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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) zum Betreiben mindestens eines Leuchtmittels umfassend einen Steuereingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss zum Koppeln mit einer Steuervorrichtung, die ausgelegt ist, in einem kontinuierlichen Steuerbetrieb als Stromsenke zu wirken, wobei das elektronische Vorschaltgerät ausgelegt ist, im kontinuierlichen Steuerbetrieb einen Strom an die Steuervorrichtung bereitzustellen, sodass am Steuereingang eine Gleichspannung in einem vorgebbaren Wertebereich erzeugt wird, sowie einen Ausgang zum Anschließen des mindestens einen Leuchtmittels, wobei das elektronische Vorschaltgerät ausgelegt ist, eine Treiberschaltung für das mindestens eine Leuchtmittel derart anzusteuern, dass am Ausgang des elektronischen Vorschaltgeräts eine Leistung bereitgestellt wird, die mit der am Steuereingang im kontinuierlichen Steuerbetrieb anliegenden Gleichspannung korreliert ist. Die Erfindung betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben mindestens eines Leuchtmittels.
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Stand der Technik
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1 zeigt in diesem Zusammenhang in schematischer Darstellung eine aus dem Stand der Technik bekannte 1–10V-Schnittstelle, die zurückgeht auf die Norm EN60929, die die Funktion des Steuereingangs beschreibt. Die bekannte 1–10V-Schnittstelle ist dabei am Eingang eines elektronischen Vorschaltgeräts 10 angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber ist vom elektronischen Vorschaltgerät 10 nur der Eingangsbereich dargestellt, der im Hinblick auf die vorliegende Erfindung von Bedeutung ist. Die darauf folgende Struktur des elektronischen Vorschaltgeräts 10 ist dem Fachmann hinreichend bekannt.
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Vorliegend ist eine Steuervorrichtung 12 mit dem Eingang E1, E2 des elektronischen Vorschaltgeräts 10 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 12 umfasst beispielsweise ein einfaches Potentiometer 16 und wirkt in einem kontinuierlichen Steuerbetrieb als Stromsenke. Das elektronische Vorschaltgerät 10 stellt im kontinuierlichen Steuerbetrieb einen Strom Ie an die Steuervorrichtung 12 bereit, sodass am Steuereingang E1, E2 eine Gleichspannung Ue in einem vorgebbaren Wertebereich erzeugt wird. Die Spannung Ue beträgt im kontinuierlichen Steuerbetrieb zwischen 1 und 10 V. Der Steuereingang E1, E2 ist mittels eines Transformators Tr galvanisch von der auf Netzpotential befindlichen inneren Schaltung des elektronischen Vorschaltgeräts 10 getrennt. Wie bereits erwähnt, wirkt die Steuervorrichtung 12 als Senke, während der Steuereingang E1, E2 des elektronischen Vorschaltgeräts 10 als Quelle wirkt. Auf diese Weise kann beispielsweise das bereits erwähnte, einfache Potentiometer 16 zur Lichtsteuerung verwendet werden.
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Ein Oszillator 14 versorgt über einen ohmschen Widerstand R1 die EVG-innere Wicklung L2 des Transformators Tr mit einer strombegrenzten Wechselspannung. Diese wird an die EVG-äußere Wicklung L1 des Transformators Tr übertragen. Die Spannungen U1, U2 werden jeweils spitzenwertgleichgerichtet, wozu einerseits die Diode D1 und der Kondensator C1 und andererseits die Diode D2 und der Kondensators C2 dienen.
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Eine Erhöhung der variablen Last 16 der Steuervorrichtung 12 am Steuereingang E1, E2 führt zu einer Reduktion der Spannung Ue und damit auch der Spannung U1 an der äußeren Trafowicklung L1. Dieser reduzierte Spitzenwert U1 bildet sich an der inneren Wicklung U2 ab und bildet so einen variablen Sollwert US für die Regelung der Leistung des Leuchtmittels. Das elektronische Vorschaltgerät verfügt weiterhin über einen nicht dargestellten Ausgang zum Anschließen des mindestens einen Leuchtmittels. Das elektronische Vorschaltgerät 10 ist ausgelegt, eine nicht dargestellte EVG-interne Treiberschaltung für das mindestens eine Leuchtmittel derart anzusteuern, dass am Ausgang des elektronischen Vorschaltgeräts eine Leistung bereitgestellt wird, die mit der am Steuereingang E1, E2 im kontinuierlichen Steuerbetrieb anliegenden Gleichspannung Ue korreliert ist.
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Problematisch an der in 1 dargestellten Anordnung ist der Umstand, dass sich das elektronische Vorschaltgerät 10 damit nicht schalten lässt. Eine Lösung, bei der eine vorgebbare Spannung, beispielsweise 0 V, am Eingang E1, E2 zum Ausschalten des elektronischen Vorschaltgeräts 10 verwendet wird, ist zwar denkbar, allerdings ließe sich anschließend das elektronische Vorschaltgerät 10 nicht mehr einschalten. Der Grund liegt darin, dass im ausgeschalteten Zustand des elektronischen Vorschaltgeräts 10 der Oszillator 14 nicht arbeitet und der Transformator Tr daher kein Steuersignal übertragen kann.
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Die in 1 dargestellte Schnittstelle für eine Lichtsteuerung lässt demnach nur die Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels zu. Selbst wenn die Helligkeit des Leuchtmittels maximal reduziert ist ("null Licht"), bleibt jedoch das elektronische Vorschaltgerät in Betrieb. Dadurch wird in unerwünschter Weise Energie verbraucht, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrads der Anordnung führt.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein eingangs genanntes elektronisches Vorschaltgerät derart weiterzubilden, dass eine Verbesserung des Wirkungsgrads ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Vorschaltgerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Leuchtmittels an einem elektronischen Vorschaltgerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 21.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verbesserung des Wirkungsgrads erzielt werden kann, wenn das elektronische Vorschaltgerät derart weitergebildet wird, dass eine Schaltfunktion, das heißt ein Ein- und Ausschalten des elektronischen Vorschaltgeräts über den Steuereingang ermöglicht wird. Erfindungsgemäß ist deshalb das elektronische Vorschaltgerät weiterhin ausgelegt, in einem Schaltbetrieb bei Anlegen eines Spannungsimpulses an den Steuereingang, der außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs im kontinuierlichen Steuerbetrieb liegt, zumindest die Treiberschaltung für das mindestens eine Leuchtmittel ein- oder auszuschalten. Dadurch, dass der entsprechende Spannungsimpuls außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs im kontinuierlichen Steuerbetrieb liegt, werden unerwünschte Schaltungen während des Normalbetriebs vermieden. Dadurch, dass die das mindestens eine Leuchtmittel ansteuernde Treiberschaltung ausgeschaltet werden kann, ist die wesentliche Ursache für den Energieverbrauch des elektronischen Vorschaltgeräts beseitigt. Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung des Wirkungsgrads.
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Bevorzugt stellt der Steuereingang des elektronischen Vorschaltgeräts im Schaltbetrieb eine Stromsenke dar, das heißt die am Steuereingang angeschlossene Steuervorrichtung wirkt als Quelle.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das elektronische Vorschaltgerät ausgelegt wird, die Treiberschaltung bei einer positiven oder negativen Amplitude des Spannungsimpulses, die außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs liegt, auszuschalten. Umgekehrt kann das elektronische Vorschaltgerät ausgelegt sein, die Treiberschaltung bei einer negativen oder positiven Amplitude des Spannungsimpulses, die außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs liegt, einzuschalten. Damit sind die beim Ein- und Ausschalten eines elektronischen Vorschaltgeräts dienenden Signale klar getrennt von den Signalen, die den Betrieb des Leuchtmittels im kontinuierlichen Steuerbetrieb steuern. Störungen des kontinuierlichen Betriebs sind daher ausgeschlossen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Treiberschaltung einen Steuereingang umfasst, wobei das elektronische Vorschaltgerät ausgelegt ist, am Steuereingang der Treiberschaltung einen Leistungssollwert bereitzustellen, der mit der am Steuereingang des elektronischen Vorschaltgeräts im kontinuierlichen Betrieb anliegenden Gleichspannung korreliert ist. Auf diese Weise kann besonders einfach die Helligkeit über den Steuereingang gesteuert werden.
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Bevorzugt umfasst der Steuereingang des elektronischen Vorschaltgeräts einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss, wobei das elektronische Vorschaltgerät weiterhin einen ersten Kondensator umfasst, der zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss des Steuereingangs des elektronischen Vorschaltgeräts gekoppelt ist, einen zweiten Kondensator, der zwischen den Steuereingang der Treiberschaltung und ein Bezugspotential gekoppelt ist, einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, wobei eine Serienschaltung umfassend eine erste Diode und die Primärwicklung dem ersten Kondensator parallel geschaltet ist, wobei die Sekundärwicklung zwischen einen ersten Knoten und das Bezugpotential gekoppelt ist, wobei eine zweite Diode zwischen den ersten Knoten und den Steuereingang der Treiberschaltung gekoppelt ist, einen Oszillator, der mit dem ersten Knoten gekoppelt ist, und mindestens einen ersten Optokoppler mit einer Fotodiode und einem Fototransistor, wobei die Fotodiode zwischen den zweiten und den ersten Eingangsanschluss des Steuereingang gekoppelt ist, wobei die Fotodiode so orientiert ist, dass bei Beaufschlagung des Steuereingangs mit einem negativen Spannungsimpuls ein Stromfluss durch die Fotodiode vom zweiten Eingangsanschluss zum ersten Eingangsanschluss ermöglicht ist.
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Durch diese Merkmale wird einerseits die Spitzenwertgleichrichtung der Spannungen an beiden Wicklungen des Transformators realisiert und zum anderen ein negativer Spannungsimpuls am Steuereingang durch den Optokoppler von dessen Fotodiodenseite auf dessen Fototransistorenseite potentialfrei übertragen. Der Vorteil in der Verwendung eines negativen Spannungsimpulses liegt darin, dass auf diese Weise ein Lichtblitz während des Schaltvorgangs zuverlässig vermieden wird. Wird hingegen ein hoher positiver Spannungsimpuls als Schaltsignal gewählt, könnte gegebenenfalls das Leuchtmittel schnell genug reagieren und einen unerwünschten Lichtblitz abgeben.
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In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn das elektronische Vorschaltgerät weiterhin eine dritte Diode umfasst, die seriell zur Fotodiode des ersten Optokopplers zwischen den zweiten und den ersten Eingangsanschluss des Steuereingangs des elektronischen Vorschaltgeräts gekoppelt ist, wobei die dritte Diode so orientiert ist, dass bei Beaufschlagung des Steuereingangs des elektronischen Vorschaltgeräts mit einem negativen Spannungsimpuls ein Stromfluss vom zweiten Eingangsanschluss zum ersten Eingangsanschluss ermöglicht ist. Durch diese Diode wird der Eingang des Optokopplers vor zu hohen Sperrspannungen geschützt. Ein optional vorzusehender und seriell zur dritten Diode anzuordnender ohmscher Widerstand kann überdies zur Strombegrenzung vorgesehen sein.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Treiberschaltung einen Ein-/Aus-Eingang zum Ein- und Ausschalten der Treiberschaltung aufweist, der zumindest mit dem Fototransistor des ersten Optokopplers gekoppelt ist. Auf diese Weise kann besonders einfach das auf die Fototransistorseite des Optokopplers übertragene Signal zum Einund Ausschalten der Treiberschaltung Verwendung finden. Eine in diesem Zusammenhang als geeignet anzusehendes elektronisches Vorschaltgerät mit einem derartigen Aufbau ist beispielsweise bekannt aus der
WO 2010/081570 A1 , siehe dort insbesondere die
2. Demnach wird einer der beiden EOL(end of life)-Eingänge der Steuerschaltung des elektronischen Vorschaltgeräts mittels des auf die Sekundärseite des Optokopplers übertragenen Signals angesteuert, um die Treiberschaltung ein- und auszuschalten.
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Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn das elektronische Vorschaltgerät einen Versorgungsspannungsanschluss umfasst zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, wobei der Fototransistor des ersten Optokopplers mit dem Ein-/Aus-Eingang gekoppelt ist, wobei der Fototransistor mit einer Haltevorrichtung gekoppelt ist, die ihrerseits mit dem Versorgungsspannungsanschluss gekoppelt und ausgelegt ist, von dem Fototransistor, wenn er leitend geschaltet ist, leitend geschaltet zu werden und solange leitend zu bleiben, wie eine vorgebbare Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss anliegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Haltefunktion beendet wird, wenn keine Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss mehr anliegt. Das ist der Fall, wenn das elektronische Vorschaltgerät, insbesondere die Treiberschaltung, aus der bevorzugt die Versorgungsspannung abgeleitet wird, ausgeschaltet wird.
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Das elektronische Vorschaltgerät kann in diesem Zusammenhang ausgelegt sein, einen Lampenfehler anzunehmen, wenn das Potential am Ein-/Aus-Eingang außerhalb eines vorgebbaren Wertebereichs liegt, wobei die Untergrenze dieses Wertebereichs 0,5 V ist. Durch den Ausschaltimpuls wird, wie erwähnt, die Spannung am Ein-/Aus-Eingang vorliegend unter 0,5 V gesenkt und mit Bezug auf die erwähnte
WO 2010/081570 A1 dadurch der Fehler „hartes Gleichrichten“ simuliert. Die Steuerschaltung des elektronischen Vorschaltgeräts erhöht daraufhin die Betriebsfrequenz, um diesen Fehler zu beseitigen. Da dies naturgemäß nicht gelingt (die Ursache für das Signal am Ein-/Aus-Eingang liegt ja im Ausschaltimpuls am Steuereingang), geht die Steuerschaltung nach einer gewissen Zeit, beispielsweise 300 ms, in den sogenannten Shut Down über. Dies führt dazu, dass zumindest die Treiberschaltung und damit die Bereitstellung der Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss deaktiviert werden.
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Das elektronische Vorschaltgerät ist bevorzugt weiterhin ausgelegt, das Potential am Ein-/Aus-Eingang auch bei deaktivierter Treibervorrichtung zu überwachen. Bei einem nach der Deaktivierung folgenden Auftreten eines Potentials am Ein-/Aus-Eingang außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs wird zumindest die Treiberschaltung und damit die Bereitstellung der Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss wieder aktiviert. Mit anderen Worten interpretiert die Steuerschaltung im Shut Down Modus eine Spannung kleiner 0,5 V am Ein-/Aus-Eingang als Relamping (Lampenwechsel) und kehrt daraufhin in den Normalbetrieb zurück. Dadurch kann das elektronische Vorschaltgerät durch einen entsprechenden Impuls am Steuereingang wieder eingeschaltet werden.
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Bei der erwähnten
WO 2010/081570 A1 sind Spannungsteiler vorhanden, die jeweils eine Lampenwendel umfassen und die den entsprechenden EOL-Eingang im Normalbetrieb mit Spannung versorgen. Sinkt beim Austausch der Lampe die Spannung am jeweiligen EOL-Eingang auf 0 V, wird dies erkannt und das elektronische Vorschaltgerät nach dem Einsetzen einer neuen Lampe wieder gestartet. Genauer betrachtet ist in
2 der erwähnten
WO 2010/081570 A1 der EOL1- Eingang mit einem Spannungsteiler gekoppelt, der den ohmschen Widerstand R21, die Wendel der Lampe
1 sowie die ohmschen Widerstände R22 und R23 umfasst. Der EOL2- Eingang wird mit einem Spannungsteiler gekoppelt, der die ohmschen Widerstände R31 und R31 umfasst. Der Versorgungsspannungsanschluss stellt demnach vorliegend den Abgriff des jeweiligen Spannungsteilers dar. Wird ein Lampenfehler erkannt, schaltet sich nach einer gewissen Zeit das elektronische Vorschaltgerät aus. Da die Spannung am jeweiligen EOL-Eingang in einem vorgebbaren Wertebereich sein muss, damit das elektronische Vorschaltgerät arbeitet, wird ein Lampenfehler erkannt, wenn sich die jeweilige Spannung außerhalb dieses vorgebbaren Wertebereichs befindet. Eine Spannung von 0 V liegt jedenfalls unter und damit außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs. Deshalb schaltet das elektronische Vorschaltgerät bei Auftreten eines 0 V-Signals am EOL-Eingang innerhalb von 300 ms ab. Durch das Austauschen der Lampe wird demnach das elektronische Vorschaltgerät in den Normalbetrieb zurückversetzt und kann anschließend erneut eingeschaltet werden.
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Die Haltevorrichtung ist bevorzugt ausgelegt, eine Thyristorfunktion auszuführen. Dadurch genügt ein einzelner, über den Optokoppler übertragener Spannungsimpuls, um die Haltevorrichtung zu aktivieren.
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Die Haltevorrichtung kann zu diesem Zweck einen ersten und einen zweiten elektronischen Schalter mit jeweils einer Steuerelektrode, einer Arbeitselektrode und einer Bezugselektrode umfassen, wobei der erste und der zweite elektronische Schalter komplementär aufgebaut sind, wobei die Bezugselektrode des ersten elektronischen Schalters mit dem Bezugspotential gekoppelt ist, wobei die Arbeitselektrode des ersten elektronischen Schalters mit der Steuerelektrode des zweiten elektronischen Schalters gekoppelt ist, wobei die Steuerelektrode des ersten elektronischen Schalters mit der Arbeitselektrode des zweiten elektronischen Schalters gekoppelt ist, wobei die Steuerelektrode und die Bezugselektrode des zweiten elektronischen Schalters mit dem Versorgungsspannungsanschluss gekoppelt sind.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Fototransistor des ersten Optokopplers zwischen den Kopplungspunkt der Arbeitselektrode des ersten elektronischen Schalters und der Steuerelektrode des zweiten elektronischen Schalters und das Bezugspotential gekoppelt ist.
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Bevorzugt ist der Kopplungspunkt über eine vierte Diode mit dem Ein-/Aus-Eingang gekoppelt. Diese Diode verhindert im Normalbetrieb Rückwirkungen der Haltevorrichtung auf den Ein-/Aus-Eingang. Ohne diese Maßnahme könnte die Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss die Auswertung am Ein-/Aus-Eingang stören.
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Ein prinzipbedingter Nachteil der bisher erwähnten, so genannten Ein-Taster-Steuerung, bei der dasselbe Steuersignal zum Ein- und Ausschalten verwendet wird, besteht darin, dass bei der Steuerung mehrerer elektronischer Vorschaltgeräte mittels einer einzigen Steuervorrichtung ein Übertragungsfehler zu asynchronem Verhalten führen kann: Dies tritt auf, wenn sich beispielsweise nur ein Teil der elektronischen Vorschaltgeräte auf ein Schaltsignal hin einschaltet. Ein erneutes Schaltsignal schaltet zwar diese elektronischen Vorschaltgeräte wieder aus, jedoch die übrigen ein. Die Beleuchtungsanlage muss dann durch eine Netzunterbrechung wieder synchronisiert werden. Abhilfe schafft die Verwendung unterschiedlicher Signale zum Ein- und Ausschalten: In diesem Zusammenhang umfasst das elektronische Vorschaltgerät einen zweiten Optokoppler, wobei die Fotodiode des zweiten Optokopplers zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss des Steuereingangs des elektronischen Vorschaltgeräts gekoppelt ist, wobei die Fotodiode derart orientiert ist, dass bei Beaufschlagung des Steuereingangs des elektronischen Vorschaltgeräts mit einem positiven Spannungsimpuls ein Stromfluss durch die Fotodiode des zweiten Optokopplers vom ersten zum zweiten Eingangsanschluss ermöglicht ist. Auf diese Weise kann ein erster Schaltvorgang durch einen negativen Spannungsimpuls ausgelöst werden und ein zweiter Schaltvorgang durch einen positiven Spannungsimpuls. Der erwähnte Nachteil von Ein-Taster-Steuerungen kann damit zuverlässig vermieden werden. Selbstverständlich können positiver und negativer Spannungsimpuls zum Ein- und Ausschalten auch vertauscht werden.
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In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn das elektronische Vorschaltgerät weiterhin eine Zenerdiode umfasst, die antiseriell zur Fotodiode des zweiten Optokopplers gekoppelt ist. Diese verhindert, dass eine Steuerspannung unter einem vorgebbaren Schwellwert fälschlicherweise als Einschaltsignal interpretiert wird.
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Bevorzugt ist der Fototransistor des ersten Optokopplers zwischen die Bezugselektrode und die Arbeitselektrode des zweiten elektronischen Schalters gekoppelt. Der Fototransistor des zweiten Optokopplers hingegen ist bevorzugst zwischen den Ein-/Aus-Eingang und das Bezugspotential gekoppelt. Auf diese Weise kann sowohl das Einschaltsignal als auch das Ausschaltsignal an den Ein-/Aus-Eingang angelegt werden.
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Das elektronische Vorschaltgerät ist demnach ausgelegt, die Signale am Ein-/Aus-Eingang zum Ein- und Ausschalten des elektronischen Vorschaltgeräts umzusetzen.
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Bevorzugt liegt das Potential am Ein-/Aus-Eingang zum Aktivieren zumindest der Treiberschaltung sowie der Bereitstellung der Vorsorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss unter der Untergrenze des vorgebbaren Wertebereichs, und entspricht insbesondere dem Potential zur Annahme eines Lampenfehlers. Alternativ liegt es über der Obergrenze des vorgebbaren Wertebereichs.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteil gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben mindestens eines Leuchtmittels an einem elektronischen Vorschaltgerät.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
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Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung den Eingangsbereich eines aus dem Stand der Technik bekanntes elektronisches Vorschaltgeräts mit einer 1–10V-Schnittstelle am Steuereingang;
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2 in schematischer Darstellung den Eingangsbereich eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts; und
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3 in schematischer Darstellung den Eingangsbereich eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Im Nachfolgenden werden für gleiche und gleich wirkende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Insbesondere werden die mit Bezug auf 1 eingeführten Bezugszeichen weiterhin verwendet.
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2 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Eingangsbereichs eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts. Der Übersichtlichkeit halber sind nur die Teile des elektronischen Vorschaltgeräts dargestellt, die im Hinblick auf die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind. Beispiele, wie die nicht dargestellten Teile des elektronischen Vorschaltgeräts realisiert sein können, können beispielsweise der
WO 2010/081570 A1 entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt in diesem Zusammenhang vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.
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Der in 2 im Detail dargestellte Eingangsbereich eines elektronischen Vorschaltgeräts 10 sowie die Steuervorrichtung 12 entsprechen im Wesentlichen den Darstellungen von 1, sodass im Nachfolgenden insbesondere auf die Unterschiede eingegangen wird. Das elektronische Vorschaltgerät 10 verfügt neben dem Anschluss US zum Einstellen eines Sollwerts für die im Leuchtmittel umzusetzende Leistung weiterhin über einen Anschluss EOL sowie einen Anschluss VREF. Der EOL-Eingang der Steuerschaltung des elektronischen Vorschaltgeräts 10 dient üblicherweise dazu, ein „end of life“ des Leuchtmittels zu erkennen und daraufhin die Treiberschaltung, die dazu dient das Leuchtmittel anzusteuern, abzuschalten. Damit die Treiberschaltung aktiviert bleibt, muss die Spannung am EOL-Eingang innerhalb eines vorgebbaren Wertebereichs liegen. Liegt sie außerhalb dieses vorgebbaren Wertebereichs, wird dies als Fehler erkannt und die Treiberschaltung abgeschaltet. Sinkt nach Abschalten der Treiberschaltung die Spannung am Spannungsversorgungsanschluss VREF auf 0 V, wie beispielsweise beim Relamping (Lampenwechsel), wird ein darauffolgendes Potential am EOL-Eingang außerhalb des vorgebbaren Wertebereichs als Startsignal nach erfolgtem Lampentausch interpretiert und daraufhin die Treiberschaltung wieder aktiviert. Diese Logik wird bei der vorliegenden Erfindung ausgenutzt:
Die Steuervorrichtung 12 schaltet bei Betätigung des Tasters T1 ein –3 V-Signal an den Steuereingang E1, E2 des elektronischen Vorschaltgeräts 10. Daraufhin schaltet der Optokoppler U1, der primärseitig eine Fotodiode FD1 und sekundärseitig einen Fototransistor FT1 umfasst, den Fototransistor FT1 leitend. Als Folge davon wird eine Haltevorrichtung 18, die die ohmschen Widerstände R2, R3, R4 sowie die Transistoren Q1 und Q2 umfasst, ebenfalls leitend geschaltet, vorausgesetzt die Haltevorrichtung 18 wird über den Versorgungsspannungsanschluss VREF mit Spannung versorgt.
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Die Transistoren Q1 und Q2 bilden zusammen eine Thyristorersatzschaltung, die, nachdem einer der Transistoren Q1, Q2 leitend geschaltet wurde, beide Transistoren leitend hält solange die Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluss VREF anliegt. Bei aktivierter Haltefunktion ist demnach das Potential am Punkt P1 gleich dem Massepotential, wodurch das Potential am EOL-Eingang der Steuerschaltung unter 0,5 V gesenkt wird. Die Steuerschaltung interpretiert dies als „hartes Gleichrichten“, das heißt die Lampe geht allmählich ihrem Lebensdauerende entgegen. Um diesen Fehler zu kompensieren, erhöht die Steuerschaltung nun die Betriebsfrequenz, mit der die Schalter der Brückenschaltung angesteuert werden, um diesen Fehler zu beseitigen. Da die Ursache vorliegend eine andere ist, gelingt dies natürlich nicht. Daraufhin geht die Steuerschaltung nach einer gewissen Zeit, beispielsweise 300 ms, in den Shut-Down-Modus über. Als Folge davon wird die Treiberschaltung abgeschaltet. Da der Versorgungsspannungsanschluss VREF aus dem Lastkreis gewonnen wird, der nach dem Abschalten der Treiberschaltung ebenfalls abgeschaltet ist, geht VREF auf 0 V zurück, wodurch die Haltevorrichtung 18 zurückgesetzt wird.
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Im Shut-Down-Modus interpretiert die Steuerschaltung eine Spannung am EOL-Eingang von weniger als 0,5 V als Relamping und kehrt in den Normalbetrieb zurück. Nach dem Abschalten von VREF ist dies der Fall, sodass das elektronische Vorschaltgerät durch eine erneute Betätigung des Tasters T1 wieder eingeschaltet werden kann.
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Der Punkt P1 ist über den Transistor Q1 solange auf 0 V, wie VREF vorhanden ist. Das heißt ein nochmaliger –3 V-Impuls durch die Steuervorrichtung 12 führt wieder zu einem Signal von 0 V am EOL-Eingang. Da dies wiederum unterhalb der vorgebbaren Schwelle liegt, schaltet die Treiberschaltung wieder ein. Die Diode D4 schützt den Eingang des Optokopplers U1 vor zu hohen Sperrspannungen, der ohmsche Widerstand R5 begrenzt den Strom durch den Optokoppler U1. Die Schottkydiode D3 verhindert im Normalbetrieb Rückwirkungen der Thyristorersatzschaltung 18 auf den EOL-Eingang. Sie verhindert insbesondere Störungen am EOL-Eingang durch VREF am Punkt P1.
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Das vorgestellte Steuerverfahren ist kompatibel zu Geräten, die mit der in der EN60929 beschriebenen 1–10V-Schnittstelle arbeiten. Steuervorrichtungen mit Schaltfunktion können elektronische Vorschaltgeräte ohne Schaltfunktion steuern und umgekehrt. Die Schaltfunktion steht natürlich nur zur Verfügung, wenn alle mit der Steuervorrichtung 12 gekoppelten elektronischen Vorschaltgeräte damit ausgerüstet sind.
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Als nachteilig könnte angesehen werden, dass sich eine Beleuchtungsanlage, die über den Steuereingang ausgeschaltet wurde, durch eine Netzunterbrechung unbeabsichtigt wieder einschalten lässt. Dieses Problem lässt sich lösen, indem die elektronischen Vorschaltgeräte so ausgelegt werden, dass sie bei Anlegen der Netzspannung zunächst in den Shut-Down-Modus gehen und erst nach einem Schaltsignal am Steuereingang E1, E2 starten. Dies würde jedoch eine Abkehr vom 1–10 V-Standard bedeuten.
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Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine so genannte Ein-Taster-Steuerung, bei der dasselbe Steuersignal zum Ein- und Ausschalten verwendet wird. Bei der Steuerung mehrerer mit dem Steuereingang E1, E2 parallel gekoppelter elektronischer Vorschaltgeräte 10 kann hier jedoch ein Übertragungsfehler zu asynchronem Verhalten führen: Schaltet sich beispielsweise nach einem Schaltsignal am Steuereingang E1, E2 nur ein Teil der elektronischen Vorschaltgeräte 10 ein, kann ein erneutes Schaltsignal dazu führen, dass diese elektronischen Vorschaltgeräte 10 wieder ausschalten, während die übrigen einschalten. Die Beleuchtungsanlage muss dann zum Beispiel durch eine Netzunterbrechung wieder synchronisiert werden. Allerdings genügt bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel auch ein langer Tastendruck auf den Taster T1, um eine Synchronisierung zu bewirken, da alle angeschlossenen elektronischen Vorschaltgeräte bei einem Druck auf den Taster T1, der lang genug dauert, abschalten: Geräte die "an" sind, meinen einen Fehler zu erkennen und schalten deshalb ab. Geräte die ausgeschaltet sind, gehen davon aus, dass soeben ein Relamping stattgefunden hat und stehen daher ebenfalls nach der Beendigung des Tastendrucks auf den Taster T1 für einen Neustart bereit.
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Alternativ kann die Verwendung unterschiedlicher Signale zum Ein- und Ausschalten vorgesehen werden, wie dies das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ermöglicht.
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Hier stellt die Steuervorrichtung 12 neben dem –3 V-Signal mittels des Tasters T1 zum Ausschalten auch noch ein +12 V-Signal mittels des Tasters T2 zum Einschalten der mit der Steuervorrichtung 12 gekoppelten elektronischen Vorschaltgeräte 10 zur Verfügung. Das negative Ausschaltsignal wirkt nun über den Optokoppler U1 nicht mehr direkt auf den EOL-Eingang, sondern steuert jetzt den Transistor Q1 der Thyristorersatzschaltung 18 an, die dann das Ausschalten bewirkt (siehe hierzu auch den punktiert eingezeichneten Strompfad auf der Primärseite des Optokopplers U1).
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Das positive Einschaltsignal, siehe den gestrichelten Strompfad, wirkt über den zweiten Optokoppler U2, der eine zweite Fotodiode FD2 und einen zweiten Fototransistor FT2 umfasst, direkt auf den EOL-Eingang, kann aber die Thyristorersatzschaltung 18 nicht steuern. Die Zenerdiode D5 verhindert, dass eine Steuerspannung unter +12 V vom Optokoppler U2 als Einschaltsignal interpretiert wird.
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Nach einem erstmaligen Ausschalten der mit der Steuervorrichtung 12 gekoppelten elektronischen Vorschaltgeräte 10 durch Anlegen eines –3 V-Impulses mittels des Tasters T1 führt ein nochmaliges Betätigen des Tasters T1 nicht zu einem Einschalten, da VREF nicht vorhanden ist. Erst das Anlegen eines +12 V-Impulses mittels des Tasters T2 führt dazu, das das Potential am EOL-Eingang auf ein Potential nach unten gezogen wird, das die Annahme eines Relampings rechtfertigt, so dass elektronische Vorschaltgerät wieder eingeschaltet wird.
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Während in den vorliegenden Ausführungsbeispielen auf Funktionen der Steuerschaltung zurückgegriffen wurde, wie sie im Zusammenhang mit der
WO 2010/081570 A1 ausgeführt worden sind, lässt sich die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch anderweitig realisieren, beispielsweise indem das Schaltsignal des oder der Optokoppler direkt von der Steuerschaltung des elektronischen Vorschaltgeräts ausgewertet wird und den entsprechenden Schaltvorgang umsetzt. Beispielsweise kann dazu die Steuerschaltung ausgebildet sein, die Spannung auf der Sekundärseite des Optokopplers darauf zu prüfen, ob sie sich in vorgebbarer Weise ändert. Ist dies der Fall, wird die Treiberschaltung abgeschaltet. Eine weitere vorgebbare Änderung kann dann dazu führen, dass die Treiberschaltung wieder aktiviert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/081570 A1 [0017, 0019, 0021, 0021, 0038, 0050]
