DE102018009924A1

DE102018009924A1 - Dimmer

Info

Publication number: DE102018009924A1
Application number: DE102018009924.6A
Authority: DE
Inventors: Johann Mensch; Jakob Reislhuber
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: DE102018009924B4; US20200196408A1; EP3672375A1; CN111405722A; US10743381B2

Abstract

Verfahren und entsprechend eingerichteter Dimmer zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen eines Dimmers, insbesondere eines Universaldimmers, wobei für jeden Dimmerkanal Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch Informationen über die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals bereitgestellt werden; und wobei durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannungen festzustellt wird, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt oder nicht, wobei eine erkannte Phasenverschiebung eine fehlerhafte Verdrahtung darstellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dimmer, nämlich ein Gerät zur Steuerung der elektrischen Leistungsaufnahme einer elektrischen Last, insbesondere einer integrierten oder anschliessbaren Leuchteinrichtung. Dimmer sind allgemein bekannt und sie dienen dazu, elektrische Leistung zu variieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen eines Dimmers.
Eine Leistungsvariation bei Dimmern kann bevorzugt durch Phasenanschnittsteuerung oder durch Phasenabschnittsteuerung erfolgen. Bei der Phasenanschnittsteuerung wird der Strom verzögert nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung eingeschaltet und fließt bis zum nächsten Stromnulldurchgang. Sie ist bevorzugt bei eineminduktiven Lastverhalten. Bei der Phasenabschnittsteuerung hingegen wird der Strom nach dem Nulldurchgang sofort eingeschaltet und vor dem nächsten Nulldurchgang wieder ausgeschaltet. Diese ist bevorzugt bei einem kapazitiven Lastverhalten. Um die dazu benötigten Steuerbefehle an seine Schaltkomponenten zu erzeugen, weist der Dimmer eine Hauptsteuereinrichtung auf.
Mehr spezifisch betrifft die Erfindung sogenannte Mehrkanaldimmer. Diese weisen mehrere einzelne Dimmer auf, welche je ein Teil der elektrischen Last steuern. Für eine Leistungssteigerung sind diese so-genannten Dimmerkanäle ausgangsseitig parallel, sequentiell oder gemischt schaltbar. Es werden mehrere physikalische Kanäle zusammengeschaltet und es entsteht ein leistungsstarker logischer Kanal. Die Dimmerkanäle können dabei in einem Gerät sein, oder aber in mehreren Geräten.
Es ist jedoch wichtig, eben wegen dieser Zusammenschaltung, dass die Ausgänge der Dimmerkanäle weitgehend synchronisiert sind. Wenn beispielsweise zwei Kanäle parallel geschaltet wurden und der zweite Kanal zu spät (bei Phasenanschnitt) oder zu früh (bei Phasenabschnitt) schaltet, wird der erste Kanal mehr überlastet, als wenn beide synchron falsch schalten. Dies kann zu einer übermäßigen Erwärmung oder einem Ausfall des ersten Dimmerkanals, oder sogar zum Abschalten des Dimmers führen.
In bekannten Mehrkanaldimmern weist jeder Dimmerkanal eine eigene Kanalsteuereinrichtung auf, mit Vorteil einen einfachen Prozessor, sowie eine Messeinrichtung für das Messen der Elektrizität im Kanal, welche teilweise eben auch durch diesen Prozessors gebildet sein kann. Dank der Messeinrichtung bekommt die Kanalsteuereinrichtung die für die Erkennung des Phasenanschnitts oder des Phasenabschnitts nötigen Informationen über das periodische Verhalten der Elektrizität im Kanal. Die von der Hauptsteuereinrichtung erzeugten Steuerbefehle werden über je eine Kommunikationsverbindung zu den Kanalsteuereinrichtungen der Dimmerkanäle übertragen und Vorort im Einklang mit den Informationen über das periodische Verhalten der Elektrizität im Kanal umgesetzt.
Insbesondere die Komplexität der Messeinrichtungen führt zu hohen Entwicklungskosten und Produktionskosten. Auch können durch Bauteiletoleranzen oder durch Alterung der Bauteile Ungenauigkeiten bei der Nulldurchgangserkennung entstehen. Die daraus folgenden zeitlichen Unterschiede führen dann zu einem nicht synchronen Schalten der Dimmerkanäle und zu den oben beschriebenen Problemen. Ein Geräteaustausch oder eine Neukalibrierung dessen Bauteile ist zwar möglich, jedoch nicht ohne Kosten und gegebenenfalls Folgeschaden wegen Betriebsstörung.
Die deutsche Patentschrift DE102017213888B3 offenbart einen Dimmer zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last, mit mindestens zwei Dimmerkanälen, wobei zumindest ein Dimmerkanal als Messdimmerkanal zum Erkennen des Verhaltens der Elektrizität ausgebildet ist. Zur Synchronisation der Dimmerkanäle führt ausgehend vom Messdimmerkanal eine Kanalkommunikationsverbindung jeweils von einem Dimmerkanal zum nächsten Dimmerkanal.
Die deutsche Patentschrift DE102016209278B3 offenbart ein Dimmersystem zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last und ein Verfahren zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last in einem Dimmersystem, mit einer Master-Steuereinrichtung und mit mindestens zwei Slave-Dimmern, wobei die Master-Steuereinrichtung Synchronisationssignale zur Synchronisierung der jeweiligen Ausgänge der Slave-Dimmer über eine geeignete Kommunikationsverbindung an die jeweiligen Slave-Dimmer ausgibt, und wobei die Slave-Dimmer parallel geschaltet sind, um einen gemeinsamen gesteuerten Ausgang für die anschliessbare Last bereitzustellen.
Dimmer und Dimmersystem aus dem Stand der Technik sind zwar geeignet zur phasensynchronen Schaltung mehrerer paralleler physikalischer Kanäle bzw. von Slave-Dimmer, aber sie erfordern aber immer noch eine manuelle Überprüfung, ob die Parallelschaltung der Dimmerkanäle korrekt verdrahtet wurde.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Dimmer, insbesondere einen Mehrkanaldimmer, und ein Verfahren bereitzustellen, um auf einfache Weise Verdrahtungsfehler beim Anschluss der Kanäle des Dimmers zu erkennen.
Die Aufgabe wird durch einen Dimmer zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last, insbesondere einer LED-Leuchte, mit mindestens zwei parallel geschalteten, galvanisch getrennten Dimmerkanälen mit je einer Kanalsteuereinrichtung von welchen Dimmerkanälen zumindest ein Dimmerkanal als Messdimmerkanal ausgebildet ist, welcher eine Messeinrichtung, die zumindest geeignet ist, um Informationen über das Verhalten der Elektrizität an einer Stelle im Messdimmerkanal zu erzeugen, umfasst, einer Hauptsteuereinrichtung, die zumindest geeignet ist, um Steuerbefehle für die Dimmerkanäle zu erzeugen, und einer Kommunikationsverbindung, die zumindest geeignet ist, um solche Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung an die Kanalsteuereinrichtung eines Dimmerkanals zu übertragen, wobei der Dimmer mindestens eine Kanalkommunikationsverbindung umfasst, die zumindest geeignet ist, um Informationen von einem ersten Dimmerkanal an einen zweiten Dimmerkanal zu übertragen, und wobei die Kanalkommunikationsverbindung zumindest geeignet ist, um Informationen über das Verhalten der Elektrizität an der Stelle im Messdimmerkanal zu übertragen, wobei ausgehend vom Mess-dimmerkanal eine Kanalkommunikationsverbindung jeweils von einem Dimmerkanal zum nächsten Dimmerkanal führt, und wobei der Dimmer eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind.
Bei einem Universaldimmer mit mehreren Kanälen kann jeder Kanal nur eine bestimmte Last (z.B. 300W) ansteuern. Möchte man eine höhere Last (z.B. 1000W) ansteuern, so ist das mit einem einzelnen Kanal nicht möglich. Aus diesem Grund werden mehrere Kanäle parallel geschaltet und steuern somit gemeinsam eine größere Last. Diese parallelen Kanäle müssen deswegen zum einen durch die interne Software parallel gesteuert werden und zum anderen parallel verdrahtet werden. Wird eine dieser beiden Aktionen nicht ausgeführt, kann es zu Schäden am Universaldimmer und der Last kommen. Die vorliegende Erfindung stellt sicher, dass die parallelen Dimmerkanäle parallel gesteuert werden und zum anderen auch korrekt parallel verdrahtet werden. Weiterhin wird der Fehlerfall einer unkorrekten Verdrahtung der Kanäle sofort erkannt, so dass keine Folgeschäden erfolgen.
Jeder Kanal des Dimmers hat sowohl Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals. Durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannung ist es möglich, festzustellen, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt (Fehler: Unterschiedliche Leiter angeschlossen) oder nicht (Kein Fehler: Gleicher Leiter angeschlossen). Durch die Erfindung wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Verdrahtung bzw. fehlerhaften Parametrierung im Parallelbetrieb verringert. Im beschriebenen Fehlerfall wird der Fehler automatisch vom Dimmer erkannt und gemeldet (z.B. durch ein optisches oder akustisches Signal, oder durch eine entsprechende Fehlermeldung an einem Display des Dimmers, oder durch entsprechende Meldung an eine zentrale Stelle (z.B. Leitstelle). Eine Beschädigung des Dimmers und der Last durch fehlerhafte Verdrahtung/Parametrierung eines Parallelbetriebs wird dadurch erschwert.
Dementsprechend umfasst der erfindungsgemässe Dimmer mindestens zwei Dimmerkanäle mit je einer Kanalsteuereinrichtung. Zumindest einer der Dimmerkanäle ist ein Messdimmerkanal, weil er eine Messeinrichtung für das Messen der Elektrizität im Kanal umfasst. Ihre Informationen über das Verhalten der Elektrizität im Messdimmerkanal werden zur Kanalsteuereinrichtung des Messdimmerkanals übertragen. Der Dimmer umfasst weiter eine Hauptsteuereinrichtung die zumindest Steuerbefehle für die Dimmerkanäle erzeugen kann, sowie eine Hauptkommunikationsverbindung die zumindest geeignet ist, um solche Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung an die Kanalsteuereinrichtung eines Dimmerkanals zu übertragen. Weiter umfasst der Dimmer mindestens eine Kanalkommunikationsverbindung von einem ersten Dimmerkanal zu einem zweiten Dimmerkanal, bevorzugt mit einem Element zur galvanischen Trennung des ersten Dimmerkanals vom zweiten Dimmerkanal, bevorzugt mit einem Opto-Koppler oder alternativ mit einer Transformatorschaltung. Diese Kanalkommunikationsverbindung kann Informationen, und zwar zumindest über das Verhalten, bevorzugt das periodische Verhalten, der Elektrizität im Messdimmerkanal, von der Messeinrichtung oder aber von der Kanalsteuereinrichtung eines ersten Dimmerkanals an einen zweiten Dimmerkanal, vorzugsweise an die Kanalsteuereinrichtung des zweiten Dimmerkanals, übertragen. Bevorzugt ist die Kanalkommunikationsverbindung auch geeignet, in umgekehrter Richtung Informationen zu übertragen.
Weil eine Kommunikationsverbindung zwischen jeder Kanalsteuereinrichtung der Dimmerkanäle und einer Hauptsteuereinrichtung des Dimmers ohnehin benötigt ist, bevorzugt inklusive galvanischer Trennung, kann man mit geringfügigem Mehraufwand Kanalkommunikationsverbindungen zwischen den Kanalsteuereinrichtungen untereinander aufnehmen, welche sogar ein Teil der Kommunikationsverbindungen zwischen den Kanalsteuereinrichtungen und der Hauptsteuereinrichtung des Dimmers ersetzen können.
Die Informationen über das periodische Verhalten der Elektrizität in einem Messdimmerkanal sind bevorzugt eine Angabe über die Zeit des Absendens der Informationen durch die Kanalsteuereinrichtung des ersten Dimmerkanals, oder bevorzugt eine Angabe über die Zeit von zumindest einem Nulldurchgang der Spannung im Messdimmerkanal. Aufgrund gespeicherter Daten kann die Kanalsteuereinrichtung des zweiten Dimmerkanals anhand der Informationen über das periodische Verhalten der Elektrizität im Messdimmerkanal Informationen über das periodische Verhalten der Elektrizität Vorort erzeugen, mit denen sie die Elektrizität im Kanal genau und synchron zu den übrigen Dimmerkanälen schalten kann. Diese gespeicherten Daten enthalten bevorzugt einen Zeitwert, welcher eine Abschätzung der Zeit für die Verarbeitung und die Übertragung der Informationen vom Messdimmerkanal bis zur Steuereinrichtung des zweiten Dimmerkanals gleicht. Der Zeitwert ist für jedes Dimmerkanal eine Konstante und mag Werte über die Zeit für das Erzeugen der Informationen durch die Messeinrichtung, deren Übertragung durch die Kanalkommunikationsverbindung oder durch die Kanalkommunikationsverbindungen vom Messdimmerkanal bis zum zweiten Dimmerkanal und deren Verarbeitung in den Dimmerkanälen enthalten. Man kann ihn für jeden Dimmerkanal ermitteln, nämlich aus einer Kalibrierung mit Messungen am Dimmer oder an sonstige Dimmer aus derselben Baureihe oder in einer Simulierung mittels eines Rechners. Bevorzugt sind die Daten in den Kanalsteuereinrichtungen fest abgespeichert worden.
Dadurch, dass das Signal ohne aufwendige Verarbeitung über eine kurze Distanz übertragen wird, kommen die Informationen über das periodische Verhalten der Elektrizität im Messdimmerkanal mit geringer, aber vor allem bei Wiederholung und trotz Alterung der Komponenten mit nahezu gleicher Verzögerung bei der Kanalsteuereinrichtung des zweiten Dimmerkanals an. Es ist bemerkenswert, dass dies sogar auch für die Gesamtübertragungsverzögerung gilt, wenn das Signal von der ursprünglichen Kanalsteuereinrichtung des Messdimmerkanals via einige Kanalsteuereinrichtungen und über die Kanalkommunikationsverbindungen dazwischen übertragen wird. Dementsprechend kann der erste Dimmerkanal zu einer Kanalkommunikationsverbindung ein anderer als der Messdimmerkanal sein.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann die Kanalkommunikationsverbindung zumindest auch Steuerbefehle aus der Hauptsteuereinrichtung von der Kanalsteuereinrichtung des ersten Dimmerkanals an die Kanalsteuereinrichtung des zweiten Dimmerkanals übertragen. Somit werden auf demselben Weg gleich auch die Instruktionen zum Schaltverhalten an mehrere Dimmerkanäle verteilt, was direkte Kommunikationsverbindungen zur Hauptsteuereinrichtung des Dimmers erübrigt. Auch dies kann aus Kostengründen unidirektional stattfinden, obwohl eine bidirektionale Kommunikation Vorteile bringt.
In einer Variante der Erfindung gibt es die mindestens eine Kanalkommunikationsverbindung zwischen der Kanalsteuereinrichtung des Messdimmerkanals und jeder Kanalsteuereinrichtung von zumindest zwei Dimmerkanälen. Somit hat der Messdimmerkanal eine direkte Kanalkommunikationsverbindung mit mehreren Steuereinrichtungen von sonstigen Dimmerkanälen. Dies mag als ebenso viele einzelne Kanalkommunikationsverbindungen ausgeführt sein, oder aber als eine einzige Kanalkommunikationsverbindung für eine Buskommunikation oder Ähnliches, gemäss welcher Telegramme dank einer Einzeladresse oder einer Gruppenadresse am Ziel empfangen werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist sogar die Hauptsteuereinrichtung eine Kanalsteuereinrichtung.
Zum Erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind, ist der Dimmer mit einer geeigneten Auswerteeinheit (z.B. Mikrokontroller mit entsprechender Software oder Firmware) ausgestattet, zur Auswertung der Informationen über das Verhalten der Elektrizität in den Dimmerkanälen. Mit Vorteil ist die Auswerteeinheit im Messdimmerkanal und/oder in der Hauptsteuereinrichtung angeordnet bzw. integriert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der Messdimmerkanal eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind. Wenn die sinusförmigen Wechselspannungen im Wesentlichen synchron verlaufen wird ein synchrones Schalten der Dimmerkanäle sichergestellt und eine korrekte parallele Verdrahtung der Dimmerkanäle wird erkannt. Um dies zu erkennen, kann einer der Dimmerkanäle als Messdimmerkanal mit den entsprechenden Messmittel und Auswertemittel ausgestattet sein. Der Messdimmerkanal ist mit den weiteren parallelen Dimmerkanälen dabei in einer Kanalkommunikationsverbindung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass jeder Dimmerkanal eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind. Wenn die sinusförmigen Wechselspannungen im Wesentlichen synchron verlaufen wird ein synchrones Schalten der Dimmerkanäle sichergestellt und eine korrekte parallele Verdrahtung der Dimmerkanäle wird erkannt. Um dies zu erkennen, kann jeder der parallelen Dimmerkanäle als Messdimmerkanal mit den entsprechenden Messmittel und Auswertemittel ausgestattet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass jeder Dimmerkanal als Messdimmerkanal mit einer jeweiligen Messeinrichtung und einer jeweiligen Kommunikationsverbindung an die Hauptsteuereinrichtung ausgebildet ist, wobei die Hauptsteuereinrichtung eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind. Basierend auf den von den Dimmerkanälen bereitgestellten Informationen über das jeweilige periodische Verhalten der Elektrizität Vorort erkennt die Hauptsteuereinrichtung, ob ein synchrones Schalten der Dimmerkanäle und eine korrekte parallele Verdrahtung der Dimmerkanäle vorliegen. Die Hauptsteuereinrichtung ist dazu mit entsprechenden Auswertemittel (z.B. Mittel zum Vergleichen der gelieferten Informationen) ausgestattet. Z.B. Mikroprozessor mit entsprechender Software oder Firmware.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass beim Erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen nicht synchron sind, am Dimmer ein entsprechender Indikator (rote LED, Summgeräusch, Ausgabe einer Meldung an einem Display, etc.). Dadurch wird einem Benutzer (z.B. Installateur) ein Fehler oder eine Störung beim Anschliessen des Dimmers sofort mitgeteilt.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Dimmer zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last, insbesondere einer LED-Leuchte, mit mindestens zwei parallel geschalteten, galvanisch getrennten Dimmerkanälen mit je einer Kanalsteuereinrichtung, wobei jeder der Dimmerkanäle als Messdimmerkanal ausgebildet ist, mit jeweils einer Messeinrichtung, die zumindest geeignet ist zur Nulldurchgangserkennung des am jeweiligen Dimmerkanal anliegenden Stroms und/oder der jeweils anliegenden Spannung; einer Hauptsteuereinrichtung, die eingerichtet ist, um Informationen über die Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen von den jeweiligen Kanalsteuereinrichtungen über geeignete Kommunikationsverbindungen zu erhalten, und die weiter eingerichtet ist, die Informationen über die Nulldurchgänge der jeweiligen Dimmerkanäle miteinander zu vergleichen, und die weiter eingerichtet ist, Steuerbefehle für die Dimmerkanäle zu erzeugen, wobei über die geeigneten Kommunikationsverbindungen die Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung an die Kanalsteuereinrichtungen der Dimmerkanäle übertragbar sind, wobei die Hauptsteuereinrichtung eingerichtet ist zu erkennen, ob die Nulldurchgänge der für einen Parallelbetrieb zugeordneten Dimmerkanäle im Wesentlichen synchron sind. Parallelbetrieb von Dimmerkanälen bedeutet, dass die Dimmerkanäle elektrisch auf eine gemeinsame Last schalten und dafür entsprechend verschaltet sind. Deswegen müssen die parallelen Dimmerkanäle zeitsynchron schalten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Hauptsteuereinrichtung im Dimmer als eigenes Bauelement (z.B. Mikrocontroller) ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung können z.B. die Kanalsteuereinheiten bzw. die Kanalsteuereinrichtungen sehr kostengünstig (lean) ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Befehlskommunikation und eine einfache Spannungsversorgung von Hauptsteuereinrichtung und den Kanalsteuereinrichtungen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass die Hauptsteuereinrichtung in eine entsprechend eingerichtete Kanalsteuereinrichtung eines Dimmerkanals integriert ist. Bei dieser Ausgestaltung kann auf einen Mikrocontroller verzichtet werden. Weiterhin ermöglicht diese Ausgestaltung eine direkte und somit schnelle Kommunikation zwischen den Dimmerkanälen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass eine Kanalsteuereinrichtung eines Dimmerkanals als Hauptsteuereinrichtung als Master ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung sind die Kanalsteuereinrichtungen der Dimmerkanäle im Wesentlichen gleich. Es wird ausgehandelt, welche der Kanalsteuereinrichtungen der Master ist (z.B. abh. von der Produktionsnummer oder IdNr.). Mit Vorteil erfolgt die Bestimmung des Masters automatisch bei der Inbetriebsetzung bzw. beim Laden der Firmware.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das Erkennen, ob die jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen anliegenden sinusförmigen Wechselströmen und/oder Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind, durch Vergleich der jeweiligen Zeitpunkte der Nulldurchgänge oder durch Vergleich der jeweiligen Phasenwinkel erfolgt. Mit Vorteil erfolgt dies durch Messung der Zeitdifferenz zwischen den Nulldurchgängen. Bei einem 50 Hz System liegt z.B. eine Zeitdifferenz von ca. 6,67 ms zwischen zwei Phasen eines Dreiphasen-Drehstromsystems vor, was einem Phasenwinkel von 120 Grad entspricht. Bei einem 60 Hz System liegt z.B. eine Zeitdifferenz von ca. 5,55 ms vor.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass beim Erkennen, das die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen nicht synchron sind, am Dimmer ein entsprechender Indikator (rote LED, Summgeräusch, Ausgabe einer Meldung an einem Display, etc.) aktivierbar ist. Eine sichere Meldung kann z.B. ausgegeben werden, wenn die gemessene Zeitdifferenz oder ein gemessener Phasenwinkel sich um die oben genannten Werte um +/- 5% unterscheiden.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen eines Dimmers, insbesondere eines Universaldimmers,
wobei für jeden Dimmerkanal Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch Informationen über die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals bereitgestellt werden;
wobei durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannungen festzustellt wird, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt oder nicht, wobei eine erkannte Phasenverschiebung eine fehlerhafte Verdrahtung darstellt. Das Verfahren kann z.B. bei der Inbetriebnahme des Dimmers durchgeführt werden. Mit Vorteil wird das Verfahren bei der Inbetriebnahme des Dimmers automatisch (oder zwingend) als Qualitätssicherungsmassnahme durchgeführt.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1 die Funktionsaufteilung von einem ersten beispielhaften Mehrkanaldimmer,
2 die Funktionsaufteilung von einem zweiten beispielhaften Mehrkanaldimmer,
3 vereinfachte Schaltkreise zweier Dimmerkanäle und die dazugehörige Kanalkommunikationsverbindung für den zweiten beispielhaften Mehrkanaldimmer aus 2,
4 eine Anordnung für einen dritten beispielhaften Mehrkanaldimmer,
5 eine Anordnung für einen vierten beispielhaften Mehrkanaldimmer,
6 eine Anordnung für einen fünften beispielhaften Mehrkanaldimmer,
7 eine Anordnung für einen sechsten beispielhaften Mehrkanaldimmer,
8 eine Anordnung für einen siebten beispielhaften Mehrkanaldimmer, und
9 ein beispielhaftes Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen eines Dimmers, insbesondere eines Universaldimmers.

1 zeigt die Funktionsaufteilung eines ersten beispielhaften Mehrkanaldimmers D am Versorgungsnetz N, L1. Der Mehrkanaldimmer D weist mehrere, von einander galvanisch getrennte Dimmerkanäle K1, K2, Kx mit je einer Kanalsteuereinrichtung S1, S2, Sx auf. Die Dimmerkanäle K1, K2, Kx sind über Anschlussklemmen A1, A2, Ax zur Last L ausgangsseitig parallel geschaltet, damit jeder ihr ein Teil des Stroms zuführen kann.
Der Dimmer D startet aufgrund eines externen Befehls B. Eine Hauptsteuereinrichtung H erzeugt Steuerbefehle, welche via eine Kommunikationsverbindung V an die Kanalsteuereinrichtung S1 des Dimmerkanals K1 gelangen.
Der Dimmerkanal K1 enthält eine Messeinrichtung M1 die geeignet ist, um Informationen über das Verhalten der Elektrizität an einer Stelle im Kanal zu erzeugen, und zwar insbesondere Informationen über den Nulldurchgang der Spannung. Der Dimmerkanal K1 heisst deshalb auch Messdimmerkanal. In Betrieb überträgt eine Kommunikationsverbindung solche Informationen von der Messeinrichtung M1 zur Kanalsteuereinrichtung S1.
Ausgehend vom Messdimmerkanal K1 führt eine Kanalkommunikationsverbindung V12, V23, V(x-1)x jeweils von einem Dimmerkanal zum nächsten Dimmerkanal. In bevorzugter Weise sind diese Kanalkommunikationsverbindungen V12, V23, V(x-1)x geeignet, um Informationen über das Verhalten der Elektrizität im Messdimmerkanal K1 an die Kanalsteuereinrichtung S2, Sx des nächsten Dimmerkanals K2, Kx zu übertragen, und zwar hier von der Kanalsteuereinrichtung S1, S2 des einen Dimmerkanals K1, K2 an die Kanalsteuereinrichtung S2, Sx des anderen Dimmerkanals K2, Kx. Darüber hinaus können diese Kanalkommunikationsverbindungen V12, V23, V(x-1)x auch die Steuerbefehle der Hauptsteuereinrichtung H weitertragen.
Die Kommunikationsverbindungen V, V12, V23, V(x-1)x zwischen den galvanisch getrennten Hauptsteuereinrichtung H und den Dimmerkanälen K1, K2, Kx enthalten je beidseitig einen Optokoppler.
2 zeigt einen zweiten beispielhaften Mehrkanaldimmer. In der Variante in der 2 verknüpfen die Kanalkommunikationsverbindungen V12, V23, V(x-1)x zwischen den Dimmerkanälen K1, K2, Kx die Messeinrichtung M mit den jeweiligen Kanalsteuereinrichtungen S1, S2, Sx für eine sehr zeitnahe Übertragung. Die Kanalkommunikationsverbindungen V12, V23, V(x-1)x sind unidirektional ausgeführt, weshalb separate Kommunikationsverbindungen V die Steuerbefehle der Hauptsteuereinrichtung H zu jedem Dimmerkanal K1, K2, Kx liefern und etwaige Rückmeldungen retournieren.
3 zeigt Messdimmerkanal K1, Dimmerkanal K2 und deren Kanalkommunikationsverbindung V12 des zweiten beispielhaften Mehrkanaldimmers genäss 2, wobei vereinfacht die Schaltkreise der Messeinrichtung M1, der Kanalkommunikationsverbindung V12 und des Dimmerkanals K2 dagestellt sind. Ein Operationsverstärker N11 der Messeinrichtung M1 verwandelt die Netzspannung von 230 Volt in ein besser zu verarbeitendes Signal. Ein Komparator N12 der Messeinrichtung M1 analysiert dieses Signal auf Nulldurchgänge. Die Nulldurchgänge werden direkt an die Kanalsteuereinrichtung S1 aber auch an einen Optokoppler in der Kanalkommunikationsverbindung V12 weiter gegeben. Zwecks galvanischer Trennung enthält der Optokoppler eine Leuchtdiode und einen lichtempfindlichen Widerstand, welche einen Strom via den Widerstand R im Dimmerkanal K2 schaltet. Somit überträgt der Optokoppler die Information zu den Nulldurchgängen mit geringer Verzögerung an die Kanalsteuereinrichtung S2 und zur nächsten Kanalkommunikationsverbindung.
Die Messeinrichtung M1 kann selbst auch als Auswerteeinheit agieren, d.h. Auswertefunktionalität übernehmen oder bereitstellen, wie Vergleich der Phasenwinkel und/oder Vergleich der Zeitpunkte der Nulldurchgänge. D.h. die Funktionalitäten der Messeinrichtung M1 und der Auswerteeinheit AE1 können in einer Komponenete oder in einem Bauteil integriert sein. Die Auswertefunktionalitäten können aber auch in einer separaten Auswerteeinheit AE1 realisiert sein.
In einer weiteren, nicht dargestellten Variante der Erfindung gelangen die Steuerbefehle der Hauptsteuereinrichtung H ähnlich wie in der Variante von 1 über einen einzigen Kommunikationsverbindung V an die Kanalsteuereinrichtung S1 des Dimmerkanals K1. Die Kanalsteuereinrichtung S1 gibt sie jedoch am nächsten Dimmerkanal K2 weiter über die Kanalkommunikationsverbindungen V12, wie in der Variante der 2. Dazu sind aber solche, in der 3 skizzierten Kanalkommunikationsverbindungen V12, V23, V(x-1)x beispielsweise vor der Leuchtdiode mit einem Schalter und einem Widerstand in einer Reihe zur Erde ergänzt. Der Schalter, zum Beispiel ein Transistor, wird durch einen Ausgang der jeweiligen Kanalsteuereinrichtung Sx zwischen leitend und sperrend geschaltet. Wann der jeweilige Komparator Nx2 die Leuchtdiode bestromt, kann somit der Schalter kleine Spannungsschritte auf das Signal auferlegen, welche zu kleinen Intensitätsschritten im Licht der Leuchtdiode führen. Die entsprechenden Widerstandschritte im lichtempfindlichen Widerstand an der Empfängerseite kann ein einfacher Spannungsmesser wahrnehmen. Sie lösen jedoch dort nicht eine Nulldurchgangdetektion aus. Diese Schritte kodieren somit die Steuerbefehle der Hauptsteuereinrichtung H und werden durch den Spannungsmesser an die jeweilige Kanalsteuereinrichtung Sx+1 weitergegeben.
Zum Erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal K1, K2, Kx anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind, sind die beispielhaften Dimmer D gemäss 1 bzw. gemäss 2 mit einer geeigneten Auswerteeinheit AE1, AE2 (z.B. Mikrokontroller mit entsprechender Software oder Firmware) ausgestattet, zur Auswertung der Informationen über das Verhalten der Elektrizität in den Dimmerkanälen K1, K2, Kx. Die Auswertung erfolgt z.B. durch Vergleich der jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen K1, K2, Kx anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen bzw. durch Analyse der jeweiligen Phasenverschiebungswinkel bzw. der Phasendifferenz.
Mit Vorteil ist die Auswerteeinheit AE1, AE2 im Messdimmerkanal M1 und/oder in der Hauptsteuereinrichtung H angeordnet bzw. integriert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass jeder Dimmerkanal K1, K2, Kx als Messdimmerkanal M1 mit einer jeweiligen Messeinrichtung M1 und einer jeweiligen Kommunikationsverbindung V an die Hauptsteuereinrichtung H ausgebildet ist, wobei die Hauptsteuereinrichtung H eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal K1, K2, Kx anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind. Basierend auf den von den parallelen Dimmerkanälen K1, K2, Kx bereitgestellten Informationen über das jeweilige periodische Verhalten der Elektrizität Vorort erkennt die Hauptsteuereinrichtung H, ob ein synchrones Schalten der Dimmerkanäle K1, K2, Kx und eine korrekte parallele Verdrahtung der Dimmerkanäle K1, K2, Kx vorliegen. Die Hauptsteuereinrichtung H ist dazu mit entsprechenden Auswertemittel AE2 (z.B. Mittel zum Vergleichen der gelieferten Informationen) ausgestattet. Z.B. Mikroprozessor mit entsprechender Software oder Firmware. Prinzipiell kann somit jeder Dimmerkanal K1, K2, Kx eine Auswerteeinheit AE1 aufweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass beim Erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen K1, K2, Kx anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen nicht synchron sind, am Dimmer D ein entsprechender Indikator I (rote LED, Summgeräusch, Ausgabe einer Meldung an einem Display, etc.). Dadurch wird einem Benutzer (z.B. Installateur) ein Fehler oder eine Störung beim Anschliessen des Dimmers D sofort mitgeteilt.
4 zeigt eine Anordnung für einen dritten beispielhaften Mehrkanaldimmer D. Beim beispielhaften Mehrkanaldimmer D gemäss 4 handelt es sich um einen Universaldimmer. Bei einem Universaldimmer mit mehreren Kanälen DK1 - DKn kann jeder Kanal nur eine bestimmte Last LA1 - LAn (z.B. 300W) ansteuern. Möchte man eine höhere Last (z.B. 1000W) ansteuern, so ist das mit einem einzelnen Kanal nicht möglich. Aus diesem Grund werden mehrere Kanäle DK1 - DKn parallel geschaltet und steuern somit gemeinsam eine größere Last. Diese parallelen Kanäle DK1 - DKn müssen deswegen zum einen durch die interne Software parallel gesteuert werden und zum anderen parallel verdrahtet werden. Wird eine dieser beiden Aktionen nicht ausgeführt, kann es zu Schäden am Universaldimmer und der Last kommen. Der Universaldimmer D umfasst eine Hauptsteuereinrichtung H (mit Vorteil ein geeignet eingerichteter Microcontroller), die zumindest geeignet ist, um Steuerbefehle für die Dimmerkanäle DK1 - DKn zu erzeugen. Über die Kommunikationsverbindung V können Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung H an die entsprechenden Kanalsteuereinrichtungen der jeweiligen Dimmerkanäle DK1 - DKn übertragen werden. Die parallel geschalteten, galvanisch getrennten (GT) Dimmerkanälen DK1 - DKn sind mit Vorteil mit je einer Kanalsteuereinrichtung (einfacher Prozessor oder entsprechend eingerichteter Mikroprozessor) ausgestattet. Über Kanalkommunikationsverbindungen KV können Informationen zwischen den Dimmerkanälen DK1 - DKn übertragen werden, insbesondere zwischen zwei benachbarten Dimmerkanälen. Mindestens ein Dimmerkanal DK1 umfasst eine entsprechende Messeinrichtung M1 und eine entsprechende Auswerteeinheit AE1. Die Auswerteeinheit AE1 ist eingerichtet, zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal DK1 - DKn anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind. Optional können weitere oder auch alle Dimmerkanäle DK1 - DKn mit einer Messeinrichtung M1 und einer Auswerteeinheit AE1 ausgestattet sein. Auch die Hauptsteuereinrichtung H kann eine entsprechend eingerichtete Auswerteeinheit AE2, zum Erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal DK1 - DKn anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind, umfassen. Die Dimmerkanäle DK1 - DKn sind zur Stromzufuhr über Anschlussklemmen AK1 - AKn zur entsprechenden Last LA1 - LAn ausgangsseitig geschaltet.
Der Dimmer D ist zwar ein komplettes Gerät, hat aber eigenständige und galvanisch getrennte (GT) Kanäle DK1 - DKn (= Lastausgänge). An diese können deshalb natürlich unterschiedliche Phasen L1, L2, L3 angeschlossen werden (z.B. L1 an Kanal DK1, L2 an Kanal DK2 etc.), um jeweils unabhängige Lasten LA1, LA2, LAn anzusteuern. Jeder Kanal DK1 - DKn kann eine bestimmte Maximallast ansteuern (z.B. 300W).
Es ist softwareseitig aber auch möglich, zwei oder mehrere Kanäle zu bündeln, um gemeinsam eine Last anzusteuern, die größer als die Maximallast eines einzelnen Kanals DK1 - DKn ist (z.B. 1000W). Ist dies der Fall, müssen natürlich alle Kanäle DK1 - DKn an dieselbe Phase angeschlossen werden (siehe Dimmeranordnung gemäss 5).
5 zeigt eine Anordnung für einen vierten beispielhaften Mehrkanaldimmer D bei dem alle Kanäle DK1 - DKn an dieselbe Phase L1 angeschlossen sind. Es ist somit softwareseitig (durch entsprechende Phasen- oder Nulldurchgangssynchronisation. Z.B. durch entsprechende Synchronisationssignale der Steuereinheit H an die Kanäle DK1 - DKn) möglich, zwei oder mehrere Kanäle DK1 - DKn zu bündeln, um gemeinsam eine Last L anzusteuern, die größer als die Maximallast eines einzelnen Kanals DK1 - DKn ist.
Werden dagegen unterschiedliche Phasen an gebündelte Kanäle angeschlossen (siehe Dimmeranordnung gemäss 6), können sowohl der Dimmer als auch die Last beschädigt werden.
6 zeigt eine Anordnung für einen fünften beispielhaften Mehrkanaldimmer D, wobei unterschiedliche Phasen L1, L2, L3 an gebündelte Kanäle DK1 - DKn angeschlossen sind. Bei der Anschlussanordnung gemäss 6 können sowohl der Dimmer D als auch die Last L (z.B. eine Lampe) beschädigt werden.
Deshalb ist es notwendig eine fehlerhafte Verdrahtung (= unterschiedliche Phasen L1, L2, L3 an gebündelten Kanälen DK1 - DKn) zu erkennen und zu melden.
Die vorliegende Erfindung erkennt und meldet solche fehlerhaften Verdrahtungen.
Bis auf den Lastanschluss (Verdrahtung) zeigen die 4 bis 6 den gleichen beispielhaften Mehrkanaldimmer D, der auch als Universaldimmer verwendet werden kann.
7 zeigt eine Anordnung für einen sechsten beispielhaften Mehrkanaldimmer. Beim beispielhaften Mehrkanaldimmer D gemäss 7 handelt es sich auch um einen Universaldimmer. Bei einem Universaldimmer mit mehreren Kanälen DKa - DKx kann jeder Kanal nur eine bestimmte Last (z.B. 300W) ansteuern.
Möchte man eine höhere Last L (z.B. 1000W) ansteuern, so ist das mit einem einzelnen Kanal nicht möglich. Aus diesem Grund werden mehrere Kanäle DKa - DKx parallel geschaltet und steuern somit gemeinsam eine größere Last L (z.B. eine Leuchte). Diese parallelen Kanäle DKa - DKx müssen deswegen zum einen durch die interne Software parallel gesteuert werden und zum anderen parallel verdrahtet werden. Wird eine dieser beiden Aktionen nicht ausgeführt, kann es zu Schäden am Universaldimmer D und der Last L kommen.
Der beispielhafte Dimmer D zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last L, insbesondere einer LED-Leuchte, gemäss 7 umfasst:

mindestens zwei parallel geschaltete, galvanisch GT getrennte Dimmerkanäle DKa - DKx mit je einer Kanalsteuereinrichtung SE1 - SEx, wobei jeder der Dimmerkanäle DKa - DKx als Messdimmerkanal ausgebildet ist, mit jeweils einer Messeinrichtung M1, die zumindest geeignet ist zur Nulldurchgangserkennung NDE des am jeweiligen Dimmerkanal DKa - DKx anliegenden Stroms und/oder der jeweils anliegenden Spannung;
einer Hauptsteuereinrichtung H, die eingerichtet ist, um Informationen über die Nulldurchgänge ND der an den jeweiligen Dimmerkanälen DKa - DKx anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen von den jeweiligen Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx über geeignete Kommunikationsverbindungen V zu erhalten, und die weiter eingerichtet ist, die Informationen über die Nulldurchgänge (ND) der jeweiligen Dimmerkanäle DKa - DKx miteinander zu vergleichen, und die weiter eingerichtet ist, Steuerbefehle für die Dimmerkanäle DKa - DKx zu erzeugen, wobei über die geeigneten Kommunikationsverbindungen V die Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung H an die Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx der Dimmerkanäle DKa - DKx übertragbar sind; wobei die Hauptsteuereinrichtung H eingerichtet ist zu erkennen, ob die Nulldurchgänge der für einen Parallelbetrieb zugeordneten Dimmerkanäle DKa - DKx im Wesentlichen synchron sind.

Beim beispielhaften Dimmer D gemäss 7 ist die Hauptsteuereinrichtung H im Dimmer D als eigenes Bauelement (z.B. Mikrocontroller) ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung können z.B. die Kanalsteuereinheiten SE1 - SEx bzw. die Kanalsteuereinrichtungen sehr kostengünstig (lean) ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Befehlskommunikation und eine einfache Spannungsversorgung von Hauptsteuereinrichtung H und den Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx.
Beim beispielhaften Dimmer D gemäss 7 erfolgt das Erkennen, ob die jeweiligen Nulldurchgänge ND der an den jeweiligen Dimmerkanälen DKa - DKx anliegenden sinusförmigen Wechselströmen und/oder Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind, durch Vergleich der jeweiligen Zeitpunkte der Nulldurchgänge ND oder durch Vergleich der jeweiligen Phasenwinkel in der Hauptsteuereinrichtung H. Mit Vorteil erfolgt dies durch Messung der Zeitdifferenz der Nulldurchgänge. Bei einem 50 Hz System liegt z.B. eine Zeitdifferenz von ca. 6,67 ms zwischen zwei Phasen eines Dreiphasen-Drehstromsystems vor, was einem Phasenwinkel von 120 Grad entspricht. Bei einem 60 Hz System liegt z.B. eine Zeitdifferenz von ca. 5,55 ms vor. Bei einem Erkennen, dass die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge ND der an den jeweiligen Dimmerkanälen DKa - DKx anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen nicht synchron sind, ist am Dimmer D ein entsprechender Indikator I (rote LED, Summgeräusch, Ausgabe einer Meldung an einem Display, etc.) aktivierbar. Eine sichere Meldung durch den Indikator I kann z.B. ausgegeben werden, wenn die gemessene Zeitdifferenz oder ein gemessener Phasenwinkel sich um die oben genannten Werte um +/-10%, insbesondere um +/- 5% unterscheiden.
8 zeigt eine Anordnung für einen siebten beispielhaften Mehrkanaldimmer D. Beim beispielhaften Mehrkanaldimmer D gemäss 8 handelt es sich auch um einen Universaldimmer. Bei einem Universaldimmer mit mehreren Kanälen DKa - DKx kann jeder Kanal nur eine bestimmte Last (z.B. 300W) ansteuern. Möchte man eine höhere Last L (z.B. 1000W) ansteuern, so ist das mit einem einzelnen Kanal nicht möglich. Aus diesem Grund werden mehrere Kanäle DKa - DKx parallel geschaltet und steuern somit gemeinsam eine größere Last L (z.B. eine Leuchte).
Diese parallelen Kanäle DKa - DKx müssen deswegen zum einen durch die interne Software parallel gesteuert werden und zum anderen parallel verdrahtet werden. Wird eine dieser beiden Aktionen nicht ausgeführt, kann es zu Schäden am Universaldimmer D und der Last L kommen.
Der beispielhafte Dimmer D zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last L, insbesondere einer LED-Leuchte, gemäss 8 umfasst:

mindestens zwei parallel geschaltete, galvanisch GT getrennte Dimmerkanäle DKa - DKx mit je einer Kanalsteuereinrichtung SE1 - SEx, wobei jeder der Dimmerkanäle DKa - DKx als Messdimmerkanal ausgebildet ist, mit jeweils einer Messeinrichtung M1, die zumindest geeignet ist zur Nulldurchgangserkennung NDE des am jeweiligen Dimmerkanal DKa - DKx anliegenden Stroms und/oder der jeweils anliegenden Spannung; einer Hauptsteuereinrichtung H, die eingerichtet ist, um Informationen über die Nulldurchgänge ND der an den jeweiligen Dimmerkanälen DKa - DKx anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen von den jeweiligen Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx über geeignete Kommunikationsverbindungen KV zu erhalten, und die weiter eingerichtet ist, die Informationen über die Nulldurchgänge (ND) der jeweiligen Dimmerkanäle DKa - DKx miteinander zu vergleichen, und die weiter eingerichtet ist, Steuerbefehle für die Dimmerkanäle DKa - DKx zu erzeugen, wobei über die geeigneten Kommunikationsverbindungen KV die Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung H an die Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx der Dimmerkanäle DKa - DKx übertragbar sind; wobei die Hauptsteuereinrichtung H eingerichtet ist zu erkennen, ob die Nulldurchgänge der für einen Parallelbetrieb zugeordneten Dimmerkanäle DKa - DKx im Wesentlichen synchron sind.

Beim beispielhaften Dimmer D gemäss 8 kann die Funktionalität der Hauptsteuereinrichtung in eine entsprechend eingerichtete Kanalsteuereinrichtung SE1 - SEx eines Dimmerkanals DKa - DKx integriert sein. Bei dieser Ausgestaltung kann auf einen Mikrocontroller verzichtet werden. Weiterhin ermöglicht diese Ausgestaltung eine direkte und somit schnelle Kommunikation zwischen den Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx der Dimmerkanäle DKa - DKx.
Beim beispielhaften Dimmer D gemäss 8 kann eine Kanalsteuereinrichtung SE1 - SEx eines der Dimmerkanäle DKa - DKx als Hauptsteuereinrichtung, d.h. als Master ausgebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung sind die Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx der Dimmerkanäle DKa - DKx im Wesentlichen gleich. Es wird ausgehandelt, welche der Kanalsteuereinrichtungen SE1 - SEx der Master (Master-Dimmerkanal) ist (z.B. abh. von der Produktionsnummer oder IdNr.). Mit Vorteil erfolgt die Bestimmung des Masters automatisch bei der Inbetriebsetzung bzw. beim Laden der Firmware.
Beim beispielhaften Dimmer D gemäss 8 erfolgt im Master-Dimmerkanal das Erkennen, ob die jeweiligen Nulldurchgänge ND der an den jeweiligen Dimmerkanälen DKa - DKx anliegenden sinusförmigen Wechselströmen und/oder Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind, durch Vergleich der jeweiligen Zeitpunkte der Nulldurchgänge ND oder durch Vergleich der jeweiligen Phasenwinkel. Bei einem Erkennen, dass die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge ND der an den jeweiligen Dimmerkanälen DKa - DKx anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen nicht synchron sind, ist am Dimmer D ein entsprechender Indikator I aktivierbar. Prinzipiell kann auch eine entsprechende Meldung an eine zentrale Stelle innerhalb eines Gebäudeautomatisierungssystems ausgegeben werden.
9 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen eines Dimmers, insbesondere eines Universaldimmers,
(VS1) wobei für jeden Dimmerkanal Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch Informationen über die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals bereitgestellt werden; und
(VS2) wobei durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannungen festzustellt wird, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt oder nicht, wobei eine erkannte Phasenverschiebung eine fehlerhafte Verdrahtung darstellt. Mit Vorteil wird eine erkannte fehlerhafte Verdrahtung optisch (Blinklicht und/oder Meldetextausgabe an einem Display am Dimmergehäuse) und/oder akustisch (z.B. Warnton)durch den Dimmer angezeigt oder gemeldet.
Durch das Verfahren gemäss 9 können sowohl beim Dimmer D als auch bei der Last (z.B. eine Lampe) Beschädigungen durch fehlerhafte Verdrahtung vermieden werden.
Jeder Kanal des Dimmers hat sowohl Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals. Durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannungen ist es möglich, festzustellen, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt. (Fehler: Unterschiedliche Leiter angeschlossen) oder nicht (Kein Fehler: Gleicher Leiter angeschlossen).
Durch die Erfindung wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Verdrahtung bzw. fehlerhaften Parametrierung im Parallelbetrieb eines Dimmers verringert. Im beschriebenen Fehlerfall wird der Fehler automatisch vom Dimmer erkannt und gemeldet. Eine Beschädigung des Dimmers und der Last durch fehlerhafte Verdrahtung/Parametrierung eines Parallelbetriebs wird dadurch erschwert oder sogar verhindert.
Verfahren und entsprechend eingerichteter Dimmer zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen eines Dimmers, insbesondere eines Universaldimmers, wobei für jeden Dimmerkanal Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch Informationen über die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals bereitgestellt werden; und wobei durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannungen festzustellt wird, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt oder nicht, wobei eine erkannte Phasenverschiebung eine fehlerhafte Verdrahtung darstellt.
Bezugszeichenliste

D: Dimmer
B: Befehl
H: Hauptsteuereinrichtung
V: Kommunikationsverbindung
K1 - Kx, DK1 - DKn, DKa - DKx: Dimmerkanal
S1 - Sx, SE1 - SEx: Kanalsteuereinrichtung
M1: Messeinrichtung
N11: Operationsverstärker
N12: Komparator
AE1, AE2: Auswerteeinheit
R: Widerstand
V12, V23, V(x-1)x, KV: Kanalkommunikationsverbindung
A1 - Ax, AK1 - Akn, ASK1 - ASKx: Anschlussklemme
L, LA1 - LAn: Last
N: Neutralleiter
L1, L2, L3, LT: Aussenleiter (Phase)
L_Dimm: Dimmlast
GT: Galvanische Trennung
NDE: Nulldurchgangserkennung
ND: Nulldurchgang
I: Indikator
VS1 - VS2: Verfahrensschritt

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 102017213888 B3 [0007]
DE 102016209278 B3 [0008]

Claims

Dimmer (D) zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last, insbesondere einer LED-Leuchte, mit mindestens zwei parallel geschalteten, galvanisch getrennten Dimmerkanälen (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) mit je einer Kanalsteuereinrichtung (S1, S2, Sx), von welchen Dimmerkanälen (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) zumindest ein Dimmerkanal (K1) als Messdimmerkanal (K1) ausgebildet ist, welcher eine Messeinrichtung (M1), die zumindest geeignet ist, um Informationen über das Verhalten der Elektrizität an einer Stelle im Messdimmerkanal zu erzeugen, umfasst, einer Hauptsteuereinrichtung (H), die zumindest geeignet ist, um Steuerbefehle für die Dimmerkanäle (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) zu erzeugen, und einer Kommunikationsverbindung (V), die zumindest geeignet ist, um solche Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung (H) an die Kanalsteuereinrichtung (S1) eines Dimmerkanals (K1) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Dimmer (D) mindestens eine Kanalkommunikationsverbindung (V12, V23, V(x-1)x), die zumindest geeignet ist, um Informationen von einem ersten Dimmerkanal (K1, K2) an einen zweiten Dimmerkanal (K2, Kx) zu übertragen, umfasst, und dass die Kanalkommunikationsverbindung (V12, V23, V(x-1)x) zumindest geeignet ist, um Informationen über das Verhalten der Elektrizität an der Stelle im Messdimmerkanal (K1) zu übertragen, wobei ausgehend vom Messdimmerkanal (K1) eine Kanalkommunikationsverbindung (V12, V23, V(x-1)x) jeweils von einem Dimmerkanal zum nächsten Dimmerkanal führt, wobei der Dimmer (D) eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind.
Dimmer nach Anspruch 1, wobei die Kanalkommunikationsverbindung (V12, V23, V(x-1)x) zumindest geeignet ist, um diese Informationen an die Kanalsteuereinrichtung (S2, Sx) des zweiten Dimmerkanals (K2, Kx, DK1 - DKn) zu übertragen.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese Informationen eine Angabe über die Zeit von zumindest einem Nulldurchgang der Spannung an der Stelle im Messdimmerkanal (K1) enthalten.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kanalsteuereinrichtung (S2, Sx) des zweiten Dimmerkanals (K2, Kx) aufgrund gespeicherter Daten geeignet ist, anhand dieser Informationen Informationen über das Verhalten der Elektrizität an einer Stelle im zweiten Dimmerkanal (K2, Kx) zu erzeugen.
Dimmer nach Anspruch 4, wobei die Daten einen Zeitwert enthalten, welcher eine Abschätzung der Zeit für die Verarbeitung und die Übertragung der Informationen vom Messdimmerkanal (K1) bis zur Steuereinrichtung des zweiten Dimmerkanals (K2, Kx) gleicht.
Dimmer nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei die Informationen über das Verhalten der Elektrizität an der Stelle im zweiten Dimmerkanal (K2, Kx) eine Angabe über die Zeit von zumindest einem Nulldurchgang der Spannung enthalten.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kanalkommunikationsverbindung (V12, V23, V(x-1)x) zumindest auch geeignet ist, um Steuerbefehle aus der Hauptsteuereinrichtung (H) von der Kanalsteuereinrichtung (S1, S2) des ersten Dimmerkanals (K1, K2) an die Kanalsteuereinrichtung (S2, Sx) des zweiten Dimmerkanals (K2, Kx) zu übertragen.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kanalkommunikationsverbindung (V1, V2, V(x-1)x) ein Element zur galvanischen Trennung des ersten Dimmerkanals (K1, K2) vom zweiten Dimmerkanal (K2, Kx) umfasst.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hauptsteuereinrichtung (H) eine Kanalsteuereinrichtung ist.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dimmerkanal ein anderer als der Messdimmerkanal (K1) ist.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Kanalkommunikationsverbindungen geeignet sind, um je Informationen über das Verhalten der Elektrizität im Messdimmerkanal (K1) vom Messdimmerkanal (K1) an mindestens zwei andere Dimmerkanäle zu übertragen.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messdimmerkanal (K1) eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Dimmerkanal (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Dimmerkanal (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) als Messdimmerkanal (K1) mit einer jeweiligen Messeinrichtung (M1) und einer jeweiligen Kommunikationsverbindung (V) an die Hauptsteuereinrichtung (H) ausgebildet ist, wobei die Hauptsteuereinrichtung (H) eingerichtet ist zu erkennen, ob die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der am jeweiligen Dimmerkanal (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) anliegenden sinusförmigen Wechselspannung im Wesentlichen synchron sind.
Dimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Erkennen, dass die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge der an den jeweiligen Dimmerkanälen (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) anliegenden sinusförmigen Wechselspannungen nicht synchron sind, am Dimmer ein entsprechender Indikator (I) aktivierbar ist.
Dimmer (D) zur Steuerung der Leistungsaufnahme einer anschliessbaren Last (L), insbesondere einer LED-Leuchte, mit mindestens zwei parallel geschalteten, galvanisch getrennten Dimmerkanälen (DKa - DKx) mit je einer Kanalsteuereinrichtung (SE1 - SEx), wobei jeder der Dimmerkanäle (DKa - DKx) als Messdimmerkanal ausgebildet ist, mit jeweils einer Messeinrichtung (M1), die zumindest geeignet ist zur Nulldurchgangserkennung (NDE) des am jeweiligen Dimmerkanal (DKa - DKx) anliegenden Stroms und/oder der jeweils anliegenden Spannung; einer Hauptsteuereinrichtung (H), die eingerichtet ist, um Informationen über die Nulldurchgänge (ND) der an den jeweiligen Dimmerkanälen (DKa - DKx) anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen von den jeweiligen Kanalsteuereinrichtungen (SE1 - SEx) über geeignete Kommunikationsverbindungen (V, KV) zu erhalten, und die weiter eingerichtet ist, die Informationen über die Nulldurchgänge (ND) der jeweiligen Dimmerkanäle (DKa - DKx) miteinander zu vergleichen, und die weiter eingerichtet ist, Steuerbefehle für die Dimmerkanäle (DKa - DKx) zu erzeugen, wobei über die geeigneten Kommunikationsverbindungen (V, KV) die Steuerbefehle von der Hauptsteuereinrichtung (H) an die Kanalsteuereinrichtungen (SE1 - SEx) der Dimmerkanäle (DKa - DKx) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinrichtung (H) eingerichtet ist zu erkennen, ob die Nulldurchgänge der für einen Parallelbetrieb zugeordneten Dimmerkanäle (DKa - DKx) im Wesentlichen synchron sind.
Dimmer (D) nach Anspruch 16, wobei die Hauptsteuereinrichtung (H) im Dimmer (D) als eigenes Bauelement (z.B. Mikrocontroller) ausgebildet ist.
Dimmer (D) nach Anspruch 16, wobei die Hauptsteuereinrichtung (H) in eine entsprechend eingerichtete Kanalsteuereinrichtung (SE1 - SEx) eines Dimmerkanals (DKa - DKx) integriert ist.
Dimmer (D) nach Anspruch 16, wobei eine Kanalsteuereinrichtung (SE1 - SEx) eines Dimmerkanals (DKa - DKx) als Hauptsteuereinrichtung (H) als Master ausgebildet ist.
Dimmer (D) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Erkennen, ob die jeweiligen Nulldurchgänge (ND) der an den jeweiligen Dimmerkanälen (DKa - DKx) anliegenden sinusförmigen Wechselströmen und/oder Wechselspannungen im Wesentlichen synchron sind, durch Vergleich der jeweiligen Zeitpunkte der Nulldurchgänge (ND) oder durch Vergleich der jeweiligen Phasenwinkel erfolgt.
Dimmer (D) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei beim Erkennen, dass die jeweiligen Zeitpunkte der jeweiligen Nulldurchgänge (ND) der an den jeweiligen Dimmerkanälen (DKa - DKx) anliegenden sinusförmigen Wechselströme und/oder Wechselspannungen nicht synchron sind, am Dimmer (D) ein entsprechender Indikator (I) aktivierbar ist.
Verfahren zum Erkennen der korrekten Verdrahtung von mindestens zwei parallel geschalteten galvanisch getrennten Dimmerkanälen (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) eines Dimmers, insbesondere eines Universaldimmers, wobei für jeden Dimmerkanal (K1, K2, Kx, DK1 - DKn) Informationen über die Zeitpunkte der Nulldurchgänge der sinusförmigen Wechselspannung des an ihn angeschlossenen Leiters als auch Informationen über die Nulldurchgänge des parallelgeschalteten Nachbarkanals bereitgestellt werden; wobei durch Messung der Phasenverschiebung der beiden Spannungen festzustellt wird, ob eine nennenswerte Phasenverschiebung vorliegt oder nicht, wobei eine erkannte Phasenverschiebung eine fehlerhafte Verdrahtung darstellt.