DE2622392A1 - Automatische beleuchtungsregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Beleuchtungsregelung mit einer Lampeneinstelleinrichtung, die auf G-rund von Beleuchtungsänderungen angesteuert wird.

Bekannte Innen- und Außenbeleuchtungssysteme sind im Hinblick auf eine gleichmäßige Beleuchtung über einen Bereich ausgebildet worden. Typischerweise erzeugen Beleuchtungssysteme ein gewünschtes minimales Beleuchtungsniveau für einen vorgegebenen Bereich in Abhängigkeit von der für diesen Bereich vorgesehenen Aktivität. Die zur Ausbildung bekannter Beleuchtungssysteme durchgeführten Berechnungen be-

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rücksichtigen Lichtverlustfaktoren durch Verwendung eines sogenannten "Arbeitsfaktors". Der Arbeitsfaktor berücksichtigt nur die Herabsetzung der Lampenhelligkeit und eine eventuelle Verschmutzung. Die Wirkung dieser Versuche, das Beleuchtungsniveau in einem bestimmten Bereich in einer bestimmten minimalen Beleuchtungsstärke aufrechtzuerhalten, ist derart, daß die Systeme anfänglich eine wesentlich höhere Beleuchtungsstärke erzeugen als tatsächlich erforderlich ist.

In der nahen Vergangenheit sind neue Versuche zur Ausbildung von Beleuchtungssystemen bekannt geworden. Dabei wird eine gleichmäßige Beleuchtung sowohl hinsichtlich der Zeit als auch des Raumes erzielt. Dies ist hauptsächlich auf Fortschritte zurückzuführen, die bei der Regelung der Lichtausbeute sogenannter HID-Lampen (Entladungslampen hoher Intensität) gemacht worden sind. Eine zeitlich gleichmäßige Beleuchtung wurde durch die Verwendung von Abblendschaltkreisen erzielt. Die Regelung von HID-Lampen ermöglicht vorprogrammierte Beleuchtungsniveaus zur Anpassung an bestimmte Erfordernisse, die kontrollierte Abblendung, wenn die Beleuchtung durch Tageslicht erhöht wird, um den Beitrag des Sonnenlichts auszugleichen, sowie die individuelle Arbeitsbeleuchtungsregelung.

Ein anderer Grund für die Abblendregelung, der mit der zunehmend wichtigen Energieeinsparung an Bedeutung gewinnt, führt zu automatischer Energieregelung für eine konstante Beleuchtung. Wie oben im Zusammenhang mit bekannten Beleuch-

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tungssystemen ausgeführt wurde, erfordert ein Beleuchtungssystem, das eine höhere Beleuchtungsstärke erzeugen kann als ursprünglich erforderlich ist, um eine Verringerung der Beleuchtungsausbeute, Verunreinigungen und andere Lichtverlustfaktoren auszugleichen, anfänglich mehr Licht und eine höhere Leistung als tatsächlich erforderlich. Mit einer automatischen Energieregelung kann die Beleuchtung anfänglich auf ein bestimmtes Minimalniveau verringert und danach während der Betriebszeit langsam nachgestellt werden, wenn verschiedene Lichtverlustfaktoren auftreten, bis 100 Prozent der Ausgangsleistung der Lampe erreicht werden. Eine automatische Energieregelung erfordert jedoch einen effizienten Leistungssteuerschaltkreis für die Lampenabblendung und einen genauen, verläßlichen Schaltkreis zur Einstellung des Leistungssteuerschaltkreises.

Erst kürzlich sind jedoch Komponenten für Beleuchtungssysteme zum wirksamen Abblenden von HID-Lampen entwickelt worden. Ein Abblendregler für HID-Lampen ist in der DT-OS 2 505 453 mit dem Titel "Regler für Lampen hoher Intensität" * des gleichen Anmelders wie des der vorliegenden Anmeldung enthalten. Während somit ein wirksamer Abblendregler vorhanden ist, existiert noch keine automatische Energieregelung wegen der fehlenden Entwicklung für eine genaue und verläßliche, automatische, veränderbare Gleichspannungsquelle zum Regeln eines derartigen Abblendreglers für HID-Lampen.

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ORIGINAL INSPECTED

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine genaue und verläßliche, automatische, variable G-leichspannungsquelle zur Ansteuerung eines Abblendreglers für HID-Lampen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird daher eine automatische, variable Grleichspannungsquelle geschaffen, die in Verbindung mit einem Abblendregler eine automatische Energieregelung der Beleuchtung ermöglicht.

Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße, automatische, variable G-leichspannungsquelle eine veränderbare Ausgangsgleichspannung in Abhängigkeit von einer .Änderung der Beleuchtung in einem Bereich.

Erfindungsgemäß gibt die automatische, variable Gfleichspannungsquelle eine Anzeige, wenn die Lampe gewechselt werden muß oder eine Wartung erforderlich ist.

Durch die erfindungsgemäße Kombination der variablen Gleichspannungsquelle mit einem Abblendregler für HID-Lampen wird deren Ausgangsleuchtstärke geregelt, so daß ein konstantes Beleuchtungsniveau von der ursprünglichen Installation an bis zum Ersetzen der Lampe aufrechterhalten und dadurch Energie gespart wird.

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Erfindungsgemäß wird außerdem eine relative Lichtniveauanzeige für einen Bereich geschaffen.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein Photozellenschaltkreis vorgesehen, um ein Signal in Abhängigkeit von dem Beleuchtungsniveau über einen Bereich zu erzeugen.

Eine stabile Referenzsignalquelle erzeugt eine Referenzsignal, die elektrisch mit einem Differenzverstärker mit dem Photozellenschaltkreis verbunden ist.

Der Differenzverstärker erzeugt eine variable Gleichspannung, die von der Amplitudendifferenz zwischen dem Signal der Referenzsignalquelle und dem Signal des Photozellenschaltkreises abhängt.

Eine Anzeige überwacht die variable Gleichspannung und erzeugt ein Anzeigesignal, wenn die Bedingung zum Ersetzen der Lampe eintritt.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen automatischen Energiesteuersystems,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen automa-

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tischen, variablen Gleichspannungsquelle,

Pig. 2A ein schematisches Schaltbild des Schaltkreises gemäß Pig. 2,

Pig. 5 ein schematisches Schaltbild des Eingangskreises der erfindungsgemäßen Regelung,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild eines Umschaltkreises zum Umschalten der Betriebsart der variablen G-leiehspannungsquelle,

Pig. 5 ein schematisches Schaltbild eines anderen Eingangskreises der erfindungsgemäßen, variablen Grleichspannungsquelle,

Pig. 6 ein schematisches Schaltbild einer stabilen Referenzspannungsquelle für die erfindungsgemäße Regelung,

Pig. 7 ein schematisches Schaltbild eines Verstärkers mit veränderbarem Verstärkungsfaktor für die erfindungsgemäße Regelung,

Pig. 8 ein schematisches Schaltbild eines Photozellensensors für die erfindungsgemäße Regelung,

Pig. 9 ein schematisches Schaltbild eines Differenzver-

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stärkers für die erfindungsgemäße, variable Gleichspannungsquelle,

Fig. 10 ein schematisches Schaltbild eines Trennverstärkers für die erfindungsgemäße Regelung,

fig. 11 ein sehematisches Schaltbild eines Ausgangskreises für die erfindungsgemäße, variable G-leichspannungsquelle,

Pig. 12 ein sehematisches Schaltbild eines Vergleichers für die erfindungsgemäße Regelung und

Pig. 13 ein sehematisches Schaltbild eines Kippschwingungsoszillators für die erfindungsgemäße Regelung.

In Pig. 1 ist ein automatisches Energiesteuersystem dargestellt, das eine automatische, variable Gleichspannungsquel-Ie 1 mit einer Photozelle 8, einen Abblendregler 2 und einen Beleuchtungskörper 3 Jnit einer Last 4 und einer lampe 5 aufweist. Das Licht der lampe 5 wird über einen Bereich 7 verteilt, um diesen zu beleuchten. Eine Photozelle 8 stellt das Beleuchtungsniveau des Bereichs 7 fest und führt ein Signal über ein Zabel 6 der automatischen, variablen Gleichspannungsquelle 1 zu. Die Gleichspannungsquelle 1 ist mit einem Abblendregler 2 verbunden, der auf die von der Gleichspannungsquelle 1 zugeführte Gleichspannung reagiert. In Abhängigkeit · von der Spannung stellt der Abblendregler 2 die Leistung für

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die Lampe 5 durch. Regelung der Last 4 ein. Einzelheiten des Abblendreglers 2 und der Last 4 können insbesondere den Fig. 1 und 8 und der zugehörigen Beschreibung der oben erwähnten deutschen Offenlegungsschrift entnommen werden.

Das erfindungsgemäße System gemäß Pig. 1 hält ein konstantes Beleuchtungsniveau über dem Bereich 7 während eines Zeitraums von der ursprünglichen Installation bis zum Ersetzen der Lampe aufrecht. Die Photozelle 8 überwacht die Beleuchtung des Bereichs 7· Wenn das Beleuchtungsniveau beginnt, wegen Schmutz, Verringerung der Leuchtstärke oder durch irgendeinen anderen Lichtverlustfaktor geringfügig abzufallen, so verändert die Photozelle 8 ihr Ausgangssignal, so daß die Gleichspannungsquelle 1 eine andere Gleichspannung an den Abblendregler 2 abgibt. Dieser stellt die Last 4 in bekannter Weise ein, so daß menr Leistung der Lampe 5 zugeführt wird. Diese automatische Einstellung erfolgt so lange, bis die Gleichspannungsquelle 1 für die Last 4 anzeigt, daß sie auf voller Ausgangsleistung ist. Wenn die volle Ausgangsleistung erreicht ist, wird eine Anzeige zum Ersetzen der Lampe durch die Gleichspannungsquelle 1 erzeugt.

In Pig. 2 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Gleichspannungsquelle 1 dargestellt. Die variable Gleichspannungsquelle empfängt ein Eingangssignal von dem Abblendregler 2. Dieses Eingangssignal ist doppelt gleichgerichtet und wird durch einen Doppelweggleichrichter erzeugt. Dieses Ein-

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gangssignal könnte auch, von einer getrennten Quelle innerhalb der Gleichspannungsquelle 1 erzeugt werden. Ein Umschaltkreis 40 ermöglicht die Auswahl verschiedener Betriebsarten der Gleichspannungsquelle 1, durch den außerdem die Betriebsart des automatischen Energieregelsystems und daher des Abblendreglers eingestellt wird.

Eine stabile Referenzsignalquelle 60 erzeugt ein konstantes Gleichspannungsausgangssignal, das das gewünschte Lichtniveau über dem Bereich 7 darstellt. Ein Photozellenschaltkreis 20 erzeugt ein Signal in Abhängigkeit von dem Beleuchtungsniveau in dem Bereich 7. Ein Operationsverstärker 90 erzeugt eine Gleichspannung, die von den Amplituden der Signale von der Referenzsignalquelle 60 und dem Photozellenschaltkreis 20 abhängt. Die Gleichspannung des Operationsverstärkers 90 ändert sich mit dem Signal von einem Photozellenverstärker 70, das von dem von der Photozelle 8 gemessenen Lichtniveau abhängt. Die sich ändernde Ausgangsgleichspannung des Operationsverstärkers 90 wird dem Abblendregler 2 zugeführt, nachdem das Signal in einem Trennverstärker 100 entsprechend der an dem Umschaltkreis eingestellten Betriebsart angepaßt ist.

Das angepaßte Gleichspannungsausgangssignal des Trennverstärkers 100 wird zusammen mit einer Referenzspannung einem Vergleicher 120 zugeführt. Die zugeführte Referenzspannung ist ein gefiltertes Signal des doppelt gleichgerichteten Sig-

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nals von dem Abblendregler 2. Wenn das angepaßte G-leichspannungs ausgang s signal des IEr ennver stärke rs 100 die Amplitude der Referenzspannung erreicht, wird eine Anzeigeeinheit "betätigt, so daß eine lichtemittierende Diode (IED) 12 mit Blinken beginnt. Das Aufleuchten der LED 12 kennzeichnet den Zeitpunkt zum Ersetzen der Lampe.

Heben der oben beschriebenen automatischen Betriebsart kann die G-Ieichspannungsquelle 1 in zusätzliche Betriebsarten wie "hoch", "niedrig", "variabel" und "aus" eingestellt werden. Wie bereits erwähnt werden diese Betriebsarten durch den Umschaltkreis 40 ausgewählt. Lediglich in der "aus"-Stellung werden die nicht dargestellten Relaisspulen für die Uetzleitung durch den Umschaltkreis 40 nicht erregt, so daß das Beleuchtungssystem abgeschaltet bleibt. In den anderen Betriebsarten liegen feste Spannungen oder eine manuell veränderbare Spannung an dem Ausgang der Gleichspannungsquelle 1 an. In den von der "aus"-Stellung abweichenden Betriebsarten wird die (xleichspannungsquelle 1 als Lichtmeßeinrichtung verwendet. Die Meßanzeige 13 zeigt das gemessene Liehtniveau an. Diese anderen Betriebsarten werden im folgenden ausführlicher im Zusammenhang mit den Schaltbildern erläutert.

Fig. 2A ist ein schematisches Schaltbild eines bestimmten Schaltkreises für das Blockdiagramm der Fig. 2. Eine vollständige Beschreibung des Schaltkreises der verschiedenen Blöcke sowie der Werte der Komponenten wird im Zusammenhang mit der Erläuterung der verbleibenden Figuren gegeben.

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In Pig. 3 ist ein Eingangskreis 30 dargestellt. Die Ausgangsspannung von etwa 33 Volt Spitzenspannung eines hier nicht dargestellten Brückengleichrichters liegt an dem Anschluß 29 an. Die Spannung spannt die Diode 32 in Vorwärtsrichtung vor, so daß ein Strom fließen kann, der den Kondensator 33 bis auf etwa die Spitzenspannung (33 Volt Gleichspannung) auflädt. Der Widerstand 31 begrenzt die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 33^

Parallel zu dem Kondensator 33 ist eine Reihenschaltung eines Widerstands 37 und von Zenerdioden 34 und 35 geschaltet. Die Zenerdioden 34 und 35 und der Widerstand 37 begrenzen die Gleichspannung an dem Anschluß 39 bis auf eine Spannung, die niedriger ist als die an dem Anschluß 38. Ein Kondensator 36 arbeitet in Verbindung mit einem Widerstand 37 als Filter, um die Spannung an dem Anschluß 39 zu glätten. Die Spannung an dem Anschluß 39 dient als Versorgungsspannung für die verschiedenen verwendeten integrierten Schaltkreise.

folgende Werte der Komponenten für den Eingangskreis 30 sind bevorzugt:

Widerstand 31 15 Ohm, 1/2 W, 5 $

Widerstand 37 820 Ohm, 1/2 W, 5 $

Kondensator 33 25 Mikrofarad, 50V

Kondensator 36' 1 Mikrofarad, 50 V

Diode 32 W 4001

Diode 34 13 Volt Zenerspannung

Diode 3.5 13 Volt Zenerspannung

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In Fig. 4 ist schematised, der Umschaltkreis 40 dargestellt. Dieser weist zwei Drehschalter 41 und 42 mit jeweils fünf Stellungen auf. Die Schaltkontakte der Schalter sind so miteinander verbunden, daß beide Schalter gleichzeitig eingestellt werden können. Der Schaltkontakt 49 des Schalters 42 ist an dem Anschluß 29 für das gleichgerichtete Signal mit dem nicht dargestellten Brückengleichrichter verbunden. Y/enn der Schaltkontakt 49 des Schalters 42 zu verschiedenen Stellungen gedreht wird, wird das gleichgerichtete Signal den verschiedenen Komponentenanordnungen innerhalb des Umschaltkreises 40 zugeführt.

In der Betriebsart für die automatische Energiesteuerung wird von dem Umschaltkreis 40 das gleichgerichtete Signal einem Ausgangsanschluß 51 zugeführt; das Signal wird danach, wie im folgenden beschrieben wird, in der anderen Schaltungsanordnung verarbeitet. In der ^!lhoch"-Betriebsart wird das gleichgerichtete Signal auf eine andere Leitung umgeschaltet, die eine Diode 43 enthält. Die Diode 43 wird in Vorwärtsrichtung vorgespannt und führt das Signal dem Ausgangsanschluß 53 zu. In der "variabel"-Betriebsart wird das gleichgerichtete Signal einem Spannungsteiler mit einem Potentiometer 46 und einem Widerstand 45 zugeführt. Die an der Anode einer Diode anliegende Spannung spannt die Diode 44 in Vorwärtsrichtung vor, so daß eine Spannung an dem Ausgangsanschluß 53 anliegt. In der variablen Betriebsart kann diese Spannung durch Einstellen des Potentiometers 46 variiert werden.

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Die Dioden 43 und 44 sind miteinander verbunden und beide versorgen den Ausgangsanschluß 53· Ib. der "hoch"-Betriebsart ist die Diode 44 sperrend und verhindert so, daß der Strom nach Erde ,,bf ließt. Das Sperren der Diode 44 bewirkt eine voll gleichgerichtete Spannung an dem Anschluß 53.

In der "niedrig"-Betriebsart liegt die Spannung an dem Schaltkontakt 49 an keinem der Schaltkreise an. In dieser Betriebsart erfolgt die Steuerung durch einen von dem Umschal tkreis 40 verschiedenen Schaltkreis. Der Schaltkontakt 49 ist ebenfalls in der "ausⁿ-Betriebsart unterbrochen. Der Schalter 41 weist leitungen 48 und 47 auf, wobei im offenen Zustand die Netzspannung für das Beleuchtungssystem unterbrochen wird, wenn die nicht dargestellten Steuerrelais nicht erregt sind.

Im folgenden sind die bevorzugten Werte für die Komponenten des Umschaltkreises 40 aufgeführt:

Potentiometer 46 10 000 0hm

Widerstand 45 8 200 0hm, 1/2 W, 5 1°

Diode 43 UST 4001

Diode 44 UST 4001

In lig. 5 ist die Schaltung eines Eingangsschaltkreises dargestellt. Ein Widerstand 52 empfängt ein Signal von einem Anschluß 51 des Umschaltkreises 40. Eine Diode 54 ist in Reihe mit dem Widerstand 52 geschaltet. Eine Vorspannung der

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Diode 54 in Vorwärtsrichtung ermöglicht das Laden eines Kondensators 56 mit einer durch den Widerstand 52 bestimmten Ladegeschwindigkeit bis zu etwa der Spitzenspannung von dem nicht dargestellten Brückengleichrichter. Ein Lastwiderstand 58 entlädt den Kondensator 56, wenn der Schalter 42 (Fig. 4) aus der automatischen Energiesteuer-Betriebsart umgeschaltet wird. Der Eingangskreis 50 führt Spannung an dem Anschluß 59 dem Trennverstärker 100 zu und dient als Referenzspannungseingangsquelle für den Vergleicher 120. Der Eingangskreis 50 arbeitet als Filter und Strombegrenzer für das doppelt gleichgerichtete Eingangssignal von dem nicht dargestellten Brückengleichrichter.

Folgende Werte der Komponenten für den Eingangskreis 50 sind bevorzugt:

Widerstand 52 15 0hm, 1/2 W, 5 f°

Diode 54 1B" 4001

Kondensator 56 25 Mikrofarad, 50 V

Widerstand 58 100 000 0hm, 1/2 W, 5 1°

In Fig. 6 ist ein Schaltbild einer stabilen Referenzspannungsquelle 60 dargestellt. Die Referenzspannungsquelle 60 erhält ihre Versorgungsspannung an dem Anschluß 68. Der Anschluß 68 ist mit dem Anschluß 39 des Eingangskreises 30 (Fig. 3) verbunden. Die Versorgungsspannung wird einem Operationsverstärker 66 zugeführt. Mit diesem ist ein Spannungs-

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teiler verbunden, der aus einem Widerstand 62 und einem Widerstand 63 besteht. Ebenfalls mit dem Operationsverstärker 66 ist ein zweiter Spannungsteiler verbunden, der aus einem Widerstand 64 und einer Zenerdiode 65 besteht. Die zwei Spannungsteiler sind parallel geschaltet. Ein. Kondensator 61 ist über den Ausgang geschaltet und dient als Filter für Rauschund Störsignale. Die Spannung an dem Ausgangsanschluß 72 wird bestimmt durch die relativen Werte der Widerstände 62, 63 und der Zenerdiode 65· In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Spannung an dem Anschluß 72 8,4 Volt. Die Ausgangsspannung kann bestimmt werden durch den Ausdruck:

AuseanessOannuns - (Widerstand 62 + Widerstand 63) _Zener_ Ausgangsspannung - Widerstand 63 ^ener-

Ein Potentiometer 10 gestattet das Anlegen einer Spannung zwischen 0 und 8,4 Volt an dem Anschluß 11. Das Potentiometer 10 dient zur Einstellung des gewünschten Beleuchtungspegels in dem Bereich 7.

Folgende Schaltkreiskomponenten für die Referenzspannungsquelle 60 sind bevorzugt:

Widerstand 62 10 000 0hm, 1/2 W, 1 <f°

Widerstand 63 22 000 0hm, 1/2 W, 1 fi Widerstand 64 2 000 0hm, 1/2 W, 1 <fo

Zenerdiode 65 5,6 Volt

. Kondensator 61 1 Mikrofarad, 50 V

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Potentiometer 10 5 000 Ohm

Op.erationsver- LM 324 der Firma stärker 66 National Semiconductor

In den Pig. 7 und 8 ist die Schaltung für den Photodetektor 80 und den Photoverstärker 70 dargestellt, die zusammen den Photozellenschaltkreis 20 bilden. Die Photozelle 8 ist vorzugsweise eine Silicium-Photospannungszelle, die ein genaues lineares Ausgangssignal in Abhängigkeit von einer Lichteinwirkung hat, wenn ihre Ausgangsanschlüsse kurzgeschlossen sind. Zu ihrem Schutz sind über die Photozelle 8 Dioden 83 und 84 geschaltet, für den Pail, daß die Ausgangsanschlüsse der Photozelle getrennt werden. Die Dioden 83 und 84 sind derart geschaltet, daß die Anode der einen Diode an der Kathode der anderen Diode ist. Die von der Photozelle ausgehende Leitung ist ein abgeschirmtes Kabel 85, dessen Abschirmung 88 geerdet ist, um zu verhindern, daß Rauschspitzen das Signal der Photozelle 8 überdecken. Ein Kondensator 87 ist mit der positiven Leitung des abgeschirmten Kabels 85 und mit Erde verbunden. Ein Widerstand 82 ist in Reihe mit der positiven Leitung des Kabels 85 geschaltet, und ein Widerstand 81 ist in Reihe mit der negativen Leitung des Kabels geschaltet.

TJm eine lineare Beziehung zwischen dem Photozellenstrom und dem Beleuchtungspegel sicherzustellen, muß der Ausgang der Photozelle kurzgeschlossen sein, d.h. wie immer die Photo-

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zelle 8 geschaltet ist muß sie eine Impedanz aufweisen, die möglichst nahe an Null liegt. Der Photοverstärker 70 weist eine Eingangsimpedanz von nahezu Null auf und erzeugt eine Ausgangsspannung proportional zu dem von der Photozelle 8 erzeugten Strom. Der Photoverstärker 70 weist einen Operationsverstärker 73 auf, mit dem die Leitungen des abgeschirmten !Kabels 85 verbunden sind. Ein Rückkopplungskreis verbindet den Ausgang 77 des Verstärkers 73 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers. Der Rückkopplungskreis ist ein Spannungsteiler, der aus einem Widerstand 78 und einem Potentiometer 9 besteht, wobei der Schleifkontakt des Potentiometers 9 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 73 über einen Widerstand 74 verbunden ist. Ein zweiter Kreis von dem Ausgang 77 zu dem invertierenden Eingang enthält einen Widerstand 75 und einen Kondensator 76. Eine Leitung von der Referenzspannungsquelle 60 (Pig. 6) ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 73 verbunden, so daß ein Ausgangspotential an dem Eingang anliegt.

Der Ausgangsstrom der Photozelle 8 wird gefiltert, um hochfrequente Interferenzen und Rauschen zu unterdrücken. Diese Filterung wird durch einen Kondensator 87 und Widerstände 81 und 82 in Verbindung mit dem Rückkoppelkreis des Kondensators 76 und des Widerstandes 75 erreicht. Die Filterung dient außerdem dazu, die Stabilität des gesamten automatischen Energiesteuersystems zu verbessern, indem dieses gegen stark welliges Licht der HID-Lampen immun gemacht wird.

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Das Potentiometer 9 ist eine Empfindlichkeitssteuerung, das die Einstellung der Ausgangsspannung des Photoverstärkers 70 für einen vorgegebenen Photostrom, gestattet. Diese Einstellung stellt eine Einstellung der Verstärkung des ihotoverstärkers 70 dar. Die Meßanzeige 13 in dem Photoverstärker 70 gibt eine Anzeige der durch die Photozelle 8 gemessenen Beleuchtung.

Im folgenden sind bevorzugte Werte der Komponenten für den PhotoZellenschaltkreis 80 und den Photοverstärker 70 aufgeführt:

Photozelle 8 Diode 83 Diode 84 Widerstand 81 Widerstand 82 Kondensator Widerstand 74 Widerstand 75 Kondensator Potentiometer Widerstand 78 Widerstand 79 Meßanzeige 13

Operationsverstärker 73

Vactec Nr. VTS-7O7OA 1ΪΓ 4001

1H" 4001

47 0hm, 1/2 W, 5 # 47 0hm, 1/2 W, 1 <fo 10 Nanofarad, 50 V 47 000 0hm, 1/2 W, 1 # 2 200 0hm, 1/2 W, 5 $ 0,15 Mikrofarad, 80 Y 5 000 0hm, 10 Umdrehungen 475 Ohm, 1/2 W, 1 f> 100 000 0hm, 1/2 W, 5 Micronta, 50 Mikroampere

LM 324 der Firma National Semiconductor

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Der Operationsverstärker 90 ist in Fig. 9 als ein Differenzverstärker dargestellt, der die Differenz zwischen der abgestimmten Ausgangsspannung der stabilen Referenzspannungsquelle 60 am Anschluß 11 vom Potentiometer 10 und der Ausgangsspannung des Ehotoverstärkers 70, die an dem Anschluß anliegt, bestimmt und verstärkt, so daß Änderungen des Beleuchtungspegels festgestellt werden können. Der Differenzverstärker 90 weist die notwendige Verstärkung auf, um die festgestellte Änderung des Beleuchtungspegels zu verstärken, und löst daher die Einstellung der Lampenleistung aus, um die notwendige Ausgangsleuchtstärke zu erzeugen, so daß der Beleuchtungspegel konstant gehalten wird.

Der Differenzverstärker 90 weist einen als Differenzverstärker geschalteten Verstärker 91 auf. Die Verstärkung des Schaltkreises ist durch das Verhältnis des Widerstandswerts des Widerstands 92 und des des Widerstands 97 festgelegt. Damit die Quellwiderstände für den invertierenden und den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 91 gleich sind, sind ein Widerstand 96, dessen Widerstand gleich dem des Widerstands 97 ist, und ein Widerstand 95» dessen Widerstand gleich dem des Widerstands 92 ist, an dem nicht invertierenden Eingang vorgesehen. Mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 91 ist ebenfalls eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Widerstand 93 und einem Kondensator 94, verbunden, die als Filter für das an dem Ausgang 53 anliegende ■ Ausgangssignal dient.

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Die Ausgangsspannung an dem Anschluß 99 ist eine variable Gleichspannung, die gleich der Differenz zwischen der Referenzspannung und der Ausgangsspannung des PhotoVerstärkers multipliziert mit der Verstärkung des Schaltkreises ist. Veränderungen des Beleuchtungspegels werden durch die Photozelle 8 festgestellt, und das erzeugte Signal wird durch den Photoverstärker 70 verstärkt. Das verstärkte Signal wird dem Differenzverstärker 90 zugeführt und ändert den vorher existierenden Differenzwert. Die neue Differenz wird verstärkt und dem Lampenregler 2 zugeführt.

Die folgenden Werte für die Komponenten des Differenzverstärkers sind bevorzugt:

Verstärker 91 LM 324 der Firma

National Semiconductor

Widerstand 92 1 Megaohm, 1/2 W, 1 <?o

Widerstand 97 22 000 0hm, 1/2 W, 1 $

Widerstand 96 22 000 0hm, 1/2 W, 1 #

Widerstand 95 1 Megaohm, 1/2 W, 1 #

Widerstand 93 22 000 Ohm, 1/2 W, 5 $

Kondensator 94 0,15 Mikrofarad, 80 V

Der in Pig. 10 schematisch dargestellte Trennverstärker ist am Anschluß 99 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers verbunden. Der Irennverstärker 100 dient dazu, die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 90 auf ein höheres Niveau umzusetzen, um den Abblendregler 2 zur Erzeugung der voll-

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ständigen Leuchtkraft der Lampe 5 anzusteuern.

Der Trennverstärker 100 ist ein Transistor-Inverter, d.h. mit zunehmender Spannung an seinem Eingang erzeugt er eine abnehmende Spannung an seinem Ausgang. Die Versorgungsspannung für den Trennverstärker 100 kommt von dem Eingangskreis 50 (Pig. 5). Der Trennverstärker 100 weist einen PHP-Transistor 101 auf, der in die Sättigung gesteuert werden kann. Ein Widerstand 102 ist mit dem Emitter verbunden, und ein Kondensator 103 ist zwischen dem Kollektor und Erdpotential geschaltet. Das Ausgangssignal des Trennverstärkers 100 wird am Anschluß 108 abgenommen, der mit dem Transistor 101 verbunden ist. Ein Widerstand 109 verbindet die Basis des Transistors 101 mit dem Versorgungspotential. Ein anderer Widerstand 104 ist mit der Basis und mit der Anode einer Zenerdiode 105 verbunden. Die beiden Widerstände 109 und 104 bilden zusammen einen Spannungsteiler. Die Kathode der Zenerdiode 105 ist gegen die Versorgungsspannung geschaltet. Ein Widerstand 106 ist ebenfalls mit der Anode der Zenerdiode 105 und mit der Anode einer Diode 107 verbunden. Die Diode 107 dient als Eingang für den Trennverstärker 100, um bei nichtautomatischer Energiesteuerung eine Signaltrennung vorzunehmen. Die Kathode der Diode 107 ist mit dem Anschluß 99 des Differenzverstärkers 90 der Fig. 9 verbunden.

Der Trennverstärker 100 ist eine spannungsgesteuerte Stromquelle, in der die Spannung an der Kathode der Diode 107 die

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Leitfähigkeit des Transistors 101 steuert. Falls die Spannung an dem Anschluß 99 auf der Höhe der Versorgungsspannung am Anschluß 59 ist, ist der Transistor 101 gesperrt. Falls die Spannung an dem Anschluß 99 abzufallen beginnt, tritt eine Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 99 und 59 auf. Diese Spannungsdifferenz wird über die drei Widerstände 109,

104 und 106 entsprechend ihren Werten verteilt. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 109 ist gleich der Basisemitterspannung zuzüglich dem Spannungsabfall über dem Widerstand 102. Wenn die Spannung an dem Anschluß 99 bis auf eine Höhe abnimmt, bei der der Spannungsabfall über den Widerständen 104 und 109 gleich der Spannung der Zenerdiode 105 ist, übernimmt diese die Spannung und legt den Spannungsabfall über den Spannungsteiler, der durch die Widerstände 104 und 109 gebildet wird, bis zu einem Maximum fest. Dies bewirkt die Einstellung eines Maximums für den Spannungsabfall über dem Widerstand 109. Bei maximaler Spannung über dem Widerstand 109 ist die Spannung über dem Widerstand 102 ebenfalls maximal. Daher sind der Strom durch den Widerstand 102 und die leitfähigkeit des Transistors 101 festgelegt. Wenn der Transistor 101 in der Sättigung oder sehr nahe an der Sättigung ist und der Widerstand 102 klein ist, so ist der Spannungsabfall über den zwei Komponenten sehr klein (etwa 0,55 Volt oder weniger). Der Kondensator

105 stellt in Verbindung mit der Eingangsimpedanz des Abblendreglers 2 die Impedanz dar, über der die Ausgangsspannung erzeugt wird.

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Änderungen der Spannung an der Kathode der Diode 107 ändern den Stromfluß durch den Transistor 101 und führen zu einer Änderung der Spannung am Anschluß 108. Die Stromquelle in dem Trennverstärker 100 in Verbindung mit dem Kondensator 103 bilden einen Integrator, der die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung reguliert. Dies ist notwendig, um zu verhindern, daß plötzliche Änderungen im Photozellenausgangssignal wegen durchziehenden Wolken, plötzlichen Reflexionen od. dgl. zu raschen Änderungen der anliegenden lampenspannung führen.

Pur den Trennverstärker 100 werden die folgenden Komponentenwerte bevorzugt:

Transistor 101 MPS 4355

Widerstand 102 100 0hm, 1/2 W, 5 $

Widerstand 109 1 000 0hm, 1/2 W, 5 $

Widerstand 104 15 000 0hm, 1/2 11, 5 $>

Widerstand 106 12 000 0hm, 1/2 W, 5 &

Diode 107 1B^- 4001

Zenerdiode 105 13 Volt

Kondensator 103 250 Mikrofarad, 50 V

In Pig. 11 ist schematisch ein Ausgangskreis 110 dargestellt. Dieser Ausgangskreis 110 empfängt Spannungseingangssignale von dem Trennverstärker 100 an dem Anschluß 108, von dem Umschaltkreis 40 an dem Anschluß 53 und von dem Eingangskreis 30 an dem Anschluß 118. Diese verschiedenen Eingangsspannungen erzeugen eine Ausgangsspannung an dem Anschluß 117

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in Abhängigkeit von der Betriebsart, in der das automatische Energiesteuersystem betrieben wird.

Der Anschluß 118 des Ausgangskreises 110 empfängt das Eingangssignal von dem Eingangskreis 30 (Pig. 2A und Pig. 3). Das Signal an dem Anschluß 118 wird einem Spannungsteiler zugeführt, der aus Widerständen 111 und 112 besteht. Die Spannung über dem Widerstand 112 wird einer Diode 113 zugeführt, die mit einem Ausgangsanschluß 117 verbunden ist. Die Spannung über dem Widerstand 112 liegt an dem Ausgangsanschluß 117 nur dann an, wenn die Spannung größer ist als die der zwei anderen Eingänge, wobei die Diode 113 in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist. Dieser Pail tritt auf, wenn das automatische Energiesteuersystem auf die Betriebsart "niedrig" eingestellt ist.

Ebenfalls mit dem Ausgangsanschluß 117 ist eine Leitung von dem Umschaltkreis 40 verbunden. Insbesondere ist der Anschluß 117 mit dem Anschluß 53 (Pig. 4) verbunden. Durch diese Verbindung liegt eine Spannung an dem Ausgangsanschluß 117, wenn das System entweder in der Betriebsart "variabel" oder "hoch" ist.

Die dritte Eingangsquelle, d.h. der Trennverstärker 100, ist mit einer Diode 114 verbunden, die dann mit dem Ausgangsanschluß 117 verbunden ist. Die Ausgangsspannung über dem Kondensator 103 des Trennverstärkers 100 spannt die Diode 114 Vorwärtsrichtung vor, vorausgesetzt, daß die Spannung an dem

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Anschluß 117 niedriger und das System in der Betriebsart »Automatik" ist.

Eine Diode 116 ist zwischen dem Ausgangsanschluß 117 und Erde gemäß Fig. 11 vorgesehen. Ebenfalls ist eine Diode 115 zwischen den Anschlüssen 117 und 118 vorgesehen. Diese Anordnung ist vorgesehen, um die G-leichspannungsquelle 1 gegen unerwünscht hohe Spannungen oder Ströme zu schützen, die durch äußere Quellen erzeugt werden.

Die folgenden Werte werden für die Komponenten des Schaltkreises bevorzugt:

Widerstand 111 10 000 Ohm, 1/2 W, 5 $

Widerstand 112 8 200 0hm, 1/2 W, 5 1° Diode 113 1N 4001

Diode 114 IU 4001

Diode 115 1N 4001

Diode 116 W 4001

Die visuelle Anzeige, daß ein Lampenwechsel erforderlich ist, ist die IiBD 12. Eine Anzeigeeinheit 130 in Form eines Blinkers wird verwendet, um die LED 12 anzusteuern. Die Anzeigeeinheit 130 erfordert zum Betrieb eine positive Eingangsspannung. Darüber hinaus muß die Quelle für die positive Eingangsspannung festlegen, wenn der Ersatz einer Lampe erforderlich ist. Das automatische Energiesteuersystem ist derart ausgebildet, daß das Ersetzen der Lampe dann stattfinden soll,

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v/enn maximale leistung der lampe zugeführt wird, um die gewünschte konstante Beleuchtung aufrechtzuerhalten.

IJm das notwendige Eingangssignal für die .Anzeigeeinheit 130 zu erzeugen, wird der Schaltkreis der Pig. 12 verwendet. Pig. 12 zeigt schematisch einen Vergleicher 120. Der Vergleicher 120 weist einen Verstärker 121 mit invertierenden und nicht invertierenden Eingängen auf. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 121 ist zwischen Widerständen 122 und 123 geschaltet, die zusammen einen Spannungsteiler bilden. Der Eingang des Spannungsteilers liegt am Anschluß 108 des Trennverstärkers 100 in Pig. 10.

Ein zweiter aus Widerständen 124 und 125 bestehender Spannungsteiler führt eine Spannung dem invertierenden Eingang zu. Die an dem Widerstand 124 und damit an dem Spannungsteiler anliegende Spannung kommt von zwei möglichen Quellen. Die erste Quelle ist der Eingangskreis 50. Die Spannung an dem Anschluß 59 des Eingangskreises 50 wird dem Anschluß 128 des Vergleichers 120 zugeführt. Die Spannung von dem Eingangskreis 50 dient als Referenzspannung, mit der die Ausgangsspannung des Trennverstärkers verglichen wird. Wenn die Ausgangsspannung des Trennverstärkers auf einem Wert ist, bei dem im Hinblick auf die Referenzspannung maximale Lampenleistung erzeugt werden würde, wird der Vergleicher 120 umgeschaltet, wobei eine positive Spannung an seinem Ausgang auftritt. Bevor die Ausgangsspannung des Trennverstärkers 100 den kritischen Wert

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erreicht, ist der Ausgang des Vergleichers 120 nahe bei null Volt. Eine Diode 126 ist zwischen dem Anschluß 128 und dem Widerstand 124 geschaltet, um einen kleinen Spannungsabfall zu erzeugen, der erforderlich ist, um das Umschalten des Vergleichers 120 sicherzustellen. Ohne diesen kleinen, konstanten Spannungsabfall könnte die Spannung des Trennverstärkers nie den Spannungswert der Referenzspannungsquelle erreichen.

Die zweite Quelle für den Spannungsteiler (Widerstände 124 und 125) ist die an dem Anschluß 39 des Eingangskreises 50 (Fig. 3) anliegende Spannung. Diese Spannung wird dem Widerstand 124 von einem Anschluß 129 durch die Diode 127 nur dann zugeführt, wenn das System nicht in der "Automatik"-Betriebsart ist. Das Anlegen dieser Spannung an dem Spannungsteiler und daher an dem Verstärker 121 ist vorgesehen, um die Ausgangsspannung des Vergleichers 120 in der Nähe bei null Volt zu halten, wenn die Betriebsart des Systems nicht automatisch ist.

Die folgenden Werte für die Komponenten des Vergleichers 120 sind bevorzugt:

Diode 126	W 4001
Diode 127	IU 4001
Verstärker 121	LM 324 der Pirma national Semiconductor

Widerstand 122 22 000 0hm, 1/2 W, 1

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Widerstand 123 22 000 Ohm, i/2 W, 1 <fo Widerstand 124 22 000 Ohm, 1/2 W, 1 $ Widerstand 125 22 000 Ohm, 1/2 W, 1 #

In Pig. 13 ist schematisch die Anzeigeeinheit oder der Blinkgeber 130 dargestellt. Der Blinkgeber 130 beginnt zu arbeiten, wenn eine positive Spannung mit ausreichender Amplitude an dem Anschluß 138 von dem Ausgang des Yergleichers 120 anliegt. Der Blinkgeber 130 ist im wesentlichen ein KippSchwingungsoszillator, der eine IED 12 ansteuert. Mit dem Eingangsanschluß eines Unijunction-Transistors (UJT) 132 ist ein RO-Zeitschaltkreis verbunden. Ein Widerstand und ein Kondensator 136 bilden den Zeitschaltkreis. Ein Widerstand 131 verbindet eine erste Basisleitung des UJT mit einer Tersorgungsspannung. Damit der Blinkgeber arbeitet, muß die Spannung an dem Anschluß 138 größer sein als die Spitzenspannung des UJT 132, wobei diese Spannung von der Versorgungsspannung, dem Widerstand 13I und von Schaltkreischarakteristika abhängt. Ein Widerstand 133 ist zwischen einer zweiten Basisleitung des UJT 132 und einem Widerstand

134 geschaltet, der wiederum mit Erde verbunden ist. Parallel zu dem Widerstand 134 ist eine Reihenschaltung einer Diode

135 und der IED 12 angeordnet.

Die Betriebsweise des UJT-Kippschwingungsoszillators ist für den Fachmann bekannt und wird daher im folgenden nicht näher erläutert.

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Die folgenden Werte für die Komponenten in dem Blinkgeber der Anzeigeeinheit 120 sind bevorzugt:

Widerstand 131 2 200 Ohm, 1/2 W, 5 $

Widerstand 133 100 0hm, 1/2 W, 5 #

Widerstand 134 220 0hm, 1/2 W, 5 ^

Widerstand 137 27 000 0hm, 1/2 W, 5 $ Kondensator 136 10 Mikrofarad, 50 1 Diode 135 138" 4001

LED 12
UJT 132 2ΪΓ 2646

Gemäß Fig. 2A ist der Abblendregler 2 mit einer Zusatzlast 4 eines Lampenschaltkreises verbunden. Die Zusatzlast 4 weist zwei in Reihe geschaltete Drosseln 142 und 144 auf. In Reihe mit der Zusatzlast 4 ist die Lampe 5 geschaltet, über die ein Kondensator 140 geschaltet ist.

Es ist herausgefunden worden, daß ein rasches oder plötzliches Abblenden der Lampe von einem Niveau in der Kahe der maximalen Helligkeit häufig zu einem Erlöschen der Lampe führt. Dies kann dann auftreten, wenn die variable Gleichspannungsquelle 1 (Fig. 2A) entweder von der Betriebsart "Automatik" oder "hoch" zur Betriebsart "niedrig" umgeschaltet wird. Um einen stabilen Lampenbetrieb aufrechtzuerhalten und um ein Erlöschen der Lampe zu verhindern, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, einen Kondensator 140 über die Lampe 5 gemäß Fig. 2A zu schalten. Für Lampen von 250, 400 und 1000 Watt sollte der

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Kondensator etwa 1,2 Mikrofarad aufweisen.

Bei plötzlichem Abblenden der Lampe neigt die Lampenspannung anfänglich dazu, fast unmittelbar auf einen höheren Wert anzusteigen als während des Betriebs bei höherer Helligkeit. Falls die Lampenspannung auf den Wert der Spannung bei geöffnetem Schaltkreis ansteigt oder diesen übersteigt, reicht der der Lampe zugeführte Strom nicht aus, einen Bogen aufrechtzuerhalten, und die Lampe wird erlöschen. Ein Toreilen der Phase des Lampenstroms und der Lampenspannung trägt ebenfalls dazu bei, daß die Lampe dazu neigt, zu erlöschen. Der Kondensator wirkt diesen beiden Effekten entgegen, indem er eine Verzögerung der Phasenverschiebung und eine Zunahme der Spitzenspannung bei offenem Schaltkreis bewirkt.

Während dieser Übergangsperiode kühlt der Lampenbogen wegen des niedrigen Stroms ab. Wenn sich die Lampe abkühlt, wird sie allmählich bei einer niedrigeren Lampenspannung, einem niedrigeren Lampenstrom und einer niedrigeren Leistung stabilisiert. Die Stabilisierung der Lampe tritt gewöhnlich innerhalb von Minuten auf. Der Kondensator wirkt auf den Lampenbetrieb nur während des schnellen Übergangs von der sehr hohen Lampenhelligkeit in einen abgeblendeten Zustand ein. Wenn die Lampe in einem stabilisierten hellen Zustand, Zwischenzustand oder abgeblendeten Zustand arbeitet, hat der Kondensator keine wesentlichen Auswirkungen auf den Lampenbetrieb.

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Ein Kondensator über der Lampe "bewirkt drei Haupt vor teile: 1. Eine Zusatzlast mit einer niedrigeren Spannung "bei offenem Schaltkreis als früher verwendet, um eine niedrige Leistung zu erzielen, kann auf die gleiche niedrige Leistung abgeblendet werden. 2. Es ist möglich, eine Lampe mit einer vorgegebenen Zusatzlast auf eine niedrigere Leistung abzublenden als dies früher möglich war. J. Eine Lampe kann mit jeder Geschwindigkeit abgeblendet werden.

Insbesondere unter Bezugnahme auf Pig. 2A wird im folgenden die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform mit den verschiedenen beschriebenen Schaltkreisen erläutert. Die automatische, variable G-leichspannungsquelle der Pig. 2A empfängt ein Eingangssignal von dem Abblendregler 2 in Form eines doppelt gleichgerichteten Signals. Dieses Signal dient nicht nur als ein Synchronisiersignal, sondern auch als Leistungsquelle für den Schaltkreis der automatisch veränderbaren G-leichspannungsquelle. Das doppelt gleichgerichtete Signal wird einem Eingangskreis 30 und einem Schalter 42 eines Umschaltkreises 40 zugeführt. In der Betriebsart "Automatik" wird das Signal dem Eingangskreis 50 zugeführt. In der Betriebsart "hoch" wird das Spannungssignal dem Anschluß 53 des Umsehaltkreises 40 zugeführt. In der Betriebsart "variabel" wird das Spannungssignal einem Spannungsteiler mit einem Potentiometer 46 und danach dem Anschluß 53 zugeführt. Zwischen dem Anschluß 53 in dem Umschaltkreis 40 und dem Anschluß 117 des Ausgangskreises 110 ist eine Verbindung hergestellt. In der Betriebs-

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art "hoch." wird daher das Sp annungs signal direkt dem Ausgang der variablen G-Ie i clasp annungs quelle zugeführt. Das Potentiometer 46 des Umschaltkreises 40 ermöglicht die Zufuhr einer manuell einstellbaren, veränderbaren Spannung zu dem Anschluß 117· In der Betriebsart "niedrig" wird die Spannung an dem Anschluß 117 von dem Eingangskreis 30 erzeugt. Der Anschluß 118 ist die Eingangsleitung für einen Spannungsteiler, der an dem Anschluß 117 eine kleine Spannung erzeugt, die durch die Werte der Widerstände 111, 112 des Spannungsteilers bestimmt wird.

Die Referenzspannungsquelle 60 bewirkt eine konstante Ausgangsgleichspannung, die genau eingestellt bleibt. Das Potentiometer 10 ist über den Ausgang der Referenzspannungsquelle 60 geschaltet, so daß eine veränderbare, jedoch stabile Referenzspannung erzeugt wird, die zur Festlegung des gewünschten Helligkeitspegels in dem Bereich verwendet werden kann. Das Potentiometer 10 ist die Einstelleinrichtung zum Einstellen des Beleuchtungspegels in dem Bereich, der über einen Zeitraum hinweg durch das automatische Energiesteuersystem konstant gehalten werden soll. Die durch das Potentiometer 10 ausgewählte Spannung wird dem nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 90 zugeführt.

Der Photodetektor 80 und der Photoverstärker 70 bilden ein zweites Eingangssignal für den Differenzverstärker 90.

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Wie oben im Hinblick auf Mg. 8 erwähnt worden ist, ist die Photozelle 8 eine Silicium-Photospannungszelle, die eine lineare Beziehung zwischen dem auf ihr einfallenden Licht und dem Ausgangsstrom aufweist, wenn die Photozelle kurzgeschlossen ist. Der mit Bezug auf !Fig. 7 oben beschriebene Verstärker weist eine Eingangsimpedanz von nahezu EuIl auf und erzeugt eine Ausgangsspannung proportional zu dem von der Photozelle erzeugten Strom. Das Potentiometer in dem Rückkopplungskreis des Photoverstärkers 70 dient zur Empfindlichkeitseinstellung des Spannungsausgangs des Photoverstärkers 70. Das Potentiometer 9 dient dazu, eine höhere oder eine niedrigere Ausgangsspannung für einen gegebenen Photostrom einzustellen. Eine Meßanzeige 13 gibt eine Anzeige für den Beleuchtungspegel in einem Bereich. Diese Anzeige ist unabhängig von der gewählten Betriebsart.

Wenn der Beleuchtungspegel abnimmt, nimmt der Ausgangsstrom der Photozelle 8 ab. Durch diese Änderung wird der Ausgang des Photoverstärkers 70 in positiver Richtung geändert. Die Anzeige auf der Meßanzeige 13 würde eine geringere Ablenkung anzeigen, d.h. eine Abnahme des Beleuchtungspegels. Ohne überprüfung würde der Beleuchtungspegel mit der Zeit weiter abnehmen.

Der Verstärker 91 des Differenzverstärkers 90 erzeugt eine Ausgangsspannung, die durch die Differenz zwischen den Eingangsspannungen bestimmt wird, multipliziert mit der Ver-

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Stärkung, die durch, die Widerstände 92, 95, 96 und 97 des Differenzverstärkers bestimmt wird. Wenn daher die Spannung am Ausgang des Photοverstärkers 70 zunimmt, nimmt die Ausgangsspannung des Verstärkers 91 ab. Es ist daher ersichtlich, daß eine variable G-leichspannung von dem Differenzverstärker in Abhängigkeit von dem Beleuchtungspegel über einen Bereich, wie er durch die Photozelle 8 festgestellt wird, erhalten wird. Außerdem stellt die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers die Beziehung zwischen dem tatsächlichen und dem gewünschten Beleuchtungspegel dar.

Der Trennverstärker 100 stellt die Spannungsänderungen am Ausgang des Differenzverstärkers 90 fest. Der !Drennverstärker 100 arbeitet als Inverter, und wenn die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 90 in der beschriebenen Weise abnimmt, erzeugt der Trennverstärker 100 an seinem Ausgangsanschluß eine ansteigende Spannung. In der Tat ist der Trennverstärker 100 der Steuermechanismus, durch, den ein von dem Differenzverstärker 90 erhaltenes Signal mit niedrigem Pegel ein Signal mit höherem Pegel steuert. Die elektrische Leistung wird .dem Trennverstärker 100 von dem Eingangskreis 50 zugeführt. Die zugeführte Spannung wird erhalten durch Filterung der doppelt gleichgerichteten Spannung von dem Abblendregler 2, die von dem Umschaltkreis 40 zu dem Eingangskreis 50 geführt wird. Wenn die Spannung am Ausgang des Differenzverstärkers in Abhängigkeit von einem abnehmenden Helligkeitspegel abnimmt, wird der Transistor 101 des Trennverstärkers 100 weiter ge-

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öffnet, so daß er mehr Strom von dem Eingangskreis 50 zieht und eine stärker positive Spannung am Ausgangsanschluß 108 erzeugt. Diese Spannung wird dem Ausgangskreis 110 zugeführt und danach zu dem Abblendregler 2. Mit der erhöhten anliegenden Spannung erhöht der Abblendregler 2 die leistung für die Lampe, d.h. die Steuerung führt zu einer Zunahme des Helligkeitspegels.

Eine Korrektur der Helligkeitsleistung der Lampe wird fortwährend vorgenommen und damit eine sofortige Anpassung der Lampenleistung. Der Trennverstärker 100 glättet die Regelung des Steuersystems durch die erforderliche kritische Dämpfung, um das System stabil zu halten und um Oszillationen zu verhindern, die sich aus Fluktuationen der Lichtleistung der zu steuernden Lampen ergeben würden.

Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Schaltkreisteile der beschriebenen Beleuchtungsregelung verändert werden. So könnten die Referenzsignalquelle 60 und der Photoverstärker 70 anstelle von Spannungsquellen Stromquellen sein. Außerdem könnte mit geeigneten Veränderungen der Operationsverstärker 90 anstelle dem Differenzverstärker als Summenverstärker ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsregelung kann aueh bei anderen Anwendungen benutzt werden, bei denen eine einstell-· bar veränderbare Gleichspannung in Abhängigkeit von Licht-

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Veränderungen erforderlich, ist. Beispielsweise könnte die veränderbare G-leichspannungsquelle 1 als Helligkeitspegel-Alarm in einem Arbeitsbereich verwendet werden. Bei einer . derartigen Anwendung wäre die veränderbare G-leichspannungsquelle 1 nicht mit einer steuernden Zusatzlast verbunden. In diesem Pail würde eine zweite Referenzspannung, die eine Alarmbedingung festlegt, an dem Vergleicher 120 vorgesehen sein. Wenn der Helligkeitspegel einen Punkt erreicht, der abhängig von den besonderen Umständen der Anwendung ausreichend oberhalb oder unterhalb dem gewünschten Pegel ist, würde eine Spannung erzeugt werden, die beim Erreichen oder Überschreiten der Referenzspannung an der Anzeigeeinheit einen Alarmfall signalisieren würde.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.) Automatische Beleuchtungsregelung zur zeitlichen Konstanthaltung der Helligkeit einer lampe in Abhängigkeit vom Beleuchtungspegel in einem Bereich, gekennzeichnet durch eine Referenzsignalquelle (60), die ein stabiles, elektrisches Referenzsignal in Abhängigkeit von dem gewünschten Beleuchtungspegel erzeugt, durch einen Photozellenschaltkreis (20) zur Erzeugung eines Istsignals in Abhängigkeit von dem Beleuchtungspegel in dem Bereich, durch eine Verstärkeranordnung (90, 100) zur Erzeugung eines Regelsignals in Abhängigkeit von dem Referenz- und dem Istsignal und durch eine Leistungsregelung (110, 2, 4) zur Anpassung der der Lampe (5) zugeführten Leistung in Abhängigkeit vom Regelsignal.

   2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung zwischen einem Operationsverstärker (90) und einem Ausgangskreis (110) der Leistungsregelung einen Trennverstärker (100) zum Umsetzen des Regelsignals auf ein zur Ansteuerung der Leistungsregelung geeignetes höheres Signalniveau aufweist.

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   3. Regelung nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der iErennverstärker (100) zur allmählichen Änderung der Ausgangs spannung und zur Dämpfung der Regelung einen Integrator (102, 101, 103) aufweist.

   4. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärkeranordnung (90, 100) zur Erzeugung einer veränderbaren Gleichspannung vorgesehen ist.

   5. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzei chnet , daß der Verstärker (90) ein Differenzverstärker ist.

   6. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß der Photozellenschaltkreis (20) eine PhotoSpannungszelle (8), deren Ausgangsstrom sich linear mit dem auf sie einfallenden Licht ändert, und einen mit der Photozelle (8) verbundenen Photoverstärker (70) aufweist, dessen Eingangsimpedanz einen Kurzschlußkreis annähert■

   7. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Referenzsignalquelle (60) einen Verstärker (66) zur Erzeugung einer durch einen Spannungsteiler (62, 63) bestimmten konstanten Spannung und einen Spannungsregler (64, 65) aufweist, die mit verschiedenen Eingängen des Verstärkers (66) verbunden sind.

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   8. Regelung nach einem der Ansprüche 1 Ms 7, gekennzeichnet durch eine Anzeige (12, 130; 13) zur Überwachung der der Leistungsregelung (110, 2, 4) zugeführten Spannung und zum Anzeigen der j&ampenbetriebsbedingung.

   9. Regelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige einen Vergleicher, der bei Übereinstimmung der der leistungsregelung (110, 2, 4) zugeführten Spannung mit einer Referenzspannung ein Ausgangssignal erzeugt, und einen auf dieses Ausgangssignal ansprechenden Oszillator (132, 137, 136) zum Ansteuern eines Blinkgebers (130) aufweist.

   10. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 9> gekennzeichnet durch einen mit dem Trennverstärker (100) verbundenen Ausgangskreis (110) zur Erzeugung einer Eingangsspannung für den Abblendregler (2) und durch einen Umschaltkreis (40) zur Auswahl der gewünschten Ausgangsspannung an dem Ausgangskreis (110).

   11. Regelung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Anzeige zur Überwachung des Ausgangssignals des iDrennverstärkers (100) zur Erzeugung eines Signals bei erforderlichem Wechsel einer lampe (5).

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   262Γ39:

   12. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Leistungsregelung (110, 2, 4) einen Abt) lend regler (2) zur Helligkeitssteuerung einer Entladungslampe hoher Intensität aufweist.

   15. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß zum. Verhindern des Erlöschens der Lampe (5) bei schnellem und plötzlichem Abblenden parallel zur Lampe (5) ein Kondensator (HO) vorgesehen ist.

   14. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Ausbildung als automatisch veränderbare Gleichspannungsquelle (1).

   15. Regelung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Abblendregler (2) durch die automatisch veränderbare Gleichspannungsquelle (1) ansteuerbar ist.

   16. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsimpedanz der Photozelle (8) nahezu ITuIl ist und daß der Photoverstärker (70) eine zu dem von der Photozelle (8) erzeugten Strom proportionale Spannung erzeugt.

   17. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgangskreis (110)

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   ORIGINAL INSPECTED

   einen Ausgangsanschluß (117), eine erste Diode (115) zum Verbinden des Ausgangsanschlusses (117) mit der positiven Spannungsversorgung (118) und eine zweite Diode (116) zum Verbinden des Ausgangsanschlusses (117) mit der negativen Versorgungsspannung (GHD) aufweist, wobei die Dioden (115, 116) als Schutzeinrichtungen ausgebildet sind.

   18. Regelung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeige einen einen Kippschwingungsoszillator aufweisenden Elinkgeber (130) aufweist, der einen Unijunction-Transistor (132), eine lichtemittierende Diode (12), einen ersten Widerstand (i33, 135), der die Kathode der lichtemittierenden Diode (12) mit dem Unijunction-Transistor (132) verbindet, und einen zweiten Widerstand (134) parallel zur liehtemittierenden Diode (12) züin Ableiten eines Leckstroms durch den Uni junction-!Transistor (132) nach Erde aufweist«

   19. Regelung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zur Photozelle (8) ein Paar Dioden geschaltet sind, deren jeweilige Anode mit der Kathode der jeweiligen anderen Diode verbunden ist.

   20. Beleuchtungseinrichtung mit einer Gasentladungslampe hoher Intensität und mit einer Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine

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   mit der Lampe (5) verbundene und mit der Wechselspannung
   verbindbare Last (4) mit Drossel, eine schaltbare Bypass-Leitung zum Ableiten zumindest eines Teils des Stroms von der Drossel und durch eine steuerbare Torspannungsquelle, die mit der Bypass-Leitung zum Ein- und Ausschalten verbunden ist.

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