-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe, umfassend ein elektronisches Vorschaltgerät mit einem leistungsstabilisierten Netzteil zur Spannungsversorgung des elektronisches Vorschaltgeräts.
-
Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus dem Stand der Technik, namentlich aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 732 364 A2 vorbekannt. Die dortige Lösung sieht zunächst neben einer Detektion eines Gleichstrombetriebes bzw. eines Wechselstrombetriebes der Vorrichtung vor, dass für den jeweiligen Betrieb eine geeignete Leistungs-/Netzspannungs-Kennlinie hinterlegt ist, anhand derer die Leistung in Abhängigkeit von der Netzspannung angepasst werden kann. Insbesondere bei einem Unterschreiten eines Netzspannungsschwellwertes wird die Leistung soweit abgesenkt, dass ein weiterer Schwellwert erreicht wird, so dass letzten Endes aufgrund dieser Regelung ein Betrieb der genannten Vorrichtung in diskreten Stufen erreicht wird. Hierzu ist jedoch eine Leistungsregelung erforderlich, welche die genannte Lösung relativ aufwändig und teuer macht.
-
Insbesondere in Zeiten sich ständig verteuernder Energiepreise stellt die Einsparung von Energie eine Anforderung dar, welche sich in verschiedensten Bereichen niederschlägt. Insbesondere im Bereich des Betriebes von Leuchtstofflampen wurden hier in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. So besteht im Wesentlichen eine herkömmliche Anordnung zum Betrieb einer Leuchtstofflampe aus einem so genannten konventionellen Vorschaltgerät mit einem Starter.
-
Als Alternative hierzu sind so genannte elektronische Vorschaltgeräte bekannt, welche das konventionelle Vorschaltgerät und den Starter ersetzen. Derartige Vorschaltgeräte betreiben die Leuchtstofflampen im Gegensatz zum konventionellen Vorschaltgerät nicht mit der Netzfrequenz, sondern vielmehr mit einer Frequenz von oberhalb 10.000 Hz. Dies führt zu einer wesentlich besseren Lichtausbeute, so dass bei gleichem Energieeinsatz das erzielte Ergebnis verbessert, bzw. im Umkehrschluss bei einer vorgegebenen Leuchtintensität eine geringere Energie erforderlich ist.
-
Im Hinblick auf die Beleuchtung insbesondere von Arbeitsplätzen gelten strenge gesetzliche Regelungen, welche einen gewissen Grad an Beleuchtung erfordern. Zwar darf dieser Grad an Helligkeit nicht unterschritten werden, jedoch hat sich gezeigt, dass bei einer Überversorgung mit Leuchtmitteln durchaus auf etwas Helligkeit verzichtet werden könnte, insbesondere wenn hiermit eine Senkung des Energieverbrauchs einhergehen würde. Nachdem allerdings vorhandene elektronische Vorschaltgeräte bzw. Lampenfassungen die Verwendung bestimmter Leuchtstofflampen vorgeben, welche auch bestimmte Verbrauchswerte besitzen, ist ein Austausch der Leuchtstofflampen gegen kleinere Lampen nicht ohne Weiteres möglich. Es muss also nach einer Lösung gesucht werden, welche einen Betrieb der gleichen Lampen mit einer geringeren Helligkeit bei gleichzeitig niedrigerem Energieverbrauch ermöglicht.
-
Eine Senkung der Netzspannung als solche würde keinen Effekt bringen, nachdem sämtliche Leuchtstofflampen ab 25 W Leistung aufgrund bestehender Normen mit einer Leistungsstabilisierung versehen sein müssen. Diese sorgt bei einem Abfall der Netzspannung dafür, dass durch eine Stabilisierung der Arbeitsspannung im Vorschaltgerät die Leuchtstofflampe mit der gleichen Leuchtintensität weiterbetrieben werden kann, so dass eine Energieeinsparung auf diesem Wege nicht möglich ist.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe zu schaffen, welche einen energiereduzierten Betrieb unter Inkaufnahme einer in gewissen Grenzen geringeren Helligkeit ermöglicht.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere, sinnvolle Ausgestaltungen einer derartigen Vorrichtung können den Unteransprüchen entnommen werden.
-
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, ein elektronisches Vorschaltgerät zu verwenden, mit welchem eine Leuchtstofflampe angesteuert wird. Insbesondere soll ein derartiges elektronisches Vorschaltgerät eine Dimmereinheit besitzen, mit welcher die Lampenleistung gesteuert werden kann. Die grundsätzliche Idee der Erfindung besteht nunmehr darin, dem elektronischen Vorschaltgerät eine Eingangsspannung zuzuführen, welche gegenüber der normalen Betriebsspannung abgesenkt ist. Um ein Eingreifen der Leistungsstabilisierung eines in einem solchen elektronischen Vorschaltgerät vorgesehenen Netzteils zu verhindern, wird die Eingangsspannung des Netzteils gleichzeitig auch als Eingangssignal der Dimmereinheit verwendet, so dass bei einem Absinken der Netzspannung auch gleichzeitig der Dimmereinheit eine Absenkung der Lampenleistung vorgegeben wird.
-
Wird nun mithilfe eines Stellgliedes, welches die von einem Versorgungsnetz zur Verfügung gestellte Spannung auf eine gewünschte, niedrigere Spannung einstellt, eine solche niedrigere Eingangsspannung am Netzteil angelegt und gleichzeitig als Stellsignal in Form eines Dimmsignals verwendet, so wird sich gleichzeitig mit der niedrigeren Betriebsspannung auch eine niedrigere Lampenleistung einstellen, so dass effektiv die verbrauchte Leistung im elektronischen Vorschaltgerät und der damit verbundenen Leuchtstofflampe reduziert wird. Damit ist eine effektiv niedrigere Leistung zum Betrieb einer Leuchtstofflampe realisiert.
-
Insoweit, was häufig der Fall sein dürfte, die Eingangsspannung sich nicht direkt als Stellsignal für die Dimmereinheit eignet, wird diese unter Zwischenschaltung von Mitteln zur Signalumwandlung an die Dimmereinheit angeschlossen. Bei diesen Mitteln zur Signalumwandlung kann es sich beispielsweise um Mittel zur Umsetzung der Eingangsspannung in ein digitales Signal handeln, mit deren Hilfe die Höhe der Eingangsspannung in eine digital codierte Information umgesetzt wird, mit der die Dimmereinheit des elektronischen Vorschaltgerätes arbeiten kann.
-
Alternativ kann es sich bei den Mitteln zur Signalumwandlung auch um Mittel zur Umsetzung der Eingangsspannung in ein geeignetes Signal handeln, sei es ein passives oder ein aktives Signal, im Falle eines aktiven Signals insbesondere um einen Spannungsteiler. Die solchermaßen auf ein für den Eingang der Dimmereinheit interpretierbares Signal herunter gebrochene Eingangsspannung wird in dieser Form als Stellsignal bzw. Dimmsignal der Dimmereinheit zur Verfügung gestellt.
-
Ein üblicher Dimmer ist üblicherweise dazu in der Lage, die Leuchtstofflampe im Bereich zwischen 3 und 100 % Helligkeit zu dimmen. Im Rahmen der Energieeinsparung, welche durch das vorliegende Gerät realisiert werden soll, wird üblicherweise eine Dimmung im unteren Helligkeitsbereich nicht erforderlich sein, sondern lediglich im oberen Prozentbereich. Unter anderem soll die Möglichkeit offen gehalten werden, die Leuchtstofflampe auch mit voller Leistung zu betreiben. Insoweit erscheint es sinnvoll, das Dimmsignal derart zu normieren, dass eine maximale von dem Stellglied bereitgestellte Eingangsspannung einer Dimmung um 0 %, also 100 % Helligkeit, entspricht, also bei einer maximalen angelegten Spannung die volle Lichtleistung der Leuchtstofflampe abgerufen wird. Umgekehrt könnte beispielsweise die Normierung eines Mindestwertes so erfolgen, dass dieser Mindestwert beispielsweise bei einem Wert einer 20%igen Dimmung oder einem anderen, beliebigen Tiefstwert angesetzt wird. Dieser Tiefstwert wird dann dem niedrigsten, von dem Stellglied bereitstellbaren Eingangsspannungswert zugeordnet.
-
Ein solches Stellglied kann in konkreter Ausgestaltung der Vorrichtung einen Transformator zugeordnet sein, welcher verschiedene, mithilfe des Stellgliedes umschaltbare sekundärseitige Anzapfungen besitzt. Durch eine Umschaltung zwischen den verschiedenen Anzapfungen kann daher die Wicklungszahl auf der Sekundärseite so beeinflusst werden, dass lediglich ein Teil oder auch die volle transformierte Spannung abgerufen werden kann.
-
Grundsätzlich eignen sich jedoch auch andere bekannte Lösungen als Stellglieder in diesem Zusammenhang, wie beispielsweise Widerstände, Netzgeräte für Gleich- oder Wechselstrom, eine Umschalteinheit für die Akkuanwendung, ein Triac oder ein Thyristor. Auch andere Lösungen sind denkbar und ausdrücklich von der Erfindung mitumfasst.
-
Insbesondere ist es möglich, dass allgemein ein Stellglied verwendet wird, welches einen Phasenanschnitt oder ein Phasenabschnitt realisiert.
-
Grundsätzlich sind mehrere Konfigurationen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung denkbar. Eine Möglichkeit besteht darin, dass ein elektronisches Vorschaltgerät bereitgestellt wird, in welchem eine interne Weiterleitung des Eingangssignals des Netzteils an eine Dimmereinheit vorgesehen ist, so dass in diesem Fall auch die Mittel zur Signalumwandlung in diesem elektronischen Vorschaltgerät vorgesehen sind. Ausdrücklich ist jedoch auch eine Nachrüst-Lösung angedacht, welche die Mittel zur Signalumwandlung als separate Zusatzeinheit hinzufügt, welche einerseits mit der Eingangsspannung verbunden werden um diese als Dimmersignal aufzubereiten und andererseits ausgangsseitig mit dem Dimmereingang verbunden werden, um das aus der Eingangsspannung gewonnene Dimmsignal der Dimmereinheit in geeigneter Weise zur Verfügung zu stellen. Durch eine derartige externe Zusatzlösung können auch bereits vorhandene elektronische Vorschaltgeräte erfindungsgemäß hergerichtet werden, wobei es sich bei entsprechenden elektronischen Vorschaltgeräten um leistungsstabilisierte Geräte handeln muss, welche zudem auch dimmbar sind.
-
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
Es zeigen
-
1 eine Vorrichtung mit einem elektronischen Vorschaltgerät, welchem die Mittel zur Signalumwandlung in Form eines Spannungsteilers als externe Zusatzeinheit zugeordnet sind in einer schematischen Darstellung,
-
2 eine Vorrichtung mit einem elektronischen Vorschaltgerät, in welchem die Mittel zur Signalumwandlung in das elektronische Vorschaltgerät integriert sind in einer schematischen Darstellung, sowie
-
3 eine Vorrichtung mit mehreren elektronischen Vorschaltgeräten, welche einen gemeinsamen, mit einem Versorgungsnetz verbundenen Stellglied zugeordnet sind, ebenfalls in einer schematischen Darstellung.
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem elektronischen Vorschaltgerät 10, dessen einzelne Komponenten hier aufgeführt sind. Im Wesentlichen ist hierbei festzustellen, dass das elektronische Vorschaltgerät 10 sowohl über einen Netzeingang 13 als auch über einen Dimmeingang 12 verfügt, wobei beim Netzeingang 13 verschiedene Spannungshöhen vorgesehen sein können. Üblicherweise werden hierbei Spannungen von ca. 220 V sowie Spannungen von ca. 110 V als Eingangsspannung akzeptiert. Bei dem Dimmeingang 12 handelt es sich im vorliegenden Beispiel exemplarisch um einen aktiven Dimmereingang, welcher ein Spannungssignal von 1 bis 10 V erfordert.
-
Insoweit handelt es sich um ein herkömmliches elektronisches Vorschaltgerät 10, welches wie folgt im Sinne der Erfindung umgebaut wird. Die Eingangsspannung, welche am Netzeingang 13 angeschlossen ist, wird nochmals abgegriffen und in einem Zusatzgerät einem Spannungsteiler 30 als Eingangssignal zugeführt. Dieser Spannungsteiler 30 wandelt das Eingangssignal von im Beispiel ca. 220 V Wechselspannung um in ein geeignetes Dimmsignal gemäß den oben stehenden Anforderungen. Dieses Dimmsignal wird als Stellsignal dem Dimmeingang 12 zugeführt, so dass bei einer Absenkung der am Netzeingang 13 liegenden Netzspannung sowohl die Versorgungsspannung des elektrischen Vorschaltgerätes 10 als auch gleichzeitig die angeforderte Leistung an der Leuchtstofflampe 20 durch eine Dimmung und damit einhergehende niedrigere Leistungsaufnahme insgesamt zu einem niedrigeren Energieverbrauch führen. Im Übrigen ist der Dimmeingang 12 von der dahinterliegenden Einheit zur Signalaufbereitung 15 durch eine galvanische Trennung 14 getrennt, wobei die Signalaufbereitung 15 einen Oszillator 16 bedient, welcher sowohl mit einem leistungsstabilisierten Netzteil 11 nachgeschalteten Halbbrücke 17 als auch mit einer Lampenüberwachung 19 für die angeschlossene Leuchtstofflampe 20 verbunden ist. Die Darstellung der Leuchtstofflampe 20 ist so zu verstehen, dass dem elektronischen Vorschaltgerät 10 eine Leuchtstofflampe 20 zugeordnet ist, welche jedoch an zwei Anschlüssen des elektronischen Vorschaltgerätes 10 mit diesem verbunden ist. Die beiden dargestellten Enden der Leuchtstofflampe 20 beziehen sich also auf dieselbe Leuchtstofflampe 20.
-
In 2 ist eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgerätes 10 dargestellt, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, dass kein separater Dimmeingang 12 vorhanden ist, sondern vielmehr Signalaufbereitung 15 und Spannungsteiler 30 in eine gemeinsame Baugruppe übertragen worden sind. Diese kommunizieren direkt mit dem Netzeingang 13 und greifen von dort die Eingangsspannung ab. Aufgrund der Eingangsspannung wird in dem gemeinsamen Block der Signalaufbereitung 15 und des Spannungsteilers 30 der Grad der gewünschten Dimmung ermittelt, um auf diese Weise die Lampenleistung der Leuchtstofflampe 20 zu beeinflussen, je nachdem welche Eingangsspannung an dem Netzeingang 13 anliegt. Im Übrigen sind die Komponenten gemäß 1 beibehalten.
-
3 zeigt schließlich den Aufbau der Gesamtvorrichtung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe 20, wobei hier eine Mehrzahl von elektronischen Vorschaltgeräten 10 mit Leuchtstofflampen 20 dargestellt sind. Beispielsweise könnte auf diese Art und Weise mit einem gemeinsamen Stromkreis ein ganzes Zimmer beleuchtet werden, welches im vorliegenden Beispiel eben über vier Leuchtstofflampen 20 verfügt. Ein Transformator 40 ist hierzu auf seiner Primärseite 41 mit einem Versorgungsnetz 50 verbunden, welches im vorliegenden Beispiel 220 V bei 50 Hz liefert. Auf seiner Sekundärseite 42 weist der Transformator 40 insgesamt vier Anzapfungen auf, wobei eine erste Anzapfung direkt mit den elektronischen Vorschaltgeräten 10 verbunden ist. Die übrigen Anzapfungen sind mithilfe eines Stellgliedes 43 wählbar, so dass die erreichte Spannung auf der Sekundärseite 42 in diskreten Schritten eingestellt werden kann. Hierbei sind in der Zeichnung die Anzapfungen gleichweit voneinander entfernt, wobei realistisch die Anzapfungen dichter an der untersten dargestellten Anzapfung liegen werden. Insoweit handelt es sich um eine idealisierte Darstellung auf der Sekundärseite 42 des Transformators 40.
-
Vorstehend beschrieben ist somit eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe 20, welche unter Inkaufnahme einer geringeren Lichtausbeute bei Leuchtstoffröhren einen energiereduzierten Betrieb durch eine mithilfe eines Stellgliedes 43 abgesenkte Netzspannung realisieren kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Elektronisches Vorschaltgerät
- 11
- leistungsstabilisiertes Netzteil
- 12
- Dimmeingang
- 13
- Netzeingang
- 14
- galvanische Trennung
- 15
- Signalaufbereitung
- 16
- Oszillator
- 17
- Halbbrücke
- 18
- Resonanzkreis
- 19
- Lampenüberwachung
- 20
- Leuchtstofflampe
- 30
- Spannungsteiler
- 31
- Eingang
- 32
- Ausgang
- 40
- Transformator
- 41
- Primärseite
- 42
- Sekundärseite
- 43
- Stellglied
- 50
- Versorgungsnetz
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
