DE102018205590A1 - POWER SUPPLY AND COMMUNICATION SYSTEM FOR LIGHTING SYSTEMS WITH THE SAME - Google Patents
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Abstract
Eine Leistungsversorgungsvorrichtung (40) für ein Kommunikationssystem (30) für Beleuchtungssysteme (10) umfasst einen Eingang mit einem Spannungsanschluss (44) und einem Masseanschluss (46) zum Verbinden mit einer ersten Leistungsversorgungsquelle (42), die eine Eingangsspannung (U) zwischen diesen Anschlüssen (44, 46) bereitstellen kann, sowie einen Ausgang mit entsprechenden Anschlüssen (48, 49) zum Verbinden mit wenigstens einer Schnittstelle (50, 81, 91) eines Steuer-und/oder Betriebsgeräts. Ferner weist sie eine Stromregelungsvorrichtung (401) mit einem Eingangs- (410) und einem Ausgangsknoten (411), wobei die Stromregelungsvorrichtung (401) ausgelegt ist, einen von der ersten Leistungsversorgungsquelle (42) am Eingangsknoten (410) bereitgestellten und von ihr über den Ausgangsknoten (411) an den Ausgang ausgegebenen Strom (le) auf einen vorbestimmten Maximalwert (I) zu begrenzen. Dazu ist eine Schaltung vorgesehen, welche ausgelegt ist, eine Ausgangsspannung (U), die zwischen dem Spannungsanschluss (48) und dem Masseanschluss (49) des Ausgangs anliegt, zu erfassen und abhängig von der erfassten Ausgangsspannung (U) den Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung (401) mit einer Spannung (U) zu versorgen, die gegenüber der Eingangsspannung (U) reduziert ist.A power supply apparatus (40) for a lighting system communication system (30) includes an input having a voltage terminal (44) and a ground terminal (46) for connecting to a first power source (42) having an input voltage (U) between those terminals (44, 46), and an output with corresponding terminals (48, 49) for connection to at least one interface (50, 81, 91) of a control and / or operating device. It further includes a current control device (401) having an input (410) and an output node (411), the current control device (401) adapted to provide one of the first power supply source (42) at the input node (410) and from the first Output node (411) to limit output current (le) to a predetermined maximum value (I). For this purpose, a circuit is provided which is designed to detect an output voltage (U) which is present between the voltage connection (48) and the ground connection (49) of the output and, depending on the detected output voltage (U), the input node of the current regulation device (401 ) with a voltage (U), which is reduced compared to the input voltage (U).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Versorgen eines Kommunikationssystems für Beleuchtungssysteme mit Leistung. Die Erfindung betrifft ferner ein die Vorrichtung aufweisendes Kommunikationssystem sowie ein entsprechendes Beleuchtungssystem.The present invention relates to a power supply apparatus and a method for supplying power to lighting system lighting systems. The invention further relates to a device having the communication system and a corresponding illumination system.
Stand der TechnikState of the art
Im Rahmen der fortschreitenden Gebäudeautomatisierung werden zunehmend digitale Bussysteme eingesetzt, anhand derer beispielsweise eine Vielzahl von Leuchten umfassende Beleuchtungssysteme zentral oder dezentral gesteuert werden können. Ein entsprechender Standard wird etwa durch das DALI-Protokoll (DALI: „Digital Addressable Lighting Interface“ bzw. „Digitale adressierbare Schnittstelle für die Beleuchtung“) bereitgestellt. Dieser Kommunikationsstandard ist festgelegt in der IEC-Normenfamilie IEC 62386 und IEC 60929, Anlage E, basiert auf dem früheren DSI-Standard (Digital Signal Interface) und schließt die Lücke zwischen den herkömmlichen, analogen 1-10 V-Schnittstellen und komplexen digitalen Bussystemen wie KNX/EIB (European Installation Bus) oder LON (Local Operating Network), etc., die auch die Vernetzung und Steuerung weiterer Hausgeräte über die Beleuchtung hinaus einschließen.In the context of progressive building automation, digital bus systems are increasingly being used, by means of which, for example, lighting systems comprising a plurality of luminaires can be centrally or decentrally controlled. An appropriate standard is provided, for example, by the DALI protocol (DALI: "Digital Addressable Lighting Interface" or "Digital Addressable Lighting Interface"). This communication standard is defined in IEC IEC 62386 and IEC 60929, Annex E, based on the previous Digital Signal Interface (DSI) standard, and bridges the gap between traditional 1-10 V analogue interfaces and complex digital bus systems such as KNX / EIB (European Installation Bus) or LON (Local Operating Network), etc., which also include the networking and control of other home appliances beyond the lighting.
Beim DALI-Kommunikationsstandard (nach derzeitigem Stand, Weiterentwicklungen und Erweiterungen werden aktuell diskutiert) können bis zu maximal 64 lichttechnische Betriebsgeräte in Gebäuden über Schnittstellen an den Bus angeschlossen werden, die durch ein oder mehrere Steuergeräte gesteuert bzw. überwacht werden. Eine größere Anzahl von Betriebsgeräten wird durch Einrichtung von DALI-Gateways ermöglicht. Bei den lichttechnischen Betriebsgeräten kann es sich um elektronische Vorschaltgeräte, Transformatoren, Aktoren, Sensoren oder Dimmer, etc. handeln. Die Schnittstellen können über einen Controller und einen Speicher verfügen, in dem Parameter wie etwa bis zu 16 programmierte Szenenwerte oder bis zu 16 Gruppenadressen (unter denen Anzahlen von Betriebsgeräten zusammengefasst sind) abgelegt sind. Jede Schnittstelle ist einzeln adressierbar. Der Bus verfügt über eine 2-adrige Leitung, über die in bidirektionalem Datenaustausch alle Betriebs- und Steuergeräte grundsätzlich dasselbe Signal erhalten, wobei im Einzelfall lediglich das im Signal adressierte Betriebsgerät angesprochen ist, außer wenn das System im sog. Broadcast-Mode arbeitet. Alle Bustopologien (Stern-, Linien-, Baumstrukturen) können eingesetzt werden, wobei Ringstrukturen allerdings zu vermeiden sind.With the DALI communication standard (currently being discussed), up to a maximum of 64 lighting equipment in buildings can be connected to the bus via interfaces that are controlled or monitored by one or more control units. A larger number of operating devices is made possible by setting up DALI gateways. The lighting control gear can be electronic ballasts, transformers, actuators, sensors or dimmers, etc. The interfaces can have a controller and a memory in which parameters such as up to 16 programmed scene values or up to 16 group addresses (under which numbers of operating devices are grouped together) are stored. Each interface is individually addressable. The bus has a 2-core cable through which all operating and control devices basically receive the same signal in bidirectional data exchange, whereby in the individual case only the operating device addressed in the signal is addressed, except when the system operates in the so-called broadcast mode. All bus topologies (star, line, tree structures) can be used, but ring structures should be avoided.
Der DALI-Kommunikationsstandard sieht vor, dass der Bus zielweise mit etwa 16 Volt Gleichspannung versorgt wird. Der Bus stellt dabei zugleich eine Signalleitung sowie auch - wenn auch in geringem Maße - eine Leistungsversorgung dar. Signale werden von einer sendenden Schnittstelle durch gepulste Kurzschlüsse zwischen den beiden Adern erzeugt. Die jeweilige Abfolge von Spannungsabfällen von 16 Volt auf 0 Volt wird von den anderen Teilnehmern bzw. Schnittstellen erfasst und ausgewertet. Der Standard erlaubt dabei gewisse einzuhaltende Toleranzbereiche jeweils für den Sender und den Empfänger. Der „HIGH-Level“ darf beim Sender zwischen +11,5 und +20,5 Volt (d.h., 16,0 ± 4,5 Volt) und beim Empfänger zwischen +9,5 Volt und +22,5 Volt liegen (d.h., 16,0 ± 6,5 Volt). Eine Spannungsänderung von nur 2 Volt über den hinweg wird toleriert, welches in der Praxis die maximale Länge zwischen beliebigen zwei Teilnehmern bzw. Schnittstellen auf etwa 300 Meter begrenzt. Der „LOW-Level“ darf entsprechend beim Sender zwischen -4,5 und +4,5 Volt (d.h., 0,0 ± 4,5 Volt) und beim Empfänger zwischen -6,5 Volt und +6,5 Volt liegen (d.h., 0,0 ± 6,5 Volt).The DALI communication standard stipulates that the bus is supplied with approx. 16 V DC by default. At the same time, the bus represents a signal line as well as - albeit to a lesser extent - a power supply. Signals are generated by a transmitting interface through pulsed short circuits between the two wires. The respective sequence of voltage drops from 16 volts to 0 volts is detected and evaluated by the other participants or interfaces. The standard allows certain tolerance ranges to be maintained for the transmitter and the receiver. The "HIGH level" may be between +11.5 and +20.5 volts (ie, 16.0 ± 4.5 volts) at the transmitter and between +9.5 volts and +22.5 volts at the receiver (ie , 16.0 ± 6.5 volts). A voltage change of only 2 volts across is tolerated, which in practice limits the maximum length between any two subscribers or interfaces to about 300 meters. The "LOW level" may be correspondingly between -4.5 and +4.5 volts (ie, 0.0 ± 4.5 volts) at the transmitter and between -6.5 volts and +6.5 volts at the receiver ( ie, 0.0 ± 6.5 volts).
Durch die übertragenen Signale können z.B. einzelne, über Schnittstellen und Controller angeschlossene Leuchten mit entsprechenden EVGs auf gewünschte Helligkeits- oder Farb- bzw. Farbtemperaturwerte eingestellt werden, oder diese Einstellungen können auch gruppenweise vorgenommen werden. Ferner können durch die übertragenen Signale auch die in den genannten Speichern abgelegten (Licht-)Szenen aufgerufen werden. Von den Schnittstellen aus können Statusrückmeldungen wie etwa Lampenfehler, Betriebsdauern, Temperaturen (von angeschlossenen Sensoren) oder die aktuelle oder zuletzt im Betrieb verwendete Dimmstellung als Startwert erfolgen. Über den Bus kann außerdem jeweils individuell der Netzspannungsschalter der Betriebsgeräte gesteuert werden. Signale können gemäß dem Standard bis zu einer Übertragungsrate von 1.200 Bit pro Sekunde übertragen werden.By the transmitted signals, e.g. Individual luminaires connected via interfaces and controllers can be set to the desired brightness, color or color temperature values using appropriate ECGs, or these settings can also be made in groups. Furthermore, the (light) scenes stored in said memories can also be called up by the transmitted signals. Status feedbacks such as lamp errors, operating times, temperatures (from connected sensors) or the current or last dimming position used during operation can be used as starting values from the interfaces. In addition, the mains voltage switch of the operating devices can be individually controlled via the bus. Signals can be transmitted according to the standard up to a transmission rate of 1,200 bits per second.
Durch diesen einfachen, aber sehr effizienten Aufbau wird im Betrieb dauerhaft eine Gleichspannung von etwa 16 Volt eingespeist. Um die insgesamt verbrauchte Leistung zu begrenzen, werden jedem Betriebsgerät maximal 2 Milliampere (mA) Stromverbrauch zugebilligt, so dass bei 64 angeschlossenen Teilnehmern insgesamt 128 mA für die Versorgung mit Leistung genutzt werden können. Für Steuergeräte wie etwa Sensoren sind allerdings keine ausdrücklichen Einschränkungen vorgesehen, jedoch können dort regelmäßig die Stromflüsse auf dem DALI-Bus völlig ausreichend sein, so dass zumindest dort schon kostensparend auf eine anderweitige Leistungsversorgung verzichtet werden kann. Im Übrigen legt der DALI-Kommunikationsstandard eine Strombegrenzung von insgesamt maximal 250 mA auf dem Bus fest.This simple but very efficient design permanently supplies a DC voltage of about 16 volts during operation. To limit the total power consumed, each control gear is given a maximum of 2 milliamperes (mA) of power consumption, so that a total of 128 mA can be used to supply power for 64 connected stations. For control devices such as sensors, however, no express restrictions are provided, but there regularly the currents on the DALI bus can be quite sufficient, so that at least there cost-saving can be dispensed with another power supply. Incidentally, the DALI communication standard specifies a maximum current limit of 250 mA on the bus.
Eine bekannte Leistungsversorgungsvorrichtung für ein solches Kommunikationssystem für Beleuchtungssysteme umfasst daher regelmäßig eine Stromregelungsvorrichtung, die ausgelegt ist, einen von einer Leistungsversorgungsquelle (z.B. 16 Volt) an ihrem Eingangsknoten bereitgestellten und von ihr über ihren Ausgangsknoten an einen Ausgang der Vorrichtung auf den Bus ausgegebenen Strom auf einen vorbestimmten Maximalwert zu begrenzen. Die Maximalwerte betragen in der Praxis 30 bis 250 mA. Singuläre Stromspitzen, die 250 mA kurzzeitig (d.h., Zeitdauern klein gegenüber der Pulsbreite des Signals) überschreiten können, werden toleriert. Die Leistungsversorgungsquelle schließt ein Schaltnetzteil ein, das mittels elektronischem Vorschaltgerät bzw. Schaltwandler eine galvanisch getrennte Spannung von z.B. 16 Volt erzeugt. A known power supply device for such a lighting system communication system therefore routinely includes a power control device adapted to supply a power supplied from a power supply source (eg, 16 volts) to its input node and output from it via its output node to an output of the device on the bus limit predetermined maximum value. The maximum values are in
Wie beschrieben liegt die übliche Stromaufnahme durch die beteiligten Schnittstellen im Allgemeinen unterhalb dieses Maximalwerts. Zu einer geregelten Strombegrenzung kommt es daher im Regelfall nur dann, wenn im Rahmen der Signalübertragung bitweise gepulst die eine oder andere Schnittstelle die Signal- und Masseleitung (bzw. - adern) des Busses periodisch kurzschließen. In diesem, einem der Kommunikation durch Signalerzeugung oder einem Fehlerfall entsprechenden Zustand fällt an der Stromregelungsvorrichtung die komplette Verlustleistung ab, die im Fall der DALI-Kommunikation P = 16 V x 0,25 A = 4 W beträgt und in der Vorrichtung (im Regelfall an einem Transistor) in Wärme umgewandelt wird. Wird zur Signalübertragung protokollgemäß der Manchester-Code eingesetzt, so ist der Bus allerdings zu maximal 50 % der Zeit kurzgeschlossen, d.h. im Mittel maximal 2 W Verlustleistung während der Signalübertragung. Häufig werden dazu bei derzeitiger Technologie Geräte mit 4 oder mehr Ausgängen für entsprechend unabhängige Bussysteme entwickelt. Die Verlustleitung kann hier im Fehlerfall mit dauerhaftem Kurzschluss aber folglich bereits 16 Watt betragen. Ein Überhitzen und Ausfall der Geräte ist möglich. Ferner ist ein grundsätzlich zu vermeidender Aufwand für Kühlung zu treiben.As described, the usual power consumption by the interfaces involved is generally below this maximum value. As a rule, a controlled current limitation therefore only occurs if one or the other interface periodically short-circuits the signal and ground lines (or cores) of the bus as part of the signal transmission, bit by bit. In this, one of the communication by signal generation or an error corresponding state falls on the power control device from the total power loss, which in the case of DALI communication P = 16 V x 0.25 A = 4 W and in the device (usually at a transistor) is converted into heat. If, according to protocol, the Manchester code is used for signal transmission, then the bus is short-circuited to a maximum of 50% of the time, i. on average a maximum of 2 W power loss during signal transmission. Frequently, with current technology, devices with 4 or more outputs are developed for independently-independent bus systems. The loss line can be here in the event of a fault with a permanent short circuit but therefore already 16 watts. Overheating and failure of the devices is possible. Furthermore, a basically to be avoided effort to drive cooling.
In der italienischen Druckschrift IT
In einem in IT
Auf Seiten der diesbezüglich als Last fungierenden Schnittstellen wird eine dennoch hinreichende Versorgung mit Strom in diesem Zustand dadurch gewährleistet, dass in der betreffenden Schaltung ein Speicherkondensator mit vorgeschalteter Diode eingerichtet wird, aus dem sich die Last (z.B. ein Sensor etc.) temporär mit Strom versorgt, der aber im Mittel mit 16 V aufgeladen ist.On the side of acting in this regard as a load interfaces a sufficient supply of electricity in this state is ensured by the fact that in the circuit in question a storage capacitor is set up with upstream diode from which the load (eg a sensor, etc.) temporarily supplied with power , which is charged on average with 16V.
Das vorgeschlagene Kommunikationssystem greift durch den deutlich verringerten Ausgangsstrom allerdings in den Aufbau der Schnittstellen ein. Ferner bleibt offen, wie der Fall handzuhaben ist, bei dem ein längerfristiger Kurzschluss auf dem Bus eintritt, der nicht mehr einer Datensignalübertragung zuzuordnen ist und möglicherweise einem Fehler entspricht.However, the proposed communication system intervenes due to the significantly reduced output current in the structure of the interfaces. Further, it remains unclear how to handle the case where a long-term short circuit occurs on the bus, which is no longer associated with a data signal transmission and possibly corresponds to an error.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Vorrichtung zur Leistungsversorgung sowie ein entsprechendes Kommunikationssystem bereitzustellen, die eine Verringerung der Verlustleistung im Fall von Datenübertragungen, bei gleichzeitig kostensparendem Aufbau anbieten.It is therefore an object of the invention to provide a device for power supply and a corresponding communication system, which offer a reduction of the power loss in the case of data transmission, at the same time cost-saving design.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungsversorgungsvorrichtung für ein Kommunikationssystem für Beleuchtungssysteme mit den Merkmalen des Anspruch 1 sowie durch ein entsprechendes Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 17.The object is achieved by a power supply device for a communication system for lighting systems with the features of claim 1 and by a corresponding communication system with the features of Claim 15 and by a method according to claim 17.
Ausgangspunkt ist eine Vorrichtung zum Versorgen eines Kommunikationssystems für Beleuchtungssysteme mit Leistung, die einen Eingang zum Verbinden mit einer ersten Leistungsversorgungsquelle, sowie einen Ausgang zum Verbinden mit Schnittstellen von Steuer- und/oder Betriebsgeräten des Kommunikationssystems umfasst. Eine Stromregelungsvorrichtung mit einem Eingangs- und einem Ausgangsknoten ist darin vorgesehen und ausgelegt ist, einen von der ersten Leistungsversorgungsquelle am Eingangsknoten bereitgestellten und von ihr (d.h., der Stromregelungsvorrichtung) über den Ausgangsknoten an den Ausgang ausgegebenen Strom auf einen vorbestimmten Maximalwert zu begrenzen. Dieser Maximalwert kann - wie im DALI-Kommunikationsstandard IEC 62386 vorgesehen - 250 mA oder weniger betragen, jedoch ist die Erfindung nicht auf bestimmte Kommunikationsstandards festgelegt und andere Werte sowie standardkonforme oder standardfreie Aufbauten sind ebenso möglich. Die genaue Ausführung der Stromregelungsvorrichtung ist in der vorgeschlagenen Breite von nachrangiger Bedeutung, denn wie nachfolgend erläutert wird, ist bei dem hier gemachten Vorschlag ausgehend von der erfassten Ausgangsspannung nicht notwendig eine Rückkopplung in die Stromregelungsvorrichtung selbst, sondern vielmehr auf deren Eingangsknoten vorgesehen.The starting point is a device for supplying power to lighting systems having an input for connection to a first power source, and an output for connecting to interfaces of control and / or operating devices of the communication system. A current control device having an input node and an output node is provided therein and is configured to limit a current provided by the first power source at the input node and from its (i.e., the current control device) to the output via the output node to a predetermined maximum value. This maximum value may be 250 mA or less, as provided for in the IEC 62386 DALI communication standard, but the invention is not limited to specific communication standards and other values as well as standards-compliant or standard-free configurations are also possible. The exact design of the current control device is in the proposed width of secondary importance, because as explained below, in the proposal made here, starting from the detected output voltage is not necessary feedback into the current control device itself, but rather provided on the input node.
Der Eingang der Vorrichtung besitzt einen Spannungsanschluss und einen Masseanschluss, die mit der ersten Leistungsversorgungsquelle verbunden werden können. Diese kann folglich zwischen diesen Anschlüssen eine Eingangsspannung bereitstellen. Im DALI-Fall kann die Eingangsspannung z.B. 16,0 ± 4,5 Volt betragen, jedoch ist die erste Leistungsversorgungsquelle so nicht Teil der hier vorgeschlagenen Vorrichtung. Die erste Leistungsversorgungsquelle kann ein primär getaktetes Schaltnetzteil beinhalten, um die z.B. gemäß DALI-Kommunikationsstandard geforderte galvanische Trennung der Steuerleitung (Bus) von der Netzspannung zu gewährleisten. Es kann sich dabei ohne Einschränkung der Erfindung um einen Sperr- oder Durchflusswandler etc. handeln. Es kann optional zusätzlich auch ein sekundär getaktetes Schaltnetzteil, etwa ein Tiefsetzsteller (Abwärtswandler), vorgesehen sein, der eine vom primär getakteten gelieferte Gleichspannung, rein beispielhaft 24 Volt, auf die genannte Eingangsspannung z.B. 16,0 ± 4,5 Volt umsetzt.The input of the device has a voltage terminal and a ground terminal that can be connected to the first power source. This can thus provide an input voltage between these terminals. In the DALI case, the input voltage may be e.g. 16.0 ± 4.5 volts, however, the first power supply source is not part of the device proposed here. The first power supply source may include a primary switched mode power supply to provide for e.g. in accordance with the DALI communication standard, to ensure galvanic isolation of the control line (bus) from the mains voltage. It may be without limitation of the invention to a blocking or forward converter, etc. Optionally, a secondary switched-mode power supply, such as a buck converter (down converter), may additionally be provided, which supplies a primary-clocked DC voltage, purely illustratively 24 volts, to said input voltage, e.g. 16.0 ± 4.5 volts.
Der Ausgang der Vorrichtung ist mit entsprechenden Anschlüssen (Spannungsanschluss und Masseanschluss) ausgestattet. Aufgrund der galvanischen Trennung vom Netz sind die miteinander verbundenen Masseanschlüsse am Ein- und Ausgang „floatend“ und in der Installationspraxis nicht mit PE (physical earth) verknüpft. Die beiden Anschlüsse entsprechen z.B. dem 2-adrigen DALI-Bus.The output of the device is equipped with appropriate connections (voltage connection and ground connection). Due to the galvanic isolation from the mains, the interconnected ground connections at the input and output are "floating" and in the installation practice not linked to PE (physical earth). The two terminals correspond e.g. the 2-core DALI bus.
Die Erfindung sieht nun eine Schaltung vor, die ausgelegt ist, eine Ausgangsspannung, die zwischen dem Spannungsanschluss und dem Masseanschluss des Ausgangs anliegt, zu erfassen und abhängig von der erfassten Ausgangsspannung den Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung mit einer Spannung zu versorgen, die gegenüber der zwischen den Anschlüssen des Eingangs anliegenden Eingangsspannung reduziert ist, wenn die Vorrichtung mit der ersten Leistungsversorgungsquelle verbunden ist.The invention now provides a circuit which is designed to detect an output voltage which is present between the voltage connection and the ground connection of the output and to supply the input node of the current regulation device with a voltage which is opposite that between the connections, depending on the detected output voltage the input voltage applied to the input is reduced when the device is connected to the first power supply source.
Wie beschrieben ist eine Rückkopplung ausgehend von der Ausgangsspannung der Vorrichtung auf den Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung vorgesehen. Genauer genommen wird die dem Eingangsknoten durch die Schaltung zugeführte Spannung gegenüber der Eingangsspannung reduziert ausgeführt. Dies kann darin bestehen, dass die reduzierte Spannung aus der Eingangsspannung durch Maßnahmen der Schaltung selbst gewonnen wird und reduzierte, d.h. im Vergleich geringere Werte aufweist, oder dass eine entsprechende reduzierte Spannung aus einer unabhängigen Quelle bezogen wird, wozu die Eingangsspannung am Eingang der Vorrichtung vom Eingangsknoten zu trennen und durch die reduzierte Spannung aus anderer Quelle zu ersetzen ist.As described, feedback is provided from the output voltage of the device to the input node of the current control device. More specifically, the voltage applied to the input node by the circuit is reduced with respect to the input voltage. This may be that the reduced voltage is recovered from the input voltage by measures of the circuit itself and reduced, i. E. comparatively lower values, or that a corresponding reduced voltage is sourced from an independent source, for which purpose the input voltage at the input of the device is to be separated from the input node and replaced by the reduced voltage from another source.
In jedem Fall führt die reduzierte Spannung am Eingangsknoten bei sonst unveränderter Stromregelung dazu, dass beispielweise im Zustand der Datensignalübertragung in dem Kommunikationssystem eine geforderte Strommenge (bei DALI z.B. 250 mA) aufrecht erhalten werden kann, während die Verlustleistung verringert werden kann. Wird beispielsweise die dem Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung zugeführte reduzierte Spannung auf ein Viertel der Eingangsspannung bemessen, so verringert sich die hauptsächlich in der Stromregelungsvorrichtung in Wärme umgesetzte Verlustleistung im Zustand des kurzgeschlossenen Busses auf P = 4 V x 0,25 A = 1 W, d.h., ebenfalls auf ein Viertel (bei Signalübertragung und Verwendung des Manchester Codes: maximal 0,50 W, siehe oben). Somit ist es möglich, Kosten für nutzlos verbrauchten Strom und für den Aufwand erhöhter Kühlleistung sowie für Eingriffe in die angeschlossenen Schnittstellen einzusparen.In any case, the reduced voltage at the input node with otherwise unchanged current regulation means that, for example, in the state of data signal transmission in the communication system, a required amount of current (for example, 250 mA for DALI) can be maintained, while the power loss can be reduced. For example, if the reduced voltage supplied to the input node of the current control device is set to one quarter of the input voltage, the power dissipated primarily in the current control device to heat is reduced to P = 4 V x 0.25 A = 1 W in the state of the shorted bus, ie also to a quarter (in case of signal transmission and using the Manchester code: maximum 0.50 W, see above). Thus, it is possible to save costs for useless consumed power and for the expense of increased cooling capacity and for interventions in the connected interfaces.
Einer Weiterbildung zufolge ist die Schaltung ausgelegt, die Stromregelungsvorrichtung mit der reduzierten Spannung zu versorgen, wenn die Ausgangsspannung einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, und die Stromregelungsvorrichtung mit der Eingangsspannung zu versorgen, wenn die Ausgangsspannung den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wichtig ist dabei natürlich, dass die reduzierte Spannung am Eingangsknoten und der Schwellenwert der Ausgangsspannung aufeinander angestimmt sind, weil die Rückkopplung sonst nicht mehr aus dem Zustand mit reduzierter Spannungsversorgung in den Originalzustand zurückkehren kann, bei dem die Ausgangsspannung im Wesentlichen der Eingangsspannung entspricht.According to a further development, the circuit is designed to supply the current control device with the reduced voltage when the output voltage falls below a predetermined threshold, and to supply the current control device with the input voltage when the output voltage of the predetermined Threshold exceeds. It is important, of course, that the reduced voltage at the input node and the threshold of the output voltage are mutually tuned, because the feedback can not otherwise return from the state with reduced power supply to the original state, in which the output voltage substantially corresponds to the input voltage.
Einer Weiterbildung zufolge umfasst die Schaltung einen Schwellenschalter, welcher mit dem Ausgangsknoten der Stromregelungsvorrichtung verbunden ist und abhängig von einem Unter- oder Überschreiten des vorbestimmten Schwellenwerts durch die Ausgangsspannung ein Signal ausgibt. Der Schwellenschalter kann als mittels Operationsverstärker als Komparator, Schmitt-Trigger oder ähnlichem ausgeführt sein. Darauf ist dieser Aspekt aber nicht beschränkt. Eine einfache Realisierung als elektronischer Schalter und/oder als Transistor beliebigen Bautyps ist ebenso möglich. Die Erfassung der Ausgangsspannung durch einen Schwellenschalter stellt eine besonders effiziente und einfache Möglichkeit dar, die angestrebte Rückkopplung zu implementieren. „Erfassen“ bedeutet hier nicht, dass etwa genaue Werte der Ausgangsspannung ermittelt werden. Umfasst ist hier bereits die (binäre) Unterscheidung in einen Wert ober- oder unterhalb des Schwellenwerts oder dergleichen.According to a development, the circuit comprises a threshold switch, which is connected to the output node of the current control device and outputs a signal depending on a below or exceeding the predetermined threshold value by the output voltage. The threshold switch may be implemented as an operational amplifier as a comparator, Schmitt trigger or the like. But this aspect is not limited to this. A simple realization as an electronic switch and / or as a transistor of any type is also possible. The detection of the output voltage by a threshold switch is a particularly efficient and easy way to implement the desired feedback. "Capture" does not mean that exact values of the output voltage are determined. This includes the (binary) distinction in a value above or below the threshold or the like.
Einer Weiterbildung zufolge umfasst die Schaltung einen ersten elektronischen Schalter, dessen erster Anschluss mit dem Spannungsanschluss des Eingangs und dessen zweiter Anschluss mit dem Eingangsknoten der Stromregelungseinrichtung verbunden ist, wobei der erste elektronische Schalter ausgelegt ist, sich abhängig von dem vom Schwellenschalter ausgegebenen Signal zu öffnen oder zu schließen, um das Anlegen der Eingangsspannung an dem Eingangsknoten zu verhindern oder zu erlauben. Der erste elektronische Schalter kann als Transistor, insbesondere als Bipolar- oder Feldeffekttransistor etc. ausgeführt sein. Seine Steuerelektrode bzw. Basis oder Gate kann dazu mit einem Ausgang des Schwellenschalters, z.B. des Komparators verbunden sein. Die Realisierung der Rückkopplung auf den Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung über den ersten elektronischen Schalter bringt einen besonders einfachen und effizienten Aufbau mit sich.According to a further development, the circuit comprises a first electronic switch whose first terminal is connected to the voltage terminal of the input and whose second terminal is connected to the input node of the current control device, wherein the first electronic switch is designed to open depending on the output from the threshold switch signal or close to prevent or allow the application of the input voltage to the input node. The first electronic switch can be designed as a transistor, in particular as a bipolar or field-effect transistor, etc. Its control electrode or base or gate may be connected to an output of the threshold switch, e.g. be connected to the comparator. The realization of the feedback on the input node of the current control device via the first electronic switch brings a particularly simple and efficient construction with it.
Einer Weiterbildung zufolge umfasst die Schaltung eine zweite Leistungsversorgungsquelle, die die reduzierte Spannung bereitstellt, und die mit einen Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung und mit dem zweiten Anschluss des ersten elektronischen Schalters verbunden und ausgelegt ist, die Stromregelungsvorrichtung mit der reduzierten Spannung zu versorgen. In Kombination mit dem ersten elektronischen Schalter entsteht ein besonderer Vorteil dadurch, dass mit einem einfachen Aufbau abhängig von der Ausgangsspannung am Eingangsknoten zwischen der Eingangsspannung aufgrund der ersten Leistungsversorgungsquelle und der reduzierten Spannung aufgrund der zweiten Leistungsversorgungsquelle hin und her geschaltet werden kann.According to a further development, the circuit comprises a second power source providing the reduced voltage and connected to an input node of the power control device and to the second terminal of the first electronic switch and configured to supply the power control device with the reduced voltage. In combination with the first electronic switch, a particular advantage arises in that, with a simple structure, it is possible to switch back and forth between the input voltage due to the first power supply source and the reduced voltage due to the second power supply source, depending on the output voltage at the input node.
Die zweite Leistungsversorgungsquelle kann eine von der ersten Leistungsversorgungsquelle unabhängige Leistungsversorgung darstellen oder aber mit dieser durch einen weiteren Schaltkreisteil verbunden sein. Beispielsweise kann sie einen Spannungsregler umfassen, der die von der ersten Leistungsversorgungsquelle bereitgestellte Eingangsspannung auf die reduzierte Spannung regelt und diese anschließend an ihrem Ausgangsanschluss ausgibt. Der Spannungsregler kann ein Linear- oder ein Schaltregler sein. Eingeschlossen ist auch der Fall, bei dem die erste Leistungsversorgungsquelle - wie eingangs beschrieben - ein primär getaktetes Schaltnetzteil (für eine Spannung von z.B. 24 V) und jeweils ein daran angeschlossenes sekundär getaktetes Schaltnetzteil aufweist, nämlich eines, das dann die Eingangsspannung an den Anschlüssen des Eingangs liefert (z.B. eine Spannung von 16 oder 17 V), und eine anderes, das die reduzierte Spannung am Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung liefert (z.B. eine reduzierte Spannung von 4 V).The second power supply source may be a power supply independent of the first power supply source or may be connected thereto by another circuit part. For example, it may comprise a voltage regulator which regulates the input voltage provided by the first power supply source to the reduced voltage and then outputs this at its output terminal. The voltage regulator can be a linear regulator or a switching regulator. Also included is the case in which the first power supply source - as described above - a primary clocked switching power supply (for a voltage of eg 24 V) and each connected thereto a secondary clocked switching power supply, namely one, which then the input voltage at the terminals of the Input provides (eg a voltage of 16 or 17 V), and another that provides the reduced voltage at the input node of the power control device (eg, a reduced voltage of 4 V).
Ist der erste elektronische Schalter geschlossen, kann die Konkurrenz der beiden Spannungen dadurch gelöst werden, dass der Ausgangsanschluss des Spannungsreglers mit einem Anodenanschluss einer Gleichrichterdiode verbunden ist, deren Kathodenanschluss mit dem Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung und mit dem zweiten Anschluss des elektronischen Schalters verbunden ist. Die Gleichrichterdiode stellt sicher, dass die reduzierte Spannung nur aktiv wird, wenn sich der erste elektronische Schalter öffnet.If the first electronic switch is closed, the competition between the two voltages can be solved by connecting the output terminal of the voltage regulator to an anode terminal of a rectifier diode whose cathode terminal is connected to the input node of the current control device and to the second terminal of the electronic switch. The rectifier diode ensures that the reduced voltage only becomes active when the first electronic switch opens.
Einer spezielle Ausführungsform zufolge umfasst der Schwellenschalter einen Komparator, dessen invertierender Eingang mit der Ausgangsspannung am Ausgang der Vorrichtung verbunden ist, und dessen nichtinvertierender Eingang mit einer Referenzspannung verbunden ist, wobei das Signal abhängig von einem Vergleichsergebnis der beiden Spannungen am Ausgang des Komparators ausgegeben wird. Alternativ kann der Schwellenschalter einen zweiten elektronischen Schalter umfassen, dessen Steueranschluss mit der Ausgangsspannung am Spannungsanschluss des Ausgangs der Vorrichtung verbunden ist, und dessen Arbeitselektrode über einen ohmschen Widerstand mit einem Steueranschluss des ersten elektronischen Schalters verbunden ist, und dessen Bezugselektrode mit dem Masseanschluss verbunden ist. Andere Umsetzungen sind auch möglich. Die beiden Varianten realisieren allerdings einen besonders einfachen, aber effizienten und verlässlichen Aufbau für die Erfassung des Ausgangsspann u ngspegels.According to a specific embodiment, the threshold switch comprises a comparator whose inverting input is connected to the output voltage at the output of the device and whose non-inverting input is connected to a reference voltage, the signal being output at the output of the comparator depending on a comparison result of the two voltages. Alternatively, the threshold switch may comprise a second electronic switch whose control terminal is connected to the output voltage at the voltage terminal of the output of the device, and whose working electrode is connected via a resistor to a control terminal of the first electronic switch, and whose reference electrode is connected to the ground terminal. Other implementations are also possible. Realize the two variants however, a particularly simple but efficient and reliable structure for the detection of the output voltage level.
Einer vorteilhaften Weiterbildung zufolge besitzt die Stromregelungsvorrichtung einen Eingangsanschluss mit einem ersten Knoten, der über einen Shunt-Widerstand mit einer Arbeitselektrode eines dritten elektronischen Schalters verbunden ist, dessen Bezugselektrode mit einem Ausgangsanschluss der Stromregelungsvorrichtung verbunden ist. Dazu ist eine Spannungsquelle zur Bereitstellung einer vorbestimmten Spannungsdifferenz vorgesehen, deren positiver Anschluss mit dem Knoten und deren negativer Anschluss mit einer Steuerelektrode des dritten elektronischen Schalters verbunden ist. Für die Umsetzung einer Stromregelungsvorrichtung sind grundsätzlich auch andere Aufbauten bekannt. Der Vergleich der am Shuntwiderstand abfallenden Spannungsdifferenz, die eine unmittelbare Folge der anliegenden Ausgangsspannung ist, d.h. von dieser abhängig ist, mit einer durch eine Spannungsquelle vorbestimmte, d.h., feste Spannungsdifferenz hat sich aber als besonders vorteilhaft, verlässlich (u.a. Temperatur) und kompatibel mit der hier vorgeschlagenen Rückkopplung mit einer Reduktion der Spannung am Eingangsknoten erwiesen.According to an advantageous development, the current control device has an input terminal with a first node, which is connected via a shunt resistor to a working electrode of a third electronic switch whose reference electrode is connected to an output terminal of the current control device. For this purpose, a voltage source for providing a predetermined voltage difference is provided, whose positive terminal is connected to the node and whose negative terminal is connected to a control electrode of the third electronic switch. For the implementation of a current control device, in principle, other structures are known. The comparison of the voltage difference across the shunt resistor, which is an immediate consequence of the applied output voltage, i. is dependent thereon, with a voltage source predetermined, i.e., fixed, voltage difference has been found to be particularly advantageous, reliable (among others, temperature), and compatible with the feedback proposed herein with a reduction in the voltage at the input node.
Die folgenden Aspekte beziehen sich - jedoch ohne ausdrückliche Einschränkung - auf den DALI-Kommunikationsstandard, d.h., die Vorrichtung kann DALI-konform sein:The following aspects relate to the DALI communication standard, but without express limitation, that is, the device may be DALI compliant:
Einer Ausführungsform zufolge umfasst die Vorrichtung die erste Leistungsversorgungsquelle, wobei die erste Leistungsversorgungsquelle ausgelegt ist, die Eingangsspannung mit einem Wert von 16,0 ± 4,5 Volt bereitzustellen. Die zweite Leistungsversorgungsquelle ist dann ausgelegt, am Eingang der Stromregelungsvorrichtung eine reduzierte Spannung mit einem Wert von 9,5 Volt oder weniger, vorzugsweise 7 Volt oder weniger, weiter vorzugsweise 5 Volt oder weniger bereitzustellen. Ein besonders geeigneter Wert liegt um 4 Volt. Je geringer die reduzierte Spannung, desto geringer auch die Verlustleistung. Wie oben beschrieben kann die erste Leistungsversorgungsquelle ein primär getaktetes und optional zusätzlich ein sekundär getaktetes Schaltnetzteil sein oder umfassen.According to one embodiment, the device comprises the first power supply source, wherein the first power supply source is configured to provide the input voltage with a value of 16.0 ± 4.5 volts. The second power source is then configured to provide a reduced voltage at the input of the power control device having a value of 9.5 volts or less, preferably 7 volts or less, more preferably 5 volts or less. A particularly suitable value is around 4 volts. The lower the reduced voltage, the lower the power loss. As described above, the first power supply source may be or include a primary clocked and optionally additionally a secondary clocked switching power supply.
Der vorbestimmte Maximalwert zur Begrenzung des über den Ausgangsknoten an den Ausgang ausgegebenen Stroms kann 250 Milliampere oder weniger betragen (z.B. 200 mA). Höhere Werte gemäß Erweiterungen oder Abwandlungen des Standards sind auch möglich.The predetermined maximum value for limiting the current output to the output via the output node may be 250 milliamps or less (e.g., 200 milliamps). Higher values according to extensions or modifications of the standard are also possible.
Ferner kann der Wert der Referenzspannung, mit der die Ausgangsspannung verglichen wird, vorzugsweise zwischen 0,1 Volt und 9,0 Volt, jedoch weniger als die reduzierte Spannung betragen. Der Abstand zwischen Referenzspannung und reduzierte Spannung sollte deutlich sein und Toleranzen umfassen, z.B. 3,0 bis zu 4,5 Volt, um eine sichere Rückkehr (Umschalten) zur ursprünglichen Eingangsspannung zu erlauben, wenn z.B. ein Kurzschluss zur Datensignalübertragung beendet ist. Da die Obergrenze für die reduzierte Spannung vorzugsweise bei 9,5 Volt liegt (untere Toleranzgrenze gemäß DALI-Kommunikationsstandard), und eine Referenzspannung jedenfalls größer 0 Volt vorliegen sollte, stellt sich ein begrenzter Spielraum im Bereich 3,0 - 6,0 Volt für die reduzierte Spannung als vorzugsweiser Zielbereich dar. Die reduzierte Spannung kann in einem festen Intervall mit Toleranzgrenzen liegen, kann aber auch variabel sein.Further, the value of the reference voltage with which the output voltage is compared may preferably be between 0.1 volts and 9.0 volts, but less than the reduced voltage. The distance between reference voltage and reduced voltage should be clear and include tolerances, e.g. 3.0 up to 4.5 volts to allow safe return (switching) to the original input voltage, e.g. a short circuit to the data signal transmission is completed. Since the upper limit for the reduced voltage is preferably 9.5 volts (lower tolerance limit according to DALI communication standard), and a reference voltage should be greater than 0 volts in each case, there is a limited margin in the range 3.0-6.0 volts for the Reduced voltage may be in a fixed interval with tolerance limits, but may also be variable.
Die Erfindung sieht auch ein Kommunikationssystem für Beleuchtungssysteme vor, das eine Leistungsversorgungsvorrichtung wie oben beschrieben umfasst. Ferner umfasst sie wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Schnittstellen entsprechend eines oder mehrerer Steuer- und/oder Betriebsgeräte zum Verbinden mit den Ausgangsanschlüssen der Vorrichtung. Die Schnittstelle ist eingerichtet, zur Übertragung eines digitalen Datensignals die zwischen dem Spannungsanschluss und dem Masseanschluss am Ausgang der Vorrichtung anliegend Spannung periodisch kurzzuschließen. Die Verbindung erfolgt über einen entsprechenden Bus, z.B. einen 2-adrigen DALI-Bus. In diesem entsprechen die Vorrichtung und die Schnittstelle einem Standard der Familie IEC 62386 mit der Bezeichnung „Digitale adressierbare Schnittstelle für die Beleuchtung“ (DALI).The invention also provides a communication system for lighting systems comprising a power supply device as described above. Furthermore, it comprises at least one, preferably a plurality of interfaces corresponding to one or more control and / or operating devices for connection to the output terminals of the device. The interface is configured to periodically short-circuit the voltage applied between the voltage terminal and the ground terminal at the output of the device to transmit a digital data signal. The connection is via a corresponding bus, e.g. a 2-wire DALI bus. In this, the device and the interface comply with a standard of the IEC 62386 family entitled "Digital Addressable Lighting Interface" (DALI).
Das Kommunikationssystem weist beispielweise die Schnittstelle eines Betriebsgeräts mit LED-Modul, Signalbusanschlüsse und eine zugehörige Leistungsversorgungsvorrichtung auf. Genau genommen handelt es sich bei einer solchen Minimalkonfiguration eines Kommunikationssystems um eine Kommunikationsvorrichtung. Der Schutzumfang bezieht sich hier auf die Schnittstelle mit integrierter Leistungsversorgung. Das Kommunikationssystem kann sich aber auch auf einzelne Schnittstellen von Steuergeräten (Sensoren/Aktoren oder zentrale Steuereinheiten etwa mit angeschlossenem PC wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben) mit integrierter Leistungsversorgung, oder aber auch auf den gesamten Bus einschließlich aller angeschlossener Schnittstellen beziehen.The communication system has, for example, the interface of an operating device with LED module, signal bus connections and an associated power supply device. Strictly speaking, such a minimum configuration of a communication system is a communication device. The scope of protection here refers to the interface with integrated power supply. However, the communication system can also refer to individual interfaces of control devices (sensors / actuators or central control units, for example with a connected PC as described in the exemplary embodiments) with integrated power supply, or also to the entire bus, including all connected interfaces.
Ein Verfahren zum Versorgen eines Kommunikationssystems für Beleuchtungssysteme mit Leistung weist die folgenden Schritte auf:
- - Bereitstellen einer Eingangsspannung zwischen einem Spannungsanschluss und einem Masseanschluss eines Eingangs einer Leistungsversorgungsvorrichtung,
- - Bereitstellen einer Stromregelungsvorrichtung mit einem Eingangs- und einem Ausgangsknoten, wobei die Stromregelungsvorrichtung ausgelegt ist, einen von der ersten Leistungsversorgungsquelle am Eingangsknoten bereitgestellten und von ihr über den Ausgangsknoten an einen Spannungs- und einen Masseanschluss aufweisenden Ausgang der Vorrichtung ausgegebenen Strom auf einen vorbestimmten Maximalwert zu begrenzen,
- - Erfassen einer Ausgangsspannung, die zwischen dem Spannungsanschluss und dem Masseanschluss des Ausgangs anliegt,
- - Vergleichen der Ausgangsspannung mit einer vorgegebenen Referenzspannung,
- - Reduzieren der am Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung anliegenden Spannung in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis auf einen vorbestimmten Wert.
- Providing an input voltage between a voltage terminal and a ground terminal of an input of a power supply device,
- - Providing a current control device having an input node and an output node, wherein the current control device is configured to limit a current output from the first power supply source at the input node and output from the output node to a voltage and ground terminal of the device to a predetermined maximum value .
- Detecting an output voltage which is present between the voltage connection and the ground connection of the output,
- Comparing the output voltage with a predetermined reference voltage,
- - Reduce the voltage applied to the input node of the current control device voltage in dependence on the comparison result to a predetermined value.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. In the figures, like reference numerals designate like features and functions.
Figurenlistelist of figures
Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild eines mit Ausführungsbeispielen der Erfindung kompatiblen Beleuchtungssystems einschließlich eines Kommunikationssystems; -
2 ein Vergleichsbeispiel einer Vorrichtung zur Versorgung eines Kommunikationssystems mit Leistung; -
3 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leistungsversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines Kommunikationssystems mit Leistung; -
4 in einem detaillierteres Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel einer Leistungsversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines Kommunikationssystems mit Leistung; -
5 in schematischer Darstellung ein Beispiel eines Kommunikationssystems mit Schnittstellen an einem DALI-Bus, die von der Leistungsversorgungsvorrichtung gemäß4 oder 8 mit Leistung versorgt werden; -
6 ein Diagramm mit einem zeitlichen Verlauf verschiedener Spannungen, die in dem Ausführungsbeispiel der4 im Verlauf eines Datensignalpulses an unterschiedlichen Positionen der gezeigten Schaltung bestimmt wurden: Eingangsspannung Ue, reduzierte SpannungUred , SignalspannungUsig , AusgangsspannungUa ; -
7 entsprechend dem Szenario in7 ein Diagramm mit einem zeitlichen Verlauf hier des Stromesle , der durch die Stromregelungsvorrichtung geregelt wird; -
8 in einem detaillierteren Blockschaltbild ein zu4 alternatives drittes Ausführungsbeispiel einer Leistungsversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines Kommunikationssystems mit Leistung.
-
1 a schematic diagram of a block diagram of a compatible with embodiments of the invention lighting system including a communication system; -
2 a comparative example of a device for supplying a communication system with power; -
3 a schematic diagram of a block diagram of a first embodiment of a power supply device for supplying a communication system with power; -
4 in a more detailed block diagram, a second embodiment of a power supply device for supplying a communication system with power; -
5 a schematic representation of an example of a communication system with interfaces on a DALI bus, the of the power supply device according to4 or8th be supplied with power; -
6 a diagram with a time course of different voltages, which in the embodiment of the4 were determined in the course of a data signal pulse at different positions of the circuit shown: input voltage Ue, reduced voltageU red , Signal voltageU sig , Output voltageU a ; -
7 according to the scenario in7 a diagram with a time course here of the streaml e controlled by the flow control device; -
8th in a more detailed block diagram on4 alternative third embodiment of a power supply device for supplying a communication system with power.
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Bestandteile beziehungsweise gleich oder ähnlich wirkende Bestandteile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or similar components or the same or similar components are provided with the same reference numerals.
Eine Steuerung bzw. Überwachung der elektronischen Vorschaltgeräte
Neben der Leistungsversorgungsvorrichtung
Eine Steuer- oder Kontrollvorrichtung
Im Folgenden wird die Leistungsversorgungsvorrichtung
In den nachfolgen gezeigten Beispielen weist eine Leistungsversorgungsvorrichtung
Die Stromregelungsvorrichtung
Gleichzeitig ist der Emitter eines weiteren PNP-Bipolartransistors
Im Betrieb fällt im Normalfall (16 oder 17 V, kein Kurzschluss) an dem ohmschen Widerstand
Die eingangs genannte Druckschrift IT
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen nun vor, die Stromregelungsvorrichtung unangetastet zu lassen und stattdessen eine Rückkopplung auf den Eingangsknoten der Stromregelungsvorrichtung vorzunehmen, wobei weniger die Stromregelung selbst beeinflusst sondern die ihr zugeführte Spannung reduziert wird.Embodiments of the present invention now provide for leaving the current control device untouched and instead to provide feedback to the input node of the current control device, less affecting the current regulation itself but reducing the voltage applied to it.
Die Stromregelungsvorrichtung
Solange auf dem Signalbus
Der Schwellenschalter
Bei der im Regelfall hohen Ausgangsspannung
Die zweite Leistungsversorgungsquelle
Für die Stromregelungsvorrichtung
Die
In
In
Im Zeitpunkt des Kurzschließens (etwa ab 0,4 ms) wird ein kurzfristiger Überschwinger im Stromverlauf (
Sobald der NPN-Bipolartransistor
Ein alternatives Ausführungsbeispiel (drittes Ausführungsbeispiel) ist in
Weitere Abwandlungen oder Alternativen zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden vom Fachmann leicht erkennbar als der Erfindung zugehörig aufgefasst, soweit sie von dem durch die beigefügten Ansprüche definierten Schutzumfang erfasst sind. So sind anstelle der beschriebenen Bipolartransistoren auch solche entgegengesetzten Leitungstyps oder überhaupt andere Transistortypen wie beispielsweise MOSFETS etc. einsetzbar. Entsprechende Anpassungen der Schaltungen wird der Fachmann routinemäßig vornehmen.Further modifications or alternatives to the exemplary embodiments described above are considered by the person skilled in the art as belonging to the invention, insofar as they are covered by the scope of protection defined by the appended claims. Thus, instead of the bipolar transistors described, it is also possible to use those of the opposite conductivity type or even other types of transistors, such as, for example, MOSFETs. Corresponding adjustments of the circuits will be made routinely by the person skilled in the art.
Ferner wurde die Erfindung im wesentlichen in Zusammenhang mit dem DALI- Kommunikationssystem beschrieben. Gleichwohl ist die Erfindung auch auf andere Bussysteme übertragbar, die auf anderen Protokollen und insbesondere anderen Spannungssystemen beruhen, insbesondere soweit auf denselben Leitungen des Busses sowohl Signale als auch eine Leistungsversorgung erfolgen soll.Furthermore, the invention has been described essentially in connection with the DALI communication system. However, the invention is also applicable to other bus systems based on other protocols and in particular other voltage systems, in particular as far as on the same lines of the bus both signals and a power supply should be made.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Beleuchtungssystemlighting system
- 2020
- Steuervorrichtung (Server, PC)Control device (server, PC)
- 3030
- Kommunikationssystemcommunication system
- 4040
- Vorrichtung zur LeistungsversorgungDevice for power supply
- 4242
- Erste LeistungsversorgungsquelleFirst power source
- 4343
- Zweite LeistungsversorgungsquelleSecond power source
- 4444
- Spannungsanschluss (Eingang)Voltage connection (input)
- 4545
- Spannungsquellevoltage source
- 4646
- Masseanschluss (Eingang)Ground connection (input)
- 4848
- Spannungsanschluss (Ausgang)Voltage connection (output)
- 4949
- Masseanschluss (Ausgang)Ground connection (output)
- 5050
- Schnittstelle (Steuergerät: zentrale Steuereinheit)Interface (control unit: central control unit)
- 6060
- Mikrocontroller mit SpeicherMicrocontroller with memory
- 7070
- Signalbus, DALI-Kommunikationsbus, 2-adrige LeitungSignal bus, DALI communication bus, 2-core cable
- 8080
- Betriebsgerätcontrol gear
- 8181
- Schnittstelle (Betriebsgerät)Interface (operating device)
- 8282
- Mikrocontroller mit SpeicherMicrocontroller with memory
- 9090
- Sensor, AktorSensor, actuator
- 9191
- Schnittstelle (Steuergerät: Sensor, Aktor)Interface (control unit: sensor, actuator)
- 9292
- Mikrocontroller mit SpeicherMicrocontroller with memory
- 100100
- EVGEVG
- 110110
- Leuchtelamp
- 401401
- StromregelungsvorrichtungCurrent control device
- 402402
- Schwellenschalterthreshold switch
- 403403
- Erster elektronischer SchalterFirst electronic switch
- 404404
- Zweite LeistungsversorgungsquelleSecond power source
- C1C1
- Kondensatorcapacitor
- C4C4
- Kondensatorcapacitor
- D1D1
- Diodediode
- D2D2
- Diodediode
- D3D3
- Diodediode
- D4D4
- Diodediode
- D5D5
- Diodediode
- D6D6
- Schottky-DiodeSchottky diode
- MM
- NetzstromleitungAC power line
- Q1Q1
- NPN-TransistorNPN transistor
- Q2Q2
- PNP-Transistor (erster elektronischer Schalter)PNP transistor (first electronic switch)
- Q3Q3
- PNP-Transistor (dritter elektronischer Schalter in Darlington)PNP transistor (third electronic switch in Darlington)
- Q4Q4
- PNP-Transistor (dritter elektronischer Schalter in Darlington)PNP transistor (third electronic switch in Darlington)
- Q5Q5
- PNP-Transistor (zweiter elektronischer SchalterPNP transistor (second electronic switch
- Q9Q9
- PNP-TransistorPNP transistor
- R1R1
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R2R2
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R4R4
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R5R5
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R6R6
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R7R7
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R12R12
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R21R21
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R22R22
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- R23R23
- Ohmscher WiderstandOhmic resistance
- U3U3
- Komparatorcomparator
- Ua U a
- Ausgangsspannungoutput voltage
- Ucomp U comp
- am Komparator auf den elektronischen Schalter ausgegebene Spannungvoltage output to the electronic switch at the comparator
- Ue U e
- Eingangsspannunginput voltage
- Ured U red
- Reduzierte Spannung am Eingang des StromreglersReduced voltage at the input of the current controller
- Uref1 U ref1
- Spannungsreferenz im StromreglerVoltage reference in the current controller
- Uref2 U ref2
- Schwellenwert bzw. Referenzspannung am SchwellwertschalterThreshold value or reference voltage at the threshold value switch
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- TO 0020130788 A [0009, 0010, 0049]TO 0020130788 A [0009, 0010, 0049]
Claims (17)
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