DE102012206056A1

DE102012206056A1 - Ansteuerung von Leuchtmitteln mittels definierter Manipulation der Versorgungsspannung

Info

Publication number: DE102012206056A1
Application number: DE201210206056
Authority: DE
Inventors: Andre Mitterbacher
Original assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2032-04-14
Also published as: DE102012206056B4

Abstract

Es wird vorgeschlagen ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend einen Eingang für eine pulsierende Versorgungsspannung, ausgehend von der mindestens ein Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar ist, Erfassungsmittel zur getrennten Erfassung der positiven Spannungskomponente und der negativen Spannungskomponente der Versorgungsspannung und zur Erzeugung eines Messsignals, in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind, eine Auswerteeinheit zum Auswerten des Messsignals mit Hilfe eines Schwellwertgebers und/oder einer Integrierschaltung und/oder einer Differenzierschaltung, und eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, auf Basis der von der Auswerteeinheit durchgeführten Auswertung auf einen logischen Zustand zu schließen, und abhängig von diesem logischen Zustand ein Steuersignal zur Steuerung des Dimmgrads und/oder Farbe und/oder Farbtemperatur des angeschlossenen Leuchtmittels zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft den Betrieb von mit Netzwechselspannung d. h. AC-Spannung versorgten Leuchtmitteln, z. B. LED-Lampen, insbesondere Retrofit LED-Lampen. Weiterhin betrifft die Erfindung die Ansteuerung von Leuchtmitteln über eine Versorgungsspannung und insbesondere das Beeinflussen oder Verändern des Lampenbetriebs z. B. in Form eines Dimmens auf Basis von Steuerinformationen.
Für die Übertragung von Steuerinformationen zum Dimmen von Leuchten gibt es unterschiedliche Möglichkeiten und Ansätze, wie z. B. Powerline-Verfahren, Codierungsverfahren mittels Phasenwinkel, kurzzeitige Netzunterbrechungen, Funksteuerungen usw.
Glühlampen werden indessen zunehmend z. B. aus Gründen der Energie-Einsparung durch neue Lampen-Typen ersetzt, insbesondere durch LED-Lampen, vorzugsweise durch Retrofit LED-Lampen, wenn eine bestehende, für Glühlampen ausgelegte Infrastruktur weiterverwendet werden soll. Unter „Retrofit LED-Lampen” sind Lampen zu verstehen, die als Leuchtmittel eine oder mehrere LEDs verwenden, aber zur mechanischen und elektrischen Verbindung derart ausgebildet sind, dass sie als Ersatzmittel für andere Leuchtmittel, wie bspw. Glühlampen oder Halogenlampen verwendbar sind. Retrofit-LED-Lampen sind z. B. mit Schraub- oder Bajonett-Sockeln versehen, die zu den für Glühlampen entwickelten Fassungen passend sind. Typischerweise ist in eine derartige LED-Lampe ein Betriebsgerät zur Ansteuerung der LEDs integriert.
Diese mechanische Anpassung allein ist jedoch für den Ersatz noch nicht ausreichend. Wegen der unterschiedlichen Betriebsweisen von Glühlampen einerseits, welche Wechselspannungshalbwellen mit beiden Polaritäten verarbeiten können, und LED-Lampen andererseits, welche nur bei Wechselspannungshalbwellen einer bestimmten Polarität wirksam sind, können die speziell für Glühlampen entwickelten Dimmverfahren basierend z. B. auf einem Phasenanschnittsdimmer nicht ohne weiteres für Retrofit-LED-Lampen verwendet werden.
Zum Dimmen von LED-Lampen, insbesondere von Retrofit LED-Lampen ist es aus der DE 10 2011 003 593 bekannt, ein Dimmsignal durch vorübergehende Gleichrichtung der der LED-Lampe bzw. dem Betriebsgerät zur Verfügung gestellten Eingangswechselspannung zu übermitteln. Eine derartige Versorgungsspannung V3 ist in 3 in der Zeitdauer T3 gezeigt. Die negativen Halbwellen sind derart manipuliert, dass sie eine positive Spannung aufweisen. Über die Versorgungsspannung werden also zwei logische Zustände übermittelt, die das Dimm-Verhalten des Leuchtmittels beeinflussen können. Der erste logische Zustand wird von der nicht gleichgerichteten, also bipolaren AC-Spannung wiedergegeben, und der zweite logische Zustand von der gleichgerichteten AC-Spannung V3.
Aus der DE 10 2011 089 821 ist es weiterhin bekannt, dass der zweite logische Zustand nicht durch Gleichrichtung der Wechselspannung, sondern durch gezielte Ausblendung der negativen Halbwellen der Retrofit-LED-Lampe übermittelt wird. Die entsprechende Spannung V5 ist in 3 in der Zeitdauer T5 dargestellt. Dieser zweite logische Zustand, der durch ein vorübergehendes Ausblenden der negativen Halbwellen wiedergegeben wird, kann von der Lampe dahingehend interpretiert werden, dass in diesem Zeitraum T5 die Helligkeit kontinuierlich oder graduell verändert wird.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, diese bekannten Schaltungen zu verbessern, und insbesondere weitere Möglichkeiten des Manipulierens der Versorgungsspannung anzugeben, und insbesondere Möglichkeiten hinsichtlich der Auswertung der anliegenden Versorgungsspannung anzugeben.
Dieses Problem wird nunmehr durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung vorteilhaft weiter.
In einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen ein Betriebsgerät für anzuschliessende Leuchtmittel, bspw. eine oder mehrere LED(s). „LED” umfasst stets auch „OLED”. Das Betriebsgerät umfasst einen Eingang für eine vorzugsweise pulsierende Versorgungsspannung. Ausgehend von dieser Versorgungsspannung ist mindestens ein Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar. Das Betriebsgerät umfasst Erfassungsmittel zur getrennten Erfassung der positiven Spannungskomponente und der negativen Spannungskomponente der Versorgungsspannung. Die Erfassungsmittel dienen zur Erzeugung eines entsprechendes Messsignals, in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind. Das Betriebsgerät umfasst eine Auswerteeinheit zum Auswerten des Messsignals mit Hilfe eines Schwellwertgebers und/oder einer Integrierschaltung (Tiefpass) und/oder einer Differenzierschaltung (Hochpass). Das Betriebsgerät umfasst eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, auf Basis der von der Auswerteeinheit durchgeführten Auswertung auf einen logischen Zustand zu schließen, d. h. abhängig von diesem logischen Zustand erzeugt die Steuereinheit ein Steuersignal zur Steuerung eines Parameters der anschliessbaren Leuchtmittel.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Betriebsgerät für Leuchtmittel vorgesehen. Das Betriebsgerät umfasst einen Eingang für eine pulsierende Versorgungsspannung, ausgehend von der mindestens ein anschliessbares Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar ist. Das Betriebsgerät umfasst eine Auswerteeinheit umfassend eine Differenzierschaltung zum Auswerten, ob die Versorgungsspannung einen Phasenab- bzw. -anschnitt aufweist. Das Betriebsgerät umfasst eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, abhängig von dieser Auswertung ein Steuersignal zur Änderung eines Parameters des anschliessbaren Leuchtmittels zu erzeugen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb mindestens eines Leuchtmittels vorgesehen. Ausgehend von einer pulsierenden Versorgungsspannung wird mindestens ein Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgt. Die positive Spannungskomponente und die negative Spannungskomponente der Versorgungsspannung werden getrennt erfasst. Ein entsprechendes Messsignal, in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind, wird erzeugt. Das Messsignal wird mit Hilfe eines Schwellwertgebers und/oder einer Integrierschaltung und/oder einer Differenzierschaltung ausgewertet. Auf Basis der durchgeführten Auswertung wird auf einen logischen Zustand geschlossen. Abhängig von diesem logischen Zustand wird ein Steuersignal zur Steuerung eines Parameters des anschliessbaren Leuchtmittels erzeugt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine integrierte Schaltung vorgesehen, insbesondere ASIC oder Mikrocontroller oder eine Hybridversion davon, die zur Implementierung eines derartigen Verfahrens ausgebildet ist.
Das Betriebsgerät kann Gleichrichtungsmittel aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie die Versorgungsspannung in die positive und die negative Spannungskomponente zerlegen.
Jede der beiden Spannungskomponenten kann eine Spannungsquelle für einen separaten Messstromkreis bilden. Die Erfassungsmittel können zwei Messwiderstände unterschiedlichen Werts umfassen, wobei diese Messwiderstände jeweils in einem der beiden Messstromkreise angeordnet sind.
Das Messsignal kann eine Spannung über einem, beiden Messstromkreisen gemeinsamen Messwiderstand sein.
Der Schwellwertgeber kann bei einem unteren und einem oberen Schwellwert derart ansprechen, dass daraus das Vorhandensein einer positiven oder negativen Spannungskomponente in der Versorgungsspannung ableitbar ist.
Der Schwellwertgeber kann von zwei parallel geschalteten Komparatoren gebildet sein, von denen dem einen neben der Messspannung der untere Schwellwert und von denen dem anderen neben der Messspannung der obere Schwellwert zugeführt wird. Alternativ kann der Schwellwertgeber von einem einzigen Komparator gebildet sein, dem neben der Messspannung einer der beiden Schwellwerte wechselweise zugeführt wird, wobei das wechselweise Zuführen der beiden Schwellwerte über einen Umschalter erfolgt.
Abhängig von der Frequenz, mit welcher der Schwellwertgeber beim unteren und beim oberen Schwellwert anspricht, und insbesondere abhängig davon ob diese Frequenz der Netzspannungsfrequenz oder der doppelten Netzspannungsfrequenz entspricht, kann die Steuereinheit die Verlaufsform und gegebenenfalls die Polarität der Versorgungsspannung identifizieren.
Die Integrierschaltung oder Tiefpasschaltung kann einen Mittelwert der Versorgungsspannung bilden. Dieser Mittelwert kann mit mindestsens einem Schwellwert derart verglichen werden, dass die Steuereinheit die Verlaufsform und gegebenenfalls die Polarität der Versorgungsspannung identifiziert.
Mindestens eine der folgenden Verlaufsformen kann identifizierbar sein: bipolare Wechselspannung, vollgleichgerichtete Wechselspannung, einweggleichgerichtete Wechselspannung, oder konstante Gleichspannung.
Abhängig von der identifizierten Verlaufsform und der gegebenenfalls identifizierten Polarität der Versorgungsspannung kann die Steuereinheit auf einen logischen Zustand schließen.
Die Differenzierschaltung oder Hochpasschaltung kann vorzugsweise den Differenzialwert der Versorgungsspannung bilden.
Dieser Differenzialwert kann mit einem Schwellwert verglichen werden, so dass ausgewertet werden kann, ob die Versorgungsspannung einen Phasenab- bzw. -anschnitt aufweist. Abhängig von der Auswertung, ob ein Phasenab- bzw. -anschnitt vorhanden ist, kann die Steuereinheit auf einen logischen Zustand schließen.
Der Parameter kann insbesondere der Dimmgrad und/oder die Farbe und/oder die Farbtemperatur des angeschlossenen Leuchtmittels sein.
Der Parameter kann schrittweise geändert werden, insbesondere erhöht oder gesenkt wird, solange der logische Zustand erkannt wird.
Mindestens zwei logische Zustände können erkannt werden, wobei bei Erkennung eines ersten bzw. zweiten logischen Zustands ein Steuersignal in Form eines Aufwärtsdimm- bzw. Abwärtsdimm-Signal erzeugt wird.
Zur Erzeugung des Steuersignals kann die zeitliche Dauer des logischen Zustands erfasst werden.
Mit der vorliegenden Erfindung soll nunmehr eine Möglichkeit geschaffen werden, zumindest eine der folgenden Möglichkeiten des Manipulierens der Versorgungsspannung für das Betriebsgerät zu erkennen: eine bipolare Wechselspannung, eine vollgleichgerichtete Wechselspannung, eine einweggleichgerichtete Wechselspannung, eine phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung, und eine konstante Gleichspannung. Ziel ist es, unterschiedlichste Situationen erkennen zu können und die Lichtquellen dementsprechend zu betreiben.
Hierzu wird die dem Betriebsgerät zur Verfügung gestellte Eingangsspannung mit Hilfe eines Spannungsteilers abgegriffen und dann über einen weiteren Spannungsteiler derart herabgesetzt, dass eine Messspannung generiert wird. Diese wird dann in unterschiedlicher Weise analysiert, um die verschiedenen Situationen erkennen zu können.
Die nachfolgend angeordnete Logik bewertet diese Messspannung in unterschiedlicher Weise bzw. weist unterschiedliche Möglichkeiten auf, um die verschiedenen Arten der Manipulation der Versorgungsspannung erkennen zu können. Insbesondere sind Komparatoren vorgesehen, über die eine Schwellwertüber- bzw. -unterschreitung erkannt wird. Auch ein Tiefpassfilter ist vorhanden, mit dessen Hilfe eine andere bzw. zusätzliche Art der Untersuchung der Spannung vorgenommen wird. Eine weitere dritte wesentliche Komponente sind Mittel zum Ableiten bzw. Differenzieren der Spannung. Diese sind insofern von hoher Relevanz, als zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Versorgungsspannung nunmehr auch erkannt werden soll, ob ein beispielsweise zum Übertragen von Dimmsignalen vorgenommenes Anschneiden der Phasen der AC-Versorgungsspannung erfolgt. Mit Hilfe der Mittel zum Ableiten der untersuchten Messspannung kann ein entsprechender Phasenab- bzw. -anschnitt erkannt werden, da die im Rahmen der Ableitung hierbei entstehende Stufe detektiert werden kann.
Diese drei beschriebenen Möglichkeiten zur Auswertung der Messspannung sind als Beispiele zu verstehen. Selbstverständlich existieren noch weitere Möglichkeiten zur Bewertung dieser Spannung. Beispielsweise kann insbesondere auch der Zeitraum, über den eine entsprechende Anpassung bzw. Manipulation der Versorgungsspannung vorgenommen wird, in die Überprüfung einfließen.
Das erfindungsgemäße Gerät ist in der Lage, durch vielfältige Auswertung der zugeführten Versorgungsspannung unterschiedlichste Möglichkeiten der Beeinflussung der Spannung zu erkennen, um das Übertragen von Dimminformationen zu erlauben.
Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr anhand der Figuren der begleitenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert werden.
Es zeigen:
1 eine schematisierte Darstellung eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels, insbesondere einer Retrofit-LED-Lampe, gemäß der vorliegenden Erfindung,
3 den möglichen zeitlichen Verlauf der Versorgungsspannung für ein Leuchtmittel gemäß der vorliegenden Erfindung,
4 den zeitlichen Verlauf eines Messsignals einer Auswerteeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
5 den zeitlichen Verlauf eines ersten Auswertesignals gemäß der vorliegenden Erfindung,
6 den zeitlichen Verlauf eines zweiten Auswertesignals gemäß der vorliegenden Erfindung,
7 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit eines Leuchtmittels gemäß der vorliegenden Erfindung, und
8 eine Auswertung der Versorgungsspannung basierend auf einer Mittelwertbildung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf dem Gebiet der sog. Retrofit LED-Lampen, die als Ersatz z. B. von Glühlampen oder Halogenlampen zum Einsatz kommen. Retrofit Lampen weisen dementsprechend Verbindungs-Sockel auf, mit denen sie in bekannte Lampenfassungen eingebracht, z. B. eingeschraubt oder eingesteckt, werden können.
Die LED-Lampen weisen eine oder mehrere LED(s) auf, von denen wenigstens eine vorzugsweise mit Farbkonversion weisses Licht ausstrahlt. Es können indessen alternativ oder zusätzlich zu der/den weissen LED(s) auch monochromatische, vorzugsweise im roten Spektrum emittierende LEDs vorliegen.
Mit Blick auf 1 wird nun ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen Lampe bzw. Retrofit-Lampe, insbesondere Retrofit LED-Lampen, beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass auch andere, entsprechend ausgestaltete Betriebsgeräte für Leuchtmittel umfasst sein sollen. Die Retrofit LED-Lampe L gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schraubsockel 2, einen Glaskolben 3 und Leuchtmittel, z. B. eine oder mehrere anorganische LED oder OLED-Leuchtmittel 8. Auch andere Leuchtmittel, wie bspw. Halogenlampen oder Gasentladungslampen können durch das Betriebsgerät betrieben werden.
Der Schraubsockel 2 ist passend zu einer Fassung einer entsprechenden Glühlampe, die durch die Retrofit LED-Lampe L ersetzt werden soll. Ein metallenes Schraubgewinde 5 und Ein Endpol 4 der Lampe L bilden Anschluss-Kontakte, über die der Retrofit LED-Lampe L von einer Signalgeber 1 eine Versorgungsspannung Vmains zugeführt wird. Die Versorgungsspannung Vmains wird ausgehend von der Netz-Wechselspannung VN vom Signalgeber 1 erzeugt. Mögliche Formen der Versorgungsspannung Vmains sind in 3 gezeigt.
Der Signalgeber umfasst einen Schalter S und einen Taster T. Beim Betätigen des Schalters S wird der Signalgeber von der Netz-Wechselspannung getrennt, so dass ausgangsseitig keine Versorgungsspannung Vmains vorhanden ist. Der Taster T ist für das Manipulieren der Netzspannung VN zuständig.
Ist dieser Taster T nicht gedrückt, so entspricht die Versorgungsspannung Vmains der Netzspannung VN. Hingegen wird die Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains geändert solange der Taster gedrückt wird. Es können auch mehrere Taster vorgesehen sein, so dass auch mehrere unterschiedliche Formen der Versorgungsspannung Vmains erzeugt werden können.
Der Pfeil 9 deutet an, dass und wie die Versorgungsspannung Vmains z. B in Form von Wechselspannungshalbwellen an ein in der LED-Lampe L befindlichen Betriebsgerät 6 weitergeleitet wird. Diese wird nachfolgend in Zusammenhang mit 2 und 7 noch genauer erläutert. Das Betriebsgerät 6 erzeugt eine Gleichspannung, welche – wie durch den Pfeil 10 angedeutet ist – einem LED-Modul 7 zugeführt wird, auf dem die das Licht emittierenden LEDs 8 sitzen.
Das in 2 etwas detaillierter aber dennoch schematisch dargestellte Betriebsgerät 6 enthält einen AC/DC-Wandler 11, einen DC/DC-Wandler 12, eine Auswerteeinheit 13 und eine Steuereinheit 15.
Die Versorgungsspannung Vmains wird dem AC/DC-Wandler 11 zugeführt. Dieser richtet die Versorgungsspannung Vmains gleich und liefert eine pulsierende Gleichspannung an den DC/DC-Wandler 12. Dieser reduziert wiederum die Amplitude der Gleichspannung auf einen für die LEDs 8 geeigneten Wert und führt sie dem LED-Modul 7 zu, auf welchem die LEDs 8 montiert sind.
Der Auswerteeinheit 13 wird ebenfalls vom Signalgeber 1 die Versorgungsspannung Vmains zugeführt. Die Auswerteeinheit 13 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, mindestens eine von den folgenden möglichen zeitlichen Verlaufsformen der Versorgungsspannung Vmains zu erkennen bzw. identifizieren:

– vollgleichgerichtete Wechselspannung,
– einweggleichgerichtete Wechselspannung, phasenab- bzw. -angeschnittene pulsierende Wechselspannung, und
– konstante Gleichspannung.

Die Auswerteeinheit 13 ist vorzugsweise auch dazu ausgelegt, zu erkennen, ob die Versorgungsspannung Vmains eine bipolare Wechselspannung ist. Zur entsprechenden Auswertung der Versorgungsspannung Vmains kann die Auswerteeinheit 13 einen Polaritäts-Sensor 14, einen Phasenanschnitt-Sensor 16, und einem Zeitmessgerät 17 aufweisen.
Wenn die Auswerteeinheit 13 die Versorgungsspannung Vmains als eine vollgleichgerichtete Wechselspannung, einweggleichgerichtete Wechselspannung, oder phasenab- bzw. -angeschnittene pulsierende Wechselspannung identifizieren kann, wird dies der Steuereinheit 15 gemeldet. Es kann der Steuereinheit 15 insbesondere übermittelt werden, ob die Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains einer vollgleichgerichteten Wechselspannung, einer einweggleichgerichteten Wechselspannung, oder einer phasenab- bzw. -angeschnittenen pulsierenden Wechselspannung entspricht, z. B. auf Basis des Polaritäts-Sensors 14 oder des Phasenanschnitt-Sensors 16. Weiterhin können der Steuereinheit 15 Parameter betreffend die identifizierte Verlaufsform übermittelt werden, wie z. B. die zeitliche Gesamtlänge der identifizierten Verlaufsform, z. B. auf Basis des Zeitmessgeräts 17.
Aus den von der Auswerteeinheit 13 erhaltenen Informationen generiert die Steuereinheit 15 ein Steuersignal 18 z. B. in Form eines Dimmsignals. Dieses wird dem DC/DC-Wandler 12 zugeführt, dessen Ausgangssignal entsprechend variiert wird. Die Helligkeit der Retrofit-LED-Lampe kann demnach entsprechend der erkannten Verlaufsform bzw. derer zeitlicher Gesamtlänge angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch die Farbe oder die Farbtemperatur der Retrofit LED-Lampe L angepasst werden.
3 zeigt den möglichen zeitlichen Verlauf der Versorgungsspannung Vmains.
In den Zeiträumen T1, T2 entspricht die Versorgungsspannung Vmains einer bipolaren Wechselspannung V1, V2 mit alternierenden positiven und negativen Halbwellen. Die Verlaufsform der Spannung V1 entspricht der der Netzspannung VN mit aufeinander folgenden Halbwellen unterschiedlicher Polarität. Die Spannung V2 ist gegenüber der Netzspannung VN um 180° phasenverschoben.
Die an der Retrofit-LED-Lampe L anliegende Versorgungsspannung Vmains kann eine vollgleichgerichtete Wechselspannung V3, V4 sein. Diese wird vorzugsweise vom Signalgeber 1 beim Andrücken des Tasters T erzeugt. Auch die weiteren in 3 gezeigten Signalformen V5 bis V8 können beim Andrücken des Tasters T oder eines nicht gezeigten weiteren Tasters generiert werden. Während der Zeitdauer des Andruckens durch einen Benutzer sorgt der Signalgeber 1 dafür, dass die Polarität jeder zweiten Netzspannungshalbwelle umgekehrt wird, so dass die Wechselspannung V3, V4 nur aus Netzspannungshalbwellen gleicher Polarität besteht. Die Spannung V3 besteht nur aus positiven Halbwellen, und die Spannung V4 nur aus negativen Halbwellen. Der vom Messgerät 17 gemessene Zeitraum, über den diese Gleichrichtung stattfindet, kann dann von der Steuereinheit 15 dahingehend interpretiert werden, dass für diese Zeitdauer eine veränderte Helligkeit der LEDs vorgenommen werden sollte bzw. dass für diese Zeitdauer die Helligkeit kontinuierlich oder graduell zu verändern ist. Die Spannung V3 mit positiven Halbwellen kann z. B. eine Erhöhung der Helligkeit verursachen, während die Spannung V4 mit negativen Halbwellen ein Absenken der Helligkeit zur Folge haben kann.
Die Netzspannung kann auch von dem Signalgeber 1 derart transformiert werden, dass an der Retrofit-LED-Lampe L eine einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6 anliegt. Hierbei wird die Netzspannung VN von dem Signalgeber 1 nicht gleichgerichtet, sondern es werden gezielt die Halbwellen einer bestimmten Polarität ausgeblendet. Beispielsweise werden bei der Spannung V5 die positiven oder bei der Spannung V6 die negativen Halbwellen ausgeblendet. Auch in diesem Fall kann das vorübergehende Ausblenden der Halbwellen dahingehend von der Steuereinheit 15 interpretiert werden, dass zu diesem Zeitraum die Helligkeit vorzugsweise kontinuierlich oder graduell gehoben oder reduziert werden sollte. Auch hier kann die Steuereinheit 15 die positive oder negative Polarität der Halbwellen der einweggleichgerichteten Wechselspannung jeweils als Befehl zum Erhöhen oder zum Absenken der Helligkeit der LEDs 8 interpretieren.
Eine dritte Art der Manipulation der Netzversorgung VN durch den Signalgeber 1 besteht in einem Phasenab- bzw. -anschnitt der Netzversorgung VN. Die resultierende phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung ist in 3 als V7 bezeichnet. Die Spannung V8 wurde zusätzlich phasenverschoben. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Versorgungsspannung via Vollgleichrichtung oder Einweggleichrichtung soll nunmehr auch erkannt werden, ob ein beispielsweise zum Übertragen von Dimmsignalen vorgenommenes Anschneiden der Phasen der Netzspannung VN erfolgt. Solange ein derartiger Phasenab- bzw. -anschnitt von der Auswerteeinheit 13 erkannt wird, kann die Steuereinheit 15 z. B. die Helligkeit der LEDs 8 vorzugsweise kontinuierlich oder graduell verändern. Z. B. können nur die positiven oder nur die negative Halbwellen der Netzspannung VN einen Phasenanschnitt aufweisen, was wiederum von der Auswerteeinheit 13 erkannt wird, und von der Steuereinheit 15 jeweils als Befehl zum Erhöhen oder Absenken der Helligkeit der LEDs 8 interpretieren wird.
In Zusammenhang mit 4 bis 8 wird nunmehr die Auswertung der Versorgungsspannung Vmains näher erläutert.
7 zeigt eine Ausführungsform der Auswerteeinheit 13 zum Identifizieren der Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains und vorzugsweise zum Ermitteln von weiteren Parametern derselben.
Die zu prüfende Versorgungsspannung Vmains kann als Wechselspannung mit aufeinander folgenden Halbwellen unterschiedlicher Polarität V1, V2, als pulsierende vollgleichgerichtete Spannung mit aufeinander folgenden Halbwellen gleicher Polarität V3, V4, als einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6, oder als phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung V7, V8 vorliegen. Mit der Auswerteeinheit 13 soll die Art der Spannung identifiziert werden. Dazu kann sie zunächst ein optionales Filter in Form eines parallel geschalteten Kondensators C4 passieren.
Der Ausgang des Kondensators C4 liegt an Anschlüssen A1 und A2 der einen Diagonalen eines Brückengleichrichters an, der von vier Brückendioden D1, D2, D3 und D4 gebildet ist. Vorzugsweise liegt an den Anschlüssen A1 und A2 die Versorgungsspannung Vmains an. Der Brückengleichrichter entspricht dem AC/DC-Wandler 11. Ein Anschluss A4 der anderen Diagonalen des Brückengleichrichters liegt an Masse. Der andere Anschluss A3 der anderen Brückendiagonalen führt eine Spannung, die vorzugweise dem DC/DC-Wandler 12 zugeführt wird.
Die Schaltung enthält zwei Messstromkreise M1 und M2. Der erste Messstromkreis M1 ist in strichpunktierten Linien dargestellt. Der Strom des ersten Messstromkreises M1 geht vom Anschluss A1 des Brückengleichrichters aus und fließt weiter durch einen separaten Widerstand R1, einen beiden Stromkreisen gemeinsamen Vorwiderstand R3, einen ebenfalls beiden Stromkreisen gemeinsamen Messwiderstand R4, über Masse, durch die Brückendiode D4 zu dem Anschluss A2 des Brückengleichrichters.
Der zweite Messstromkreis M2 ist in gestrichelten Linien dargestellt. Der Strom des zweiten Messstromkreises M2 geht von dem Anschluss A2 des Brückengleichrichters aus und fließt weiter durch den separaten Widerstand R2, den gemeinsamen Vorwiderstand R3, den gemeinsamen Messwiderstand R4, über Masse, durch die Brückendiode D2 zu dem Anschluss A1 des Brückengleichrichters.
An den Anschlüssen A1 und A2 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. In dem Messstromkreis M1 fließt ein Strom I1, solange der Anschluss A1 positiv ist und der Anschluss A2 negativ. Umgekehrt fließt in dem Messstromkreis M2 ein Strom I2, wenn der Anschluss A2 positiv und der Anschluss A1 negativ ist.
Beide Ströme I1, I2 fließen 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, M2 unterschiedlich, denn der Widerstand R1 gehört nur zum Messstromkreis M1 und der Widerstand R2 nur zum Messstromkreis M2. Dies dient dazu, in der an dem Messwiderstand R4 abfallenden Messspannung Vacdc die positive und die negative Spannungskomponente der Versorgungsspannung Vmains unterschiedlich zu gewichten.
4 zeigt für jede der in 3 gezeigten Art der Versorgungsspannung Vmain die entsprechende Spannung Vacdc, die an dem Messwiderstand R4 abfällt. Die am Messwiderstand erfasste Spannung V1' bis V8' entspricht jeweils die Versorgungsspannung V1 bis V8.
Die über den Messwiderstand R4 gemessene Spannung Vacdc ist eine pulsierende Gleichspannung, die positive Halbwellen aufweist, wobei diese Halbwellen gegebenenfalls phasenab- bzw. -angeschnitten sind. Es gibt Halbwellen mit höherer und solchen mit niedrigerer Amplitude. Dies ist durch den unterschiedlichen Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 bedingt. Die Halbwellen mit höherer Amplitude sind kennzeichnend für den Strom in dem zweiten Messstromkreis M2 und spiegeln die negativen Halbwellen der Versorgungsspannung Vmains wieder, während die Halbwellen mit niedrigerer Amplitude kennzeichnend für den Strom im ersten Messstromkreis M1 und für positive Halbwellen der Versorgungsspannung Vmains sind. Alternativ können die Halbwellen mit höherer bzw. niedrigerer Amplitude auch jeweils den anderen Messstromkreis M1 bzw. M2 kennzeichnen, wobei die folgenden Erläuterungen entsprechend anzupassen sind.
Es sind erfindungsgemäß verschiedene Möglichkeiten zum Erkennen der Art bzw. Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains vorgesehen. Diese Erkennung wird vorzugsweise mittels der gemessenen Spannung Vacdc durchgeführt, wobei diese Spannung Vacdc zunächst vorzugsweise von einem Analog-Digital-Wandler 51 verarbeitet wird.
Die erste Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart basiert auf der Benutzung von Komparatoren. Einem Komparator 52 wird einerseits die über R4 abfallende Messspannung Vacdc zugeführt und andererseits als Schwellwert die Spannung Vref1. Einem Komparator R3 wird ebenfalls die Messspannung Vacdc zugeführt und dazu als Schwellwert die Spannung Vref2. Die Ausgangsspannung des Komparators 52 ist mit Vout1 bezeichnet, während die Ausgangsspannung des Komparators 53 mit Vout2 bezeichnet ist. 5 und 6 zeigen nun den Verlauf der Ausgangsspannung Vout1, Vout2 des jeweiligen Komparators 52, 53.
Während der Zeitdauer T1, T2 bei Anliegen der bipolaren Wechselspannung V1, V2, lässt der Komparator 53 mit dem niedrigeren Schwellwert Vref2 an seinem Ausgang Vout2 eine Impulsfolge entstehen, die derjenigen des gemessenen Signals V1', V2' in 4 entspricht. Dagegen können am Ausgang Vout1 des Komparators 52 mit dem höheren Schwellwert Vref1 nur die Halbwellen mit der höheren Amplitude eine Reaktion hervorrufen, so dass gemäß 5 nur jede zweite Halbwelle, und zwar die mit der höheren Amplitude, einen Ausgangsimpuls produziert. Wenn die Versorgungsspannung Vmains eine gewöhnliche Netzspannung mit der Frequenz von 50 Hz ist, so treten am Ausgang des Komparators 52 Impulse mit der Pulsfolgefrequenz von 50 Hz auf, während am Ausgang des Komparators 53 Impulse mit der Pulsfolgefrequenz von 100 Hz auftreten. Diese Kombination erlaubt es also, eine gewöhnliche Netzspannung als Betriebsspannung zu identifizieren.
Während der Zeitdauer T3 bei Anliegen der vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3, fließt ein Strom nur in dem Messstromkreis M1. Am Ausgang Vout1 des Komparators 52 tritt keine Spannung auf, während am Ausgang Vout2 des Komparators 53 Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 100 Hz – doppelte Netzfrequenz – auftreten. Dieses Spannungsmuster ist kennzeichnend für die vollgleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3.
Während der Zeitdauer T4 bei Anliegen der vollgleichgerichteten Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4, fließt ein Strom nur in dem Messstromkreis M2. Am Ausgang Vout1, Vout2 von beiden Komparatoren 52, 53 treten nunmehr Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 100 Hz auf. Dieses Muster der Spannungen Vout1, Vout2 ist kennzeichnend für die vollgleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4.
Während der Zeitdauer T5 wird das Anliegen der einweggleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V5 dadurch von der Auswerteeinheit 13 erkannt, dass am Ausgang Vout1 des Komparators 52 keine Spannung auftritt, während am Ausgang Vout2 des Komparators 53 Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 50 Hz, was der Netzfrequenz entspricht, auftreten.
Während der Zeitdauer T6 wird das Anliegen der einweggleichgerichteten Wechselspannung mit negativen Halbwellen V6 dadurch von der Auswerteeinheit 13 erkannt, dass am Ausgang Vout1, Vout2 von beiden Komparatoren 52, 53 Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 50 Hz – d. h. Netzfrequenz – auftreten.
Auch eine Versorgungsspannung in Form einer konstanten Gleichspannung kann detektiert werden, in dem die Ausgänge Vout1, Vout2 der Komparatoren 52, 53 bei einem konstanten Wert bleiben. Eine konstante Gleichspannung kann beispielsweise im Falle einer Notbeleuchtungssituation als Versorgungsspannung angelegt werden. Dies kann beispielsweise mittels einer zentralgespeisten Notlichtversorgung erfolgen, welche einen Ausfall der Versorgungsspannung auf dem Netz erkennt und eine beispielsweise batteriegepufferte Notlichtversorgung aufschaltet. Oft speisen derartige zentralgespeiste Notlichtversorgungen eine konstante Gleichspannung als Versorgungsspannung ein. Mittels der Auswerteeinheit 13 kann das Betriebsgerät 6 eine derartige Notbeleuchtungssituation anhand des Anliegens einer konstanten Gleichspannung erkennen und beispielsweise die Helligkeit des Leuchtmittels 8 entsprechend begrenzen, um die Energieaufnahme und damit den Verbrauch der durch die Batterie der zentralgespeisten Notlichtversorgung zur Verfügung stehende Energie zu verringern.
Alternativ kann auch eine vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven oder negativen Halbwellen als Versorgungsspannung in einer Notbeleuchtungssituation aufgeschaltet werden.
Da eine Notlichtversorgung in einer Notbeleuchtungssituation meist über einen längeren Zeitraum, beispielsweise von mehreren Minuten bis zu einigen Stunden, aufgeschaltet wird, kann die Auswerteeinheit 13 auch unterscheiden, ob die Änderung der Versorgungsspannung über einen kurzen Zeitraum oder einen längeren Zeitraum erfolgt. Bei einer Änderung über einen kurzen Zeitraum kann eine derartige Änderung als Dimmsignal erfasst werden, bei einer Änderung über einen längeren Zeitraum kann dies als eine Information über eine Notbeleuchtungssituation erfasst werden.
In einer zu 7 alternativen Ausführungsform der Auswerteeinheit 13 ist es auch möglich, statt der beiden Komparatoren 52, 53 einen einzigen Komparator vorzusehen, dessen Eingang für die Bezugsspannung über einen Umschalter wechselweise eine höhere und eine niedrigere Bezugsspannung Vref1 bzw. Vref2 zugeführt wird. Um die Ausgangsspannung des einzigen Komparators auswerten zu können, muss dann zusätzlich noch die Umschaltfrequenz des Umschalters berücksichtigt werden. Dieser Fall ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Eine zweite Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart basiert auf der Benutzung einer Integrierschaltung bzw. Integratorstufe z. B. in Form eines Tiefpassfilters 55. Mit Hilfe des Tiefpassfilters 55 kann eine andere Art der Untersuchung der Versorgungsspannung Vmains vorgenommen werden.
Im Tiefpassfilter wird der Mittelwert MW der gemessenen Spannung Vacdc gebildet. Wie aus der 4 ersichtlich, hängt dieser Mittelwert direkt von der Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains. Je nach Höhe des Mittelwerts kann auf eine bipolare Wechselspannung V1, V2, auf eine vollgleichgerichtete Wechselspannung V3, V4, oder auf eine einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6 geschlossen werden.
Die vollgleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4 verursacht, wie bereits gesehen, in der entsprechenden gemessenen Spannung V4' eine ununterbrochenen Folge von Halbwellen mit höherer Amplitude. Der Mittelwert ist in diesem Fall am größten unter der genannten Verlaufsformen V1 bis V6.
Die Verlaufsform mit dem nächstniedrigen Mittelwert ist die bipolare Wechselspannung V1, V2. Diese weist in der gemessenen Spannung V1', V2' nämlich eine alternierende Folge von Halbwellen mit höherer und niedrigerer Amplitude.
Die Verlaufsform mit dem nächstniedrigen Mittelwert wäre dann die einweggleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V6. In der entsprechenden gemessenen Spannung V6' fehlen nämlich gegenüber der Spannung V1', V2 die Halbwellen mit niedrigeren Amplitude.
Die gemessene Spannung V3', die sich bei Anliegen einer vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3 ergibt, besteht wiederum aus einer kontinuierlichen Folge von Halbwellen mit niedrigerer Amplitude, s. Zeitraum T3 in 4. Die Widerstandswerte der separaten Widerstände R1 und R2 sind vorzugsweise so gewählt, dass der Mittelwert der Spannung V6' oberhalb vom Mittelwert der Spannung V6' liegt.
Die Spannungsform mit dem niedrigsten Mittelwert ist die einweggleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V5, da die Spannung V5' nur halb so viel Halbwellen mit niedrigerer Amplitude aufweist wie die Spannung V3'.
Wie in 8 gezeigt, können verschiedene Schwellwerte MWref1, MWref2, MWref3, MWref4 festgesetzt werden, um anhand vom gebildeten Mittelwert MW der gemessenen Spannung Vacdc auf die Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains zu schließen. Der Wert der Schwellwerte hängt von der Höhe der Halbwellen der gemessenen Spannung Vacdc und somit vom Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 ab.
Die Identifizierung der Versorgungsspannung Vmains auf Basis von Komparatoren 52, 53 oder der Integrierschaltung 55 ist entsprechend anzupassen, wenn die Widerstände R1, R2 derart gewählt sind, dass eine positive bzw. negative Halbwelle der Versorgungsspannung Vmains in der Messspannung Vacdc durch eine Halbwelle größerer bzw. niedrigerer Amplitude wiedergegeben ist.
Eine Erkennung der Verlaufsform bzw. der Polarität der Versorgungsspannung Vmains kann auf den Komparatoren 52, 53, oder auf der Integrierschaltung 55, oder auf einer Kombination der Komparatoren 52, 53 und der Integrierschaltung 55 beruhen.
Mit der ersten und der zweiten Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart können gezielt folgende Spannungsformen identifiziert werden:

– bipolare Wechselspannung V1, V2,
– vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3,
– vollgleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4,
– einweggleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V5,
– einweggleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V6,
– konstante Gleichspannung (nicht dargestellt).

Die Identifizierung kann indessen auf zwei, drei oder vier dieser fünf Spannungsformen begrenzt werden. Jede Spannungsform entspricht einem logischen Zustand.
Eine dritte Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart basiert auf der Benutzung einer Differenzierschaltung 54 bzw. eines Mittels zum Ableiten bzw. Differenzieren. Dadurch kann eine phasenab- bzw. -angeschnittene Wechselspannung V7, V8 identifiziert werden.
Die Differenzierschaltung ist z. B. in Form eines Hochpasses ausgestaltet. Der Differenzierschaltung 54 wird eingangsseitig die gemessene Spannung Vacdc zugeführt. Dessen Ausgang AA wird mit einem Schwellwert verglichen. Wenn der Ausgang AA oder der Absolutwert des Ausgangs AA den vorgegeneben Schwellwert überschreitet, schließt die Auswerteeinheit 13 auf das Vorhandensein eines Phasenab- bzw. -anschnitts bzw. auf eine phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung V7, V8. Eine Versorgungsspannung Vmains mit Phasenab- bzw. -anschnitt bildet einen logischen Zustand, eine Versorgungsspannung Vmains ohne Phasenab- bzw. -anschnitt bildet einen weiteren logischen Zustand.
Diese drei Möglichkeiten zur Erkennung der Verlaufsform der an der Lampe anliegenden Versorgungsspannung Vmains können separat oder in Kombination in der Auswerteeinheit 13 bzw. Steuereinheit 15 implementiert werden, je nachdem welche mögliche Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains zu identifizieren ist.
Die Komparatoren 52, 53 und/oder die Integrierschaltung 55 können eingesetzt werden, um mindestens eine der folgenden Verlaufsformen zu identifizieren: vollgleichgerichtete Wechselspannung V3, V4, und einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6.
Die Differenzierschaltung 54 wird eingesetzt, um eine phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung V7, V8 zu erkennen.
Diese Verlaufsformen bilden logische Zustände, von denen abhängig die LEDs 8, 8' von der Steuereinheit 15 gesteuert werden.
Wenn am Eingang ein bestimmter logischer Zustand erkannt wird, beispielsweise eine vollgleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3, wird die Helligkeit der LEDs 8, 8' angepasst. Der logische Zustand wird als Dimmbefehl erkannt. Die Anpassung der Helligkeit der LEDs 8, 8' kann insbesondere durch eine Änderung der Ansteuerung der LEDs 8, 8' durch den DC/DC-Wandler 12 erfolgen.
Ausgehend von diesen logischen Zuständen lassen sich analoge oder digitale Signalprotokolle implementieren. Analog ist bspw. eine Auswertung durch eine Steuereinheit im Betriebsgerät des Leuchtmittels, z. B. bezüglich der Dauer und/oder einer Wiederholrate des jeweiligen logischen Zustands. Diese Protokolle können adressiert oder unadressiert sein. Im Falle einer Adressierung können Daten oder Signale Teil des Protokolls sein.
Die Netzwechselspannung, die dem Betriebsgerät ohnehin für dessen Betrieb zugeführt werden muss, wird also so modifiziert, dass sie die Steuerinformationen zum Beeinflussen oder Verändern mindestens eines Parameters des Leuchtmittels, insbesondere einer Retrofit LED-Lampe, enthält. Dies gelingt durch Identifikation der Verlaufsform bzw. eines Phasenanschnitts der Versorgungsspannung.
Das vorübergehende Anliegen einer vollgleichgerichteten Wechselspannung V3, V4, einer einweggleichgerichteten Wechselspannung V5, V6, oder einer phasenangeschnittenen pulsierenden Wechselspannung V7, V8 an der Retrofit-LED-Lampe L wird von der Auswerteeinheit 13 erkannt und von der Steuereinheit dahingehend interpretiert, dass z. B. eine Anpassung der Helligkeit vorgenommen werden soll.
Wie bereits erwähnt, kann auch die Farbe oder die Farbtemperatur der Retrofit-LED-Lampe L angepasst werden. Die Farbe kann z. B. zwischen zwei Farben abgeändert werden. Eine Erhöhung der Farbe kann eine Abänderung von einer ersten Farbe zu einer zweiten Farbe bedeuten, und eine Absenkung der Farbe kann sich dann auf eine Abänderung zurück in Richtung der ersten Farbe beziehen. Die Farbtemperatur kann erhöht oder gesenkt werden. Diese Anpassung der Farbe oder Farbtemperatur ist besonders sinnvoll bei Retrofit-Lampen mit LEDs unterschiedlicher Farbe oder mit mehreren LED-Modulen, wobei jedes LED-Modul LEDs 8 einer bestimmten Farbe bzw. eines bestimmten Wellenlängenbereichs aufweist. In 2 ist entsprechend die Versorgung eines zusätzlichen LED-Moduls 7' aufweisend LEDs 8' mit einer Gleichspannung 10' in gestrichelten Linie dargestellt. Bei einer Anpassung der Farbe oder der Farbtemperatur der Retrofit-LED-Lampe L wird dann die Helligkeit der LEDs von zumindest einem der LED-Module 7, 7' geändert.
Die Antwort der Steuereinheit 15 auf das Erkennen eines bestimmten logischen Zustands kann unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die Lichtleistung z. B. alle 10 oder 20 ms erhöht oder verringert werden, solange dieser bestimmte logische Zustand erkannt wird. Statt 10 oder 20 ms ist auch ein anderer Zeitabstand bis zur nächsten Erhöhung bzw. Verringerung denkbar.
Die Helligkeit wird Schritt für Schritt geändert. Wenn der logische Zustand wieder verlassen wird, so ist die am Ende des logischen Zustands erreichte Helligkeit vorzugsweise konstant beizubehalten. Durch entsprechend kurzes oder langes Drücken des Tasters T kann somit ein Benutzer die Lichtleistung und ein gewünschtes Dimm-Level einstellen.
Der logische Zustand und somit die Verlaufsform und/oder der Phasenanschnitt können z. B. die Dimmrichtung oder die Dimmgeschwindigkeit festlegen.
Eine zusätzliche Information kann in der Polarität der Versorgungsspannung Vmains stecken. Die Polarität einer Folge von Netzspannungshalbwellen gleicher Polarität kann z. B. ebenfalls die Dimmrichtung oder die Dimmgeschwindigkeit (Dimmrate) festlegen.
Die vollgleichgerichtete bzw. einweggleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3, V5 kann entsprechend eine erste Dimmrichtung oder eine erste Dimmgeschwindigkeit definieren. Die vollgleichgerichtete bzw. einweggleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4, V6 definiert dann eine zweite, entgegengesetzte Dimmrichtung oder eine zweite Dimmgeschwindigkeit.
Die zeitliche Gesamtlänge des logischen Zustands bestimmt vorzugsweise den Grad der Beeinflussung oder der Änderung des Parameters für den Betrieb des Leuchtmittels.
Während der Zeitdauer eines bestimmten logischen Zustands kann z. B. zyklisch ein Aufwärts- und Abwärtsdimmen („switch dimm”) durchgeführt werden, bis der Benutzer die manuelle Betätigung des Tasters T wieder stoppt.
Dies kann auch in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Dimmvorgang erfolgen, z. B. abhängig davon, ob vorher ein Aufwärts-/Abwärtsdimmen erfolgte. Bei einem folgenden Dimmvorgang kann dann entsprechend ein Dimmen in entgegengesetzte Dimmrichtung (ein Abwärts-/Aufwärtsdimmen) erfolgen.
Das Auftreten eines bestimmten logischen Zustands kann auch z. B. einen vorgegebenen Dimmsprung auslösen. Für die Zeitdauer des logischen Zustands kann das Leuchtmittel auch auf einen bestimmten reduzierten oder erhöhten Dimmlevel betrieben werden, z. B. nachdem ein Sensor wie z. B. ein Bewegungs- und/oder Lichtsensor ein Ereignis registriert.
Die Steuereinheit 15 kann auf Basis der von der Auswerteeinheit 13 durchgeführten Auswertung auch die Betriebsweise des AC/DC-Wandlers 11 und/oder des DC/DC-Wandlers 12 anpassen oder ändern. Beispielsweise können auch Parameter einer Regelschleife angepasst werden oder bestimmte Funktionen oder Schaltungsteile aktiviert oder deaktiviert werden (beispielsweise eine teilweise Abschaltung von Zusatzfunktionen im Falle des Erkennens einer Notbeleuchtungssituation).
Die Steuereinheit 15 kann auch dazu ausgelegt sein, während der Zeitdauer des Anliegens einer einweggleichgerichteten Wechselspannung mit negativen oder positiven Halbwellen den Betrieb von anderen Bauteilen des Betriebsgeräts 6, beispielsweise die Betriebsweise des AC/DC-Wandlers 11, und/oder elektrischen Verbrauchern zur zumindest teilweisen Kompensierung einer verringerten Leistungsversorgung während der Zeitdauer des Anliegens der einweggleichgerichteten Wechselspannung zu verändern.
Das Betriebsgerät 6 kann beispielsweise als Treiberschaltung nur einen einstufigen Konverter wie beispielsweise einen potentialgetrennten Sperrwandler (Flyback-Konverter) aufweisen, der die Funktionalität des AC/DC-Wandlers 11 mit der des DC/DC-Wandlers 12 kombiniert.
Das Betriebsgerät 6 und das LED-Modul 7 können auch innerhalb einer Leuchte als einzelne Einheiten angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

L: Retrofit LED-Lampe
S: Schalter
T: Taster
Vacdc: gemessene Spannung
Vmains: Versorgungsspannung
VN: Netz-Wechselspannung
1: Signalgeber
2: Schraubsockel
3: Glaskolben
4: Endpol
5: Schraubgewinde
6: Betriebsgerät
7, 7': LED-Modul
8, 8': LED
6: Betriebsgerät
7: LED-Modul
8: LEDs
9: weitergeleitete Versorgungsspannung Vmains
10, 10': Gleichspannung
11: AC/DC-Wandler
12: DC/DC-Wandler
13: Auswerteeinheit
14: Polaritäts-Sensor
15: Steuereinheit
16: Phasenanschnitt-Sensor
17: Zeitmessgerät
18: Steuersignal
51: Analog-Digital-Wandler
52, 53: Komparator
54: Differenzierschaltung
55: Integrierschaltung

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

DE 102011003593 [0005]
DE 102011089821 [0006]

Claims

Betriebsgerät (6) für Leuchtmittel (8), aufweisend: – einen Eingang für eine pulsierende Versorgungsspannung (Vmains), ausgehend von der mindestens ein Leuchtmittel (8) mit elektrischer Leistung versorgbar ist, – Erfassungsmittel (R1, R2, R3, R4) zur getrennten Erfassung der positiven Spannungskomponente und der negativen Spannungskomponente der Versorgungsspannung (Vmains) und zur Erzeugung eines Messsignals (Vacdc), in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind, – eine Auswerteeinheit (13) zum Auswerten des Messsignals (Vacdc) mit Hilfe eines Schwellwertgebers (52, 53) und/oder einer Integrierschaltung (55) und/oder einer Differenzierschaltung (54), – eine Steuereinheit (15), die dazu ausgelegt ist, auf Basis der von der Auswerteeinheit (13) durchgeführten Auswertung auf einen logischen Zustand zu schließen, und abhängig von diesem logischen Zustand ein Steuersignal (18) zur Steuerung eines Parameters des angeschlossenen Leuchtmittels (8), insbesondere zur Steuerung der Helligkeit und/oder Farbe und/oder Farbtemperatur des anschliessbaren Leuchtmittels (8), zu erzeugen.
Betriebsgerät gemäß Anspruch 1, aufweisend Gleichrichtungsmittel (D1, D2, D3, D4), die so ausgebildet sind, dass sie die Versorgungsspannung (Vmains) in die positive und die negative Spannungskomponente zerlegen.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei jede der beiden Spannungskomponenten eine Spannungsquelle für einen separaten Messstromkreis (M1, M2) bildet, und die Erfassungsmittel (R1, R2, R3, R4) zwei Messwiderstände unterschiedlichen Werts (R1, R2) umfassen, wobei diese Messwiderstände (R1, R2) jeweils in einem der beiden Messstromkreise (M1, M2) angeordnet sind.
Betriebsgerät gemäß Anspruch 3, wobei das Messsignal (Vacdc) eine Spannung über einem, beiden Messstromkreisen (M1, M2) gemeinsamen Messwiderstand (R4) ist.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei der Schwellwertgeber (52, 53) bei einem unteren (Vref2) und einem oberen Schwellwert (Vref1) derart anspricht, dass daraus das Vorhandensein einer positiven oder negativen Spannungskomponente in der Versorgungsspannung (Vmains) ableitbar ist.
Betriebsgerät nach Anspruch 5, wobei der Schwellwertgeber von zwei parallel geschalteten Komparatoren (52, 53) gebildet ist, von denen dem einen neben der Messspannung (Vacdc) der untere Schwellwert (Vref2) und von denen dem anderen neben der Messspannung (Vacdc) der obere Schwellwert (Vref1) zugeführt wird, oder wobei der Schwellwertgeber von einem einzigen Komparator gebildet ist, dem neben der Messspannung (Vacdc) einer der beiden Schwellwerte (Vref1, Vref2) wechselweise zugeführt wird, wobei das wechselweise Zuführen der beiden Schwellwerte (Vref1, Vref2) über einen Umschalter erfolgt.
Betriebsgerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei abhängig von der Frequenz, mit welcher der Schwellwertgeber (52, 53) beim unteren (Vref2) und beim oberen Schwellwert (Vref1) anspricht, und vorzugsweise abhängig davon ob diese Frequenz der Netzspannungsfrequenz oder der doppelten Netzspannungsfrequenz entspricht, die Steuereinheit (15) die Verlaufsform und gegebenenfalls die Polarität der Versorgungsspannung (Vmains) identifiziert.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Integrierschaltung (55) einen Mittelwert der Versorgungsspannung (Vmains) bildet, und wobei dieser Mittelwert mit mindestsens einem Schwellwert (MWref1, MWref2, MWref3, MWref4) derart verglichen wird, dass die Steuereinheit (15) die Verlaufsform und gegebenenfalls die Polarität der Versorgungsspannung (Vmains) identifiziert.
Betriebsgerät nach Anspruch 7 oder 8, wobei mindestens eine der folgenden Verlaufsformen identifizierbar ist: bipolare Wechselspannung (V1, V2), vollgleichgerichtete Wechselspannung (V3, V4), oder einweggleichgerichtete Wechselspannung (V5, V6).
Betriebsgerät nach Anspruch 7 oder 8 oder 9, wobei abhängig von der identifizierten Verlaufsform und der gegebenenfalls identifizierten Polarität der Versorgungsspannung (Vmains) die Steuereinheit (15) auf einen logischen Zustand schließt.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Differenzierschaltung (54) den Differenzialwert der Versorgungsspannung (Vmains) bildet, und dieser Differenzialwert mit einem Schwellwert verglichen wird, so dass ausgewertet wird, ob die Versorgungsspannung (Vmains) einen Phasenab- bzw. -anschnitt aufweist, wobei abhängig von der Auswertung, ob ein Phasenab- bzw. -anschnitt vorhanden ist, die Steuereinheit (15) auf einen logischen Zustand schließt.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei der Parameter schrittweise geändert wird, insbesondere erhöht oder gesenkt wird, solange der logische Zustand erkannt wird.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei mindestens zwei logische Zustände erkannt werden, wobei bei Erkennung eines ersten bzw. zweiten logischen Zustands ein Steuersignal (18) in Form eines Aufwärtsdimm- bzw. Abwärtsdimm-Signal erzeugt wird.
Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei zur Erzeugung des Steuersignals (18) die zeitliche Dauer des logischen Zustands erfasst wird.
Betriebsgerät (6) für Leuchtmittel (8), aufweisend: – einen Eingang für eine pulsierende Versorgungsspannung (Vmains), ausgehend von der mindestens ein Leuchtmittel (8) mit elektrischer Leistung versorgbar ist, – eine Auswerteeinheit (13) umfassend eine Differenzierschaltung (54) zum Auswerten, ob die Versorgungsspannung (Vmains) einen Phasenab- bzw. -anschnitt aufweist, – eine Steuereinheit (15), die dazu ausgelegt ist, abhängig von dieser Auswertung ein Steuersignal zur Steuerung eines Parameters des angeschlossenen Leuchtmittels (8), insbesondere zur Steuerung der Helligkeit und/oder Farbe und/oder Farbtemperatur des angeschlossenen Leuchtmittels (8), zu erzeugen.
Verfahren zum Betrieb mindestens eines Leuchtmittels, wobei: – ausgehend von einer pulsierenden Versorgungsspannung (Vmains) mindestens ein Leuchtmittel (8) mit elektrischer Leistung versorgbar ist, – die positive Spannungskomponente und die negative Spannungskomponente der Versorgungsspannung (Vmains) getrennt erfasst werden, und ein Messsignal (Vacdc), in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind, erzeugt wird, – das Messsignal (Vacdc) mit Hilfe eines Schwellwertgebers (52, 53) und/oder einer Integrierschaltung (55) und/oder einer Differenzierschaltung (54) ausgewertet wird, – auf Basis der durchgeführten Auswertung auf einen logischen Zustand geschlossen wird, und abhängig von diesem logischen Zustand ein Steuersignal zur Steuerung eines Parameters des angeschlossenen Leuchtmittels (8), insbesondere zur Steuerung der Helligkeit und/oder Farbe und/oder Farbtemperatur des angeschlossenen Leuchtmittels (8), erzeugt wird.
Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC oder Microcontroller oder eine Hybridversion davon, die zur Implementierung eines Verfahrens nach Anspruch 16 ausgebildet ist.