DE202020105977U1 - Phasendimmer - Google Patents

Abstract

Phasendimmer (1) mit einer einen Eingang (7) und einen Ausgang (8) aufweisenden Dimmeinrichtung (6), einem zweipoligen Spannungsversorgungsanschluss (3), an dem eine zumindest zweipolige Spannungsversorgung (2) anschließbar ist, und einem Verbraucheranschluss (4), an dem ein zu dimmender Verbraucher (5) anschließbar ist, wobei der Eingang (7) der Dimmeinrichtung (6) an einen ersten Pol (3a) des Spannungsversorgungsanschlusses (3) und der Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) an dem Verbraucheranschluss (4) angeschlossen ist, wobei die Dimmeinrichtung (6) zum Betreiben eines an den Verbraucheranschluss (4) anschließbaren Verbrauchers (5) in einem Ein-Zustand ist und wobei zum Nicht-Betreiben eines an den Verbraucheranschluss (4) anschließbaren Verbrauchers (5) in einem Aus-Zustand ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasendimmer (1) über ein an dem Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) und dem zweiten Pol (3b) des Spannungsversorgungsanschlusses (3) angeschlossenes Schaltelement (10), welches Schaltelement (10) in seinem Leitend-Zustand den Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) und den zweiten Pol (3b) des Spannungsversorgungsanschlusses (3) verbindet, und über eine Überwachungseinrichtung (15) zum Überwachen der Dimmeinrichtung 6 verfügt, welche Überwachungseinrichtung (15) dazu eingerichtet ist, das Schaltelement (10) in seinen Leitend-Zustand zu schalten, wenn die Dimmeinrichtung (6) in ihrem Aus-Zustand ist, und in ihrem Nicht-Leitend-Zustand zu schalten, wenn die Dimmeinrichtung (6) in ihrem Ein-Zustand ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Phasendimmer mit einer einen Eingang und einen Ausgang aufweisenden Dimmeinrichtung, einem zweipoligen Spannungsversorgungsanschluss, an dem eine zumindest zweipolige Spannungsversorgung anschließbar ist, und einem Verbraucheranschluss, an dem ein zu dimmender Verbraucher anschließbar ist, wobei der Eingang der Dimmeinrichtung an einen ersten Pol des Spannungsversorgungsanschlusses und der Ausgang der Dimmeinrichtung an dem Verbraucheranschluss angeschlossen ist, wobei die Dimmeinrichtung zum Betreiben eines an den Verbraucheranschluss anschließbaren Verbrauchers in einem Ein-Zustand ist und wobei zum Nicht-Betreiben eines an den Verbraucheranschluss anschließbaren Verbrauchers in einem Aus-Zustand ist.
• Phasendimmer werden zum Dimmen von an einer Wechselspannung angeschlossenen Verbrauchern, beispielsweise Leuchten verwendet. Zum Dimmen wird innerhalb eines Phasenzyklus - typischerweise eine Halbwelle - die Spannungsversorgung des Verbrauchers zeitweise unterbrochen. Durch das zyklische Unterbrechen der Spannung in jedem Phasenzyklus sind die Unterbrechungen jeweils nur sehr kurz. Durch die Trägheit des Verbrauchers einerseits und, wenn der Verbraucher eine Leuchte ist, durch die des menschlichen Auges andererseits kann diese Unterbrechung zeitlich nicht aufgelöst werden, sondern erscheint als eine geringere Spannung, was im Falle einer Leuchte eine geringere Leuchtkraft mit sich bringt. Über das Verhältnis zwischen der Zeit, in der die Spannung unterbrochen ist, gegenüber der Zeit, in der die Spannung nicht unterbrochen ist, wird der Dimmgrad eingestellt. Nachfolgend wird der Zustand, bei dem ein Betrieb eines Verbrauchers, und zwar unabhängig davon, ob dieser Betrieb ein Dimmbetrieb ist oder nicht, erfolgt, als Ein-Zustand angesprochen. Durch einen Phasendimmer besteht auch die Möglichkeit, die Spannungsversorgung des Verbrauchers dauerhaft zu unterbrechen. Im Falle einer Leuchte soll diese dann nicht leuchten. Dieser Zustand wird nachfolgend als Aus-Zustand angesprochen.
• Um den Betrieb des Phasendimmers zu gewährleisten, ist jedoch ein dauerhafter Stromfluss nötig, selbst wenn sich der Dimmer in seinem Aus-Zustand befindet. Dieser Stromfluss fließt durch den Ausgang der Dimmeinrichtung. Durch diesen Stromfluss liegt auch im Aus-Zustand des Dimmers eine mitunter auch nur geringe Spannung am Verbraucheranschluss an. Diese kann etwa 20 bis 50 Volt betragen. Problematisch hierbei ist mitunter, dass diese Spannung für einige Lichtquellen, wie etwa LEDs, ausreicht, um sie zum Leuchten bzw. Glimmen zu bringen, was allerdings in dem Aus-Zustand nicht gewünscht wird. Mitunter sind auch Flackererscheinungen zu beobachten. Dieses Phänomen - das Leuchten einer Leuchte, obwohl sie nicht betrieben werden soll - wird auch als Ghosting angesprochen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige und einfache Möglichkeit bereitzustellen, Ghosting beim Betrieb eines Phasendimmers zu vermeiden.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Phasendimmer, wobei der Phasendimmer über ein an dem Ausgang der Dimmeinrichtung und dem zweiten Pol des Spannungsversorgungsanschlusses angeschlossenes Schaltelement, welches Schaltelement in seinem Leitend-Zustand den Ausgang der Dimmeinrichtung und den zweiten Pol des Spannungsversorgungsanschlusses verbindet, und über eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Dimmeinrichtung verfügt, welche Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Schaltelement in seinen Leitend-Zustand zu schalten, wenn die Dimmeinrichtung in ihrem Aus-Zustand ist, und in ihren Nicht-Leitend-Zustand zu schalten, wenn die Dimmeinrichtung in ihrem Ein-Zustand ist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
• Zum Betrieb des Phasendimmers ist dieser an eine Spannungsversorgung angeschlossen. Diese Spannungsversorgung weist zumindest zwei Pole auf, zwischen denen eine Wechselspannung, typischerweise die Netzspannung, anliegt. Gebäudeseitig sind dies typischerweise zwei elektrische Leiter: Ein N- und ein L-Leiter. Am L-Leiter liegt die Phase an, während der N-Leiter der Neutralleiter ist. Möglich ist jedoch auch eine Spannungsversorgung mit mehr als zwei Leitern, etwa eine Spannungsversorgung mit Drehstrom. Auch beim Drehstrom sind zumindest zwei Pole, die Phasen-Leiter einerseits sowie der Neutralleiter andererseits, gegeben. Zwischen diesen Polen ist ein Spannungspotenzial vorhanden.
• Das Schalten der Spannung wird in einem Phasendimmer mit einer Dimmeinrichtung durchgeführt. Die Wiederholdauer der Unterbrechungen entspricht dabei dem Phasenzyklus der Dimmeinrichtung. Wird durch die Dimmeinrichtung in jeder Halbwelle die Spannungsversorgung zeitweise unterbrochen, beträgt die Dauer eines Phasenzyklus die Dauer einer Halbwelle. Zum Schalten der Spannung umfasst die Dimmeinrichtung ein Schaltelement, typischerweise ein elektronisches Schaltelement, etwa einen Transistor. Darüber hinaus verfügt diese über eine Ansteuerung, mit der das Schaltelement, beispielsweise der Transistor, angesteuert wird.
• Die Dimmeinrichtung weist einen Eingang und einen Ausgang auf, wobei durch das Schaltelement der Eingang mit dem Ausgang je nach Schaltstellung verbunden oder nicht verbunden ist. Der Eingang der Dimmeinrichtung ist an einem ersten Pol der Spannungsversorgung angeschlossen, der Ausgang der Dimmeinrichtung an den anzusteuernden Verbraucher. Damit ist die Dimmeinrichtung in Reihe mit dem zumindest einen elektrischen Verbraucher geschaltet. Da ein Phasendimmer bevorzugt ein eigenständiges und von dem Verbraucher unabhängige Gerät ist, sind zum Anschluss an die Spannungsversorgung und zum Anschluss des Verbrauchers entsprechende Anschlüsse bereitgestellt, und zwar Spannungsversorgungs- und Verbraucheranschlüsse. Der Spannungsversorgungsanschluss ist zum Betreiben des Phasendimmers zweipolig ausgeführt, sodass der Phasendimmer an zwei Pole der Spannungsversorgung anschließbar ist. Am Ausgang der Dimmeinrichtung und damit auch am Verbraucheranschluss liegt die von der Dimmeinrichtung bereitgestellte Spannung an.
• Bei dem erfindungsgemäßen Phasendimmer ist von Besonderheit, dass zwischen dem Ausgang der Dimmeinrichtung bzw. dem Verbraucheranschluss und dem zweiten Pol des Spannungsversorgungsanschlusses ein Schaltelement eingeschaltet ist. Da der zu dimmende Verbraucher an dem Verbraucheranschluss des Phasendimmers einerseits und an dem zweiten Pol der Spannungsversorgung andererseits angeschlossen ist, ist dieses Schaltelement parallel zu dem Verbraucher geschaltet. Das Schaltelement verbindet in seinem Leitend-Zustand den Ausgang der Dimmeinrichtung mit dem zweiten Pol des Spanungsversorgungsanschlusses. Diese elektrische Verbindung kann widerstandsbehaftet sein; dies ist jedoch nicht zwingenderweise vorgesehen. In seinem Nicht-Leitend-Zustand ist ein Stromfluss zwischen dem Ausgang der Dimmeinrichtung und dem zweiten Pol des Spannungsversorgungsanschlusses nicht, jedenfalls nicht nennenswert möglich. Unter dem im Rahmen dieser Ausführung benutzten Begriff „nicht-leitend“ ist auch eine Ausgestaltung zu verstehen, die hochohmig ist und somit nicht zu 100% nicht-leitend ist. Ein solcher hochohmiger Nicht-Leitend-Zustand kann eintreten, etwa wenn das Schaltelement durch einen oder mehrere Transistoren, etwa MOSFETs realisiert ist.
• Der Phasendimmer verfügt des Weiteren über eine Einrichtung zum Überwachen des Zustandes der Dimmeinrichtung. Mit dieser Einrichtung wird der Zustand der Dimmeinrichtung überwacht, und zwar, ob sich die Dimmeinrichtung in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand befindet.
• Die Überwachungseinrichtung ist mit dem Schaltelement verbunden und kann dieses in seinen Leitend- und seinen Nicht-Leitend-Zustand schalten. Umgeschaltet wird das Schaltelement, wenn eine Zustandsänderung der Dimmeinrichtung detektiert wird, mithin wenn die Dimmeinrichtung von ihrem Ein-Zustand in ihren Aus-Zustand oder umgekehrt von ihrem Aus-Zustand in ihren Ein-Zustand umgeschaltet wird. Ist das Schaltelement durchgeschaltet, wird dieser Zustand durch die Überwachungseinrichtung aufrechterhalten, sollte dies für das Schaltelement zum Beibehalten der Schaltstellung erforderlich sein.
• Durch das Schalten des Schaltelementes in seinen Leitend-Zustand, wenn die Dimmeinrichtung in ihren Aus-Zustand wechselt, wird der für den Betrieb des Phasendimmers und der Dimmeinrichtung erforderliche Strom über das Schaltelement abgeleitet und fließt daher nicht oder, wenn überhaupt, nur in vernachlässigbarem Umfang durch den angeschlossenen Verbraucher. Der elektrische Verbraucher ist daher auch im Aus-Zustand der Dimmeinrichtung nicht, jedenfalls nicht hinreichend spannungsversorgt, wodurch ein Ghosting wirksam und mit einfachen Mitteln vermieden ist. Der Betrieb des Dimmers wird durch die Schaltung nicht beeinträchtigt.
• Die Überwachungseinrichtung kann zum Überwachen des Schalt-Zustandes der Dimmeinrichtung unterschiedlich ausgelegt sein. Möglich ist beispielsweise, dass die Überwachungseinrichtung unmittelbar auf die Steuerung der Dimmeinrichtung zugreift, um den aktuellen Zustand bzw. einen Zustandswechsel zu ermitteln. Zur Übertragung der Information zwischen der Dimmeinrichtung und der Überwachungseinrichtung kann ein Optokoppler eingesetzt sein. In einer anderen Ausgestaltung überwacht die Überwachungseinrichtung den Ausgang der Dimmeinrichtung. Hierzu umfasst die Überwachungseinrichtung eine Spannungsüberwachung. Über die an dem Ausgang der Dimmeinrichtung anliegende Spannung kann darauf geschlossen werden, ob sich die Dimmeinrichtung in ihrem Ein- oder ihrem Aus-Zustand befindet. Im Aus-Zustand ist der Betrag der am Ausgang der Dimmeinrichtung anliegenden Spannung unterhalb einer definierten Vergleichsspannung, die wiederum kleiner ist als diejenige Spannung, die am Ausgang der Dimmeinrichtung in ihrem Ein-Zustand anliegt.
• Das Schaltelement umfasst bevorzugt zumindest einen Transistor. Dieser Transistor ist in möglichen Ausgestaltungen ein Feldeffekttransistor, beispielsweise ein MOSFET. Dieser Transistor wird zur Bereitstellung einer Strombegrenzerschaltung genutzt. Hierzu wird der Transistor mittels einer Spannung angesteuert. Zudem ist dem Transistor an seinem geschalteten Anschluss ein Widerstand zugeordnet. Durch geeignete Anpassung der den Transistor ansteuernden Spannung erfolgt eine Strombegrenzung. Die Strombegrenzungsschaltung ist dazu eingerichtet, dass der im Betrieb der Dimmeinrichtung erforderliche Betriebsstrom hindurchgeleitet wird. Schaltet die Dimmeinrichtung in ihren Ein-Zustand, fließt aufgrund der zur Verfügung stehenden höheren Spannung ein größerer Strom. Dieser wird durch die Strombegrenzungsschaltung begrenzt, indem diese ihren Widerstand erhöht. Dies erfolgt durch eine Erhöhung des Widerstandes des Transistors. Durch die Erhöhung des Innenwiderstandes der Strombegrenzungsschaltung erhöht sich die Spannung am Ausgang der Dimmeinrichtung. Dieses wird durch die Überwachungseinrichtung erkannt. Dies kann dafür genutzt werden, damit die Überwachungseinrichtung die Strombegrenzungsschaltung in einen dauerhaften nicht-leitend-Zustand schaltet, sollte dies erforderlich sein.
• Zum Erkennen, ob die Spannung am Ausgang der Dimmeinrichtung als Ein- oder Aus-Zustand bewertet werden soll, verfügt die Überwachungseinrichtung über eine Vergleichsspannung. Diese Vergleichsspannung ist nur geringfügig größer als die Spannung, die die Strombegrenzungsschaltung für ihren eigenen Betrieb benötigt.
• Schaltet die Dimmeinrichtung in ihren Aus-Zustand, schaltet das Schaltelement in seinen leitend-Zustand. Hierzu wird die Spannung am Ausgang der Dimmeinrichtung überwacht und mit einer weiteren Vergleichsspannung verglichen. Diese weitere Vergleichsspannung entspricht derjenigen Spannung, die am Ausgang der Dimmeinrichtung anliegt, wenn das Schaltelement in seinem nicht-leitend-Zustand ist und ein zum Ghosting neigendes Leuchtelement, etwa eine LED-Leuchte, an den Verbraucheranschluss des Phasendimmers angeschlossen ist.
• In bevorzugter Ausgestaltung misst die Überwachungseinrichtung die am Ausgang der Dimmeinrichtung einliegende Spannung über einen Tiefpassfilter. Durch den Anschluss des Phasendimmers an einer Wechselspannung fällt die Spannung am Ausgang der Dimmeinrichtung bei jedem Nulldurchgang unter die zuvor erwähnten Vergleichsspannungen. Um zu verhindern, dass bei jedem Nulldurchgang das Schaltelement in seinen leitend-Zustand geschaltet wird, ist der Tiefpassfilter dahingehend eingerichtet, als dass nur Signale, die von relevanter Dauer sind, an die Überwachungseinrichtung geleitet werden. Die Zeitkonstante des Tiefpassfilters kann vor diesem Hintergrund beispielsweise 0,5 bis 1 ms sein.
• Bei diesem Phasendimmer wird auch eine selbstständige verbraucherabhängige Einstellung vorgenommen: Ist am Verbraucheranschluss des Phasendimmers eine Glühlampe angeschlossen, fließt über diese aufgrund ihres bei geringen Spannungen geringen Widerstandes der für den Betrieb der Dimmeinrichtung benötigte Strom. Dies führt jedoch nicht zu einem Glühen. Ist an den Verbraucheranschluss des Phasendimmers eine LED-Leuchte angeschlossen, so weist diese bei geringen Spannungen einen hohen Widerstand auf. Durch diesen Widerstand baut sich an dem Ausgang der Dimmeinrichtung eine Spannung auf, die von der Überwachungseinrichtung erkannt wird, so dass das Schaltelement in seinen leitend-Zustand geschaltet werden kann. Aus diesem Grunde ist die vorgeschlagene Schaltung sehr effizient, da sie nur dann zur Anwendung kommt, wenn dies überhaupt erforderlich ist.
• Befindet sich das Schaltelement in seinem leitend-Zustand, wird durch den geringeren Widerstand des Schaltelementes gegenüber dem des Verbrauchers verhindert, dass nennenswert Strom durch den Verbraucher fließt: Der Strom ist durch die Parallelschaltung des Schaltelementes zu dem Verbraucher bestrebt, vornehmlich durch das Schaltelement zu fließen. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine besonders kostengünstige und einfache Schaltung aufgebaut werden.
• Prinzipiell kann das Schaltelement auch als Wechselschalter ausgeführt sein, der den Ausgang der Dimmeinrichtung entweder mit dem zweiten Pol des Spannungsversorgungsanschlusses oder mit dem Verbraucheranschluss verbindet.
• Betrieben werden kann ein solcher Phasendimmer wie folgt: Überwachen des Zustandes der Dimmeinrichtung und
• - wenn erkannt wird, dass die Dimmeinrichtung in ihrem Ein-Zustand ist:
  • Schalten des Schaltelementes in seinen Nicht-Leitend-Zustand, und
• - wenn erkannt wird, dass die Dimmeinrichtung in ihrem Aus-Zustand ist:
  • Schalten des Schaltelementes in seinen Leitend-Zustand.
• Bei dieser Betriebsweise wird in Abhängigkeit des Zustandes der Dimmeinrichtung ein Schaltelement geschaltet. Dieses Schaltelement verbindet den Ausgang der Dimmeinrichtung mit dem Pol der Spannungsversorgung, der nicht durch die Dimmeinrichtung geschaltet ist, mithin mit demjenigen Pol der Spannungsversorgung, der nicht am Eingang der Dimmeinrichtung anliegt. Dadurch, dass im Aus-Zustand der Dimmeinrichtung das Schaltelement in seinen Leitend-Zustand geschaltet wird, kann der für den Betrieb der Dimmeinrichtung erforderliche Strom über den Ausgang der Dimmeinrichtung durch das Schaltelement zum zweiten Pol der Spannungsversorgung fließen. Ein Fließen jenes Betriebsstroms durch den Verbraucher, was zu einer unerwünschten Aktivierung des Verbrauchers führen kann, ist auf diese Weise wirksam und mit einfachen Mitteln vermieden.
• Dabei kann der Zustand der Dimmeinrichtung dadurch überwacht werden, dass die Spannung gemessen wird, die am Ausgang der Dimmeinrichtung anliegt. Ist der Betrag der Spannung am Ausgang der Dimmeinrichtung kleiner oder gleich einer Vergleichsspannung, deren Größe derjenigen Spannung entspricht, die am Ausgang der Dimmeinrichtung im Ausgang der Dimmeinrichtung im Aus-Zustand derselben anliegt, wird das Schaltelement in seinen Leitend-Zustand geschaltet. Die dann anliegende Spannung wird über den durch den über das Schaltelement bereitgestellten Strompfad abgeleitet.
• Das Schaltelement arbeitet nach Art einer Strombegrenzungsschaltung. Diese lässt den Strom, der für den Betrieb der Dimmeinrichtung erforderlich ist, ohne nennenswerten Widerstand passieren. Der Widerstand ist nur entsprechend der benötigten Spannung zum Betrieb des Schaltelementes. Erhöht sich der das Schaltelement durchfließende Strom, erhöht sich der Widerstand in dem Schaltelement, sodass über dem Schaltelement eine höhere Spannung abfällt. Diese wird durch die Überwachung erkannt, woraufhin das Schaltelement dauerhaft in seinen nicht-leitend-Zustand geschaltet wird.
• Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
• 1: einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Phasendimmers,
• 2a-c: Schaltdiagramme zur Erläuterung des Verfahrens und
• 3: ein Schaltdiagramm eines an einen herkömmlichen Phasendimmer angeschlossenen Verbraucher.
• 1 zeigt einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Phasendimmers 1. Der Phasendimmer 1 ist mit seinem Spannungsversorgungsanschluss 3 an eine zweipolige Spannungsversorgung 2 angeschlossen. Die Spannungsversorgung 2 umfasst einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter. Der erste Leiter stellt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Phasen- (L-Leiter) und der zweite Leiter den Neutralleiter (N-Leiter) dar. Zum Anschließen des Phasendimmers 1 an die Spannungsversorgung 2 verfügt dieser über einen zweipoligen Spannungsversorgungsanschluss 3 mit zwei Polen 3a, 3b. Der Phasendimmer 1 weist des Weiteren einen Verbraucheranschluss 4 auf. Angeschlossen an den Verbraucheranschluss 4 des Phasendimmers 1 ist ein Verbraucher 5, hier beispielhaft eine Leuchte. Der andere Anschluss des Verbrauchers 5 ist an den Neutralleiter der Spannungsversorgung angeschlossen.
• Der Phasendimmer 1 ist dazu ausgelegt, den Verbraucher 5 zu dimmen. Hierzu verfügt der Phasendimmer 1 über eine Dimmeinrichtung 6. Die Dimmeinrichtung 6 weist einen Eingang 7 sowie einen Ausgang 8 auf. Am Eingang 7 ist die Dimmeinrichtung 6 mit dem ersten Pol 3a des Spannungsversorgungsanschlusses 3 verbunden. Der Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 ist mit dem Verbraucheranschluss 4 verbunden. Am Ausgang 8 liegt die durch die Dimmeinrichtung 6 geschaltete Spannung an. Angesteuert wird die Dimmeinrichtung 6 über ein Bedienmodul 9, beispielsweise einen Taster. Dieses gibt den Dimmzustand vor. Vorgegeben wird durch das Bedienmodul 9 ferner, ob der Verbraucher 5 betrieben - gedimmt oder ungedimmt - werden soll oder ob der Verbraucher 5 nicht betrieben werden soll. Soll der Verbraucher 5 betrieben werden, befindet sich die Dimmeinrichtung 6 in einem Ein-Zustand, soll der Verbraucher 5 nicht betrieben werden, befindet sich die Dimmeinrichtung 6 in ihrem Aus-Zustand.
• Erfindungsgemäß verfügt der Phasendimmer 1 über ein Schaltelement 10. Teil des Schaltelements 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Widerstand 11 und ein Transistor 12, hier als MOSFET ausgeführt, und zwar als Anreicherungstyp. Daher weist das Schaltelement 10 einen hohen Widerstand auf, wenn die Spannung zwischen dem Source-Anschluss 13 und dem Gate-Anschluss 14 des MOSFETs Null ist und einen kleinen Widerstand, wenn die Spannung zwischen diesen beiden Anschlüssen von Null verschieden ist, wobei der Widerstand abhängig von der Spannung ist.. Das Schaltelement 10 verbindet in seiner Leitend-Stellung den Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 mit dem zweiten Pol 3b des Spannungsversorgungsanschlusses 3.
• Der Phasendimmer 1 weist des Weiteren eine Überwachungseinrichtung 15 auf. Der Überwachungseinrichtung 15 ist eine nicht näher dargestellte Spannungsüberwachung zugeordnet. Mit dieser Spannungsüberwachung wird die Spannung zwischen dem Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 gegenüber dem zweiten Pol 3b des Spannungsversorgungsanschlusses 3 gemessen. Die gemessene Spannung wird mittels eines Tiefpassfilters 16 tiefpassgefiltert, um die Nulldurchgänge der Wechselspannung, die am Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 anliegen, herauszufiltern. In der Überwachungseinrichtung 15 ist eine Vergleichsspannung hinterlegt. Die Vergleichsspannung entspricht derjenigen Spannung, die durch die Spannungsüberwachung gemessen wird, wenn die Dimmeinrichtung 6 sich in ihrem Aus-Zustand befindet. Wird durch die Spannungsüberwachung eine Spannung gemessen, die kleiner oder gleich der Vergleichsspannung ist, schaltet die Überwachungseinrichtung 15 das Schaltelement 10 in seine Leitend-Stellung.
• Auf diese Weise wird der für den Betrieb der Dimmeinrichtung 6 und gegebenenfalls des Bedienmoduls 9 erforderliche Strom zum Neutralleiter der Spannungsversorgung 2 nicht über den Verbrauchanschluss 4 durch den Verbraucher 5 geleitet. Eine ungewollte Ansteuerung des Verbrauchers 5 ist auf diese Weise im Aus-Zustand der Dimmeinrichtung 6 wirksam vermieden.
• Das Schaltelement 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Strombegrenzungsschaltung ausgeführt. Hierzu wird der Transistor 12 entsprechend durch die Überwachungseinrichtung 15 angesteuert.
• Wird die Dimmeinrichtung 6 in ihren Ein-Zustand geschaltet, erhöht sich der durch das Schaltelement 10 fließende Strom, welches daraufhin zur Strombegrenzung seinen Innenwiderstand erhöht. Dies erfolgt durch eine Erhöhung des Innenwiderstandes im Transistor 12. Hierdurch liegt am Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 zumindest zeitweise eine höhere Spannung an als eine weitere Vergleichsspannung. Dies wird durch die Überwachungseinrichtung 15 erkannt, woraufhin sie das Schaltelement 10 in einen dauerhaften nicht-leitend-Zustand schaltet. Dies erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch ein entsprechendes Ansteuern des Transistors 12.
• Die vorstehend genannten Verfahrenszusammenhänge werden durch 2a, 2b und 2c näher erläutert. Diese stellen unterschiedliche Größen an unterschiedlichen Punkten des Phasendimmers 1 aus 1 über die Zeit dar. Im betrachteten Zeitraum werden im Folgenden drei Zustände diskutiert: Ein erster Zustand 17, in dem der Verbraucher 5 gedimmt betrieben werden soll, ein zweiter Zustand 18, in dem der Verbraucher 5 nicht betrieben werden soll, und ein dritter Zustand 19, in dem der Verbraucher 5 unter Volllast betrieben werden soll. 2a zeigt den Strom (I), der am Verbraucheranschluss 4 mithin am Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 fließt, wenn die Dimmeinrichtung 6 im gedimmten Zustand, mithin in einem Ein-Zustand ist. Die Ausgestaltung des Phasendimmers 1 bewirkt, dass die Spannung und damit auch der Strom in jeder Halbwelle für einen gewissen Zeitraum unterbrochen wird. Die 2b zeigt das Verhalten des Verbrauchers 5 in Form seiner Leuchtkraft, angegeben in lumen (Im). Diese liegt bei der eingestellten Dimmstufe im ersten Zustand 17 bei diesem Ausführungsbeispiel bei etwa 60%.
• Im zweiten Zustand 18 soll der Verbraucher 5 ab dem Zeitpunkt t₁ nicht mehr betrieben werden. Die Dimmeinrichtung 6 befindet sich dann in ihrem Aus-Zustand. Trotzdem ist zum Betrieb der Dimmeinrichtung 6 ein Betriebsstrom erforderlich. Dies wird in 2a deutlich: Der Betriebsstrom ist in diesem Zustand nicht 0, sondern hat als Spitzenwert einen Wert I₁.
• 2c zeigt die am Ausgang der Dimmeinrichtung anliegende Spannung in Volt (V). Im ersten Zustand 17 entspricht die am Ausgang der Dimmeinrichtung anliegende Spannung dem zuvor beschriebenen Stromverlauf. Wird die Dimmeinrichtung in ihren Aus-Zustand geschaltet, liegt eine wesentlich geringere Spannung an. Diese ist, wenn das Schaltelement 10 in seiner nicht-leitend-Stellung geschaltet ist, in der Figur mit gepunkteter Linienführung dargestellt.
• Die Überwachungseinrichtung 15 erkennt, dass die Steigung der Spannung über die Zeit nicht derjenigen entspricht, die normalerweise im Ein-Zustand zu erwarten wäre. Im Ein-Zustand ist die Steigung, wie in 2c ersichtlich ist, wesentlich steiler. Zum Erkennen der geringeren Spannungssteigung dient das tiefpassgefilterte Signal mit einer Zeitkonstante von beispielhaft 0,5 oder 1 ms. Diese Zeitkonstante entspricht der Zeitdauer 18a zwischen t₁ und t₂ . Da zum Zeitpunkt t₂ die Spannung noch unter der Vergleichsspannung U₁ liegt, erkennt die Überwachungseinrichtung 15, dass die Dimmeinrichtung 6 in ihrem Aus-Zustand ist und schaltet das Schaltelement 10 in seine leitend-Stellung. Hierdurch werden die Spannungspitzen abgeschnitten, sodass die am Verbraucheranschluss anliegende Spannung nicht über die Spannung U₁ hinausgeht. Die Spannung U₁ ist diejenige Spannung, die benötigt wird, damit das Schaltelement 10 betrieben werden kann. Gleichzeitig ist die Spannung U₁ so klein, dass ein am Verbraucheranschluss 4 angeschlossener Verbraucher 5 nicht betrieben wird. U₁ kann etwa 10 bis 15 V betragen.
• Der für den Betrieb der Dimmeinrichtung 6 erforderliche Betriebsstrom wird nunmehr über das Schaltelement 10 geleitet. Dies ist ersichtlich in 2d. In dieser ist der Strom, der durch das Schaltelement 10 fließt, über die Zeit dargestellt. Aus diesem Grunde ist ab dem Zeitpunkt t₂ ein Leuchten am Verbraucher 5 nicht möglich, da der Widerstand des Verbrauchers 5 wesentlich größer ist als der des Schaltelementes 10 in seinem Leitend-Zustand. Die Spannung am Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 ist dann nahe 0, etwa bei 10 bis 15 Volt, jedenfalls so hoch, dass das Schaltelement 10 noch betrieben werden kann.
• 3 zeigt in einer Gegenüberstellung den vorstehend zur 2b beschriebenen Zustand des Verbrauchers 5 mit demjenigen bei einem herkömmlichen Phasendimmer. Während beim Gegenstand des erfindungsgemäßen Phasendimmer 1 beginnend mit dem Zeitpunkt t₂ die Leuchte nicht leuchtet (0 Im), leuchtet diese ab dem Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₃ mit einer geringen Leuchtkraft, ohne dass dieses tatsächlich gewünscht wird.
• Wird die Dimmeinrichtung 6 wieder in ihren Ein-Zustand geschaltet (t₃ , mithin Beginn des dritten Zustands 19) fließt in dem Zeitraum t₃ bis t₄ durch das Schaltelement 10 ein in 2a dargestellter Strom, der größer ist als I₁. Das Schaltelement 10 begrenzt diesen Stromfluss durch eine Erhöhung des Innenwiderstandes des Transistors 12. Hierdurch baut sich eine durch die Überwachungseinrichtung messbare Spannung die größer als U₁ ist im Zeitraum 18a.1 zwischen t₃ und t₄ , auf, woraufhin das Schaltelement 10 in seinen nicht-leitend-Zustand geschaltet wird, mithin der Gate-Anschluss 14 des Transistors so angesteuert wird, dass zwischen Gate-Anschluss 14 und Source-Anschluss 13 0 Volt anliegen, sodass der Widerstand im Transistor 12 unendlich wird. Der Zeitraum 18a.1 ist der Länge nach zum Zeitraum 18a gleich, da auch dieses Signal durch den Tiefpassfilter 16 betrachtet wird. Der am Ausgang 8 der Dimmeinrichtung 6 bereitgestellte Strom wird nunmehr vollständig an den Verbraucher 5 geleitet. Da im dritten Zustand 19 die Dimmeinrichtung 6 den Verbraucher mit Volllast ansteuert, leuchtet der Verbraucher 5 in diesem Zustand beispielhaft mit 100%.
• Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Schutzbereich, beschrieben durch die Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, den Erfindungsgedanken umzusetzen, ohne dass diese im Detail erläutert werden müssten.
• Bezugszeichenliste

1

Phasendimmer

2

Spannungsversorgung

3

Spannungsversorgungsanschluss

3a, 3b

Pole des Spannungsversorgungsanschlusses

4

Verbraucheranschluss

5

Verbraucher

6

Dimmeinrichtung

7

Eingang der Dimmeinrichtung

8

Ausgang der Dimmeinrichtung

9

Bedienmodul

10

Schaltelement

11

Widerstand

12

Transistor

13

Source-Anschluss

14

Gate-Anschluss

15

Überwachungseinrichtung

16

Tiefpassfilter

17

erster Zustand (Ein-Zustand)

18

zweiter Zustand (Aus-Zustand)

19

dritter Zustand (Ein-Zustand)

t₁, t₂, t₃, t₄

Zeitpunkte

Claims (7)

1. Phasendimmer (1) mit einer einen Eingang (7) und einen Ausgang (8) aufweisenden Dimmeinrichtung (6), einem zweipoligen Spannungsversorgungsanschluss (3), an dem eine zumindest zweipolige Spannungsversorgung (2) anschließbar ist, und einem Verbraucheranschluss (4), an dem ein zu dimmender Verbraucher (5) anschließbar ist, wobei der Eingang (7) der Dimmeinrichtung (6) an einen ersten Pol (3a) des Spannungsversorgungsanschlusses (3) und der Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) an dem Verbraucheranschluss (4) angeschlossen ist, wobei die Dimmeinrichtung (6) zum Betreiben eines an den Verbraucheranschluss (4) anschließbaren Verbrauchers (5) in einem Ein-Zustand ist und wobei zum Nicht-Betreiben eines an den Verbraucheranschluss (4) anschließbaren Verbrauchers (5) in einem Aus-Zustand ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasendimmer (1) über ein an dem Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) und dem zweiten Pol (3b) des Spannungsversorgungsanschlusses (3) angeschlossenes Schaltelement (10), welches Schaltelement (10) in seinem Leitend-Zustand den Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) und den zweiten Pol (3b) des Spannungsversorgungsanschlusses (3) verbindet, und über eine Überwachungseinrichtung (15) zum Überwachen der Dimmeinrichtung 6 verfügt, welche Überwachungseinrichtung (15) dazu eingerichtet ist, das Schaltelement (10) in seinen Leitend-Zustand zu schalten, wenn die Dimmeinrichtung (6) in ihrem Aus-Zustand ist, und in ihrem Nicht-Leitend-Zustand zu schalten, wenn die Dimmeinrichtung (6) in ihrem Ein-Zustand ist.
2. Phasendimmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (15) eine Spannungsüberwachung umfasst, die die am Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) anliegende Spannung misst.
3. Phasendimmer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spannungsüberwachung und dem Ausgang (8) der Dimmeinrichtung (6) ein Tiefpassfilter (16) eingeschaltet ist.
4. Phasendimmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefpassfilter über eine Zeitkonstante zwischen 0,5 ms und 1,5 ms verfügt.
5. Phasendimmer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, das Schaltelement (10) in seinen Leitend-Zustand zu schalten,, wenn die durch die Spannungsüberwachung gemessene und durch den Tiefpassfilter 16 gefilterte Spannung kleiner oder gleich einer Vergleichsspannung, die dem Aus-Zustand der Dimmeinrichtung (6) entspricht, ist, und das Schaltelement (10) in seinen Nicht-Leitend-Zustand zu schalten, wenn die gemessene und gefilterte Spannung größer als die Vergleichsspannung ist.
6. Phasendimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (10) einen Transistor (12) und einen Widerstand 11 umfasst und die Überwachungseinrichtung (15) den Transistor (12) ansteuert, sodass durch den Transistor (12), den Widerstand (11) und die Überwachungseinrichtung (15) eine Strombegrenzung bereitgestellt ist, welche den leitend-Zustand des Schaltelements (10) darstellt, wobei der Strom auf einen Wert begrenzt ist, der oberhalb desjenigen liegt, den die Dimmeinrichtung (6) für ihren Betrieb benötigt.
7. Phasendimmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand des Schaltelementes (10) in seinem Leitend-Zustand wesentlich kleiner als der Widerstand des an den Verbraucheranschluss (4) anschließbaren Verbrauchers (5) ist.

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