DE19748007A1 - Schnittstelle für ein Lampenbetriebsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnittstellenvorrichtung für ein Lampenbetriebsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen bzw. einen elektronischen Transformator für Halogenglühlampen mit einer entsprechenden Schnittstellenvorrichtung.

Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau eines bekannten elektronischen Vorschaltgerätes zum Betreiben einer Gasentladungslampe 10, wobei dem elektronischen Vorschaltgerät über einen Schnittstelle 1 Steuersignale a zum Dimmen des elektronischen Vorschaltgerätes bzw. der daran angeschlossenen Gasentladungslampe 10 zugeführt werden. Des weiteren umfaßt das in Fig. 3 gezeigte elektronische Vorschaltgerät einen Gleichrichter 4 und einen Wechselrichter 5, in dessen Lastkreis die Gasentladungslampe 10 angeordnet ist. Der Gleichrichter 4 wandelt die von einer Versorgungsspannungsquelle, z. B. einer Netzspannungsquelle, gelieferte Wechselspannung in eine gleichgerichtete Zwischenkreisspannung um, die dem Wechselrichter 5 zugeführt wird. Der Wechselrichter 5 umfaßt in der Regel zwei (nicht gezeigte) in Serie geschaltete steuerbare Schalter, z. B. MOS-Feldeffekttransistoren, die von der gleichgerichteten Zwischenkreisspannung abwechselnd angesteuert werden, so daß stets einer der Schalter eingeschaltet ist, wenn der andere Schalter ausgeschaltet ist. Ein Ausgangsanschluß des Wechselrichters 5 ist einerseits mit dem Verbindungspunkt zwischen diesen beiden alternierend angesteuerten Schaltern und andererseits mit einem aus einer Spule 6 und einem Kondensator 7 bestehenden Serienresonanzkreis verbunden, wobei der Kondensator 7 des Serienresonanzkreises über einen Koppelkondensator 8 parallel zu der Gasentladungslampe 10 geschaltet ist.

Durch das alternierende Ansteuern der Schalter des Wechselrichters 5 wird ausgangsseitig des Wechselrichters 5 eine getaktete, d. h. "zerhackte" hochfrequente Wechselspannung erzeugt, die als Betriebsspannung für die Gasentladungslampe 10 dient. Zum Zünden der Gasentladungslampe 10 wird die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters 2 in die Nähe der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises mit der Spule 6 und dem Kondensator 7 verschoben, so daß an dem Kondensator 7 eine Spannungsüberhöhung auftritt, die schließlich zum Zünden der Gasentladungslampe 10 führt. Um die Lebensdauer der Gasentladungslampe 10 zu verlängern, ist es wünschenswert, die beiden Lampenwendeln der Gasentladungslampe 10 vor dem Zünden vorzuheizen. Zu diesem Zweck kann ein Heiztransformator mit einer Primärwicklung 9A und Sekundärwicklungen 9B und 9C vorgesehen sein, wobei die Primärwicklung 9A mit dem Serienresonanzkreis verbunden ist, während die Sekundärwicklungen 9B und 9C jeweils zu einer der Lampenwendeln parallel geschaltet sind. Durch den Anschluß der Sekundärwicklungen 9B und 9C an die Lampenwendeln der Gasentladungslampe 10 ist es möglich, auch im gezündeten Betrieb der Gasentladungslampe 10 die Lampenwendeln mit Energie zu versorgen.

Gemäß der derzeitigen Norm ist die Schnittstelle 1 des in Fig. 3 gezeigten Lampenbetriebsgeräts als eine analoge 1-10 V Schnittstelle ausgebildet. Die von der Schnittstelle 1 empfangenen externen Steuersignale werden über einen entsprechend ausgebildeten Eingangstransformator der Schnittstelle 1 direkt einer Steuereinheit 2 des elektronischen Vorschaltgerätes zugeführt, wobei die Steuereinheit 2 z. B. einen Brückentreiber 3 des Wechselrichters 5 ansteuert. Liegt ein Steuersignal mit einer Steuerspannung < 1 V an der Schnittstelle an, stellt die Schnittstelle selbständig einen beispielsweise 1 V entsprechenden Mindestdimmer ein, so daß grundsätzlich Steuerspannungen < 1 V keinen direkten Einfluß auf den Dimmvorgang haben, da sie als 1 V-Steuerspannung angesehen werden.

Mit Hilfe der in Fig. 3 gezeigten Schnittstelle 1 können jedoch ausschließlich Dimm- Steuersignale empfangen und übertragen werden. Abhängig von dem empfangenen Dimm- Steuersignalen steuert die Steuereinheit 2 beispielsweise den Brückentreiber 3 derart an, daß dieser die Frequenz bzw. das Tastverhältnis der von dem Wechselrichter 5 gelieferten Wechselspannung verändert, indem die Ein- und Ausschaltzeiten der beiden zu einer Voll- oder Halbbrücke verschalteten Wechselrichterschalter des Wechselrichters 5 entsprechend variiert werden.

Die in Fig. 3 gezeigte bekannte Schnittstelle 1 ist jedoch nicht in der Lage, Ein- und/oder Ausschaltbefehle zu empfangen und entsprechend an das elektronische Vorschaltgerät weiterzuleiten, d. h. das elektronische Vorschaltgerät kann nicht über die Schnittstelle 1 ein- und/oder ausgeschaltet werden. Vielmehr ist es bei der herkömmlichen Schnittstelle 1 erforderlich, das Lampenbetriebsgerät über die Netzleitung ein- und auszuschalten. Hierzu ist jedoch die Verwendung zusätzlicher Relais erforderlich, da insbesondere beim Einschalten über die Netzleitung die hohen Anlaufströme berücksichtigt werden müssen. Dies hat einen deutlich höheren Verdrahtungs- und Installationsaufwand zur Folge, wobei zudem die einzelnen Relais entsprechend dimensioniert werden müssen, um ein zuverlässiges Ein- und Ausschalten zu gewährleisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstellenvorrichtung für ein Lampenbetriebsgerät zu schaffen, welche ein einfacheres Ein- und/oder Ausschalten des elektronischen Vorschaltgerätes ohne den zuvor erwähnten zusätzlichen Schaltungsaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Schnittstellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schnittstelle, die ihrerseits eine verbesserte Funktion der erfindungsgemäßen Schnittstelle ermöglichen und zudem sicherstellen, das abhängig von einem an der Schnittstelle anliegenden externen Steuersignal das von der Schnittstelle angesteuerte Lampenbetriebsgerät zuverlässig ein- ausgeschaltet sowie gedimmt werden kann.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Schnittstelle gemäß Anspruch 22 in einem elektronischen Vorschaltgerät für Gasentladungslampen oder gemäß Anspruch 23 in einem elektronischen Transformator für Halogenglühlampen eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung ist derart ausgestaltet, daß sie ein empfangenes Steuersignal auswertet und abhängig von dem empfangenen Steuersignal, insbesondere abhängig von dessen Amplitude, dem Betrieb eines mit der Schnittstellenvorrichtung verbundenen Lampenbetriebsgerät steuert. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt somit keine einfache Übertragung oder Weiterleitung der empfangenen Steuersignale an die Elektronik des Lampenbetriebsgeräts, sondern die Schnittstelle bewertet das anliegende Steuersignal.

Die Schnittstelle wandelt vorteilhafterweise abhängig von dem empfangenen Steuersignal entweder das Steuersignal in entsprechende Dimminformationen für das Lampenbetriebsgerät um oder verursacht das Ein- bzw. Abschalten des Lampenbetriebsgerät.

Wie bereits zuvor angedeutet worden ist, wird insbesondere von der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung die Amplitude des empfangenen Steuersignales ausgewertet, wobei die Schnittstellenvorrichtung das Abschalten des angeschlossenen Lampenbetriebsgerät herbeiführt, falls die Amplitude des empfangenen Steuersignals betragsmäßig unter einen vorgegebenen Amplitudengrenzwert liegt. Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung als eine 0-10 V Schnittstelle ausgestaltet, wobei die Schnittstelle bei einem Steuersignal mit einer Amplitude kleiner als 1 V beispielsweise den Wechselrichter des daran angeschlossenen Lampenbetriebsgeräts abschaltet. Im Gegensatz dazu wird bei der in Fig. 3 gezeigten bekannten Schnittstelle mit Hilfe einer internen Steuereinheit bei anliegenden Steuersignalen mit einer Amplitude kleiner als 1 V stets ein Mindestdimmwert für das Lampenbetriebsgerät bzw. die daran angeschlossene Gasentladungslampe eingestellt.

Um Spannungsschwankungen und Umgebungseinflüsse auszugleichen, ist es jedoch vorteilhaft, zwar das Lampenbetriebsgerät bei einer anliegenden Spannung größer als 1 V einzuschalten, jedoch das Betriebsgerät erst dann abzuschalten, falls die Amplitude des anliegenden Steuersignales kleiner als beispielsweise 0,4-0,5 V ist.

Die erfindungsgemäße Schnittstelle ist vorteilhafterweise derart ausgestaltet und verschaltet, daß sie während des Startens des daran angeschlossenen Lampenbetriebsgerätes oder während eines Stand-by-Modus mit Energie aus der an der Schnittstelle anliegenden Steuerspannung des externen Steuersignals versorgt wird, wobei der Schnittstelle beispielsweise ein Strom von maximal 2 mA zugeführt wird. Auf diese Weise können die Stand-by-Verluste sehr niedrig gehalten werden, da die Schnittstelle bzw. ihre elektronischen Bauteile erst bei Übergang vom Stand-by-Modus in den Betriebsmodus mit Strom aus entsprechend vorgesehenen internen Stromversorgungsmitteln versorgt wird.

Die Auswertung der Steuerspannung des anliegenden externen Steuersignals erfolgt vorteilhafterweise mit Hilfe eines Microcontrollers, der abhängig von dem anliegenden externen Steuersignal entsprechende Dimmsollinformationen erzeugt, wobei der Microcontroller beispielsweise die analogen Steuersignale bevorzugt in pulsweitenmodulierte Signale oder in digitale Steuerworte, welche den Dimmsollinformationen entsprechen, umwandelt.

Des weiteren kann durch die Verwendung eines Microcontrollers die Dimmkurve der menschlichen Augenempfindlichkeit angepaßt werden. Das menschliche Auge ist nicht linear empfindlich. Diese Nichtlinearität ist näherungsweise logarithmisch. Somit würde der Einsatz einer linearen Dimmkurve für eine erwünschte Helligkeit kein entsprechendes lineares Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges hervorrufen. So wird beispielsweise ausgehend von einer vorgegebenen Helligkeit eine Verdoppelung des menschlichen Helligkeitseindrucks durch eine Vervierfachung der elektrischen Lichtleistung erreicht. Demgemäß kann der Microcontroller derart ausgestaltet sein, daß er das externe Steuersignal bzw. die darin enthaltenen Dimmstellwerte gemäß einer logarithmischen Dimmkurve in die pulsweitenmodulierten Dimmsollinformationen umwandelt, die schließlich ausgangsseitig von der Schnittstelle ausgegeben und in einem an die Schnittstelle angeschlossenen Lampenbetriebsgerät zum Dimmen der wiederum daran angeschlossenen Lampe verwendet werden.

Des weiteren erhöht die Verwendung eines Microcontrollers die Betriebssicherheit der Schnittstelle, da Störungen oder Temperaturdrifts in diesem Fall unkritisch sind.

Das pulsweitenmodulierte Signal des Microcontrollers kann vorteilhafterweise sowohl analog als auch digital weiterverarbeitet werden. Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäße Schnittstelle sowohl an Lampenbetriebsgeräte mit fremdgeführten oder zwangsgesteuerten Wechselrichterschaltern (die beispielsweise mit Hilfe eines ASIC als Steuereinheit angesteuert werden) als auch an Lampenbetriebsgeräte mit selbstgeführten oder freischwingenden Wechselrichterschaltern (die durch Steuertransformatoren angesteuert werden) angeschlossen werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schnittstelle,

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnittstelle, und

Fig. 3 zeigt beispielhaft den schematischen Aufbau eines elektronischen Vorschaltgerätes mit einer Schnittstelle zum Empfangen von externen Steuersignalen, wobei die erfindungsgemäße Schnittstelle in analoger Weise mit dem elektronischen Vorschaltgerät verschaltet sein kann.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnittstelle. Die in Fig. 1 gezeigte Schnittstelle 1 besteht im wesentlichen aus einer Eingangsschaltung 20, einer Steuerschaltung 30, einer Ausgangsschaltung 40 und einer Stromversorgungsschaltung 50. Die Eingangsschaltung 20 ist über einen steuerbaren Schalter 60 direkt mit der Ausgangsschaltung 40 verbunden.

Die Eingangsschaltung 20 umfaßt Anschlüsse A, B, die externe Steuersignale a empfangen. Bei diesen externen Steuersignalen a kann es sich insbesondere um analoge Dimmsignale handeln. Eine Diode 21 dient als eingangsseitiger Schutz der nachfolgenden Schaltungsbestandteile gegenüber Spannung und Falschpolung. Des weiteren umfaßt die Eingangsschaltung 20 zwei Widerstände 22 und 23 sowie einen Kondensator 24, so daß diese Bauelemente als Spannungsteiler und Tiefpaß für den A/D-Wandler eines in der Steuerschaltung 30 vorhandenen Microcontrollers 31 dienen. Auf diese Weise wird ein niederohmiger Eingangswiderstand für den Microcontroller sowie ein Tiefpaßverhalten erreicht, wodurch die Störunterdrückung verbessert wird.

Die Steuerschaltung 30 umfaßt - wie bereits erwähnt worden ist - als wesentliches Bauteil den Microcontroller 31. Dioden 32 und 33 sowie ein Kondensator 34 dienen zur Erzeugung einer stabilen Versorgungsspannung für den Microcontroller 31. Zum Betreiben des Microcontrollers 31 sind Widerstände 35, 37 und 38 sowie ein Kondensator 36 wie in Fig. 1 gezeigt mit dem Microcontroller 31 verschaltet.

Die Ausgangsschaltung umfaßt einen Optokoppler 41 sowie Ausgangsanschlüsse C, D, wobei das Ausgangssignal des Optokopplers 41 den Ausgangsanschlüssen C D über einen Widerstand 42 zugeführt wird. An die Anschlüsse C, D der Ausgangsschaltung 40 wird die eigentliche Elektronik eines Lampenbetriebsgerätes, insbesondere eines elektronischen Vorschaltgerätes, angeschlossen, so daß - wie in Fig. 3 gezeigt ist - die Ausgangsschaltung 40 beispielsweise mit einer Steuereinheit 2 des elektronischen Vorschaltgerätes zur Ansteuerung des Wechselrichters 5 des elektronischen Vorschaltgerätes verbunden wird.

Die Stromversorgungsschaltung 50 dient als Energiequelle für die gesamte Schnittstelle 1 sowie insbesondere für den Microcontroller 31. Die Stromversorgungsschaltung 50 besitzt Eingangsanschlüsse E, F an denen eine Eingangsspannung angelegt wird. Bei der Eingangsspannung kann es sich insbesondere um eine interne Versorgungsspannung der an die Ausgangsschaltung 40 angeschlossenen Elektronik eines elektronischen Vorschaltgerätes, wie z. B. eine Wechselrichterspannung oder um die (Wechsel-)Spannung zur Ansteuerung der Halbbrücke des Wechselrichters, handeln. Diese Eingangsspannung wird über einen Kondensator 51 einem Isolationsübertrager 52 mit einer Primärwicklung 52A und zwei Sekundärwicklungen 52B, 52C zugeführt. An den Ausgangsanschlüssen der Sekundärwicklungen 52B, 52C tritt die eigentliche Versorgungsspannung -V_B bzw. +V_B auf, die über Dioden 56 bzw. 53 an Ausgangsanschlüssen G, H der Stromversorgungsschaltung 50 bereitgestellt wird. Die Kondensatoren 57 und 58 dienen als Puffer für die Spannungsversorgung. Die Widerstände 54, 55 und 59 stellen, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, zusammenwirkend mit dem Widerstand 42 der Ausgangsschaltung 40 sicher, daß die Spannung -V_B verzögert zu der Spannung +V_B aufgebaut wird, um somit ein korrektes Timing der Hochlaufphase der Spannungsversorgung zu gewährleisten.

Die Versorgungsspannung +V_B ist an einen Eingangsanschluß 1 der Steuerschaltung 30 angelegt und dient als eigentliche Versorgungsspannung für den Microcontroller 31. Die Versorgungsspannung -V_B ist hingegen an den in Fig. 1 gezeigten steuerbaren Schalter 60 angelegt, wobei gemäß diesem Ausführungsbeispiel der steuerbare Schalter 60 als n-Kanal- Sperrschichtfeldeffekttransistor ausgebildet ist.

Die Funktion der in Fig. 1 gezeigten Schnittstelle ist wie folgt, wobei zunächst davon ausgegangen wird, daß die Schnittstelle 1, d. h. der Microcontroller 31, zunächst noch nicht aktiviert und das an die Ausgangsanschlüsse C, D der Ausgangsschaltung 40 angeschlossene Lampenbetriebsgerät noch nicht eingeschaltet ist.

Wird an die Eingangsanschlüsse A, B eine (Steuer-)Spannung, d. h. ein Steuersignal a, angelegt, fließt über den Sperrschichtfeldeffektransistor 60 ein Strom in den Optokoppler 41, da im Ausgangszustand von der Stromversorgungsschaltung 50 noch keine Versorgungsspannung -V_B erzeugt wird und somit der Sperrschichtfeldeffekttransistor 60 zunächst leitend ist. In dieser Phase tritt an den Ausgangsanschlüssen G, H der Stromversorgungsschaltung 50 weder die Versorgungsspannung -V_B noch die Versorgungsspannung +V_B auf, da aufgrund des Ausschaltzustandes der Elektronik des Lampenbetriebsgeräts keine Eingangsspannung an den Eingangsanschlüssen E, F der Stromversorgungsschaltung 50 anliegt.

In diesem Zustand, der auch als Bereitschaft- oder Stand-by-Zustand bezeichnet werden kann, wird die Schnittstelle 1 allein mit Energie aus der Steuerspannung des Steuersignals a versorgt, wobei der Schnittstelle 1 beispielsweise ein Strom von maximal 2 mA zugeführt wird. Die erfindungsgemäße Schnittstelle ist derart ausgestaltet, daß die Schnittstelle 1 erst im Betriebsfall, d. h. nach Aktivierung der Stromversorgungsschaltung 50 und des Microcontrollers 31, mit Strom aus dem Isolationstransformator 52 der Stromversorgungsschaltung 50 versorgt wird. Dadurch können Stand-by-Verluste sehr niedrig gehalten werden.

Während dieser Einschalt- bzw. Hochlaufphase ist - wie bereits erwähnt worden ist - der Sperrschichtfeldeffekttransistor 60 leitend, so daß die Eingangsschaltung 20 über einen strombegrenzenden Widerstand 61 zu der Ausgangsschaltung 40 bzw. deren Optokoppler 41 durchgeschaltet und damit verbunden ist. Aufgrund des somit dem Optokoppler 41 zugeführten Stroms wird an der Ausgangsseite des Optokopplers 41 ein Signal generiert, welches ausgangsseitig über die Anschlüsse C, D analog zu Fig. 3 einer Steuereinheit bzw. einem Brückentreiber des Wechselrichters des an die Ausgangsschaltung 40 angeschlossenen Lampenbetriebsgeräts zugeführt wird, so daß infolge dieses Signals der Wechselrichter anschwingen kann. Nach Anschwingen des Wechselrichters tritt an den Eingangsanschlüssen E, F der Stromversorgungsschaltung 50 eine Eingangsspannung auf, so daß langsam die Strom- bzw. Spannungsversorgung der Schnittstelle 1 bzw. des Microcontrollers 31 hochlaufen kann. Bei Auftreten der Eingangsspannung an den Anschlüssen E, F der Stromversorgungsschaltung 50 baut sich aufgrund der Widerstände 54, 55, 59 sowie 42 die Versorgungsspannung +V_B schneller auf als die Versorgungsspannung -V_B. Dies bewirkt, daß die Versorgungsspannung +V_B über die Anschlüsse H und I bereits dem Microcontroller 31 zugeführt worden ist und der Microcontroller 31 bereits mit einer stabilen Versorgungsspannung versorgt wird und hochgelaufen ist, wenn an dem Ausgangsanschluß G der Stormversorgungsschaltung 50 die Versorgungsspannung -V_B auftritt, welche zum Sperren des Sperrschichtfeldeffekttransistors 60 führt.

Mit Sperren des Sperrschichtfeldeffekttransistors 60 wird der Stromfluß zwischen der Eingangsschaltung 20 und der Ausgangsschaltung 40 unterbrochen, so daß dem Optokoppler 41 ausschließlich Steuersignale b von dem Microcontroller 31 über einen Widerstand 39 zugeführt werden können.

Mit Anliegen der Versorgungsspannung +V_B an der Steuerschaltung 30 wird der Microcontroller 31 aktiviert und erzeugt abhängig von den anliegenden Steuersignalen a entsprechende Dimmsollwertinformationen, die als die zuvor erwähnten Steuersignale b dem Optokoppler 41 zugeführt werden, wobei der Microcontroller 31 die Dimmsollwertinformation b abhängig von dem Steuersignal a in Form eines pulsweitenmodulierten Signals erzeugt. Diese pulsweitenmodulierten Signale b werden über den Optokoppler 41 und die Ausgangsanschlüsse C, D der Ausgangsschaltung 40 der Elektronik des daran angeschlossenen elektronischen Vorschaltgerätes zugeführt, so daß, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, eine entsprechende Steuereinheit 2 abhängig von den pulsweitenmodulierten Dimminformationen b den Brückentreiber 3 des Wechselrichters 5 in dem elektronischen Vorschaltgerät entsprechend ansteuern kann, um durch Frequenz- oder Tastverhältnisveränderung des Wechselrichters 5 eine an das elektronische Vorschaltgerät angeschlossene Gasentladungslampe 10 entsprechend dem Steuersignal a bzw. dem pulsweitenmodulierten Dimmsollwertsignal b zu Dimmen.

Die in Fig. 1 gezeigte Schnittstelle 1 ist beispielsweise als 0-10 V Schnittstelle ausgebildet. Dabei ist die Schnittstelle 1 derart ausgestaltet, daß sie nicht nur Dimmsollwertsignale b abhängig von extern anliegenden Steuersignalen a erzeugt, sondern auch ein Ein- und/oder Ausschalten des an die Anschlüsse C, D angeschlossenen elektronischen Vorschaltgerätes über die Schnittstelle selbst ermöglicht. Das Einschalten des elektronischen Vorschaltgerätes wird dabei selektiv vorzugsweise durch die Ausgangsschaltung 40 festgelegt wobei der Optokoppler 41 derart dimensioniert und ausgestaltet ist, daß er nur für Eingangsspannungen größer als 1 V Signale an die Ausgangsanschlüsse C, D weiterleitet. Dies bedeutet, daß während der zuvor beschriebenen Hochlaufphase der erfindungsgemäßen Schnittstelle 1, während der der Sperrschichtfeldeffekttransistor 60 leitend ist, ein Einschalten des an die Ausgangsanschlüsse C, D angeschlossenen elektronischen Betriebsgeräts über den Optokoppler 41 nur dann möglich ist, falls das an den Eingangsanschlüssen A, B anliegende Steuersignal a eine Amplitude von mindestens 1 V aufweist.

Nach Einschalten des elektronischen Vorschaltgeräts und der damit über die Stromversorgungsschaltung 50 herbeigeführten Aktivierung des Microcontrollers 31 überwacht der Microcontroller 31 ständig über seinen Eingangsanschluß AN2 die Amplitude des Steuersignals a und erzeugt nur dann entsprechende Dimmsollwertinformationen b an seinen Ausgangsanschluß AN0, falls die Amplitude des Steuersignals a ausreichend groß ist. Näheliegenderweise könnte hierfür als Grenzwert wiederum 1 Volt angesetzt werden. Um jedoch Umgebungseinflüsse oder Spannungsschwankungen auszugleichen, veranlaßt der Microcontroller 31 das Abschalten des an die Anschlüsse C, D angeschlossenen Lampenbetriebsgerätes unter Berücksichtigung einer Hysterese, so daß beispielsweise als Grenzwert für das Abschalten des Lampenbetriebsgeräts eine Spannung von 0,4-0,5 V verwendet werden kann. Die Auswertung des Steuersignals a erfolgt dabei in Abhängigkeit von der softwaremäßigen Programmierung des Microcontrollers 31. Die Abschaltung des an die Anschlüsse C, D angeschlossenen Betriebsgeräts kann beispielsweise durch den Microcontroller 31 dadurch herbeigeführt werden, daß bei Abfallen der Amplitude des Steuersignals a unter den zuvor beschriebenen Amplitudengrenzwert keine Dimmsollwertinformation b an dem Ausgang AN0 des Microcontrollers 31 mehr erzeugt werden, so daß entsprechend auch keine Signale über den Optokoppler 41 an das elektronische Vorschaltgerät übertragen werden, was von der in Fig. 3 gezeigten Steuereinheit 2 des elektronischen Vorschaltgerätes entsprechend als Abschaltbefehl aufgefaßt werden kann. Alternativ kann beispielsweise auch vorgesehen sein, daß der Microcontroller 31 unmittelbar einen entsprechend codierten pulsweitenmodulierten Befehl über den Optokoppler 41 an die Steuereinheit 2 des elektronischen Vorschaltgerätes sendet.

Aufgrund der vorhergehenden Beschreibung wird deutlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung ein an die Anschlüsse C, D angeschlossenes Lampenbetriebsgerät nahezu leistungslos über die erfindungsgemäße Schnittstelle 1 geschaltet werden kann, so daß zusätzlich zu dem gewöhnlichen Dimmen auch ein Ein- und Abschalten des Lampenbetriebsgerätes über die Schnittstelle 1 möglich ist. Dabei ist die Schnittstelle 1 insbesondere derart ausgestaltet, daß das Lampenbetriebsgerät abhängig von der Amplitude des an der Schnittstelle 1 anliegenden Steuersignals a entweder gedimmt oder aber ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnittstelle, wobei entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stromversorgungsschaltung 50 vereinfacht aufgebaut und erzeugt abhängig von einer an den Eingangsanschlüssen E, F anliegenden Eingangsspannung über den Isolationstransformator 52 und die Dioden 53, 56 lediglich am Ausgangsanschluß H eine Versorgungsspannung +V_B. Des weiteren ist anstelle des in Fig. 1 dargestellten n-Kanal- Sperrschichtfeldeffekttransistors 60 in npn-Bipolartransistor 60 mit dem Optokoppler 41 der Ausgangsschaltung 40 verschaltet, wobei jedoch der Optokoppler 41 direkt mit der Eingangsschaltung 20, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Schalters, verbunden ist. Der Bipolartransistor 60 wird eingangsseitig von dem Microcontroller 31 angesteuert, der wiederum abhängig von dem Steuersignal a an seinem Ausgang AN1 entsprechende Dimmsollwertinformationen b in pulsweitenmodulierter Form erzeugt und über den Widerstand 38 der Basis des Bipolartransistors 60 zuführt.

Das Hochlaufen der Schnittstelle bzw. der Stromversorgungsschaltung 50 erfolgt analog zu der in Fig. 1 gezeigten Schaltung, d. h. beim Auftreten einer Spannung a an den Eingangsanschlüssen A, B fließt direkt ein Strom von der Eingangsschaltung 20 in den Optokoppler 41, der ausgangsseitig ein Signal erzeugt, welches über die Anschlüsse C, D einem daran angeschlossenen Lampenbetriebsgerät zugeführt wird und somit das Einschalten des Lampenbetriebsgerätes herbeiführt. Die von dem Lampenbetriebsgerät abgezweigte Eingangsspannung an den Anschlüssen E, F führt infolgedessen zu der ausgangsseitigen Erzeugung der Versorgungsspannung +V_B, welche das Hochlaufen des Microcontrollers 31 ermöglicht. Sobald der Microcontroller 31 hochgelaufen ist, erzeugt er abhängig von dem an seinem Eingangsanschluß AN2 anliegenden Steuersignal a ein entsprechendes pulsweitenmoduliertes Dimmsignal b, welches dem gewünschten Sollwert für die Dimmung des an die Anschlüsse C, D angeschlossenen Lampenbetriebsgerät es bzw. der daran angeschlossenen Lampe entspricht. Mit Auftreten des Signals b an der Basis des Bipolartransistors 60 wird kontinuierlich das an dem Kollektor des Bipolartransistors 60 anliegende Potential auf Masse gezogen, so daß dem Optokoppler 41 nurmehr die Dimmsollwertinformation b zugeführt werden und somit die Verbindung zwischen der Ausgangsschaltung 40 und der Eingangsschaltung 20 deaktiviert bzw. wirkungslos gemacht wird.

Die weitere Funktionsweise des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels entspricht dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Schnittstelle wird die normgemäße Hochspannungsfestigkeit von 1500 V zwischen dem Steuerkreis und der Netzseite mit Hilfe des Isolationstransformators 52 und des Optokopplers 41 gewährleistet.

Wie bereits zuvor erläutert worden ist, kann der Microcontroller 31 derart programmiert sein, daß er abhängig von der Amplitude des an ihm eingangsseitig anliegenden Steuersignals die entsprechenden Dimmsollwertinformationen b für das elektronische Vorschaltgerät abhängig von einer logarithmischen Dimmkurve ermittelt, um die Dimmung der tatsächlichen menschlichen Augenempfindlichkeit anzupassen.

Die Schnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann analog zu Fig. 3 in einem elektronischen Vorschaltgerät für Gasentladungslampen eingesetzt werden. Ebenso ist die Verwendung in einem elektronischen Transformator für Halogenglühlampen möglich, wobei der elektronische Transformator ebenfalls einen mit einer gleichgerichteten Spannung versorgten Wechselrichter aufweist, der eine hochfrequente Wechselspannung erzeugt. Im Gegensatz zu Fig. 3 ist jedoch bei einem elektronischen Transformator kein Serienresonanzkreis, sondern ein Ausgangsübertrager vorgesehen, der zwischen den Wechselrichter und mindestens eine anzusteuernde Halogenglühlampe geschaltet ist. Somit liegt an der Primärwicklung des Ausgangsübertragers die von dem Wechselrichter erzeugte Wechselspannung an, während an die Sekundärwicklung(en) des Ausgangsübertragers mindestens eine Halogenglühlampe angeschlossen ist.

Claims (23)

1. Schnittstellenvorrichtung (1) für ein Lampenbetriebsgerät, mit Empfangsmitteln (20) zum Empfangen eines externen Steuersignals (a) für das Lampenbetriebsgerät, und mit Ausgabemitteln (40) zum Ausgeben von dem Steuersignal (a) entsprechenden Betriebssollinformationen (b) für das daran anschließbare Lampenbetriebsgerät, gekennzeichnet durch Schaltmittel (30, 40) zum Ein- und/oder Ausschalten des an die Ausgabemittel (40) anschließbaren Lampenbetriebsgerätes abhängig von dem empfangenen Steuersignal (a).

2. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (30, 40) das an die Ausgabemittel (40) anschließbare Lampenbetriebsgerät einschalten, falls die Amplitude des empfangenen Steuersignals (a) betragsmäßig einen ersten Amplitudengrenzwert überschreitet und daß die Schaltmittel (30, 40) das Lampenbetriebsgerät ausschalten, falls die Amplitude des empfangenen Steuersignals (a) einen zweiten Amplitudengrenzwert unterschreitet.

3. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Amplitudengrenzwert höher ist als der zweite Amplitudengrenzwert.

4. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Amplitudengrenzwert näherungsweise 1 V und der zweite Amplitudengrenzwert näherungsweise 0,4-0,5 V beträgt.

5. Schnittstellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Steuermittel (30, 60) zum Auswerten des empfangenen Steuersignals (a) und zum Umsetzen des Steuersignals in die Betriebssollinformationen (b) für das an die Ausgabemittel (40) anschließbare Lampenbetriebsgerät.

6. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (30) einen Microcontroller (31) umfassen.

7. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (30) derart ausgestaltet sind, daß sie analoge Steuersignale (a) auswerten und in die Betriebssollinformationen (b) umsetzen können.

8. Schnittstellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Steuermitteln (30) erzeugten Betriebssollinformationen (b) Dimmsollwerte für das an die Ausgabemittel (40) anschließbare Lampenbetriebsgerät umfassen.

9. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (30) das empfangene Signal (a) abhängig von dessen Amplitude in die Dimmsollwerte (b) gemäß einer logarithmischen Kennlinie umsetzen.

10. Schnittstellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (30) die Betriebssollinformationen (b) in Form eines pulsweitenmodulierten Signals oder eines digitalen Steuerwortes erzeugen.

11. Schnittstellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Stromversorgungsmittel (50), welche eine an ihnen anliegende interne Spannung des mit den Ausgabemitteln (40) verbundenen Lampenbetriebsgeräts in eine Betriebsspannung (+V_B) für die Schnittstellenvorrichtung (1) umwandeln.

12. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 11 und einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel (20) mit den Ausgabemitteln (40) verbunden sind, wobei die Schnittstellenvorrichtung (1) nach Erzeugen einer ausreichenden Betriebsspannung (+V_B) für die Steuermittel (30) die Verbindung zwischen den Empfangsmitteln (20) und den Ausgabemitteln (40) deaktiviert.

13. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Empfangsmitteln (20) und den Ausgabemitteln (40) ein steuerbarer Schalter (60) geschaltet ist, welcher von einer von den Stromversorgungsmitteln (50) erzeugten zweiten Betriebsspannung (-V_B) angesteuert wird, so daß der Schalter (60) bei Vorliegen einer ausreichenden zweiten Betriebsspannung (-V_B) geöffnet wird.

14. Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsmittel (50) Verzögerungsmittel (54, 55, 59) aufweisen, um die zweite Betriebsspannung (-V_B) zeitlich verzögert zu der den Steuermitteln (30) zugeführten ersten Betriebsspannung (+V_B) zu erzeugen.

15. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Verbindungspunkt zwischen den Empfangsmitteln (20) und den Ausgabemitteln (40) ein von den Steuermitteln (30) angesteuerter Schalter (60) gekoppelt ist, so daß nach Aktivierung der Steuermittel (30) infolge des Vorliegens der ausreichenden Betriebsspannung (+V_B) den Ausgabemitteln (40) die Betriebssollinformationen (b) der Steuermittel (30) über den Schalter (60) zugeführt werden.

16. Schnittstellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabemittel (40) derart mit den Empfangsmitteln (20) verschaltet sind, daß sie vor Erzeugen der ausreichenden Betriebsspannung (+V_B) in einem Bereitschaftsmodus mit Energie aus dem an den Empfangsmitteln (20) anliegenden Steuersignal (a) versorgt werden.

17. Schnittstellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4 und einem der Ansprüche 5-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel die Steuermittel (30) umfassen, wobei der zweite Amplitudengrenzwert durch die Steuermittel (30) definiert ist.

18. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (30) die Betriebssollinformationen (b) nur solange erzeugen, wie die Amplitude des empfangenen Steuersignals (a) den zweiten Amplitudengrenzwert überschreitet.

19. Schnittstellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4 oder einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel die Ausgabemittel (40) umfassen, wobei der erste Amplitudengrenzwert durch die Ausgabemittel (40) definiert ist.

20. Schnittstellenvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabemittel (40) die an ihrem Eingang anliegenden Informationen nur dann an ihren Ausgang übertragen, falls die Amplitude des an ihrem Eingang anliegenden Informationssignals den ersten Amplitudengrenzwert überschreitet.

21. Schnittstellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabemittel (40) einen Optokoppler (41) umfassen.

22. Elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe (10),
mit einem mit einer Gleichspannung versorgten Wechselrichter (5) zum Erzeugen einer Wechselspannung,
mit einem Serienresonanzkreis (6, 7), der mit der von dem Wechselrichter (5) erzeugten Wechselspannung angesteuert wird,
mit mindestens einer an den Serienresonanzkreis (6, 7) angeschlossenen Gasentladungslampe (10),
mit einer Steuereinheit (2) zum Ansteuern des Wechselrichters (5), und
mit einer Schnittstellenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Ausgabemittel (40) mit der Steuereinheit (2) verbunden sind, so daß die Steuereinheit (2) abhängig von den an den Ausgabemitteln (40) der Schnittstellenvorrichtung (1) bereitgestellten Betriebssollinformationen (b) den Betrieb des Wechselrichters (5) steuert und den Wechselrichter (5) aktiviert und/oder deaktiviert.

23. Elektronischer Transformator für eine Halogenglühlampe (10),
mit einem mit einer Gleichspannung versorgten Wechselrichter (5) zum Erzeugen einer Wechselspannung,
mit einem Ausgangsübertrager, dessen Primärwicklung mit der von dem Wechselrichter erzeugten Wechselspannung betrieben wird,
mit mindestens einer an die Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers angeschlossenen Halogenglühlampe,
mit einer Steuereinheit (2) zum Ansteuern des Wechselrichters (5), und
mit einer Schnittstellenvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Ausgabemittel (40) mit der Steuereinheit (2) verbunden sind, so daß die Steuereinheit (2) abhängig von den an den Ausgabemitteln (40) der Schnittstellenvorrichtung (1) bereitgestellten Betriebssollinformationen (b) den Betrieb des Wechselrichters (5) steuert und den Wechselrichter (5) aktiviert und/oder deaktiviert.