Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben
mindestens einer Lampe, insbesondere Gasentladungslampen, an welches
beispielsweise ein Lichtsensor zum Überwachen der Helligkeit in
einem bestimmten räumlichen Bereich
anschließbar
ist.The
The present invention relates to an electronic ballast for operation
at least one lamp, in particular gas discharge lamps, to which
For example, a light sensor for monitoring the brightness in
a certain spatial area
connectable
is.
Es
ist bekannt, mit Hilfe eines Lichtsensors die Helligkeit beispielsweise
eines Arbeitsplatzes abzutasten und mit dem Ausgangssignal des Lichtsensors
ein sogenanntes elektronisches Vorschaltgerät anzusteuern, welches abhängig von
dem von dem Lichtsensor gelieferten Helligkeits-Istwert einen entsprechenden
Stellwert für
eine von dem elektronischen Vorschaltgerät betriebene Lampe erzeugt.It
is known, for example, with the help of a light sensor, the brightness
a workplace and with the output signal of the light sensor
to control a so-called electronic ballast, which depends on
the brightness actual value supplied by the light sensor a corresponding
Control value for
generates a powered by the electronic ballast lamp.
Bei
den bekannten elektronischen Vorschaltgeräten ist allerdings die Steuerung
bzw. Regelung der Helligkeit der angesteuerten Lampen mit Hilfe des
von einem Lichtsensor gelieferten Helligkeits-Istwerts einerseits
sowie abhängig
von externen Steuerinformationen andererseits problematisch, da
die bekannten elektronischen Vorschaltgeräte nicht wissen, nach welcher
Steuerungs- bzw. Regelungsmöglichkeit
die Steuerung bzw. Regelung der Lampen erfolgen soll, falls das
elektronische Vorschaltgerät
derart ausgestaltet ist, dass beide Möglichkeiten gegeben sind.at
the known electronic ballasts, however, is the controller
or regulation of the brightness of the controlled lamps by means of
On the one hand, the brightness actual value supplied by a light sensor
as well as dependent
from external control information, on the other hand, problematic
the known electronic ballasts do not know which
Control option
the control or regulation of the lamps should take place, if that
electronic ballast
is designed such that both options are given.
Aus DE 33 45 559 C2 ist
ein Vorschaltgerät bekannt,
bei dem ein Dimmvorgang durch entsprechendes Einstellen von Schaltern
angewählt
werden kann. Darüber
hinaus ist es möglich,
das Vorschaltgerät
mit einem seriellen Datenbus anzusteuern.Out DE 33 45 559 C2 a ballast is known in which a dimming operation can be selected by appropriate setting of switches. In addition, it is possible to control the ballast with a serial data bus.
Aus
der EP 0 201 624 A2 ist
ein Vorschaltgerät
bekannt, das einerseits einen Signalgeber mit manuell einstellbaren
Schaltern und andererseits einen Dimmer aufweist, der digitale Ausgangssignale
erzeugt. Mittels des Schalters des Signalgebers werden Referenzwerte
bzgl. der Leistungsstufe der zugehörigen Leuchtstofflampe eingestellt.From the EP 0 201 624 A2 a ballast is known, on the one hand has a signal generator with manually adjustable switches and on the other hand, a dimmer, which generates digital output signals. By means of the switch of the signal generator, reference values are set with regard to the power level of the associated fluorescent lamp.
Aus
der DE 43 30 114 A1 ist
es ganz allgemein bekannt, digitale und analoge Signale an ein Vorschaltgerät anzulegen.From the DE 43 30 114 A1 It is generally known to apply digital and analog signals to a ballast.
Der
Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches
Vorschaltgerät
zu schaffen, welches in vielfältiger
Weise durch externe Informationen angesteuert werden kann. Ferner
soll ein Konflikt zwischen extern zugeführten Steuerinformationen und
einem Helligkeits-Istwertsignal eines Lichtsensors zuverlässig vermieden
werden.Of the
Invention is now the object of an electronic
ballast
to create, which in diverse
Way can be controlled by external information. Further
should be a conflict between externally supplied tax information and
a brightness actual value signal of a light sensor reliably avoided
become.
Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 gelöst: Die
Unteransprüche
beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung.These
Problem is in accordance with the present invention
solved by an electronic ballast according to claim 1: The
under claims
describe advantageous embodiments and preferred embodiments
of the present invention.
Das
Vorschaltgerät
gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine Schnittstellenvorrichtung zum Empfangen von extern zugeführten Steuerinformationen
sowie eine Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs des elektronischen
Vorschaltgeräts
abhängig
von empfangenen Steuerinformationen auf, wobei die Schnittstellenvorrichtung
erfindungsgemäß dazu ausgelegt
ist, sowohl über
einen Schalter oder Taster erzeugte wie auch als digitale Steuersignale zugeführte externe
Helligkeits-Steuerinformationen denselben Anschlüssen der Steuervorrichtung
zuzuführen,
und diese dazu ausgelegt ist, die Helligkeit der Lampe entsprechend
den digitalen Steuersignalen oder über den Schalter oder Taster
erzeugten Steuerinformationen anzusteuern.The
ballast
according to the present invention
has an interface device for receiving externally supplied control information
and a control device for controlling the operation of the electronic
ballast
dependent
received control information, wherein the interface device
designed according to the invention
is over both
a switch or button generated as well as external digital control signals supplied
Brightness control information to the same terminals of the control device
supply,
and this is designed to match the brightness of the lamp
the digital control signals or via the switch or button
to control generated control information.
Das
erfindungsgemäß vorgeschlagene
elektronische Vorschaltgerät
zum Betreiben mindestens einer Lampe ist beispielsweise direkt mit
einem Lichtsensor koppelbar, so dass der von dem Lichtsensor gelieferte
Helligkeits-Istwert einer in dem elektronischen Vorschaltgerät vorgesehenen
Steuervorrichtung, beispielsweise einem Mikroprozessor, zugeführt werden
kann, die wiederum abhängig
von dem Helligkeits-Istwert einen entsprechenden Stellwert für eine Stellgröße des elektronischen
Vorschaltgeräts
zum Dimmen der mindestens einen Lampe erzeugt. Die Steuervorrichtung
kann zudem weitere externe Steuerinformationen zum Dimmen der mindestens
einen Lampe erhalten.The
proposed according to the invention
electronic ballast
for operating at least one lamp is for example directly with
a light sensor coupled, so that the one supplied by the light sensor
Brightness actual value provided in the electronic ballast
Control device, such as a microprocessor supplied
can, in turn, be dependent
from the brightness actual value, a corresponding control value for a manipulated variable of the electronic
ballast
for dimming the at least one lamp generated. The control device
In addition, further external control information for dimming the at least
get a lamp.
Das
erfindungsgemäße elektronische
Vorschaltgerät
führt gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei dessen Inbetriebnahme
automatisch eine Überprüfung durch,
ob ein Lichtsensor angeschlossen ist oder nicht. Diese Überprüfung erfolgt
insbesondere durch Messen des an den für den Lichtsensor vorgesehenen
Anschlüssen
auftretenden Widerstands. Durch diese Überprüfung besteht die Möglichkeit,
einen Konflikt durch zusätzlich
zugeführte
externe Steuersignale zu vermeiden, da nach Erkennen eines angeschlossenen
Lichtsensors beispielsweise stets dem Helligkeits-Istwert des Lichtsensors
die Priorität
zugewiesen und die Lampenhelligkeit ausschließlich abhängig von dem Helligkeits-Istwert
des Lichtsensors geregelt werden kann.The
electronic according to the invention
ballast
leads according to a
advantageous development of the invention during its commissioning
automatically check,
whether a light sensor is connected or not. This review is done
in particular, by measuring the at the provided for the light sensor
connections
occurring resistance. This review makes it possible to
a conflict by addition
supplied
to avoid external control signals because after detecting a connected
Light sensor, for example, always the brightness actual value of the light sensor
the priority
and the lamp brightness depends exclusively on the actual brightness value
of the light sensor can be controlled.
Da
die Steuervorrichtung in der Regel durch einen digital arbeitenden
Mikroprozessor gebildet ist, kann das elektronische Vorschaltgerät eine Analog-Digital-Wandlervorrichtung
aufweisen, die das von dem Lichtsensor gelieferte analoge Helligkeits-Istwertsignal
in ein entsprechendes digitales Signal umwandelt.Since the control device is usually formed by a digitally operating microprocessor, the electronic ballast may comprise an analog-to-digital converter device which converts the analog brightness actual value signal supplied by the light sensor into a corresponding digital Si gnal transforms.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in 4 gezeigten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung, wobei die 1 bis 3 der allgemeinen
Erläuterung
dienen, näher
beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described below with reference to a in 4 shown preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, wherein the 1 to 3 serve the general explanation, described in more detail. Showing:
1 einen
Lichtsensor, der mit einem elektronischen Vorschaltgerät gemäß der vorliegenden Erfindung
koppelbar ist, 1 a light sensor coupleable to an electronic ballast according to the present invention,
2 ein
Blockschaltbild eines elektronischen Vorschaltgeräts, an das
ein Lichtsensor angeschlossen ist, 2 a block diagram of an electronic ballast, to which a light sensor is connected,
3 den
zeitlichen Verlauf einer an einem in dem elektronischen Vorschaltgerät vorgesehenen Kondensator
abfallenden Spannung zur Erläuterung eines
Verfahrens, mit dem der von einem Lichtsensor gelieferte analoge
Helligkeits-Istwert in einen digitalen Helligkeits-Istwert umgewandelt
wird, und 3 the time course of a voltage drop across a capacitor provided in the electronic ballast for explaining a method with which the analog brightness value supplied by a light sensor is converted into a digital brightness actual value, and
4 ein
Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen
Vorschaltgeräts. 4 a block diagram of a preferred embodiment of the electronic ballast according to the invention.
1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Lichtsensors 20, der an
ein elektronisches Vorschaltgerät
EVG angeschlossen ist. 1 shows a cross-sectional view of a light sensor 20 which is connected to an electronic ballast electronic ballast.
Der
in 1 gezeigte Lichtsensor 20 umfasst im
wesentlichen einen lichtempfindlichen Widerstand 22 sowie
einen optischen Körper 23;
der beispielsweise durch einen durchsichtigen Polycarbonat- bzw.
Plexiglaskörper
gebildet ist. Der optische Körper 23 und
der lichtempfindliche Widerstand 22 sind innerhalb eines
lichtundurchlässigen
Gehäuses 21 angeordnet,
wobei an der Außenfläche des
optischen Körpers 23 ein
Außengewinde 24 vorgesehen ist,
welches komplementär
zu einem Innengewinde 25 an der Innenseite des Gehäuses 21 ausgebildet ist.
Der optische Körper 23 ist
länglich
und leicht konisch geformt. Der optische Körper 23 kann jedoch auch
konisch zu dem Außengewinde 24 hin
oder allgemein zylindrisch ausgebildet sein. Des weiteren kann anstelle
des lichtempfindlichen Widerstands 22 auch eine Fotodiode
o.ä. eingesetzt
werden. An dem dem lichtempfindlichen Widerstand 22 gegenüberliegenden
Ende des optischen Körpers 23 ist
eine konvexförmige
Linse 26 vorgesehen, die zur Bündelung der von dem optischen
Körper 23 erfassten Lichtstrahlung
dient. Die Linse 26 bestrahlt den lichtempfindlichen Widerstand 22 mit
der gebündelten
Lichtstrahlung, woraufhin der lichtempfindliche Widerstand 22 seinen
Widerstandswert verändert.
Damit der optische Körper 23 die
Helligkeit eines gesamten zu überwachenden
Bereiches 28 im Sinne eines integrierten Helligkeitsmesswertes
auswertet und vermieden wird, dass der optische Körper 23 lediglich den
direkt unter der Spitze 27 befindlichen Raumanteil auswertet,
ist die untere Spitze 27 des optischen Körpers 23 abgedunkelt,
indem die Spitze 27 beispielsweise mit einem lichtundurchlässigen Flecken beklebt
ist.The in 1 shown light sensor 20 essentially comprises a photosensitive resistor 22 as well as an optical body 23 ; which is formed for example by a transparent polycarbonate or plexiglass body. The optical body 23 and the photosensitive resistor 22 are inside an opaque housing 21 disposed on the outer surface of the optical body 23 an external thread 24 is provided which is complementary to an internal thread 25 on the inside of the case 21 is trained. The optical body 23 is elongated and slightly conical in shape. The optical body 23 However, it can also be tapered to the outer thread 24 towards or generally cylindrical. Furthermore, instead of the photosensitive resistor 22 also a photodiode or similar be used. At the photosensitive resistor 22 opposite end of the optical body 23 is a convex lens 26 provided for bundling the of the optical body 23 detected light radiation is used. The Lens 26 irradiates the photosensitive resistor 22 with the collimated light radiation, whereupon the photosensitive resistor 22 changed its resistance. So that the optical body 23 the brightness of an entire area to be monitored 28 is evaluated in terms of an integrated brightness measurement value and avoids that the optical body 23 just the one directly under the top 27 evaluates the proportion of space is the lower peak 27 of the optical body 23 darkened by the top 27 For example, it is covered with an opaque stain.
Aus 1 ist
ersichtlich, dass durch Hinein- oder Herausschrauben des lichtdurchlässigen Körpers 23 bezüglich des
lichtundurchlässigen
Gehäuses 21 die
für die
Erfassung des Umgebungslichtes aktive Fläche des optischen Körpers 23 auf
einfache Art und Weise verändert
werden kann. Insbesondere wird der Abstand zwischen dem lichtempfindlichen Widerstand 22 und
der Linse 26 des optischen Körpers 23 verändert, wodurch
auch die Lichtstärke
des von der Linse 26 auf den lichtempfindlichen Widerstand 22 geworfenen
Bestrahlungslichts verändert wird.
Somit kann unmittelbar der von dem Lichtsensor 20 gemessene
Helligkeits-Istwert verändert
werden. Der von dem Lichtsensor 20 gelieferte Helligkeits-Istwert
des überwachten
Bereiches 28 wird einem elektronischen Vorschaltgerät EVG zugeführt, wobei
eine Steuervorrichtung 12 abhängig von dem zugeführten Helligkeits-Istwert
eine zur Beleuchtung eines Arbeitsplatzes 29, der in dem überwachten Raum 28 vorgesehen
ist, dienende Lampe dimmt.Out 1 It can be seen that by screwing in or unscrewing the translucent body 23 with respect to the opaque housing 21 the surface of the optical body which is active for detecting the ambient light 23 can be changed in a simple way. In particular, the distance between the photosensitive resistor 22 and the lens 26 of the optical body 23 which also changes the light intensity of the lens 26 on the photosensitive resistor 22 thrown irradiation light is changed. Thus, directly from the light sensor 20 measured brightness actual value can be changed. The one from the light sensor 20 supplied brightness actual value of the monitored area 28 is supplied to an electronic ballast ECG, wherein a control device 12 depending on the supplied brightness actual value for lighting a workplace 29 who is in the supervised room 28 is provided, serving lamp dims.
Selbstverständlich kann
anstelle des lichtempfindlichen Widerstands 22 auch ein
anderes lichtempfindliches Bauteil, beispielsweise eine Photodiode,
eingesetzt werden, das abhängig
von dem einfallenden Licht ein entsprechendes Signal ausgibt oder
seine physikalische Eigenschaft verändert. Ebenso kann auch der
lichtempfindliche Widerstand 22 mit einem Gewinde versehen
sein, so dass die Position sowohl des optischen Körpers 23 als
auch des lichtempfindlichen Widerstands 22 innerhalb des Gehäuses 21 verändert werden
kann.Of course, instead of the photosensitive resistor 22 It is also possible to use another photosensitive component, for example a photodiode, which outputs a corresponding signal or changes its physical property depending on the incident light. Likewise, the photosensitive resistor 22 be threaded so that the position of both the optical body 23 as well as the photosensitive resistor 22 inside the case 21 can be changed.
Der
Lichtsensor steuert direkt das in 1 dargestellte
elektronische Vorschaltgerät
EVG an, welches abhängig
von dem mittels des Lichtsensors 20 erfassten Helligkeits-Istwerts eine zur
Beleuchtung des Bereiches 28 vorgesehene Lampe dimmt. Zu
diesem Zweck weist das elektronische Vorschaltgerät EVG eine
Steuervorrichtung 12 auf, die insbesondere durch einen
Mikroprozessor gebildet sein kann. Da der Mikroprozessor digital
arbeitet, muss das von dem Lichtsensor 20 gelieferte Analogsignal in
ein digitales Signal umgewandelt werden. Dazu enthält das elektronische
Vorschaltgerät
eine der Steuervorrichtung 12 vorgeschaltete Analog-Digitalwandlerschaltung,
die insbesondere zwei Widerstände 13 und 14 sowie
einen Kondensator 15 umfasst. Der Lichtsensor 20 ist
an zwei Anschlüssen 18a und 18b des
elektronischen Vorschaltgeräts
angeschlossen. Ein Widerstand 13 ist zwischen den ersten
Anschluss 18a und einen ersten Eingang 16a der
Steuervorrichtung 12 geschaltet. Der andere Widerstand 14 ist
zwischen den zweiten Anschluss 18b und einen zweiten Eingang 16b der
Steuervorrichtung 12 geschaltet, wobei der Kondensator 15 an
den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 14 und dem zweiten
Anschluss 18b sowie an Masse angeschlossen ist.The light sensor directly controls the in 1 illustrated electronic ballast to ECG, which depends on the means of the light sensor 20 recorded brightness actual value for illuminating the area 28 provided lamp dims. For this purpose, the electronic ballast ECG has a control device 12 on, which may be formed in particular by a microprocessor. Since the microprocessor works digitally, that must be done by the light sensor 20 supplied analog signal can be converted into a digital signal. For this purpose, the electronic ballast contains one of the control device 12 upstream analog-digital converter circuit, in particular two resistors 13 and 14 and a capacitor 15 includes. The light sensor 20 is at two connections 18a and 18b connected to the electronic ballast. A resistance 13 is between the first connection 18a and a first entrance 16a the tax ervorrichtung 12 connected. The other resistance 14 is between the second connection 18b and a second entrance 16b the control device 12 switched, the capacitor 15 at the connection point between the resistor 14 and the second port 18b and connected to ground.
Die
Funktion dieser Analog-Digitalwandlerschaltung mit den Widerständen 13 und 14 sowie dem
Kondensator 15 wird nachfolgend anhand von 3 erläutert. Die
Steuervorrichtung 12 kann ihre Eingänge 16a und 16b abwechseln
hoch bzw. niederohmig schalten. Um das von dem Lichtsensor 20 gelieferte
analoge Helligkeits-Istwertsignal in ein von der Steuervorrichtung 12 verwertbares
digitales Signal umzuwandeln legt die Steuervorrichtung 12 zunächst eine
Ladespannung, beispielsweise eine Spannung von 5 V, über den
Widerstand 14 an den Kondensator 15 an. In diesem
Fall ist somit der Eingang 16b niederohmig und der Eingang 16a hochohmig.
Anschließend
wird der Eingang 16b hochohmig und der Eingang 16a niederohmig
geschaltet, so dass sich der Kondensator 15 über den
an die Anschlüsse 18a und 18b angeschlossenen
Lichtsensor mit dem lichtempfindlichen Widerstand 22 und
dem Widerstand 13 entladen kann.The function of this analog-to-digital converter circuit with the resistors 13 and 14 and the capacitor 15 is described below by means of 3 explained. The control device 12 can their inputs 16a and 16b alternately switch high or low impedance. To that of the light sensor 20 supplied analog brightness actual value signal in one of the control device 12 converting usable digital signal sets the control device 12 first a charging voltage, for example a voltage of 5 V, across the resistor 14 to the capacitor 15 at. In this case, therefore, the entrance 16b low impedance and the input 16a high impedance. Subsequently, the entrance 16b high impedance and the input 16a switched low impedance, so that the capacitor 15 over to the connections 18a and 18b connected light sensor with the photosensitive resistor 22 and the resistance 13 can discharge.
Die
an dem Kondensator 15 auftretenden Spannung u15 weist
dabei den in 3, gezeigten zeitlichen Verlauf
auf. Insbesondere fällt
die Spannung u15 mit der Zeit exponentiell
ab, wobei die Steuervorrichtung 12 das Zeitintervall ts misst, welches benötigt wird, bis die an dem Kondensator 15 anliegende
Spannung u15 einen vorgegebenen Schwellenwert
Us erreicht hat.The on the capacitor 15 occurring voltage u 15 has the in 3 , shown time course. In particular, the voltage u 15 decreases exponentially with time, the control device 12 measures the time interval t s , which is needed, until the on the capacitor 15 applied voltage u 15 has reached a predetermined threshold value U s .
Die
Steuervorrichtung 12 vergleicht den gemessenen Wert des
Teilintervalls ts mit einem vorgegebenen
Sollwert tsoll und erzeugt abhängig von
dem Vergleichsergebnis einen Stellwert für die Helligkeit der von dem
elektronischen Vorschaltgerät
angesteuerten Lampe(n). Dieser vorgegebene Sollwert tsoll kann
in der Steuervorrichtung 12 fest gespeichert sein. Es ist
jedoch auch möglich;
diesen Sollwert tsoll der Steuervorrichtung 12 extern über eine
Schnittstelle, insbesondere eine serielle Schnittstelle, als Steuerinformation
eines Dimmers zuzuführen.
Zu diesem Zweck besitzt die Steuervorrichtung 12 Eingänge 17a und 17b,
die mit Anschlüssen 19a und 19b des
elektronischen Vorschaltgeräts
EVG verbunden sind, die zum Empfang von externen Steuerinformationen
Iextern vorgesehen sind. Für den Fall,
dass die Steuervorrichtung 12 auch externe Steuerinformationen
für die
Dimmung erhält,
ist es nicht mehr notwendig, über
eine Drehung des optischen Körpers 23 in
dem Lichtsensor 20 die Helligkeit an dem Arbeitsplatz 29 zu
verändern,
da die Veränderung
des Helligkeits-Lichtwerts bereits durch einen externen Dimmer erfolgen
kann, der einen entsprechenden Dimmsollwert innerhalb der externen
Steuerinformationen Iextern an die Steuervorrichtung 12 anlegt.The control device 12 compares the measured value of the sub-interval t s with a predetermined set value t to and generated in dependence on the comparison result an adjustment value for the brightness of the driven by the electronic ballast lamp (s). This predetermined desired value t soll can in the control device 12 be stored firmly. It is also possible; this setpoint t should the control device 12 externally via an interface, in particular a serial interface to be supplied as control information of a dimmer. For this purpose, the control device has 12 inputs 17a and 17b that with connections 19a and 19b are connected to the electronic ballast electronic ballast, which are provided externally for receiving external control information I. In the event that the control device 12 Also, external control information obtained for the dimming, it is no longer necessary, via a rotation of the optical body 23 in the light sensor 20 the brightness in the workplace 29 Since the change in the brightness light value can already be done by an external dimmer, the external a corresponding Dimmsollwert within the external control information I externally to the control device 12 invests.
Das
in 1 gezeigte elektronische Vorschaltgerät EVC weist – wie bereits
beschrieben worden ist – Anschlüsse 18a und 18b zum
Anschluss des Lichtsensors 20 auf. Das elektronische Vorschaltgerät nimmt
bei dessen Inbetriebsetzung einen Test vor, ob ein Lichtsensor 20 angeschlossen
ist oder nicht. Dieser Test erfolgt folgendermaßen:
Nach Einschalten
einer von dem elektronischen Vorschaltgerät EVG angesteuerten Lampe,
die zur Beleuchtung des von dem Lichtsensor 20 überwachten Bereiches 28 vorgesehen
ist, wird von der Steuervorrichtung 12 der extern an den
Anschlüssen 18a und 18b anliegende
Widerstand gemessen. Ist der Lichtsensor 20 angeschlossen,
misst in diesem Fall die Steuervorrichtung 12 einen bestimmten
endlichen Widerstandswert, während
bei einem fehlenden Lichtsensor 20 an den Anschlüssen 18a und 18b ein nahezu
unendlicher oder sehr hoher Widerstandswert gemessen wird. Durch
Vergleich des an den Anschlüssen 18a und 18b gemessenen
Widerstandswerts mit einem vorgegebenen Grenzwert kann die Steuervorrichtung 12 somit
auf den Anschluss eines Lichtsensors 20 schließen.This in 1 shown electronic ballast EVC has - as has already been described - connections 18a and 18b for connection of the light sensor 20 on. The electronic ballast takes during its commissioning a test, whether a light sensor 20 connected or not. This test is done as follows:
After switching on a controlled by the electronic ballast electronic ballast, the lighting of the light sensor 20 monitored area 28 is provided by the control device 12 the external to the terminals 18a and 18b applied resistance measured. Is the light sensor 20 connected, measures the control device in this case 12 a certain finite resistance, while with a missing light sensor 20 at the connections 18a and 18b an almost infinite or very high resistance value is measured. By comparing the at the terminals 18a and 18b measured resistance value with a predetermined limit, the control device 12 thus to the connection of a light sensor 20 shut down.
Hat
die Steuervorrichtung 12 erkannt, dass ein Lichtsensor 20 angeschlossen
ist, verwendet die Steuervorrichtung 12 die von dem Lichtsensor 20 gelieferten
Helligkeits-Istwertsignale für
die Steuerung der entsprechend zur Beleuchtung des Bereiches 28 vorgesehenen
Lampe. Hat die Steuervorrichtung hingegen erkannt, dass kein Lichtsensor 20 angeschlossen
ist, erfolgt die Dimmung der Lampe ausschließlich über externe Steuerinformationen
Iextern, die den Anschlüssen 19a und 19b zugeführt werden
und beispielsweise externe Dimminformationen oder Sollwertvorgaben
eines externen Dimmers enthalten können. Somit wird ein Konflikt
zwischen den extern zugeführten
Steuerinformationen Iextern und Helligkeits-Istwertsignalen
des Lichtsensors 20 vermieden.Has the control device 12 Recognized that a light sensor 20 is connected uses the control device 12 that of the light sensor 20 supplied brightness actual value signals for the control of the corresponding to the illumination of the area 28 provided lamp. On the other hand, the control device has detected that no light sensor 20 is connected, the dimming of the lamp takes place exclusively via external control information I external to the terminals 19a and 19b be supplied and may contain, for example, external dimming information or setpoint specifications of an external dimmer. Thus, a conflict between the externally supplied control information I becomes external and brightness actual value signals of the light sensor 20 avoided.
Über die
an die Anschlüsse 19a und 19b angeschlossene
Steuerleitung kann auch ein Ausschaltbefehl dem elektronischen Vorschaltgerät zugeführt werden,
welcher das elektronische Vorschaltgerät abschaltet. Wird über diese
externe Steuerleitung ein Dimmsignal der Steuervorrichtung 12 zugeführt, so
wird – wie
bereits zuvor beschrieben – dieses
Dimmsignal ignoriert, falls die Steuervorrichtung den Anschluss eines
Lichtsensors 20 erkannt hat. Befindet sich das elektronische
Vorschaltgerät
in einem Bereitschaftsmodus, d.h. einem Stand-By-Betrieb in dem
die Netzspannung eingeschaltet ist, während die internen Bauteile
des elektronischen Vorschaltgeräts
vorübergehend
ausgeschaltet sind, wird ein über
die Anschlüsse 19a und 19b zugeführter externer
Dimmbefehl als Einschaltbefehl von der Steuervorrichtung 12 ausgewertet,
die daraufhin die internen Bauteile des elektronischen Vorschaltgeräts, insbesondere
einen in dem elektronischen Vorschaltgerät vorgesehenen Wechselrichter
wieder einschaltet, wobei keine erneute Überprüfung der Anschlüsse 20a und 20b auf
einen Anschluss eines Lichtsensors 20 durchgeführt wird.
Somit wird ein im Stand-By-Betrieb
anliegenden externen Dimmsignal als Wiedereinschaltsignal aufgefasst.About the to the connections 19a and 19b connected control line can also be a switch-off command supplied to the electronic ballast, which turns off the electronic ballast. Is via this external control line a dimming signal of the control device 12 supplied, it is - as already described above - ignored this dimming signal, if the control device, the connection of a light sensor 20 has recognized. If the electronic ballast is in a stand-by mode, ie a stand-by mode in which the mains voltage is switched on, while the internal components of the electronic ballast are temporarily switched off, an on the terminals 19a and 19b supplied external dimming command as a power on command from the control device 12 evaluated, which then the inter NEN components of the electronic ballast, in particular a designated in the electronic ballast inverter switches on again, with no re-checking the connections 20a and 20b on a connection of a light sensor 20 is carried out. Thus, an external dimming signal present in stand-by mode is interpreted as a reclosing signal.
2 zeigt
den internen Aufbau eines elektronischen Vorschaltgeräts, wobei
an das elektronische Vorschaltgerät wieder ein Lichtsensor 20 angeschlossen
ist. 2 shows the internal structure of an electronic ballast, wherein the electronic ballast again a light sensor 20 connected.
Das
in 2 gezeigte elektronische Vorschaltgerät dient
insbesondere zum Betreiben mindestens einer Gasentladungslampe 10.
Das elektronische Vorschaltgerät
umfasst einen Gleichrichter 1, der eine Netzspannung in
eine gleichgerichtete Zwischenkreisspannung umwandelt, die wiederum
an einen Wechselrichter 2 angelegt ist. Der Wechselrichter 2 weist
in der Regel zwei in Serie zwischen eine positive Versorgungsspannung
und Masse geschaltete Schalter auf, die insbesondere als MOS-Feldeffekttransistoren
ausgebildet sein können
und wechselweise angesteuert, d.h. geschlossen und geöffnet werden.
Auf diese Weise erzeugt der Wechselrichter 2 eine hochfrequente,
getaktete Wechselspannung, deren Hüllkurve der von dem Gleichrichter 1 gelieferten
Zwischenkreisspannung folgt. An den Wechselrichter 2 ist
ein Lastkreis angeschlossen, der insbesondere die Gasentladungslampe 10 sowie
einen Serienresonanzkreis mit einer Spule 4 und einem Kondensator 5 aufweist,
wobei die Gasentladungslampe 10 über einen Koppelkondensator 6 mit
dem Serienresonanzkreis verbunden ist. Die Gasentladungslampe 10 wird
gezündet,
indem die Frequenz der von dem Wechselrichter 2 gelieferten
Wechselspannung in die Nähe
der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises verschoben wird,
so dass an dem Kondensator 5 eine Spannungsüberhöhung auftritt,
die zum Zünden
der Gasentladungslampe 10 führt. Um die Lebensdauer der
Gasentladungslampe 10 zu verlängern ist es sinnvoll, vor
Zünden
der Gasentladungslampe 10 die Lampenwendeln vorzuheizen.
Zu diesem Zweck ist gemäß 4 ein
Heiztransformator vorgesehen, dessen Primärwicklung 7A mit dem
Serienresonanzkreis verbunden ist und dessen Sekundärwicklungen 7B bzw. 7C jeweils
parallel zu einer der Lampenwendeln der Gasentladungslampe 10 geschaltet
sind. Der Gasentladungslampe wird im Vorheizbetrieb eine Heizspannung
zugeführt,
deren Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises
liegt.This in 2 shown electronic ballast is used in particular for operating at least one gas discharge lamp 10 , The electronic ballast comprises a rectifier 1 , which converts a mains voltage into a rectified DC link voltage, which in turn to an inverter 2 is created. The inverter 2 As a rule, has two switches connected in series between a positive supply voltage and ground, which can be designed in particular as MOS field-effect transistors and alternately driven, ie closed and opened. In this way, the inverter generates 2 a high frequency, clocked AC voltage whose envelope is that of the rectifier 1 supplied DC link voltage follows. To the inverter 2 a load circuit is connected, in particular the gas discharge lamp 10 and a series resonant circuit with a coil 4 and a capacitor 5 has, wherein the gas discharge lamp 10 via a coupling capacitor 6 connected to the series resonant circuit. The gas discharge lamp 10 is ignited by the frequency of the inverter 2 supplied AC voltage is shifted in the vicinity of the resonance frequency of the series resonant circuit, so that on the capacitor 5 a voltage overshoot occurs, which ignites the gas discharge lamp 10 leads. To extend the life of the gas discharge lamp 10 To extend it makes sense before igniting the gas discharge lamp 10 to preheat the lamp filaments. For this purpose is according to 4 a heating transformer provided, the primary winding 7A is connected to the series resonant circuit and its secondary windings 7B respectively. 7C each parallel to one of the lamp filaments of the gas discharge lamp 10 are switched. The gas discharge lamp is supplied in the preheating a heating voltage whose frequency is below the resonant frequency of the series resonant circuit.
Durch
die Verwendung eines Heiztransformators kann den Lampenwendeln der
Gasentladungslampe 10 auch nach deren Zünden Energie zugeführt werden.By using a heating transformer can the lamp filaments of the gas discharge lamp 10 even after their ignition energy is supplied.
Des
weiteren weist das elektronische Vorschaltgerät eine zentrale Steuervorrichtung 12 auf, die
insbesondere einen Mikroprozessor umfassen kann. Die Steuervorrichtung 12 dient
insbesondere zum Regeln der Helligkeit der Gasentladungslampe 10 abhängig von
einem extern zugeführten
Helligkeits-Istwert, der die Helligkeit der Gasentladungslampe 10 wiedergibt.
Zu diesem Zweck ist der Lichtsensor 20 über eine Anschluss oder Schnittstellenvorrichtung 3,
welche zugleich die bereits zuvor beschriebene Analog-Digitalwandlerschaltung
mit den Widerständen 13 und 14 und
dem Kondensator 15 aufweisen kann, an die Steuervorrichtung 12 angeschlossen. Über die
Anschlüsse 19a und 19b bzw. die
Eingänge 17a und 17b der
Steuervorrichtung 12 können
zudem externe Steuerinformationen Iextern, beispielsweise
Sollwertvorgaben eines externen Dimmers etc., der Steuervorrichtung 12 zugeführt werden,
um die Einstellung der Helligkeit der Gasentladungslampe 10 zu
beeinflussen. Vorteilhafterweise berücksichtigt die Steuervorrichtung 12 für die Steuerung
bzw. Regelung des Betriebsverhaltens des elektronischen Vorschaltgeräts neben
externen Steuerinformationen Iextern auch
interne Betriebszustandsinformationen. So ist gemäß 2 vorgesehen,
dass der Steuervorrichtung 12 auch Istwerte der Netzspannung
uN, der gleichgerichteten Zwischenkreisspannung
uG, des über
die Gasentladungsstrecke der Gasentladungslampe 10 fließenden Lampenstroms
iL sowie des Heizstromes IH zugeführt werden. Zur
Erfassung des Lampenstromes iL ist in Serie
mit der Gasentladungslampe 10 ein Widerstand 9 geschaltet,
so dass die an diesem Widerstand 9 abfallende Spannung
ein Maß für den über die
Gasentladungsstrecke der Gasentladungslampe 10 fließenden Lampenstrom
iL darstellt. Zur Erfassung des über die
Primärwicklung 7A des
Heiztransformators fließenden
Heizstroms iH ist auf ähnliche Weise ein Widerstand 8 in
Serie mit der Primärwicklung 7A geschaltet,
so dass die an diesem Widerstand 8 abfallende Spannung
ein Maß für den Heizstrom
iH darstellt. Auf diese Weise kann die Steuervorrichtung 12 nicht
nur abhängig
von den von dem Lichtsensor 20 gelieferten Istwertsignalen
bzw. den externen Steuerinformationen Iextern die
Gasentladungslampe 10 dimmen, sondern auch durch Überwachung
der internen Betriebszustandsparameter Fehlerfälle innerhalb des elektronischen
Vorschaltgeräts,
wie beispielsweise einen überhöhten Lampenstrom,
einen zu geringen Heizstrom oder das Auftreten des sogenannten Gleichrichtereffekts
innerhalb der Gasentladungslampe 10, feststellen und entsprechende
Maßnahmen
beispielsweise durch Ein- bzw. Ausschalten des Wechselrichters 2 treffen.Furthermore, the electronic ballast has a central control device 12 in particular, which may include a microprocessor. The control device 12 is used in particular for controlling the brightness of the gas discharge lamp 10 depending on an externally supplied brightness actual value, the brightness of the gas discharge lamp 10 reproduces. For this purpose, the light sensor 20 via a port or interface device 3 , which at the same time the previously described analog-to-digital converter circuit with the resistors 13 and 14 and the capacitor 15 may be to the control device 12 connected. About the connections 19a and 19b or the inputs 17a and 17b the control device 12 In addition, external control information I external , such as setpoint specifications of an external dimmer, etc., the control device 12 supplied to the adjustment of the brightness of the gas discharge lamp 10 to influence. Advantageously, the control device takes into account 12 for the control or regulation of the operating behavior of the electronic ballast in addition to external control information I external and internal operating state information. So is according to 2 provided that the control device 12 also actual values of the mains voltage u N , the rectified intermediate circuit voltage u G , of the gas discharge path of the gas discharge lamp 10 flowing lamp current i L and the heating current I H are supplied. For detecting the lamp current i L is in series with the gas discharge lamp 10 a resistance 9 switched so that the on this resistor 9 decreasing voltage is a measure of the over the gas discharge path of the gas discharge lamp 10 represents flowing lamp current i L. For detecting the over the primary winding 7A The heating current i H flowing in the heating transformer is similarly a resistance 8th in series with the primary winding 7A switched so that the on this resistor 8th decreasing voltage represents a measure of the heating current i H. In this way, the control device 12 not only dependent on that of the light sensor 20 supplied external signals or the external control information I externally the gas discharge lamp 10 but also by monitoring the internal operating state parameters error cases within the electronic ballast, such as an excessive lamp current, too low heating current or the occurrence of the so-called rectifier effect within the gas discharge lamp 10 , and take appropriate action, for example, by turning on or off the inverter 2 to meet.
Im
allgemeinen wird die Gasentladungslampe 10 abhängig von
den von dem Lichtsensor 20 gelieferten Helligkeits-Istwerten
durch Verändern
der Frequenz f und/oder des Tastverhältnisses d der von dem Wechselrichter 2 gelieferten
getakteten Wechselspannung gedimmt. Dabei wird vorteilhafterweise nach
dem Einschalten des elektronischen Vorschaltgerätes zunächst die angeschlossene Gasentladungslampe
mit voller Lichtleistung, d.h. maximaler Helligkeit betrieben, so
dass anschließend – im Falle eines
angeschlossenen Lichtsensors 20 – die Lampe 10 von
dem Lichtsensor 20 gedimmt, d.h. deren Helligkeit geregelt
werden kann.In general, the gas discharge lamp 10 depending on the light sensor 20 supplied brightness actual values by changing the frequency f and / or the duty cycle d of the inverter 2 delivered clocked change dimming voltage. In this case, advantageously, after switching on the electronic ballast, first the connected gas discharge lamp is operated with full light output, ie maximum brightness, so that subsequently - in the case of a connected light sensor 20 - the lamp 10 from the light sensor 20 dimmed, ie their brightness can be controlled.
4 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen elektronischen
Vorschaltgeräts.
Im wesentlichen entspricht der Aufbau und die Funktion dieses Ausführungsbeispiels
dem in 2 gezeigten Vorschaltgerät. Besonders vorteilhaft ist
jedoch bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
erfindungsmäßige Ausgestaltung
der Schnittstellenvorrichtung 3. Die in 4 dargestellte Ausgestaltung
der Schnittstellenvorrichtung 3 ermöglicht es, das elektronische
Vorschaltgerät
mit Hilfe externer Steuerinformationen beispielsweise sowohl über einen
Schalter bzw. Taster 41 als auch über digitale Steuersignale
eines digitalen seriellen Interfaces (DSI) 42 anzusteuern.
Dabei erkennt die Steuervorrichtung 12 anhand der Signalstruktur
der ihr zugeführten
Signale, ob Tastersignale (d.h. einfache Impulssignale) oder DSI-Signale
(d.h. Signale gemäß einem
digitalen Protokoll) vorliegen. Abhängig von dieser Erkennung werden
die externen Steuerinformationen von der Steuervorrichtung unterschiedlich
verarbeitet. 4 shows a preferred embodiment of the electronic ballast according to the invention. In essence, the structure and function of this embodiment corresponds to the in 2 shown ballast. However, particularly advantageous in the in 4 embodiment shown embodiment of the interface device 3 , In the 4 illustrated embodiment of the interface device 3 allows the electronic ballast by means of external control information, for example, both via a switch or button 41 as well as via digital control signals of a digital serial interface (DSI) 42 head for. The control device recognizes this 12 based on the signal structure of the signals supplied to it, whether there are probe signals (ie simple pulse signals) or DSI signals (ie signals according to a digital protocol). Depending on this detection, the external control information is processed differently by the control device.
Die
besondere Ausgestaltung der Schnittstellenvorrichtung 3 kann
im Prinzip bei allen elektronischen Vorschaltgeräten eingesetzt werden, die
sowohl über
Tastersignale als auch über
digitale Steuersignale angesteuert werden sollen.The particular embodiment of the interface device 3 can be used in principle with all electronic ballasts, which are to be controlled both via button signals and via digital control signals.
Die
in 4 gezeigte Schnittstellenvorrichtung 3 ist
einfach aufgebaut. Der in 2 gezeigte eine
Anschluss 19a für
den Empfang der externen Steuerinformationen Iextern ist
auf zwei Anschlüsse 19a1 und 19a2 aufgeteilt.
An den ersten Anschluss 19a1 kann
ein Schalter bzw. Taster 41 angeschlossen werden, während der
zweite Anschluss 19a2 mit einem
digitalen seriellen Interface 42 verbunden werden kann.
An einen dritten Anschluss 19b der Schnittstellenvorrichtung 3 ist
ein Masseleiter bzw. ein Neutralleiter N sowohl für den Tasterbetrieb
als auch für
den DSI-Betrieb angeschlossen. Abhängig davon, ob die Steuervorrichtung 12 mit
Hilfe von Tastersignalen oder DSI-Signalen angesteuert werden soll,
wird der entsprechende Anschluss 19a1 bzw. 19a2 verwendet, während der andere Anschluss 19a2 bzw. 19a1 frei
bleibt. Die Anschlüsse 19a1 und 19a2 sind
in der Schnittstellenvorrichtung 12 über einen Vorwiderstand 40 miteinander
verbunden und zusammen über
ein Überspannungsschutzelement 39 an
eine Gleichrichterschaltung 38 angeschlossen, deren anderer
Eingangsanschluss mit dem dritten Anschluss 19b der Schnittstellenvorrichtung 3 verbunden
ist. Die Gleichrichterschaltung 38 ist ausgangsseitig mit
den Eingängen 17a und 17b der Steuervorrichtung 12 verbunden
und dient als Verpolungsschutz bzgl. der Anschlüsse 19a1 und 19a2 einerseits sowie 19b andererseits.In the 4 shown interface device 3 is simple. The in 2 showed a connection 19a for receiving the external control information I external is on two ports 19a 1 and 19a 2 divided up. At the first connection 19a 1 can a switch or button 41 be connected while the second port 19a 2 with a digital serial interface 42 can be connected. To a third connection 19b the interface device 3 is a ground conductor or a neutral conductor N connected both for the button operation and for DSI operation. Depending on whether the control device 12 is to be controlled by means of probe signals or DSI signals, the corresponding port 19a 1 respectively. 19a 2 used while the other connector 19a 2 respectively. 19a 1 remains free. The connections 19a 1 and 19a 2 are in the interface device 12 via a series resistor 40 connected together and together via an overvoltage protection element 39 to a rectifier circuit 38 connected, the other input terminal to the third terminal 19b the interface device 3 connected is. The rectifier circuit 38 is the output side with the inputs 17a and 17b the control device 12 connected and serves as reverse polarity protection with respect to the connections 19a 1 and 19a 2 on the one hand, and 19b on the other hand.
Im
Falle eines angeschlossenen Tasters 41 wird das elektronische
Vorschaltgerät
durch einen (kurzen bzw. langen) Tastendruck ein. bzw. ausgeschaltet.
Hat die Steuervorrichtung 12 einen an das elektronische
Vorschaltgerät
angeschlossenen Lichtsensor 20 erkannt, wird die Helligkeit
der Lampe 10 abhängig
von dem Helligkeits Istwert des Lichtsensors 20 geregelt.
Durch Drücken
des Taster 41 kann lediglich der Sollwert für die Helligkeitsregelung
verändert
werden, um somit indirekt eine Helligkeitsveränderung der Lampe 10 zu
erzielen. Ist ein DSI 42 angeschlossen und wurde von der
Steuervorrichtung 12 ein angeschlossener Lichtsensor 20 erkannt,
wird von der Steuervorrichtung 12 in der Regel lediglich ein
digitaler Einschalt-/Ausschaltbefehl
des DSI 42 verarbeitet. Dagegen werden Dimmstellwerte,
d.h. Vorgaben wie z.B. "Dimmen
auf 50% " von der
Steuervorrichtung 12 ignoriert. Analog zu dem Tasterbetrieb
ist auch bzgl. des DSI-Betriebs denkbar, durch bestimmte digitale
Befehle den Sollwert für
die Helligkeitsregelung durch die Steuervorrichtung 12 vorzugeben
bzw. zu verstellen. Die Helligkeitsregelung erfolgt jedoch nach
Erkennen eines angeschlossenen Lichtsensors 20 stets abhängig von
dem Helligkeits-Istwert des Lichtsensors 20.In the case of a connected button 41 The electronic ballast is activated by a (short or long) key press. or switched off. Has the control device 12 a light sensor connected to the electronic ballast 20 detected, the brightness of the lamp 10 depending on the brightness actual value of the light sensor 20 regulated. By pressing the button 41 can be changed only the setpoint for the brightness control, thus indirectly a brightness change of the lamp 10 to achieve. Is a DSI 42 connected and was from the control device 12 a connected light sensor 20 is detected by the control device 12 usually just a digital power on / off command of the DSI 42 processed. In contrast, dimming control values, ie specifications such as "dimming to 50%" by the control device 12 ignored. Analogous to the push-button operation, it is also conceivable with respect to the DSI operation, by certain digital commands, the setpoint value for the brightness control by the control device 12 pretend or disguise. The brightness control is, however, after detection of a connected light sensor 20 always dependent on the brightness actual value of the light sensor 20 ,
Ist
hingegen kein Lichtsensor 20 angeschlossen, steuert das
elektronische Vorschaltgerät die
Lampenhelligkeit ausschließlich
abhängig
von den extern zugeführten
Steuerinformationen Iextern. Bei angeschlossenem
Taster 41 kann beispielsweise die Lampe 10 abhängig von
der Dauer des Tastendrucks heller oder dunkler gestellt werden,
wobei z.B. jeder zweite Tastendruck die Dimmrichtung verändert. Bei
einem angeschlossenem DSI steuert hingegen die Steuervorrichtung
den Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts einfach durch Umsetzung
der digitalen Steuerbefehle, wie z.B. "Ein/Aus", "Dimmen auf
x% Helligkeit", "Starten des Dimmbetriebs" oder "Beenden des Dimmbetriebs" usw..Is not a light sensor 20 connected, the electronic ballast controls the lamp brightness exclusively depending on the externally supplied control information I externally . With connected button 41 For example, the lamp 10 depending on the duration of the key press, the brightness is increased or decreased, eg every second key press changes the dimming direction. In the case of a connected DSI, on the other hand, the control device simply controls the operation of the electronic ballast by implementing the digital control commands such as "on / off", "dimming at x% brightness", "starting the dimming operation" or "stopping the dimming operation", etc.
