DE2831629C2 - Elektronische Schaltung zur Helligkeitssteuerung von Lichtquellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung zur Helligkeitssteuerung von an einphasige Wechselspannung angeschlossenen Lichtquellen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltung (»Dimmer«) ist aus der Zeitschrift »Bauteile Report«, Bd. 15, H. 5, 1977, S. 168-170, bzw. aus der Siemens Druckschrift »Elektronische Helligkeitircgier S566A. S566B«. Bestell-Nr. B 1875, April 1978. bekannt.

Der bekannte, in P-MOS-Depletion-Technik hergestellte Dimmerbaustein ist unter Hinzuschaltung von 5ί speziellen Fernsteuerbausteinen auch mittels Ultraschall- und Infrarotwellen fernbedienbar (»Elektromarkt«. 52. lahrgang. Nr. 4, 1977. S. 25). Im Normalfall erfolgt das Ein- und Ausschalten sowie das Einstellen der gewünschten Helligkeit über eine Sensortaste oder f>o über einen gleichberechtigten Nebenstelleneingang. Während die Sensortaste sich unmittelbar in der Nähe des Dimmerbausteins befindet, ist die Taste der Nebenstelle über ein Kabel mit dem Dimmerbaustein verbunden. Durch verschieden langes Berühren der *>> Sensorfläche wird das Ein- bzw. Ausschalten der Lichtquellen und das Einstellen der gewünschten Helligkeit erreicht. Das Einschalten erfolgt durch kurzes Antippen, wobei die Lichtquelle immer auf die Helligkeit geschaltet wird, die vor dem letzten Ausschalten eingestellt war. Durch längeres Eieruhren der Sensorfläche wird nach einer Erkennungszeit von 380 ms bis zu 400 ms ebenfalls eingeschaltet und dann von dem zuvor eingestellten Helligkeitswert aus weiter gesteuert Die gesamte Steuerzeit beträgt für einen vollen Durchlauf 7 Sekunden. Gesteuert wird so lange, bis die Sensorfläche losgelassen wird. Durh kurzes Antippen wird die Lichtquelle nach Loslassen der Sensorfläche wieder ausgeschaltet Diese Schalt- und Steuerfunktionen können auch von einer oder mehreren Nebenstellen aus betätigt werden, wobei am Dimmerbaustein ein eigens d; für vorgesehener Nebenstelleneingang vorhanden ist Die Hauptstelle und die Nebenstelle sind gleichberechtigt In der Nebenstelle können sowohl Taster als auch Sensorschalter angeschlossen werden. Der eine Pol des Tasters liegt an Phase, während der andere Pol mit dem Nebenstelleneingang über ein Kabel verbunden ist Durch Betätigung des Tasters wird somit der Nebenstelleneingang mit Phase verbunden. Die zum Nebenstelleneinganj; führenden Adern des Kabels besitzen eir.e z. B. durch die Länge des Kabels, durch die Leitungsführung oder durch die Art des Kabels vorgegebene Kapazität gegen Masse. Durch HF-Störungen, die über die Net-zleitung eingekoppelt werdsn, können Fehlfunktionen hervorgerufen werden. Man unterscheidet bei einem zweiadrigen Kabel hierbei ganz allgemein Gleichtaktstörungen, die von jeder der beiden Leitungen gegen Masse auftreten können, oder Differenztaktstörungen, die zwischen den beiden Leitungen auftreten. Beide Störungsarten können erscheinen, wenn z. B. Motoren ein- und ausgeschaltet werden. HF-Störungen werden als Spannung zwischen Leitung und Masse induziert und treten dann innerhalb von Netzsystemen als Gleichtaktstörungen auf. Durch Einschaltung von Kapazitäten zwischen den Leitungen kann man bewirken, daß diese Störungsart sehr schnell abgeschwächt wird. Diese einfacnste Art eines Entstörfilters ist jedoch schwierig festzulegen, da man meist die entsprechenden Anschlußimpedanzen nicht kennt die man aber für die optimale Dimensionierung eines Entstörfilters kennen muß. Man muß daher den Wert der Kapazität empirisch ermitteln und zwar jede Nebenstelle für sich allein. Verständlicherweise ist dies sehr umständlich und daher nachteilig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. für eine elektronische Schaltung der eingang genannten Art eine Schaltungslösung für die Nebenstelle zu finden, bei der die Kompensationskapazität entfallen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaL) duah die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend für zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Dimmerbaueinheit,

F i g. 2 ein Schaltbild einer anderen Dimmerbaueinheit.

Das Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels ist in Fig. 1 dargestellt. Mit I ist eine kommerziell erhältliche, integrierte Schaltung bezeichnet, die in P-MOS-Depletion-Technik hergestellt ist. Um diese integrierte Schaltung nach Angaben des Herstellers betreiben zu können, sind der Ausgang 2 über eine Kapazität 11 als Zeitglied an Phase gelegt. Für eine interne Integrations-

schaltung ist an dem Anschluß 3 eine gegen Phase geschaltete Kapazität 10 erforderlich. Eine weitere Kapazität 9, die einerseits am Anschluß 4, andererseits an Phase liegt, dient zusammen mit de.n Widerstand 19 zur Erzeugung eines geeigneten Synchronisierungssignals für die interne Zeitbasis der integrierten Schalung 1.

Wird ein Steuervorgang ausgeführt, so sind am Ausgang 8 der integrierten Schaltung netzsynchrone Impulse vorhanden. Diese werden durch eine Verstärkerschaltung, die aus einem Transistor 2 und zwei Widerständen 3 und 4 besteht, verstärkt und an das Gate eines Triacs 21 geführt. Der Widerstand 4 dient hierbei zur Strombegrenzung für den Triac, wenn der Transistor 2 durchgeschaltet ist Der Widerstand 3 stellt ein Ableitwiderstand dar.

Wie es bei derartigen Schaltungen allgemein üblich ist, ist die Phase durch eine Sicherung 22 abgesichert. Zur Entstörung der beim Schalten entstehenden hochfrequenten Spannung ist vor dem Triac 21 noch eine Induktivität 20 geschaltet. Parallel su beiden liegt eine Kapazität 64. An einer der Ausgangsklemnen ist eine Lichtquelle 23 an den M_?-Leiter geschaltet. Diese Ausgangsklemme ist über die Serienschaltung eines Widerstandes 18 und einer Kapazität 17 an eine Leuchtdiode 15 geführt Der Widerstand 18 dient als Vorwiderstand für den Ladekondensator 17, wobei beide zur Stromversorgung verwendet werden. Die Leuchtdiode leuchtet ständig, wenn die gesamte Schaltung am Netz liegt und damit betriebsbereit ist. Parallel zur Leuchtdiode 15 ist gegenpolig eine Schutzdiode 16 geschaltet, die die Leuchtdiode vor einer zu hohen Sperrspannung schützen soll. Zur Stromversorgung der Schaltung dienen noch die Zenerdiode 14. der Speicherkondensator 12 und die Trenndiode 13. Die Anschlüsse 6 und 7 der integrierten Schaltung 1 sind untereinander verbunden und liegen an der Speisespannung, die am Ausgang dieser Stromversorgungsschaltung vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Ausgangsspannung etwa — 15 V bezogen auf Phase. Es wird hierbei nur die negative Halbwelle der Netzspannung ausgenutzt. Durch Umpolung der Diode 13 und der Zenerdiode 14 kann auch eine auf Phase bezogene positive Speisespannung erzeugt werden, falls dies für eine andere integrierte Schaltung erforderlich se»n sollte.

Der Anschluß 5 der integrierten Schaltung wird als Sensoreingang bezeichnet und er ist relativ hochohmig. Von diesem ist ein Schutzwiderstand 6 an die Zwischenverbindung eines Spannungsteilers geführt. der aus den beiden Widerständen 5 und 7 besteht. Der Widerstand 7 liegt an Phase, während der andere Widerstand 5 über ein Kabel mit einer Nebenstelle 24 verbunden ist. In dieser Nebenstelle ist ein Taster 25 vorhanden, dessen eier Pol am Kabel und dessen anderer Pol am M_p- Leiter liegt. Dadurch, daß der Taster 25 mit dem M_n-Leiter und nicht mit Phase verbunden ist.

können auch keine Störspannungen auf dem Kabel während der Betätigung des Tasters entstehen. Bleibt der Taster gtöffnet so muß die Störspannung, die auf dem offenen Kabel induziert wird, in die Größenordnung der Netzspannung kommen,dann erst wird bei der i-iiUgrienun Schaltung eine Fehlfunktion ausgelöst Dies wird verhindert durch geeignete Dimensionierung des Spannungsteilerverhältnisses. Die Größe der beiden Widerstände wird so festgelegt, daß am Anschluß 5 der

integrierten Schaltung mit Sicherheit die Schaltspannung, die zum Schalten der integrierten Schaltung erforderlich ist erreicht wird, wenn in der Nebenstelle 24 der Taster 25 betätigt wird. Nach Angaben des Herstellers der integrierten Schaltung beträgt die

Schaltspannung etwa —8 V. Der Widerstand 5 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit 27OkQ und der Widerstand 7 mit 12 kQ dimensioniert Der Widerstand 6 ist hochohmig. Bedingt durch den sehr niedrigen Eingangsstrom entsteht an ihm nahezu kein Spannungs-

abfall. Wird der Taster 25 in der Nebenstelle 24 gedruckt so liegen am Anschluß 5 u^r integrierten Schaltung für die Dauer einer Halbwelle gegenüber der Phase negative Impulse an, deren Amplitude größer als die Schaltspannung ist Am Anschluß 5 kann aber avch ein statisches Signal, wie z. B. eine Gleichspannung, ein Schalten d_r integrierten Schaltung bewirken. Hierzu ist ein Taster 8 vorgesehen, der den Anschluß 5 über den Schutzwiderstand 6 an die Speisespannung in Höhe von etwa — 15 V legt die letztlich von Phase abgeleitet ist

und eine Art Bezugspotential darstellt. Diese/ Taster 8 befindet sich räumlich unmittelbar bei der gesamten elektronischen Schaltung.

In F i g. 2 ist das Schaltbild einer anderen Dimmerbaueinheit dargestellt, deren Schaltung von der der

Dimmerbaueinheit der F i g. 1 abgeleitet ist. Das Schaltbild der F i g. 2 ist demnach eine Schaltungsvariante des Schaltbildes der Fig. 1. Es besteht ein Unterschied bezüglich der Schalteinrichtung, die sich räumlich unmittelbar bei der gesamten elektroniscnen

Schaltung befindet. Der Anschluß 6 der integrierten Schaltung 1 ist über einen Widerstand 65 an die Spannung gelegt, die am Ausgang der Stromversorgungsschaltung vorhanden ist. Diese beträgt auch hier etwa —15 V. Am Anschluß 6 ist noch eine Verbindung

zur Phase geführt, die durch den Taster 66 unterbrochen ist. Am Anschluß 6 liegt bei Nichtbetätigung des Tasters 66 die negative Spannung von etwa —15 V. Wird der Taster nun betätigt, so nimmt der Anschluß 6 das Potential an. das durch den Verlauf der Netzspannung

bestimmt ist. Dies bedeutet, daß die Schaltspannung von etwa — 8 V überschritten wird, so daß durch die integrierte Schaltung für die Dauer der Betätigung des Tasters eine Ein- bzw. Ausschaltung oder eine Heili^keiisiegelung möglich ist. Die Wirkungsweise der

übrigen Schaltung, insbesondere auch der Nebenstelle, entspricht der der Fig. 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektronische Schaltung zur Helligkeitssteuerung von an einphasige Wechselspannung angeschlossenen Lichtquellen durch «in Triac-Stellglied nach dem Phitsensehnittprinzip, bei der das Triac-Stellgüed durch eine integrierte Schaltung mit Bezugspotential Phase ansteuerbar ist, deren Ausgang mittelbar auf das Triac-Stellglied einwirkt und deren die Ausgangsvariable beeinflussenden Steuer- ι ο eingänge durch Schalteinrichtungen beeinflußbar sind, die mit der elektronischen Schaltung eine Baueinheit bilden und/oder die sich in von der elektronischen Schaltung räumlich weiter entfernten Nebenstellen befinden und mit einem Kabel mit der ι > elektronischen Schaltung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein hochohmiger Steuereingang der integrierten Schaltung (1) über einen Schutzwiderstand (6) mit der Zwischenverbindur? eines Spannungsteilers (5, 7) verbunden ist dessec einer Widerstand (7) an Phase liegt und dessen anderer Widerstand (5) über das Kabel mit der Schalteinrichtung (25) einer Nebenstelle (24) in Verbindung steht die mit dem M_p-Leiter verbunden werden kann.

2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet üaß der hochohmige Steuereingang über den Schutzwiderstand (6) und eine räumlich bei der elektronischen Schaltung befindlichen Schalteinrichtung (8) an ein von der Wechselspannung abgeleitetes, gleichgerichtetes Potential lesbar ist

3. Elektronische Schalt, ig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß ein anderer Steuereingang der integrierten Schalung (1) über eine js räumlich bei der elektronischen Schaltung befindliche Schalteinrichtung (66) an Phase legbar ist und über einen Widerstand (65) an einem von der Wechselspannung abgeleiteten, gleichgerichteten Potential liegt