DE112011100717B4 - Operating device for lamps and bus system and method for operating a control gear - Google Patents
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Abstract
Betriebsgerät (1) für Leuchtmittel, aufweisend eine Steuereinheit (2) zur Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels und eine Schnittstelle (4) mit einem externen Anschluß zum Empfangen von Signalen (AI, ZT) über einen Eingangsanschluss , aufweisend einen Niedervoltversorgung (30), über die die Steuereinheit (2) bei Betrieb des Leuchtmittels versorgt wird, wobei zusätzlich eine weitere Versorgungsschaltung (31) vorhanden ist, die bei abgeschaltetem Leuchtmittel den externen Anschluß zum Empfangen von Signalen (AI, ZT) überwacht und im Falle eines Empfangs von Signalen (AI, ZT) eine Anlaufenergie für die Steuereinheit (2) bereitstellt; dadurch gekennzeichnet, dass über einen abschaltbaren Anlaufwiderstand die Energie zur Versorgung der weiteren Versorgungsschaltung (31) übertragen wird.Operating device (1) for lighting means, comprising a control unit (2) for adjusting the brightness of the lighting means and an interface (4) with an external terminal for receiving signals (AI, ZT) via an input terminal, comprising a low-voltage supply (30) the control unit (2) is supplied during operation of the lamp, wherein in addition a further supply circuit (31) is present, which monitors the external terminal for receiving signals (AI, ZT) when the lamp is switched off and in the case of receiving signals (AI , ZT) provides a starting energy for the control unit (2); characterized in that via a turn-off starting resistor, the energy for supplying the further supply circuit (31) is transmitted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung für mindestens ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere LED, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14, ein Betriebsgerät für Leuchtmittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Bussystem zur Steuerung von Lichtanlagen gemäß dem Patentanspruch 12.The invention relates to a method for controlling at least one operating device for lighting means, in particular LED, according to the preamble of patent claim 14, an operating device for lighting means according to the preamble of patent claim 1 and a bus system for controlling lighting systems according to claim 12.
Technisches GebietTechnical area
Derartige Verfahren werden zur Ansteuerung von Betriebsgeräten für Leuchtmittel genutzt und werden in Beleuchtungssystemen verwendet, um Leuchtmittel mit Hilfe einer zentralen Steuereinheit ein- und auszuschalten und in der Helligkeit einzustellen. Üblicherweise werden dabei die Leuchtmittel von Betriebsgeräten angesteuert. Die Betriebsgeräte werden in Gruppen zusammengefasst und können von einer oder auch mehreren zentralen Steuereinheiten gesteuert werden. Mit dem Begriff Leuchtmittel werden sowohl Gasentladungslampen als auch Halogenlampen oder Leuchtdioden (LED) bezeichnet. Ein derartiges Leuchtmittel kann einzeln oder gemeinsam mit weiteren Leuchtmitteln in einer Leuchte angeordnet sein, die auch das Betriebsgerät enthalten kann.Such methods are used to control operating devices for lighting and are used in lighting systems to turn on and off bulbs by means of a central control unit and adjust the brightness. Usually, the bulbs are driven by operating devices. The operating devices are grouped together and can be controlled by one or several central control units. The term bulbs refers to both gas discharge lamps and halogen lamps or light emitting diodes (LED). Such a light source can be arranged individually or together with other light sources in a luminaire, which may also contain the operating device.
Stand der TechnikState of the art
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Bei modernen Beleuchtungssystemen werden oftmals durch die zentrale Steuereinheit digitale Steuerbefehle an die Betriebsgeräte übersendet. In modern lighting systems digital control commands are often sent to the operating devices by the central control unit.
Durch diese externen Steuerbefehle lassen sich insbesondere Helligkeitswerte vorgeben, um verschiedene Beleuchtungszustände zu erreichen. Die Betriebsgeräte können mit einer Adresse versehen sein, um eine einzelne oder auch gruppenweite Ansteuerung durch die zentrale Steuereinheit zu ermöglichen.In particular, brightness values can be predetermined by these external control commands in order to achieve different illumination states. The operating devices may be provided with an address in order to enable a single or group-wide control by the central control unit.
Ein weit verbreitetes Steuerungsverfahren ist die Ansteuerung von Beleuchtungssystemen gemäß DALI (Digital Adressable Lighting Interface) Standard. Dieser Standard definiert eine Schnittstelle und ein Übertragungsformat zur digitalen Ansteuerung von Betriebsgeräten, wobei für die einzelnen Betriebsgeräte Adressen vergeben werden können. Die Betriebsgeräte können über die externen Steuerbefehle ein- und ausgeschaltet oder in der Helligkeit gesteuert werden, zudem kann eine spezielle Betriebsbedingung wie ein Notbeleuchtungszustand initiiert werden und Fehlermeldungen abgefragt werden.A widely used control method is the control of lighting systems according to the DALI (Digital Addressable Lighting Interface) standard. This standard defines an interface and a transmission format for the digital control of operating devices, whereby addresses can be assigned for the individual operating devices. The operating devices can be switched on and off via the external control commands or controlled in the brightness, in addition, a special operating condition such as an emergency lighting state can be initiated and error messages are queried.
Der DALI Standard ist 16 Bit Manchester-Code, der eine maximale Dimmgeschwindigkeit bei einer Helligkeitsänderung von 1% bis 100% in knapp 0,7 Sekunden ermöglicht. Der Hochpegel liegt im Bereich von ungefähr 16V, der niedrige Pegel bei einer Spannung von ungefähr 0 Volt.The DALI standard is 16 bit Manchester code, which allows a maximum dimming speed with a brightness change from 1% to 100% in just 0.7 seconds. The high level is in the region of about 16V, the low level at a voltage of about 0 volts.
Die Steuerung gemäß dem DALI Standard schränkt der Anzahl von möglichen Adressen innerhalb eines Beleuchtungssystems auf einen definierten Wert ein (65 Adressen für einen Bereich). Diese Anzahl ist insbesondere für Beleuchtungssysteme mit Leuchtmitteln verschiedener Farbe oftmals nicht ausreichend.Control according to the DALI standard limits the number of possible addresses within a lighting system to a defined value (65 addresses for one area). This number is often not sufficient in particular for lighting systems with light sources of different colors.
Deshalb wird bei heutigen Beleuchtungssystemen mit einem höheren Bedarf an Adressen eine Unterteilung des Beleuchtungssystems auf mehrere Untersysteme vorgenommen, diese Aufteilung erfordert jedoch eine erhöhte Anzahl an Steuergeräten und erhöht somit sowohl den Aufwand bei der Installation eines solchen Beleuchtungssystems als auch die Komplexität der Steuergeräte, die in diesem Fall ein mehrstufiges Beleuchtungssystem steuern und überwachen müssen.Therefore, in today's lighting systems with a higher need for addresses, a subdivision of the lighting system is made to multiple subsystems, but this division requires an increased number of control devices and thus increases both the expense of installing such a lighting system and the complexity of the control devices that are used in In this case, control and monitor a multi-stage lighting system.
Durch den Einsatz neuer Leuchtmittel wie Leuchtdioden ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten von Beleuchtungssystemen, insbesondere ein Mischen von Farben und eine Änderung der Farbe des Beleuchtungssystems kann ermöglicht werden. Durch die Anwendung von verschiedenfarbigen Leuchtmitteln können anhand eines solchen Steuerungsverfahrens farbliche Veränderungen realisiert werden. Bei einer solchen farblichen Beleuchtung kann das Licht der verschiedenfarbigen Leuchtmittel mit Hilfe einer entsprechenden Optik gekoppelt und gemischt werden. Die Mischung des verschiedenfarbigen Lichtes kann insbesondere in einer Leuchte oder durch die Kombination von mehreren Leuchten erfolgen. Derartige farbliche Veränderungen können eine Anpassung der Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung erfordern.Through the use of new light sources such as light emitting diodes there are many possible applications of lighting systems, in particular a mixing of colors and a change in the color of the lighting system can be made possible. Through the use of different colored bulbs can be realized by means of such control method color changes. In such a colored lighting, the light of the different colored bulbs can be coupled and mixed with the help of a corresponding optics. The mixture of different colored light can be done in particular in a lamp or by the combination of several lights. Such color changes may require adjusting the rate of brightness change.
Es gibt auf dem Markt aber auch andere Steuersysteme wie beispielsweise die 1-10V Schnittstelle. Die 1-10V Schnittstelle ist zwar in ihren Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt, in bestehenden Beleuchtungsanlagen wird diese aber nach wie vor verwendet und es besteht deshalb nach wie vor der Bedarf an Betriebsgeräten, welche über eine solche Schnittstelle ansteuerbar sind.There are other control systems on the market, such as the 1-10V interface. Although the 1-10V interface is limited in its applications, in existing lighting systems but this is still used and there is therefore still the need for operating devices, which are controlled via such an interface.
Heutige Beleuchtungssysteme erfordern die Nutzung eines weit verbreiteten Standards als Verfahren zur Ansteuerung des Beleuchtungssystems und der darin enthaltenen Betriebsgeräte. Eine Änderung oder Anpassung eines solchen standardisierten Verfahrens bedeutet einen großen Aufwand bei der Umsetzung durch die Anwender. Es müssen sowohl die Hersteller der entsprechenden Betriebsgeräten und die Hersteller der Steuereinheiten ihre entsprechenden Produkte an den vereinbarten Standard anpassen als auch die Abnehmer, insbesondere die Leuchtenhersteller und die Fachleute, die solche Beleuchtungssysteme installieren und in Betrieb nehmen, auf den entsprechenden Standard eingeschult sein und die entsprechenden Anforderungen einhalten.Today's lighting systems require the use of a widely used standard as Method for controlling the lighting system and the operating devices contained therein. A change or adaptation of such a standardized method means a great effort in the implementation by the user. Both the manufacturers of the relevant control gear and the manufacturers of the control units must adapt their corresponding products to the agreed standard and the customers, in particular the lighting manufacturers and the professionals installing and commissioning such lighting systems, must be trained in the appropriate standard and comply with the relevant requirements.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Ansteuerung von Betriebsgeräten durch eine Steuereinheit ohne die oben genannten Nachteile bzw. unter einer deutlichen Reduzierung dieser Nachteile ermöglicht.It is the object of the invention to provide a method which allows the control of operating devices by a control unit without the above-mentioned disadvantages or under a significant reduction of these disadvantages.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 14 und für eine gattungsgemäße Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved according to the invention for a method by the characterizing features of claim 14 and for a generic device according to the invention by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsgerät für Leuchtmittel , aufweisend eine Steuereinheit zur Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels und eine Schnittstelle mit einem externen Anschluß zum Empfangen von Signalen über einen Eingangsanschluss, aufweisend einen Niedervoltversorgung, über die die Steuereinheit bei Betrieb des Leuchtmittels versorgt wird, wobei zusätzlich eine weitere Versorgungsschaltung vorhanden ist, die bei abgeschaltetem Leuchtmittel den externen Anschluß zum Empfangen von Signalen überwacht und im Falle eines Empfangs von Signalen eine Anlaufenergie für die Steuereinheit bereitstellt, und wobei über einen abschaltbaren Anlaufwiderstand die Energie zur Versorgung der weiteren Versorgungsschaltung übertragen wird.The invention relates to an operating device for lighting means, comprising a control unit for adjusting the brightness of the lighting means and an interface with an external terminal for receiving signals via an input terminal, comprising a low-voltage supply, via which the control unit is supplied during operation of the lighting means, wherein In addition, a further supply circuit is present, which monitors the external terminal for receiving signals when the lamp is switched off and provides a start-up energy for the control unit in the case of receiving signals, and wherein the energy is transmitted to the supply of the further supply circuit via a turn-off starting resistor.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Betrieben eines Betriebsgerätes für Leuchtmittel mit einer Steuereinheit und einer Schnittstelle mit externen Anschlüssen zum Empfangen von Signalen über einen Eingangsanschluss, wobei während des Betriebs des Leuchtmittels die Steuereinheit über eine Niedervoltversorgung versorgt wird, und wobei bei abgeschaltetem Leuchtmittel eine weitere Versorgungsschaltung den externen Anschluß zum Empfangen von Signalen überwacht und im Falle eines Empfangs von Signalen eine Anlaufenergie für die Steuereinheit bereitstellt, und wobei über einen abschaltbaren Anlaufwiderstand die Energie zur Versorgung der weiteren Versorgungsschaltung übertragen wird.The invention also relates to a method for operating an operating device for lighting means with a control unit and an interface with external terminals for receiving signals via an input terminal, wherein during operation of the lighting means, the control unit is powered by a low-voltage supply, and wherein when the lamp is switched off a further supply circuit monitors the external terminal for receiving signals and provides a start-up energy for the control unit in the case of receiving signals, and wherein via a turn-off starting resistor, the energy is transmitted to the supply of the further supply circuit.
Ein Steuerbefehl ist gemäß der Erfindung nicht nur ein Einschaltbefehl, Ausschaltbefehl oder neuer Helligkeitswert, der an ein Betriebsgerät übertragen werden kann, sondern kann auch erweiterte Informationen enthalten. Insbesondere kann eine Farbinformation bzw. ein Farbbefehl, eine Adresse, eine Zustandsinformation oder ein Fehlersignal als Steuerbefehl übertragen werden.A control command according to the invention is not only a turn-on command, turn-off command or new brightness value that can be transmitted to an operating device, but may also include extended information. In particular, a color information or a color command, an address, a state information or an error signal can be transmitted as a control command.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Beleuchtungssystem mit einem Steuergerät sowie mindestens einem Betriebsgerät zum Betreiben von Leuchtmitteln, wobei zumindest ein Betriebsgerät eine erfindungsgemäße Schnittstelle aufweist.The invention also relates to a lighting system with a control device and at least one operating device for operating light sources, wherein at least one operating device has an interface according to the invention.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Empfangen von Steuerbefehlen durch ein Betriebsgerät von Leuchtmitteln. Das Betriebsgerät weist eine Treiberschaltung zum Betreiben des Leuchtmittels auf. Zum Empfang und zur Auswertung der Steuerbefehle weist das Betriebsgerät eine Schnittstelle auf. Gemäß der empfangenen Steuerbefehle kann das Betriebsgerät über die Treiberschaltung den Betrieb und die Helligkeit des Leuchtmittels steuern.The invention also relates to a device for receiving control commands by an operating device of lighting devices. The operating device has a driver circuit for operating the luminous means. For receiving and evaluating the control commands, the operating device has an interface. In accordance with the received control commands, the operating device can control the operation and the brightness of the lighting device via the driver circuit.
Die Erfindung betrifft auch ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, welches sowohl zeitdiskrete Signale als auch Analogsignale empfangen kann. Bei den zeitdiskreten Signale kann es sich beispielsweise um Tastersignale und /oder digitale Signale handeln.The invention also relates to a control device for lighting means, which can receive both time-discrete signals and analog signals. The time-discrete signals may be, for example, probe signals and / or digital signals.
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 schematisch die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes für eine LED als Leuchtmittel -
2 schematisch die Ausgestaltung einer Beleuchtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Betriebsgerät für eine Gasentladungslampe als Leuchtmittel Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines Betriebsgerätes für eine LED erläutert. Die vorliegende Erfindung kann allerdings bei sämtlichen Arten von Betriebsgeräten für Leuchtmittel eingesetzt werden.
-
1 schematically the embodiment of an operating device according to the invention for an LED as a light source -
2 schematically the embodiment of a lighting system with an operating device according to the invention for a gas discharge lamp as a light source The invention will be explained with reference to an embodiment of an operating device for an LED. However, the present invention can be applied to all types of lighting apparatus.
Dabei ist die Anwendung von ganz verschiedenen Leuchtmitteln möglich, es können insbesondere Gasentladungslampen, Halogenlampen oder auch anorganische oder organische Leuchtdioden eingesetzt werden. Die in den
Bei dem in
Der Konverter
Diese Aufgabe kann vor allem eine möglichst sinusförmige Stromaufnahme mit möglichst wenigen hochfrequenten Störungen betreffen. Der Konverter
In einer besonderen Ausführungsform kann der Konverter
Das Betriebsgerät
Weiterhin weist es eine Niedervoltversorgung
Die Steuereinheit
Die Niedervoltversorgung
Die weitere Versorgungsschaltung
Auf diese Weise kann bei abgeschaltetem Leuchtmittel die Energieaufnahme des Betriebsgerätes minimiert werden.In this way, the power consumption of the operating device can be minimized when the lamp is switched off.
Die weitere Versorgungsschaltung
Die Schnittstelle
Die Energie zur Versorgung der weiteren Versorgungsschaltung
Es kann also auch die weitere Versorgungsschaltung
Die weitere Versorgungsschaltung
Die Steuereinheit
Das Betriebsgerät
Somit kann ein Bussystem zur Steuerung von Lichtanlagen aufweisend ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät
Bei einem solchen Bussystem zur Steuerung von Lichtanlagen kann ein Betriebsgerät
Somit wird auch ein Verfahren zum Betrieben eines Betriebsgerätes
Bei einem solchen Verfahren können die empfangenen Signale dem DALI Standard entsprechen.In such a method, the received signals may conform to the DALI standard.
Die empfangenen Signale können zeitdiskrete Signale (ZT) und / oder analoge Signale (AI) sein. Es können digitale Steuerbefehle als zeitdiskrete Signale (ZT) übertragen werden. Es können Tastersignale als zeitdiskrete Signale (ZT) übertragen werden.The received signals can be time-discrete signals (ZT) and / or analog signals (AI). Digital control commands can be transmitted as discrete-time signals (ZT). It is possible to transmit probe signals as discrete-time signals (ZT).
Die Steuerschaltung
Über die Steuerleitung
Gemäß der übermittelten Steuerbefehle kann die Steuerschaltung
Die verschiedenen Steuergeräte
Die Steuerschaltung
Die Steuerleitung
Über die Steuerleitung
Durch die Fähigkeit zur Datenübertragung gemäß DALI Standard sowohl des Betriebsgerätes
Es kann über die Steuerleitung
Beispielweise können digitale Steuerbefehle gemäß einem anderen digitalen Protokoll wie beispielsweise DSI übertragen werden, es können aber auch andere zeitdiskrete Signale wie beispielsweise Tastersignale übertragen werden. In einer einfachen Ausführungsform kann ein Taster über die Steuerleitung
Die Steuerleitung
Im Falle dieses Ausführungsbeispiels liest die Steuerschaltung
Dabei kann die Steuerschaltung
Das in
An dieser Steuerleitung
Das Betriebsgerät
Die vom Gleichrichter
Der Lastkreis
Die Steuerschaltung
Die Schnittstelle kann einen Transformator aufweisen und über diesen in einem Empfangsmodus Signale und auch Energie zur Versorgung der Schnittstelle übertragen (wie bereits erwähnt kann die Energie auch zur Speisung der weiteren Versorgungsschaltung
Es können auch externe Steuergeräte
Ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, wie in den
Die digitale Steuereinheit kann ein ASIC sein.The digital control unit may be an ASIC.
Das Betriebsgerät kann wie in
Somit kann auch ein Bussystem zur Steuerung von Lichtanlagen aufweisend eine erfindungsgemäße Schnittstelle aufgebaut werden.Thus, a bus system for controlling lighting systems comprising an interface according to the invention can be constructed.
Das zeitdiskrete Signal (ZT) kann anhand der zeitlichen Abfolge des Über- bzw. Unterschreitens einer gewissen Spannung an dem Einganganschluss ausgewertet werden.The discrete-time signal (ZT) can be evaluated on the basis of the time sequence of the overshoot or undershoot of a certain voltage at the input terminal.
Die zwei verschiedenen digitalen Übertragungsformate (als zeitdiskrete Signale) können sich auch durch ihre Übertragung dahingehend unterscheiden, dass das erste Übertragungsformat eine sogenannte ,Active Low' Übertragung nutzt, d.h. es liegt dauerhaft ein Pegel von beispielweise 12V an, solange keine Daten übertragen werden. Im Fall einer Datenübertragung wird der Pegel zum Übertragen eines Bit auf einen Pegel unter beispielsweise 2V gezogen wird.The two different digital transmission formats (as discrete-time signals) may also differ in their transmission in that the first transmission format uses a so-called 'active low' transmission, i. it is permanently a level of, for example, 12V, as long as no data is transmitted. In the case of data transmission, the level for transmitting a bit is pulled to a level below 2V, for example.
Das zweite Übertragungsformat kann dagegen ein Signal mit einer sogenannten ,Active High' Übertragung nutzen. In diesem Fall würde dauerhaft ein Pegel von beispielsweise 0V anliegen, solange keine Daten übertragen werden. Im Fall einer Datenübertragung wird der Pegel zum Übertragen eines Bit auf beispielsweise 12V erhöht.The second transmission format, however, can use a signal with a so-called 'Active High' transmission. In this case, a level of, for example, 0 V would be permanently present as long as no data is being transmitted. In the case of data transmission, the level for transmitting a bit is increased to, for example, 12V.
Auf diese Weise ist die Wahl zwischen einer Datenübertragung, bei der durch die ,Active Low' Übertragung eine dauerhafte Spannung auf der Steuerleitung
Für beide Arten der Datenübertragung kann die Energie die Energie zur Versorgung der weiteren Versorgungsschaltung
Bei der Datenübertragung durch die ,Active Low' Übertragung kann die Energie zur Versorgung der weiteren Versorgungsschaltung
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