DE102015118268A1

DE102015118268A1 - Power supply device for airport lighting systems

Info

Publication number: DE102015118268A1
Application number: DE102015118268.8A
Authority: DE
Inventors: Arnd Begemann
Original assignee: Batt GmbH
Current assignee: Batt GmbH
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-04-27
Also published as: EP3163982A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung für elektrische Verbraucher von Flughafen-Befeuerungsanlagen, mit einem Transformator, der einen primären Versorgungskreis mit einem sekundären Versorgungskreis verbindet, in dem der elektrische Verbraucher angeordnet ist, und mit einer in dem sekundären Versorgungskreis angeordneten Energiewandlereinheit zur Bereitstellung einer an den elektrischen Verbraucher angepassten Energieform, wobei die Energiewandlereinheit einen Gleichrichter, eine Bypassschalteinrichtung und eine Reglereinrichtung aufweist, wobei die Reglereinrichtung auf die Bypassschalteinrichtung derart einwirkt, dass durch Änderung eines Verhältnisses zwischen einem Öffnungszustand und einem Bypasszustand der Bypassschalteinrichtung ein Betriebssignal des elektrischen Verbrauchers einstellbar ist.The invention relates to a power supply device for electrical consumers of airport lighting systems, comprising a transformer connecting a primary supply circuit to a secondary supply circuit, in which the electrical load is arranged, and with an arranged in the secondary supply circuit energy converter unit for providing an electrical Consumer adapted form of energy, wherein the energy conversion unit comprises a rectifier, a bypass switching device and a regulator device, wherein the regulator means acts on the bypass switching device such that an operating signal of the electrical load is adjustable by changing a ratio between an open state and a bypass state of the bypass switching device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung für elektrische Verbraucher von Flughafen-Befeuerungsanlagen, mit einem Transformator, der einen primären Versorgungskreis mit einem sekundären Versorgungskreis verbindet, in dem der elektrische Verbraucher angeordnet ist, und mit einer in dem sekundären Versorgungskreis angeordneten Energiewandlereinheit zur Bereitstellung einer an den elektrischen Verbraucher angepassten Energieform.The invention relates to a power supply device for electrical consumers of airport lighting systems, comprising a transformer connecting a primary supply circuit to a secondary supply circuit, in which the electrical load is arranged, and with an arranged in the secondary supply circuit energy converter unit for providing an electrical Consumer adapted energy form.

Ferner betrifft die Erfindung eine Flughafen-Befeuerungsanlage mit einer Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 14.Furthermore, the invention relates to an airport lighting system with a plurality of power supply devices according to one of claims 1 to 14.

Aus der EP 2 579 690 A2 ist eine Energieversorgungsvorrichtung für elektrische Verbraucher von Flughafen-Befeuerungsanlagen bekannt, die einen an einen Serienkreis angeschlossenen Transformator sowie eine sekundärseitig am Transformator angeordnete Energiewandlereinheit aufweist, um unterschiedliche elektrische Verbraucher, wie beispielsweise Leuchten, Sensoren, Überwachungselemente mit einer angepassten Energieform, nämlich mit Gleichstrom oder Wechselstrom verschiedenster Frequenzen zu versorgen. Die Energiewandlereinheit weist eine Energiesteuerung zur Bereitstellung der elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie, beispielsweise Wechselstrom oder Gleichstrom auf. Ferner weist die Energiewandlereinheit eine Betriebssteuerung auf, mittels derer beispielsweise die Intensität der Leuchte eingestellt bzw. die Leuchte in einem Blinklichtbetrieb betrieben werden kann. Für den Betrieb von Leuchten, insbesondere LED-Leuchten, ist die Energiewandlereinheit relativ aufwendig und komplex ausgestaltet.From the EP 2 579 690 A2 a power supply device for electrical consumers of airport lighting systems is known, which has a transformer connected to a series circuit and a transformer side arranged on the transformer energy conversion unit to different electrical loads, such as lights, sensors, monitoring elements with an adapted form of energy, namely with direct current or alternating current supply different frequencies. The energy converter unit has a power controller for providing the electrical consumers with electrical energy, such as AC or DC. Furthermore, the energy conversion unit has an operating control, by means of which, for example, the intensity of the luminaire can be set or the luminaire can be operated in a flashing light mode. For the operation of lights, in particular LED lights, the energy conversion unit is relatively complex and complex.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Energieversorgungsvorrichtung für elektrische Verbraucher von Flughafen-Befeuerungsanlagen bzw. eine Flughafen-Befeuerungsanlage derart weiterzubilden, dass elektrische Verbraucher unterschiedlicher Bauart, insbesondere unterschiedliche Leuchten, ohne individuelle Anpassungsmaßnahmen betriebssicher und unter einfacher Montage betrieben werden können.Object of the present invention is therefore to develop a power supply device for electrical consumers of airport lighting systems or an airport lighting system such that electrical consumers of different types, especially different lights can be operated safely and with simple installation without individual adjustment measures.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Energiewandlereinheit einen Gleichrichter, eine Bypassschalteinrichtung und eine Reglereinrichtung aufweist, wobei die Reglereinrichtung auf die Bypassschalteinrichtung derart einwirkt, dass durch Änderung eines Verhältnisses zwischen einem Öffnungszustand und einem Bypasszustand der Bypassschalteinrichtung ein Betriebssignal des elektrischen Verbrauchers einstellbar ist.To achieve this object, the invention in connection with the preamble of claim 1, characterized in that the energy conversion unit comprises a rectifier, a bypass switching device and a regulator device, wherein the regulator means acts on the bypass switching device such that by changing a ratio between an open state and a Bypass state of the bypass switching device an operating signal of the electrical load is adjustable.

Nach der Erfindung weist eine Energiewandlereinheit einen Gleichrichter, eine Bypassschalteinrichtung und eine Reglereinrichtung auf, wobei die Bypassschalteinrichtung mittels der Reglereinrichtung so angesteuert wird, dass der elektrische Verbraucher mit einem an demselben angepassten Betriebssignal betrieben werden kann. Hierbei wird die Bypassschalteinrichtung so angesteuert, dass der elektrische Verbraucher entweder überbrückt wird oder mit einer bestimmten Spannung und/oder Stromstärke als Betriebssignal betrieben wird. Vorteilhaft können hierdurch elektrische Verbraucher, insbesondere Leuchten, in einem großen Leistungsbereich betrieben werden. Vorteilhaft funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung auch, wenn kein elektrischer Verbraucher angeschlossen ist.According to the invention, an energy converter unit has a rectifier, a bypass switching device and a regulator device, wherein the bypass switching device is controlled by means of the regulator device so that the electrical consumer can be operated with an operating signal adapted thereto. Here, the bypass switching device is controlled so that the electrical load is either bypassed or operated with a certain voltage and / or current as the operating signal. As a result, electrical consumers, in particular lights, can advantageously be operated in a large power range. Advantageously, the device of the invention also works when no electrical load is connected.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bypassschalteinrichtung parallel zu dem Gleichrichter einerseits und zwischen dem Transformator und dem Gleichrichter andererseits angeordnet. Durch Ansteuerung der Bypassschalteinrichtung kann somit eine Versorgungsspannung bestimmter Größe bereitgestellt werden, die mittels des Gleichrichters dann in eine Gleichspannung umgewandelt wird.According to a preferred embodiment of the invention, the bypass switching device is arranged parallel to the rectifier on the one hand and between the transformer and the rectifier on the other hand. By driving the bypass switching device can thus be provided a supply voltage of a certain size, which is then converted by means of the rectifier into a DC voltage.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Bypassschalteinrichtung ausschließlich zwei Schaltzustände einnehmen, wobei an Anschlusspunkten der Bypassschalteinrichtung in einem ersten Schaltzustand (Öffnungszustand), in dem ein elektronischer Schalter der Bypassschalteinrichtung geöffnet ist, eine Versorgungsspannung anliegt, und in einem zweiten Schaltzustand (Bypasszustand), in dem der elektrische Schalter der Bypassschalteinrichtung geschlossen und damit die Anschlüsse der Bypassschalteinrichtung überbrückt sind, die Versorgungsspannung an der Bypassschalteinrichtung null ist. Wenn kein Stromverbraucher zwischen dem sekundärseitigen Abgriff des Transformators und der Bypassschalteinrichtung angeordnet ist, stimmt die Versorgungsspannung, die an der Bypassschalteinrichtung abfällt mit der Sekundärspannung des Transformators überein. Ist ein stromführendes Funktionselement zwischen der Bypassschalteinrichtung und dem Transformator angeordnet, in dem ein konstanter Strom fließt, besteht zumindest ein festes oder konstantes Verhältnis zwischen der Versorgungsspannung und der Sekundärspannung, wobei die Versorgungsspannung vorzugsweise kleiner ist als die Sekundärspannung.According to a development of the invention, the bypass switching device can occupy exclusively two switching states, wherein at connection points of the bypass switching device in a first switching state (opening state) in which an electronic switch of the bypass switching device is open, a supply voltage is applied, and in a second switching state (bypass state), in closed the electrical switch of the bypass switching device and thus the connections of the bypass switching device are bridged, the supply voltage to the bypass switching device is zero. When no power consumer is disposed between the secondary-side tap of the transformer and the bypass switching device, the supply voltage dropping across the bypass switching device coincides with the secondary voltage of the transformer. If a current-carrying functional element is arranged between the bypass switching device and the transformer, in which a constant current flows, there is at least one fixed or constant ratio between the supply voltage and the secondary voltage, the supply voltage preferably being smaller than the secondary voltage.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ansteuerung der Bypassschalteinrichtung mittels einer Pulsweitenmodulationssteuerung oder mittels einer Phasenanschnittssteuerung, die vorzugsweise in der Reglereinrichtung integriert ist. Vorteilhaft kann hierdurch auf einfache Weise eine gewünschte Versorgungsspannung und damit eine gleichgerichtete Betriebsspannung des elektrischen Verbrauchers eingestellt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the control of the bypass switching device by means of a pulse width modulation control or by means of a Phase control, which is preferably integrated in the regulator device. Advantageously, this can be adjusted in a simple manner, a desired supply voltage and thus a rectified operating voltage of the electrical load.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Reglereinrichtung einen Regler auf, dem als Regelgröße die Ist-Betriebsspannung des elektrischen Verbrauchers zugeführt wird. Aus der Soll-Betriebsspannung für den entsprechenden elektrischen Verbraucher und der Ist-Betriebsspannung wird eine Regeldifferenz gebildet, die durch entsprechende Ansteuerung der Bypassschalteinrichtung auf Null zurückgeführt wird. Hierzu kann die Regeleinrichtung einen Regler, beispielsweise PI-Regler, aufweisen. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung eine dauerhaft konstante Bereitstellung der Betriebsspannung bzw. des Betriebsstromes.According to a development of the invention, the regulator device has a regulator to which the actual operating voltage of the electrical load is supplied as a controlled variable. From the desired operating voltage for the corresponding electrical load and the actual operating voltage, a control difference is formed, which is returned by appropriate control of the bypass switching device to zero. For this purpose, the controller may have a controller, such as PI controller. Advantageously, the invention enables a permanently constant provision of the operating voltage or the operating current.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Energiewandlereinheit einen Modulator auf, der mit einem Ausgang der Reglereinrichtung verbunden ist. Vorteilhaft kann auf das Versorgungssignal ein Trägersignal zur Datenübertragung aufmoduliert werden, was zur Steuerung und/oder Überwachung des elektrischen Verbrauchers genutzt werden kann.According to a development of the invention, the energy conversion unit has a modulator which is connected to an output of the regulator device. Advantageously, a carrier signal for data transmission can be modulated onto the supply signal, which can be used to control and / or monitor the electrical load.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Soll-Betriebssignal extern vorgegeben sein. Hierzu ist die Reglereinrichtung vorzugsweise über eine Schnittstelle mit einer zentralen Steuereinheit gekoppelt.According to a development of the invention, the desired operating signal can be specified externally. For this purpose, the regulator device is preferably coupled via an interface with a central control unit.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die die Energiewandlereinheit mit der Regeleinrichtung und der Transformator druckwasserdicht in einem gemeinsamen Gehäuse vergossen oder umspritzt. Alternativ können der Transformator einerseits und die Energiewandlereinheit enthaltend die Regeleinrichtung andererseits in einem getrennten Gehäuse druckwasserdicht vergossen oder umspritzt sein. Vorteilhaft sind hierdurch die stromführenden Bauteile gegen Berührung geschützt. Stecker und/oder Kabel zur Stromversorgung und Kommunikation sind vorzugsweise in dem vergossenen oder umspritzten Gehäuse integriert angeordnet.According to a development of the invention, the energy converter unit with the control device and the transformer is sealed watertight sealed or encapsulated in a common housing. Alternatively, the transformer on the one hand and the energy converter unit containing the control device on the other hand, in a separate housing can be poured watertight sealed or overmolded. Advantageously, this protects the current-carrying components against contact. Plug and / or cable for power supply and communication are preferably arranged integrated in the molded or molded housing.

Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung ferner eine Flughafen-Befeuerungsanlage mit einer Energieversorgungsvorrichtung entsprechend den Ansprüchen 1 bis 14 auf.To solve the problem, the invention further comprises an airport lighting system with a power supply device according to claims 1 to 14.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings:
Show it:

1 ein Blockschaltbild einer Energieversorgungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform, 1 FIG. 4 is a block diagram of a power supply apparatus according to a first embodiment; FIG.

2 ein Zeitdiagramm für die Ansteuerung des elektrischen Verbrauchers und 2 a timing diagram for the control of the electrical load and

3 ein Blockschaltbild der Energieversorgungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform. 3 a block diagram of the power supply device according to a second embodiment.

Eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung wird vorzugsweise in Flughafen-Befeuerungsanlagen eingesetzt, um elektrische Verbraucher 1 mit elektrischer Energie in einer an den elektrischen Verbraucher 1 angepassten Energieform zu versorgen.A power supply device according to the invention is preferably used in airport lighting systems to electrical consumers 1 with electrical energy in one to the electrical consumer 1 supply adapted energy form.

Der elektrische Verbraucher 1 ist als eine Leuchte bzw. Lichtquelle ausgebildet, vorzugsweise als eine LED-Lichtquelle. Alternativ kann die Lichtquelle auch als eine Halogen-Lichtquelle, Laser-Lichtquelle oder eine andere halbleiterbasierte Lichtquelle ausgebildet sein. Der elektrische Verbraucher 1 kann als eine Anzahl von Lichtquellen, beispielsweise eine einzige Lichtquelle oder mehrere Lichtquellen, wie beispielsweise vier Lichtquellen, ausgebildet sein.The electrical consumer 1 is designed as a light or light source, preferably as an LED light source. Alternatively, the light source may also be formed as a halogen light source, laser light source, or other semiconductor-based light source. The electrical consumer 1 may be formed as a number of light sources, for example, a single light source or a plurality of light sources, such as four light sources.

Die Energieversorgungsvorrichtung weist nach einer Ausführungsform gemäß 1 im Wesentlichen einen Transformator 2 und eine Energiewandlereinheit 3 auf.The power supply device according to an embodiment according to 1 essentially a transformer 2 and an energy conversion unit 3 on.

Der Transformator 2 verbindet einen primären Versorgungskreis 4 (Stromkreis) mit einem sekundären Versorgungskreis 5 (Stromkreis), wobei sich in dem sekundären Versorgungskreis 5 die Energiewandlereinheit 3 und die Lichtquelle 1 befinden. Der Transformator 2 ist als ein Serienkreistransformator ausgebildet, der den als Serienkreis ausgebildeten primären Versorgungskreis 4 mit dem sekundären Versorgungskreis 5 koppelt. Versorgungsleitungen 6 des primären Versorgungskreises 4 sind beispielsweise über einen nicht dargestellten Konstantstromregler an eine Niederspannungsquelle angeschlossen. Gegebenenfalls kann die Versorgungsleitung 6 mit einer nicht dargestellten zentralen Steuereinheit verbunden sein, so dass die Versorgungsleitung 6 nicht nur zur Energieversorgung, sondern auch zur Übermittlung von Steuersignalen dient.The transformer 2 connects a primary supply circuit 4 (Circuit) with a secondary supply circuit 5 (Circuit), being in the secondary supply circuit 5 the energy conversion unit 3 and the light source 1 are located. The transformer 2 is designed as a series-wound transformer, which is designed as a series circuit primary supply circuit 4 with the secondary supply circuit 5 coupled. supply lines 6 of the primary supply circuit 4 For example, are connected to a low-voltage source via a constant current regulator, not shown. Optionally, the supply line 6 be connected to a central control unit, not shown, so that the supply line 6 not only for power supply, but also for the transmission of control signals.

Die Energiewandlereinheit 3 weist im Wesentlichen einen Gleichrichter 7, eine Bypassschalteinrichtung 8 und eine Reglereinrichtung 9 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im sekundären Versorgungskreis 5 zusätzlich ein Stromsensor 10 angeordnet, der den aktuellen, im sekundären Versorgungskreis 5 fließenden Versorgungsstrom I_V misst und als Stromsignal 11 an die Reglereinrichtung 9 liefert. Das Stromsignal 11 kann in der Reglereinrichtung 9 zur Einstellung eines Dimmzustandes der Lichtquelle 1 genutzt werden.The energy converter unit 3 essentially has a rectifier 7 , a bypass switching device 8th and a regulator device 9 on. In the present embodiment is in the secondary supply circuit 5 in addition a current sensor 10 arranged the current, in the secondary supply circle 5 flowing supply current I _V measures and as a current signal 11 to the regulator device 9 supplies. The current signal 11 can in the regulator device 9 for setting a dimming state of the light source 1 be used.

Der Gleichrichter 7 ist als eine Gleichrichterschaltung ausgebildet, mittels derer eine sekundärseitig am Transformator 2 bereitgestellte Wechselspannung U_S (Sekundärspannung) in eine Gleichspannung U_B (Betriebsspannung) umgewandelt wird. Die Betriebsspannung U_B liegt direkt an der Lichtquelle 1 an und kann beispielsweise 24 V betragen. Durch die Lichtquelle 1 fließt der Betriebsstrom I_B. Die Betriebsspannung U_B und der Betriebsstrom I_B können jeweils als Betriebssignal dienen, welches der Reglereinrichtung 9 zugeführt wird.The rectifier 7 is designed as a rectifier circuit, by means of which a secondary side of the transformer 2 provided AC voltage U _S (secondary voltage) is converted into a DC voltage U _B (operating voltage). The operating voltage U _B is located directly on the light source 1 and may be, for example, 24V. By the light source 1 the operating current I _{B flows} . The operating voltage U _B and the operating current I _B can each serve as an operating signal, which is the regulator device 9 is supplied.

Parallel zu dem Gleichrichter 7 ist die Bypassschalteinrichtung 8 angeordnet, und zwar zwischen Anschlusspunkten des Transformators 2 und Anschlusspunkten des Gleichrichters 7. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in dem sekundären Versorgungskreis 5 zwischen dem Transformator 2 und der Bypassschalteinrichtung 8 der Stromsensor 10 angeordnet.Parallel to the rectifier 7 is the bypass switching device 8th arranged, between connection points of the transformer 2 and connection points of the rectifier 7 , In the present embodiment is in the secondary supply circuit 5 between the transformer 2 and the bypass switching device 8th the current sensor 10 arranged.

Die Bypassschalteinrichtung 8 weist einen elektronischen Schalter auf, der in einem ersten Schaltzustand (Öffnungszustand) der Bypassschalteinrichtung 8 geöffnet ist, so dass beispielsweise in einem Zeitintervall t₁ bzw. t₂ die aktuelle Sekundärspannung U_S an Anschlusspunkten 12, 13 der Bypassschalteinrichtung 8 anliegt. Hierbei wird vorausgesetzt, dass an dem Stromsensor 10 keine Spannung abfällt. In einem zweiten Schaltzustand (Bypasszustand) der Bypassschalteinrichtung 8 befindet sich der elektronische Schalter in einem geschlossenen Zustand, so dass die Anschlusspunkte 12, 13 der Bypassschalteinrichtung 8 überbrückt sind. In diesem Zeitintervall ist die Spannung am Eingang des Gleichrichters 7 annähernd Null Volt.The bypass switching device 8th has an electronic switch, which in a first switching state (open state) of the bypass switching device 8th is open, so that, for example, in a time interval t ₁ and t _2, the current secondary voltage U _S at connection points 12 . 13 the bypass switching device 8th is applied. Here it is assumed that on the current sensor 10 no voltage drops. In a second switching state (bypass state) of the bypass switching device 8th is the electronic switch in a closed state, so that the connection points 12 . 13 the bypass switching device 8th are bridged. In this time interval the voltage is at the input of the rectifier 7 almost zero volts.

In 2 ist der Verlauf der am Eingang des Gleichrichters 7 anliegenden Versorgungsspannung U_V dargestellt, wobei die Bypassschalteinrichtung 8 über eine in der Reglereinrichtung 9 bereitgestellten Phasenanschnittssteuerung angesteuert wird. Rein exemplarisch wird in 2 angenommen, dass in einer zweiten Periode 2T die Versorgungsspannung U_V bzw. der Effektivwert der Versorgungsspannung U_V ansteigen soll, weil die Anzahl der Lichtquellen 1 im Vergleich zur ersten Periode T abgenommen hat. Die Betriebsspannung U_B wird stets auf einen konstanten Wert gehalten (mittels einer Ansteuerung) bzw. geregelt, weil im sekundären Versorgungskreis 5 eine Stromquelle als Energieversorgung vorliegt. Der erste Schaltzustand der Bypassschalteinrichtung 8, in dem der elektronische Schalter offen ist, wird in 2 mit dem Zustand „H” gekennzeichnet. Der zweite Schaltzustand, in dem der elektronische Schalter überbrückt ist, wird mit dem Zustand „L” gekennzeichnet. Befindet sich die Bypassschalteinrichtung 8 in einem Zeitintervall t₁ einer Periode T im ersten Schaltzustand bzw. Öffnungszustand des Schalters, liegt am Eingang des Gleichrichters 7 die aktuelle Sekundärspannung U_S an. Im zweiten Schaltzustand (Bypasszustand) der Bypassschalteinrichtung 8, nämlich im Zeitintervall T/2 – t₁ liegt an dem Eingang des Gleichrichters 7 die Spannung U_V = 0 an. Durch Gleichrichtung der Versorgungsspannung U_V entsteht eine Betriebsspannung U_B. Die Bypassschalteinrichtung 8 wird derart angesteuert, dass stets, also sowohl in dem Zeitintervall T als auch in dem Zeitintervall 2T – T, I die Spannung U_B an dem Ausgang des Gleichrichters 7 gleich istIn 2 is the course of the input of the rectifier 7 adjacent supply voltage U _V shown, wherein the bypass switching device 8th about one in the regulator device 9 provided phase control is controlled. Purely by way of example is in 2 It is assumed that in a second period 2T, the supply voltage U _V or the effective value of the supply voltage U _{V should} increase because the number of light sources 1 compared to the first period T has decreased. The operating voltage U _B is always maintained at a constant value (by means of a control) or regulated, because in the secondary supply circuit 5 a power source is present as a power supply. The first switching state of the bypass switching device 8th , in which the electronic switch is open, is in 2 marked with the status "H". The second switching state, in which the electronic switch is bypassed, is marked with the status "L". Is the bypass switching device located? 8th in a time interval t _{1 of} a period T in the first switching state or opening state of the switch, is located at the input of the rectifier 7 the current secondary voltage U _S on. In the second switching state (bypass state) of the bypass switching device 8th , namely in the time interval T / 2 - t ₁ is located at the input of the rectifier 7 the voltage U _V = 0 on. By rectification of the supply voltage U _V , an operating voltage U _{B is formed} . The bypass switching device 8th is controlled such that always, so both in the time interval T and in the time interval 2T - T, I, the voltage U _B at the output of the rectifier 7 is equal to

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die Bypassschalteinrichtung 8 auch mittels einer Pulsweitenmodulationssteuerung angesteuert werden.According to an alternative embodiment, not shown, the bypass switching device 8th be controlled by means of a pulse width modulation control.

Die Ansteuerung der Bypassschalteinrichtung 8 ist vorzugsweise in der Reglereinrichtung 9 integriert angeordnet.The activation of the bypass switching device 8th is preferably in the regulator device 9 integrated arranged.

Vorzugsweise weist die Reglereinrichtung 9 auch einen Regler 14 auf, der eine Ist-Betriebsspannung U_B, die am Ausgang des Gleichrichters 7 anliegt, auf eine Soll-Betriebsspannung U_Bsoll regelt. Hierzu wird die Ist-Betriebsspannung U_Bist am Ausgang des Gleichrichters 7 abgegriffen und als Eingang an die Reglereinrichtung 9 geführt. Ferner liegt der Reglereinrichtung 9 die Soll-Betriebsspannung U_Bsoll vor, so dass die Regeldifferenz gebildet wird, die an dem Eingang des Reglers 14 anlegt. Der Regler 14 kann beispielsweise als ein PI-Regler oder PID-Regler ausgebildet sein. Dem Regler 14 nachgeordnet ist die Ansteuerung 15, mittels derer die Bypassschalteinrichtung 8 in den Öffnungszustand oder den Bypasszustand verbracht wird. Die Ansteuerung 15 kann als eine Phasenanschnittssteuerung, wie in 2 dargestellt, oder als eine Phasenmodulationssteuerung ausgebildet sein. Die in 2 dargestellte Betriebsspannung U_B (strichliniert dargestellt) entspricht der Soll-Betriebsspannung U_Bsoll, wobei die Ist-Betriebsspannung U_Bist mittels des Reglers 14 in einem Spannungsbereich oberhalb und unterhalb der Soll-Betriebsspannung U_Bsoll ausgeregelt wird. In dem Bypasszustand steigt die Ist-Betriebsspannung U_Bist (durchgezogene Linie) bis zu einem oberen Grenzwert oberhalb der Soll-Betriebsspannung U_Bsoll an. Im Öffnungszustand der Bypassschalteinrichtung 8 sinkt die Betriebsspannung U_Bist ausgehend von diesem Grenzwert bis zu einem unteren Grenzwert unterhalb der Sollspannung U_Bsoll, um dann im nächsten Bypasszustandszyklus wieder in Richtung des oberen Grenzwertes anzusteigen. In jedem Betriebszustand erfolgt somit eine Ausregelung der Betriebsspannung U_Bsoll zwischen einem oberen und unteren Grenzwert, so dass im zeitlichen Mittel die Sollspannung U_Bsoll anliegt. Sind viele Lichtquellen 1 angeschlossen, wird eine höhere Betriebsspannung U_B bzw. U_Bsoll eingestellt. Verringert sich der Verbrauch, weil z. B. weniger Lichtquellen 1 angeschlossen sind, ist das Zeitintervall t2, in dem sich die Bypassschaltung 8 im Bypasszustand befindet, größer als im ersten Betriebszustand, in dem das Zeitintervall für den Bypasszustand zyklisch die Länge von t1 aufweist.Preferably, the regulator means 9 also a regulator 14 on, which has an actual operating voltage U _B , which is at the output of the rectifier 7 is applied to a desired operating voltage U _Bsoll controls. For this purpose, the actual operating voltage U _Bist at the output of the rectifier 7 tapped and as an input to the regulator device 9 guided. Furthermore, the regulator device is located 9 the setpoint operating voltage U _Bsetpoint , so that the control difference is formed at the input of the controller 14 invests. The regulator 14 For example, it may be designed as a PI controller or PID controller. The regulator 14 downstream is the control 15 , By means of which the bypass switching device 8th is spent in the opening state or the bypass state. The control 15 can be used as a phase control, as in 2 represented, or be designed as a phase modulation control. In the 2 represented operating voltage U _B (shown in _phantom ) corresponds to the desired operating voltage U _Bsetpoint , wherein the actual operating voltage U _Bist by means of the regulator 14 in a voltage range above and below the setpoint operating voltage U _{Bsetpoint is corrected} . In the bypass state, the actual operating voltage U _Bist (solid line) rises up to an upper limit value above the setpoint operating voltage U _Bsetpoint . In the open state of the bypass switching device 8th decreases the operating voltage U _Bist starting from this limit to a lower limit below the _target voltage U _Bset , then in the next bypass state cycle to rise again in the direction of the upper limit. In each operating state thus takes place a balancing of the operating voltage U _Bsoll between an upper and lower limit, so that in the time average, the _target voltage U _Bsoll applied. Are many light sources 1 connected, a higher operating voltage U _B or U _{Bsoll is} set. Reduces consumption because z. B. less light sources 1 are connected, is the time interval t2, in which the bypass circuit 8th is in the bypass state, greater than in the first operating state, in which the time interval for the bypass state cyclically has the length of t1.

Vorzugsweise wird unabhängig von der Anzahl der Lichtquellen und/oder der verbraucherseitigen Leistungsanforderung die Betriebsspannung U_B mittels der Reglereinrichtung 9 auf einen konstanten Wert geregelt. Aus dem vom Stromsensor gemessenen Strom I_V wird ein Steuersignal zum Dimmen der Lichtquellen 1 generiert. Das Steuer- oder Dimmsignal ist mit einer gesonderten Leitung mit den jeweiligen Lichtquellen 1 verbunden. Die Reglereinrichtung 9 stellt an der Steuer- oder Dimmleitung einen Spannungswert zur Verfügung, der der gewünschten Dimmleistung oder Helligkeit der Lichtquelle 1 entspricht. Beispielsweise kann an der Steuer-/Dimmleitung 0 Volt anliegen, so dass 100% Helligkeit der Lichtquelle 1 eingestellt wird. Wenn an der Steuer-/Dimmleitung 10 V anliegt, wird die Helligkeit 0% eingestellt. Wenn an der Steuer-/Dimmleitung beispielsweise 5 Volt anliegt, beträgt die Helligkeit der Lichtquelle 50%.Preferably, regardless of the number of light sources and / or the consumer-side power requirement, the operating voltage U _B by means of the regulator device 9 regulated to a constant value. From the current I _V measured by the current sensor, a control signal for dimming the light sources 1 generated. The control or dimming signal is with a separate line with the respective light sources 1 connected. The regulator device 9 provides a voltage value on the control or dimming line that corresponds to the desired dimming power or brightness of the light source 1 equivalent. For example, can be applied to the control / dimming 0 volts, so that 100% brightness of the light source 1 is set. If 10 V is applied to the control / dimming cable, the brightness is set to 0%. For example, if 5 volts is applied to the control / dimming line, the brightness of the light source is 50%.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann das Steuersignal zur Einstellung der Helligkeit der Lichtquellen 1 auch auf das Betriebssignal U_B als Datenpaket aufmoduliert sein. Es sei angemerkt, dass in dem sekundären Versorgungskreis 5 stets ein konstanter Strom I_V eingeprägt wird. Der Stromsensor 10 kann in der Reglereinrichtung 9 dazu genutzt werden, das Steuer-/Dimmsignal zu erzeugen. Beträgt die Stromstärke I_V beispielsweise 6,6 A, entspricht dies 100% Helligkeit. Beträgt die Stromstärke I_V 2,2 A, entspricht das einer Helligkeit von 30%. Mittels einer Äquivalenztabelle zwischen dem Strom I_V und der Steuer-/Dimmspannung kann in der Reglereinrichtung 9 der entsprechende Spannungswert für die Ansteuerung der Lichtquellen 1 über die Steuer-/Dimmleitung erfolgen.According to an alternative embodiment not shown, the control signal for adjusting the brightness of the light sources 1 be modulated onto the operating signal U _B as a data packet. It should be noted that in the secondary supply circuit 5 always a constant current I _{V is} impressed. The current sensor 10 can in the regulator device 9 used to generate the control / dimming signal. If, for example, the current intensity I _V is 6.6 A, this corresponds to 100% brightness. If the current intensity is I _V 2.2 A, this corresponds to a brightness of 30%. By means of an equivalence table between the current I _V and the control / dimming voltage, in the regulator means 9 the corresponding voltage value for the control of the light sources 1 via the control / dimming line.

Die Ist-Betriebsspannung U_Bist bildet eine Ist-Betriebssignal und die Soll-Betriebsspannung U_Bsoll ein Soll-Betriebssignal der Lichtquelle 1.The actual operating voltage U _Bist forms an actual operating _signal and the setpoint operating voltage U _{Bsetpoint forms} a desired operating _{signal of} the light source 1 ,

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 ist zusätzlich in einer Energiewandlereinheit 3' ein Modulator 16 und eine Schnittstelle 17 integriert angeordnet.According to a second embodiment of the invention according to 3 is additionally in an energy converter unit 3 ' a modulator 16 and an interface 17 integrated arranged.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The same components or component functions of the embodiments are provided with the same reference numerals.

Der Modulator 16 ermöglicht ein Aufmodulieren des Versorgungssignals der Versorgungsspannung U_V mit einem Trägersignal zur Datenübertragung, so dass die Lichtquelle 1 gesteuert und/oder überwacht werden kann. Somit können zusätzlich Steuersignale an die Lichtquelle 1 übertragen werden.The modulator 16 allows modulating the supply signal of the supply voltage U _V with a carrier signal for data transmission, so that the light source 1 can be controlled and / or monitored. Thus, additional control signals to the light source 1 be transmitted.

Die Reglereinrichtung 9 ist über die Schnittstelle 17 mit einer zentralen Steuereinheit 18 verbunden, die ortsfern zu der Energiewandlereinheit 3' angeordnet ist. Die Schnittstelle 17 dient ausschließlich zur Datenkommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit 18 und der Reglereinrichtung 9. Auf diese Weise können von der zentralen Steuereinheit 18 entsprechende Betriebssignale der elektrischen Verbraucher 1 bzw. Soll-Betriebssignale vorgegeben werden. Die Schnittstelle 17 kann insbesondere dazu genutzt werden, zum Ein- und Auskoppeln von in dem sekundären Versorgungskreis 5 aufmodulierten Daten dienen.The regulator device 9 is about the interface 17 with a central control unit 18 which are remote from the energy conversion unit 3 ' is arranged. the interface 17 is used exclusively for data communication between the central control unit 18 and the regulator device 9 , In this way, from the central control unit 18 corresponding operating signals of the electrical consumers 1 or desired operating signals are specified. the interface 17 can be used in particular for coupling and decoupling in the secondary supply circuit 5 serve modulated data.

Bei den genannten Ausführungsbeispielen kann die Soll-Betriebsspannung U_Bsoll fest vorgegeben sein oder in Abhängigkeit von der Stromstärke am Eingang des Gleichrichters 7 oder von der zentralen Steuereinheit 18 vorgegeben sein.In the aforementioned embodiments, the setpoint operating voltage U _{Bsetpoint can be} fixed or depending on the current at the input of the rectifier 7 or from the central control unit 18 be predetermined.

Zum Schutz gegen Feuchtigkeit, Wasser, Staub sind vorzugsweise der Transformator 2 und die Energiewandlereinheit 3, 3' in einem gemeinsamen Gehäuse vergossen oder umspritzt angeordnet. Gegebenenfalls können auch der Transformator 2 einerseits und die Energiewandlereinheit 3, 3' in einem getrennten Gehäuse vergossen oder umspritzt angeordnet sein.To protect against moisture, water, dust are preferably the transformer 2 and the energy conversion unit 3 . 3 ' potted or molded around in a common housing. If necessary, the transformer can also be used 2 on the one hand and the energy converter unit 3 . 3 ' be cast or molded in a separate housing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Verwendung finden können. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.It is understood that the features mentioned above can be used individually or in combination in any combination. The described embodiments are to be understood as an exhaustive list, but rather have exemplary character for the description of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2579690 A2 [0003]

Claims

Power supply device for electrical consumers of airport lighting installations, - with a transformer ( 2 ), which is a primary supply circuit ( 4 ) with a secondary supply circuit ( 5 ), in which the electrical consumer ( 1 ), and - with one in the secondary supply circuit ( 5 ) arranged energy conversion unit ( 3 . 3 ' ) for providing to the electrical consumer ( 1 ) adapted form of energy, characterized in that the energy conversion unit ( 3 . 3 ' ) a rectifier ( 7 ), a bypass switching device ( 8th ) and a regulator device ( 9 ), wherein the control device ( 9 ) to the bypass switching device ( 8th ) is acted such that by changing a ratio between an opening state and a bypass state of the bypass switching device ( 8th ) an operating signal (U _B ) of the electrical consumer ( 1 ) is adjustable.

Power supply device according to claim 1, characterized in that the regulator device ( 9 ) a controller ( 14 ), so that an actual operating signal (U _Bist ) of the electrical load ( 1 ) is regulated to a predetermined desired operating _signal (U _Bsetpoint ).

Power supply device according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass switching device ( 8th ) parallel to the rectifier ( 7 ) is arranged.

Power supply device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bypass switching device ( 8th ) in the secondary supply circuit ( 5 ) between the transformer ( 2 ) and the rectifier ( 7 ) is arranged.

Power supply device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at connection points ( 12 . 13 ) of the bypass switching device ( 8th ) in the opening state of the same one of the secondary voltage (U _S ) predetermined supply voltage (U _V ) is applied and that the connection points ( 12 . 13 ) of the bypass switching device ( 8th ) are bridged in the closed state thereof.

Power supply device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bypass switching device ( 8th ) a pulse width modulation control or a phase control as control ( 15 ) assigned.

Power supply device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the controller ( 14 ) of the controller device ( 9 ) as a control variable, the actual operating voltage (U _Bist ) of the electrical load ( 1 ) is supplied.

Power supply device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control device ( 9 ) the control ( 15 ) for the bypass switching device ( 8th ) having.

Power supply _device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the desired operating _signal (U _Bsoll ) fixed predetermined or in response to another operating _{signal of} the secondary supply _circuit ( 5 ) or depending on a central control unit ( 18 ) predetermined operating signal is variable.

Power supply device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the energy conversion unit ( 3 ' ) a modulator ( 16 ) connected to an output of the regulator device ( 9 ), so that a carrier signal for data transmission can be modulated onto the supply signal (U _V ) for controlling and / or monitoring the electrical consumer ( 1 ).

Power supply device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control device ( 9 ) with an interface ( 17 ) is connected for data communication with the central control unit ( 18 ).

Power supply device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the primary supply circuit ( 4 ) a series circuit and the transformer ( 2 ) form a series ring transformer.

Power supply device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the electrical consumer ( 1 ) is formed as a number of light sources, in particular as a number of LED light sources.

Power supply device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the transformer ( 2 ) and the controller device ( 9 ) in a common housing on the one hand or the transformer ( 2 ) and the energy conversion unit ( 3 . 3 ' On the other hand, in a separate housing, they are pressure-water tight potted or overmoulded.

An airport lighting system comprising a plurality of power supply devices according to any one of claims 1 to 14.