder als Nullspannung (keine Spannung) vorliegen.
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Anhand der Schaltung aus 1 soll zunächst erklärt werden, wie die Art der Spannung identifiziert werden kann. Die Spannung passiert zunächst ein Störfilter, der aus zwei symmetrischen Drosseln/Induktivitäten L1 und L2 und einem Kondensator C1 besteht, der die parallelen Drosseln verbindet. Der Ausgang des Störfilters liegt an Anschlüssen 1 und 2 der einen Diagonalen eines Brückengleichrichters B an, der von vier Brückendioden D1, D2, D3 und D4 gebildet ist. Ein Anschluss 4 der anderen Diagonalen des Brückengleichrichters B liegt an Masse M. Der andere Anschluss 3 der anderen Brückendiagonalen führt eine Spannung, die weiterverarbeitet wird, wobei es hier unwichtig, in welcher Weise die Weiterverarbeitung erfolgt.
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Für die nachfolgende Beschreibung und die entsprechenden Darstellungen in den einzelnen Figuren sei der Einfachheit angenommen, dass die am Eingang des Störfilters anliegende Versorgungsspannung Vmains durch den Störfilter keine Veränderung erfährt, dass also die Versorgungsspannung Vmains auch an den Anschlüssen 1 und 2 des Brückengleichrichters B anliegt.
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Die Schaltung enthält zwei Messstromkreise M1 und M2. Der erste Messstromkreis M1 ist in strichpunktierten Linien dargestellt; der zweite Messstromkreis M2 ist in gestrichelten Linien dargestellt.
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Der Strom des ersten Messstromkreises M1 geht vom Anschluss 1 des Brückengleichrichters B aus und fließt weiter durch einen separaten Widerstand R1, einen beiden Stromkreisen gemeinsamen Vorwiderstand R3, einen ebenfalls beiden Stromkreisen gemeinsamen Messwiderstand R4, über Masse M, durch die Brückendiode D3 zu dem Anschluss 2 des Brückengleichrichters.
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Der Strom des zweiten Messstromkreises M2 geht von dem Anschluss 2 des Brückengleichrichters B aus und fließt weiter durch den separaten Widerstand R2, den gemeinsamen Vorwiderstand R3, den gemeinsamen Messwiderstand R4, über Masse M, durch die Brückendiode D4 zu dem Anschluss 1 des Brückengleichrichters B.
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An den Anschlüssen 1 und 2 der einen Brückendiagonalen entstehen zwei Teilspannungen unterschiedlicher Polarität, die die Spannungsquellen für die beiden Messstromkreise M1 und M2 bilden und Ursache für den Fluss der Ströme in den beiden Messstromkreisen sind.
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In dem Messstromkreis M1 fließt Strom, solange der Anschluss 1 positiv ist und der Anschluss 2 negativ. Umgekehrt fließt in dem Messstromkreis M2 Strom, wenn der Anschluss 2 positiv und der Anschluss 1 negativ ist.
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Wenn Vmains eine Wechselspannung mit wechselnden positiven und negativen Netzhalbwellen ist, so ergibt die Betrachtung, dass ein Strom während der positiven Netzhalbwelle durch den Messstromkreis M1 fließt, während durch den Messstromkreis M2 ein Strom während der negativen Netzhalbwelle fließt. Beide Ströme fließen allerdings – wie die Pfeile andeuten – durch den Vorwiderstand R3 und den Messwiderstand R4 in gleicher Richtung. Um die durch den Messwiderstand R4 fließenden Ströme danach unterscheiden zu können, ob sie zum Messstromkreis M1 oder zum Messstromkreis M2 gehören, sind die Widerstandswerte der separaten Widerstände R1 und R2 unterschiedlich gewählt. Dadurch sind auch die Ströme der beiden Messstromkreise M1 und M2 unterschiedlich, denn der Widerstand R1 gehört nur zum Messstromkreis M1 und der Widerstand R2 nur zum Messstromkreis M2.
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Der Spannungsabfall über den Messwiderstand R4 wird durch eine Auswerteschaltung ausgewertet, die einen Entstör-Kondensator C2 und zwei Komparatoren K1 und K2 umfasst. Die an dem Messwiderstand R4 abfallende Spannung ist mit Vac/dc bezeichnet. Dem Komparator 1 wird einerseits die über R4 abfallende Messspannung zugeführt und andererseits als Schwellwert die Spannung Vref/high. Dem Komparator K2 wird ebenfalls die über den Messwiderstand R4 abfallende Messspannung Vac/dc zugeführt und dazu als Schwellwert die Spannung Vref/low.
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Für die weiteren Betrachtungen wird vorausgesetzt, dass der separate Widerstand R2 grösser als der separate Widerstand R1 ist. Das bedeutet, dass der Strom in den ersten Messstromkreis M1 grösser ist, als der Strom in dem zweiten Messstromkreis M2.
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In 2 sind im oberen Teil verschiedene Fälle für Arten der Versorgungsspannung Vmains gezeigt. Im unteren Teil sind die am Messwiderstand R4 abfallenden Spannungen dargestellt.
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In Abschnitt A von 2 (oben) besteht die Versorgungsspannung Vmains aus positiven und negativen Netzhalbwellen. An dem Messwiderstand R4 fällt dadurch eine Spannung ab, die aus positiven Halbwellen besteht, und zwar wechselweise aus solchen mit höherer und solchen mit niedrigerer Amplitude. Die Halbwellen mit höherer Amplitude sind kennzeichnend für den Strom in dem zweiten Messstromkreis M1, während die Halbwellen mit niedrigerer Amplitude kennzeichnend für den Strom im ersten Messstromkreis M2 sind. Dies Abschnitt A von 2 unten dargestellt.
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Die Bewertung des Spannungsverlaufes in den beiden Komparatoren K1 und K2 erfolgt dadurch, dass der Komparator K2 mit dem niedrigeren Schwellwert Vref/low an seinem Ausgang eine Impulsfolge entstehen lässt, die derjenigen der Netzhalbwellen entspricht. Dagegen können am Ausgang des Komparators K1 mit dem höheren Schwellwert Vref/high nur die Halbwellen mit der höheren Amplitude eine Reaktion hervorrufen, so dass nur jede zweite Halbwelle, und zwar die mit der höheren Amplitude, einen Ausgangsimpuls produziert. Wenn z. B. die Versorgungsspannung Vmains eine gewöhnliche Netzspannung mit der Frequenz von 50 Hz ist, so treten am Ausgang des Komparators K1 Impulse mit der Pulsfolgefrequenz von z. B. 50 Hz auf, während am Ausgang des Komparators K2 Impulse mit der Pulsfolgefrequenz von z. B. 100 Hz auftreten. Diese Kombination erlaubt es also, eine gewöhnliche Netzspannung als Versorgungsspannung zu identifizieren.
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Abschnitt B von 2 (oben) zeigt nun eine Versorgungsspannung Vmains, die nur aus positiven Netzhalbwellen besteht. Eine solche Versorgungsspannung wird beispielsweise durch einen Brückengleichrichter erzeugt. Die nur positiven Netzhalbwellen bewirken, dass nur in dem Messstromkreis M1 mit dem größeren Widerstand R1 ein Strom fließt, und zwar aufgrund beider Halbwellen. In dem Messstromkreis M2 fliesst dagegen kein Strom. Die über den Messwiderstand R4 abfallende Messspannung ist in Abschnitt B von 2 unten gezeigt. Am Ausgang beider Komparatoren K1 und K2 treten dann z. B. Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 100 Hz auf. Dieses Spannungsmuster ist kennzeichnend für die in Abschnitt B von 2 (oben) gezeigte Versorgungsspannung Vmains.
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In Abschnitt C von 2 (oben) ist nun der Fall gezeigt, dass die Versorgungsspannung Vmains nur aus negativen Netzhalbwellen besteht. Abschnitt C von 2 (unten) zeigt die Messspannung Vac/dc, die über dem Messwiderstand R4 abfällt. Diese besteht aus nur positiven Halbwellen, die alle eine geringe Amplitude haben, die durch den größeren Widerstand R2 bestimmt ist. Am Ausgang des Komparators K1 mit dem höheren Schwellenwert Vref/high tritt dann keine Spannung auf, während die Ausgangsspannung des Komparators K2 mit dem niedrigeren Schwellenwert Vref/low aus Impulsen mit der Pulsfolgefrequenz von z. B. 100 Hz besteht. Dieses Spannungsmuster ist kennzeichnend für die in Abschnitt C von 2 (oben) gezeigte Versorgungsspannung Vmains.
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Gemäß Abschnitt D von 2 (oben) besteht die Versorgungsspannung Vmains aus einer konstanten positiven Gleichspannung. Gemäß Abschnitt D von 2 (unten) hat dies an dem Messwiderstand R4 einen konstanten Spannungsabfall Vac/dc zur Folge. Dieser ist höher als die beiden Schwellwerte Vref/low und Vref/high für die Komparatoren K1 und K2. Dementsprechend tritt am Ausgang beider Komparatoren eine konstante Gleichspannung auf. Die beiden Gleichspannungen sind gleich. Dieses Spannungsmuster ist demnach kennzeichnend für die in Abschnitt D von 2 (oben) gezeigte Versorgungsspannung Vmains.
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Abschnitt E von 2 (oben) zeigt den Fall, dass die Versorgungsspannung eine negative konstante Gleichspannung Vmains ist. Diese hat gemäß Abschnitt E von 2 (unten) an dem Messwiderstand R4 einen Spannungsabfall Vac/dc zur Folge, der ebenfalls eine konstante Gleichspannung ist. Dieser ist niedriger als der höhere Schwellwert Vref/high für den Komparator K1, aber höher als der niedrigere Schwellwert Vref/low für den Komparator K2. Das hat zur Folge, dass am Ausgang des Komparators K2 eine konstante Gleichspannung auftritt, während am Ausgang des Komparators K1 keine Spannung auftritt. Dieses Spannungsmuster ist demnach kennzeichnend für die in Abschnitt E von 2 (oben) gezeigte Versorgungsspannung Vmains.
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Ist Vmains Null, so hat dies zur Folge, dass auch an dem Messwiderstand R4 der Spannungsabfall Vac/dc gleich Null ist. Dementsprechend ist auch die Spannung am Ausgang beider Komparatoren Null. Dieses Spannungsmuster ist demnach kennzeichnend für den Fall, dass am Eingang der Prüfschaltung keine Versorgungsspannung vorhanden ist. Wenn die Versorgungsspannung abgeschaltet ist, gilt dies für den Fall, dass sich noch genügend Energie in der Zwischenkreisspannung des EVG befindet, um dieses weiter zu betreiben. Als Reaktion auf die Feststellung, dass die Versorgungsspannung abgeschaltet wurde, werden in der Regel alle wichtigen Daten gespeichert, bevor die Energie im Zwischenkreis ebenfalls gegen Null geht.
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Ergänzend zu 1 sei bemerkt, dass es nicht erforderlich ist, für die Auswerteschaltung zwei Komparatoren vorzusehen. Es ist auch möglich, statt der beiden Komparatoren K1 und K2 einen einzigen vorzusehen, dessen Eingang für die Bezugsspannung über einen Umschalter wechselweise eine höhere und eine niedrigere Bezugsspannung Vref/high bzw. Vref/low zugeführt wird. Um die Ausgangsspannung des einzigen Komparators auszuwerten zu können, muss dann zusätzlich noch die Umschaltfrequenz des Umschalters berücksichtigt werden. Dieser Fall ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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Die erfinderische Schaltung, die in 3 gezeigt ist, entspricht vom Aufbau her weitgehend der Schaltung aus 1, weshalb in der Folge nur die Teile beschrieben werden sollen, in denen Sie vom Stand der Technik abweicht.
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Der Spannungsabfall über den Messwiderstand R4 wird durch eine Auswerteschaltung ausgewertet, die einen Kondensator C2a, eine AC/DC-Auswerteschaltung, einen AD-Wandler und eine Analyseschaltung mit einer Logik für die Versorgungsspannungsanalyse aufweist. Die an dem Messwiderstand R4 abfallende Spannung ist mit Vac/dc bezeichnet. Die AC/DC-Auswerteschaltung wird die über R4 abfallende Messspannung zugeführt. Der Analyseschaltung wird ebenfalls die über den Messwiderstand R4 abfallende Messspannung Vac/dc über den AD-Wandler zugeführt. Die Analyseschaltung gibt das Ergebnis Versorgungsspannungsanalyse als Vmains out aus.
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Während beim Stand der Technik die Diskriminierung zwischen AC- und DC-Versorgungsspannung im Vordergrund steht, zielt die vorliegende Erfindung auf eine spezifischere Auswertung der Versorgungsspannung, z. B. auf Überspannung (beispielsweise durch Verpolung), Amplitude, Mittelwert der AC-Spannung oder Erfassung von auf die AC-Versorgungsspannung aufmodulierten Informationen ab. Auch die eigentliche Erfassung des Spannungswertes ist Ziel der Erfindung.
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In 3 sind die Komparatoren aus 1 durch eine Auswerteschaltung ersetzt, mit der die verschiedenen Versorgungsspannungen voneinander unterschieden werden können. Ihr Aufbau kann dabei von der mit Blick auf 1 beschrieben Komparatoren-Anordnung abweichen. Beispielweise können die Spannungen auch durch Einsatz eines μC oder einer ASIC bestimmt werden. Wichtig ist letztlich nur, dass die Auswerteschaltung die verschiedenen Spannungen Vmains unterscheiden kann und entsprechende Ausgabesignale erzeugen kann.
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Durch die Analyse der Versorgungsspannung durch die Analyseschaltung, die aus einem μC oder einer ASIC bestehen kann und die digitale Signale von dem AD-Wandler erhält, können weitere Auswertungen der Spannung Vac/dc erfolgen. Die Auswerteschaltung und die Analyseschaltung können auch durch einen einem μC oder einer ASIC verwirklicht sein.
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In einem Aspekt kann der AD-Wandler dabei ein adaptiver AD-Wandler sein, für den ein dynamisches Zeitfenster für die Messung/Wandlung bestimmt wird. Dafür werden z. B. die Nulldurchgänge der Spannung ermittelt, wodurch die Frequenz der Spannung Vmains bestimmt werden kann. Darauf basierend kann ein Zeitfenster für eine Signalmessung bestimmt werden. Das Signal könnte zwar auch in einem festen Zeitfenster gemessen werden. Dies würde die Messung allerdings ungenauer machen. Die Erfindung schlägt vor, die Spannung Vmains oder ihre Frequenz über den AD-Wandler z. B. über eine Periode der Spannung Vmains zu messen. Der integrierte Wert entspricht dann dem Spannungswert der Spannung Vmains.
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Zur Berechnung der gewünschten Parameter der Spannung Vmains sind dabei unter Berücksichtigung der verschieden Spannungsarten verschiedene Faktoren zu verwenden. Dies ist schematisch in 4 gezeigt. Eine Klemmung (clamping) wirkt sich auf diese Faktoren aus. Ist also der Punkt der Messung der Spannung Vac/dc mit einer Klemmung (clamping) versehen, erschwert dies die Berechnung. In 5 ist exemplarisch für eine Wechselspannung (AC) gezeigt, wie sich eine Klemmung der positiven Halbwelle (clamping of pos. halfwave), der negativen Halbwelle (clamping of neg. halfwave) sowie einer Voll-Klemmung (full clamping) auswirkt. Wenn die Schaltung mit einer Klemmung gestaltet ist, muss das in der Berechnung Berücksichtigt werden. Die Berechnung kann auch mit einer Look-Up-Tabelle erfolgen.
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Darüber hinaus kann auch der RMS-Wert (Root Mean Square-Wert/Effektivwert) beispielsweise der AC-Versorgungsspannung ermittelt werden, um abhängig davon Parameter in dem Betriebsgerät einzustellen, beispielsweise den Betrieb der durch die gleichgerichtete AC-Spannung versorgten PFC-Schaltung.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Auswertung der Spannung Vmains dahingehend erfolgt, dass auf die Netzspannung aufmodulierte Signale (Powerline, Dauer und/oder Wiederholrate einer Taster- oder Schalterbetätigung) zur Informationsauswertung erfasst werden können.
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Eine noch weitere Möglichkeit, diesen Spannungspfad auszunutzen, ist die Generierung einer DC-Versorgungsspannung bspw. für einen Controller (Mikrocontroller, ASIC, etc.) durch Gleichrichten der durch diesen Pfad bereitgestellten AC-Spannung.
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Der Kondensator C2a kann auch größer dimensioniert sein als der Kondensator C2 aus 1, der im Stand der Technik zur HF-Filterung des anliegenden Signals dient und dementsprechend dimensioniert ist. Der erfindungsgemäß vorgesehene Kondensator C2a kann somit z. B. zur Integration des anliegenden Signals genutzt werden.
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Eine Möglichkeit, die Messung bzw. Analyse der Spannung mit dem Anlaufen zu verbinden ist folgende: Durch die Analyse kann festgestellt werden, ob die Amplitude der anliegenden Spannung Vmains ausreichend hoch ist, um ein Anlaufen durchführen zu können. Insbesondere wird das Anlaufen nicht durchgeführt, wenn aufgrund der Amplitude der Spannung Vmains zu erwarten ist, dass beispielsweise ein Starten der Leistungsbauteile wie beispielsweise des Halbbrücken-Wechselrichters die anliegende Spannung Vmains überfordern würde.
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Als weitere Verbesserung zum Stand der Technik ist vorgesehen, eine genauere Spannungserkennung von Vmains zu ermöglichen, wenn keine Erkennung der Nulldurchgänge erfolgt. Dies ist in den 4–8 exemplarisch gezeigt.
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Die Erfindung sieht nun zwei Erfassungsschwellen ES1, ES2 vor, die in den 6–10 durch durchgezogene Linien angezeigt sind.
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Wenn eine AC-Versorgungsspannung Vmains mit einer Amplitude eingangsseitig anliegt, wird der sich ergebende Signalverlauf der Spannung Vac/dc periodisch alternierend z. B. die Erfassungsschwelle ES1 unter- bzw. überschreiten, was als „toggle” bezeichnet wird. Dies ist in 6 für eine Wechselspannung von z. B. 170 V gezeigt. 7 zeigt das Verhalten bei einer Wechselspannung von 300 V. Das „toggle” verhalten ist folglich kennzeichnend für die AC-Versorgungsspannung.
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8 und 9 zeigen ein Verhalten für eine positiv gleichgerichtete AC-Spannung Vmains. Der erfindungsgemäße Messpfad ergibt nunmehr das gezeigte Vac/dc-Signal das immer über der Erfassungsschwelle ES2 und unterhalb der Erfassungsschwelle ES1 liegt. Somit wird keine Schwelle gekreuzt (kein „Toggle”), was für gleichgerichtete AC-Spannung kennzeichnend ist. Die Lage zu den Erfassungsschwellen ES1, ES2 ist dann insbesondere kennzeichnend für die positiv gleichgerichtete AC-Spannung. 8 zeigt ein beispielhaftes Verhalten bei einer positiv gleichgerichteten AC-Spannung Vmains von 170 V, 9 in beispielhaftes Verhalten bei einer positiv gleichgerichteten AC-Spannung Vmains von 290 V.
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10 zeigt ein Verhalten für eine negativ gleichgerichtete AC-Spannung Vmains. Der erfindungsgemäße Messpfad ergibt nunmehr das gezeigte Vac/dc-Signal das immer über der Erfassungsschwelle ES1. Somit wird ebenfalls keine Schwelle gekreuzt (kein Toggle). Die Lage zu den Erfassungsschwellen ES1, ES2 ist dann insbesondere kennzeichnend für die negativ gleichgerichtete AC-Spannung. 10 zeigt ein beispielhaftes Verhalten bei einer negativ gleichgerichteten AC-Spannung Vmains von 170 V. Höhere Spannungen verschieben die Spannung Vmains nur noch weiter über die Erfassungsschwelle ES1.
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Wenn dagegen das sich über dem Messpfad ergebende Signal konstant unterhalb der Erfassungsschwelle ES2 liegt, wird auf einen Zustand „no mains” geschlossen. Unter „no mains” ist dabei zu verstehen, dass die Spannung Vmains eine nicht ausreichende Amplitude aufweist, oder aber tatsächlich keine Spannung Vmains anliegt. Bei nicht anliegender Spannung Vmains kann sich aufgrund in dem Kondensator gespeicherter Energie immer noch ein Signal in diesem Pfad ergeben, das wie gesagt deutlich unter der Auswerteschwelle liegen wird.
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Wenn eine gleichgerichtete AC-Spannung als Eingangsspannung erkannt wird, kann dies als Notlichtfall interpretiert werden und eine entsprechende Notlichtbeleuchtung veranlasst werden.
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Weiter ist es durch die Analyse der Analyseschaltung möglich, Spannungen verschiedener Länder zu unterscheiden und länderspezifische Einstellungen vorzunehmen. So kann z. B. das Vorschaltgerät Parameter/Betriebsparameter einstellen, die lokalen Vorschriften genügen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0939476 B1 [0003]
- DE 102007040555 A1 [0004, 0008, 0008]
