DE4330114B4 - Circuit arrangement for controlling a plurality of consumers, in particular ballast for lamps - Google Patents
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Abstract
Schaltungsanordnung, bestehend aus einer Zentral-Einheit, beispielsweise einer zentralen Steuereinheit (5}, und einer Mehrzahl mit dieser über einen Bus (1) verbundenen Peripherie-Einheiten (3, 4), beispielsweise Steuergeräten (4) für Lampen, die jeweils über eine Kopplungseinheit (3) mit dem Bus (1) verbunden sind, wobei jede Kopplungseinheit (3) einen Empfangszweig (RV, V2) zur Übertragung von Informationen von der Zentral-Einheit (5) zu der Peripherie-Einheit und einen Sendezweig (VA, T4, R5) zur Übertragung von Informationen von der Peripherie-Einheit zu der Zentral-Einheit (5) aufweist, wobei die Zentral-Einheit (5) Informationen in Form einer modulierten Wechsel- oder Impulsspannung an den Bus (1) abgibt und der Sendezweig dadurch Informationen an den Bus (1) abgibt, dass der Ausgangswiderstand des Sendezweiges variiert wird, und wobei die Schaltungsanordnung ferner einen Überspannungsschutz für den Empfangs- und/oder Sendezweig aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie mit dem Sendezweig ein von einem Überspannungsdetektor (ZD3, T2) gesteuerter Schalter (T1) angeordnet ist, der bei Überspannung öffnet und den Sendezweig...Circuit arrangement comprising a central unit, for example a central control unit (5}, and a plurality of peripheral units (3, 4) connected to the latter via a bus (1), for example control units (4) for lamps, each of which has a Coupling unit (3) are connected to the bus (1), each coupling unit (3) having a receiving branch (RV, V2) for transmitting information from the central unit (5) to the peripheral unit and a transmitting branch (VA, T4 , R5) for the transmission of information from the peripheral unit to the central unit (5), the central unit (5) delivering information in the form of a modulated AC or pulse voltage to the bus (1) and the transmitting branch thereby Outputs information to the bus (1) that the output resistance of the transmission branch is varied, and wherein the circuit arrangement also has overvoltage protection for the reception and / or transmission branch, characterized in that in S A switch (T1) controlled by an overvoltage detector (ZD3, T2) is arranged with the transmitting branch, which opens in the event of overvoltage and switches the transmitting branch ...
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Steuern einer Mehrzahl von Verbrauchern, wie beispielsweise Lampen. Insbesondere bei der Verwendung von Gasentladungslampen benötigt jede dieser Lampen ein eigenes Vorschaltgerät, um der Gasentladungslampe die jeweils notwendige Zünd- bzw. Betriebsspannung zuzuführen. Bei der Verwendung einer Vielzahl solcher Lampen bietet es sich an, die jeweiligen Vorschaltgeräte von einer zentralen Steuereinheit aus über eine Datenleitung zentral anzusteuern.The invention relates to a Circuit arrangement for controlling a plurality of consumers, such as lamps. Especially when using gas discharge lamps needed each of these lamps has its own ballast to the gas discharge lamp the necessary ignition or supply operating voltage. If a large number of such lamps are used, it is convenient to the respective ballasts from a central control unit from a central data line head for.
Aus der
Weiterhin ist aus der
Beide bekannten Schaltungsanordnungen weisen zwar die Möglichkeit auf, mittels entsprechender Steuersignale die Peripherie-Einheit in einen Ruhezustand zu bringen, in dem es nur einen verminderten Strom aufweist, jedoch bleibt der Empfangszweig der Kopplungseinheit auch im Ruhezustand vollständig aktiviert, wodurch der Datenbus auch dann belastet wird, wenn keine Signale vorliegen. Dies fuhrt insbesondere dann, wenn eine große Anzahl von Peripherie-Einheiten verwendet werden, zu einem erheblichen Stromverbrauch in der Zentraleinheit.Both known circuit arrangements have the possibility the peripheral unit by means of appropriate control signals to put it into a state of rest in which there was only one diminished Has current, but the receiving branch of the coupling unit remains complete even when idle activated, whereby the data bus is loaded even if none Signals are present. This leads especially when a large number used by peripheral units to a significant extent Power consumption in the central unit.
Weiterhin ist in beiden Schaltungsanordnungen
von Nachteil, dass die Kopplungseinheit leicht durch eine Überspannung
auf dem Datenbus beschädigt
werden kann. Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn die Schaltungsanordnung
im Rahmen üblicher
Hausinstallationen, beispielsweise Lampenanlagen, verlegt wird.
Ein versehentliches Beschalten des Datenbusses mit einer Netzspannungsleitung – 220 Volt
oder 380 Volt – würde die Kopplungseinheit
der Schaltungsanordnung sofort beschädigen, wodurch die ganze Anordnung
außer Betrieb
gesetzt wäre.
In der Schaltungsanordnung der
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Steuern einer Mehrzahl von Verbrauchern der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass stets ein abgesicherter Betrieb gewährleistet ist.The object of the invention is therefore based on a circuit arrangement for controlling a plurality of To further educate consumers of the type described in the introduction, that secure operation is always guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.This object is achieved with the solved in claim 1 means.
Demnach weist die Kopplungseinheit
einen Empfangszweig zur Übertragung
von Steuerinformationen von der zentralen Steuereinheit an den der Kopplungseinheit
zugeordneten Verbraucher sowie einen Sendezweig zur Übertragung
von Rückmeldeinformationen
von dem Verbraucher an die zentrale Steuereinheit auf. Weiterhin
ist vorgesehen, dass sowohl der Empfangszweig als auch der Sendezweig
in der Kopplungseinheit einen Schutz gegen Überspannungen aufweist. Dieser
Schutz wird durch einen Überspannungsdetektor
sowie einem von dem Detektor gesteuerten Schalter erzielt, der bereits
bei Auftreten einer Überspannung öffnet und
den Sendezweig vom Bus abkoppelt. Im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung
der
Gemäß der Ansprüche 2 bis 5 sind leicht aufzubauende vorteilhafte Ausgestaltungen des Überspannungsschutzes im Sendezweig beschrieben, wobei gemäß der Ansprüche 2 und 3 eine Zusatzschutzeinrichtung gegen Überspannungen am Ausgang des Sendezweiges beschrieben ist, die für den Fall vorgesehen ist, dass der erfindungsgemäß vorgesehene Schalter den Sendezweig nicht ausreichend schnell vom Bus trennt.According to claims 2 to 5, easy to set up advantageous embodiments of the overvoltage protection in the transmission branch are described, wherein according to claims 2 and 3 an additional protection device against overvoltages at the output of the transmission branch is described, which is provided for the case that the invention according to the invention seen switch does not separate the transmission branch sufficiently quickly from the bus.
Gemäß der Ansprüche 6 und 7 ist eine Weiterbildung des Überspannungsschutzes am Empfangszweig beschrieben.According to claims 6 and 7 is a further development of surge protection described on the receiving branch.
Gemäß der Ansprüche 8 bis 10 besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die Verbraucher und die zentrale Steuereinheit an einer gemeinsamen Datenleitung angeschlossen sind, wodurch der Schaltungsaufwand zum Anschließen der Verbraucher an die zentrale Steuereinheit minimiert ist. Da die Verbraucher von der Datenleitung in den jeweiligen Kopplungseinheiten galvanisch getrennt sind, ist ein unerwünschtes Auftreten von Ausgleichsstömen vermieden, wobei die Verwendung eines Optokopplers die Übertragung rechteckförmiger Signale ermöglicht, ohne hierfür Übertrager einsetzen zu müssen, die in der Anschaffung erheblich teurer sind.According to claims 8 to 10, there is an advantageous Further training in that the Consumers and the central control unit at a common Data line are connected, which means the circuitry for Connect the consumer to the central control unit is minimized. Since the Consumers from the data line in the respective coupling units are galvanically isolated, an undesirable occurrence of equalizing currents is avoided, the use of an optocoupler to transmit rectangular signals allows without this transformer to have to use which are considerably more expensive to buy.
Gemäß der Ansprüche 11 bis 14 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dadurch gegeben, daß die zentrale Steuereinheit dann, wenn sie keine Datensignale auf die Datenleitung ausgibt ein Signal ausgibt, dessen Spannungspegel von dem Spannungspegel der Datensignale verschieden ist. Hierdurch wird der Kopplungseinrichtung signalisiert, daß die zentrale Steuereinrichtung sich nicht im Sende- sondern im Empfangszustand befindet, wodurch es auf einfache Weise möglich ist, mittels einer Schalteinrichtung, beispielsweise mit einer Zener-Diode, in der Kopplungseinheit den Empfangszweig inaktiv zu schalten.According to claims 11 to 14 is another advantageous embodiment of the invention given that the central Control unit when it does not output data signals on the data line outputs a signal whose voltage level is from the voltage level the data signals are different. As a result, the coupling device signals that the central control device is not in the transmitting state but in the receiving state, making it possible in a simple way is by means of a switching device, for example with a Zener diode, to switch the receiving branch inactive in the coupling unit.
Gemäß der Ansprüche 15 bis 17 ist eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch gegeben, daß der Stromverbrauch in der Kopplungseinrichtung beispielsweise durch eine mit einem MOS-Feldeffekttransistor gebildete Konstantstromquelle überwacht wird, so daß bei einer Fehlbeschaltung oder bei einem defekten Bauelement eine weitere Beschäftigung der Schaltungsanordnung vermieden wird.According to claims 15 to 17 is an advantageous Continuing education given that the electricity consumption in the Coupling device, for example, by means of a MOS field-effect transistor constant current source formed is monitored, so that at a faulty connection or another in the case of a defective component employment the circuit arrangement is avoided.
Schließlich liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß der Ansprüche 18 und 1. darin, daß die Kopplungseinheit einen Verpolungsschutz aufweist, der beispielsweise mit einer Gleichrichter-Brückenschaltung gebildet ist. Auf diese Weise ist das Anschließen der Kopplungseinheit an die Datenleitung vereinfacht und gleichzeitig eine Beschädigung der Kopplungseinheit bzw. des Verbrauchers durch Fehlbeschaltung geschützt. Die Gleichrichter-Brückenschaltung bringt insbesondere in Verbindung mit den Optokopplern den Vorteil mit sich, daß die Koppltungseinheit Rechtecksignale weitgehend verzerrungsfrei übertragen kann.After all, there is an advantageous one Development of the invention according to claims 18 and 1. in that the Coupling unit has reverse polarity protection, for example with a rectifier bridge circuit is formed. In this way, the coupling unit is connected simplifies the data line while damaging the Coupling unit or the consumer protected by incorrect wiring. The Rectifier bridge circuit brings the advantage especially in connection with the optocouplers with that the Coupling unit to transmit square wave signals largely without distortion can.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below Reference to the drawings in more detail explained.
Es zeigt:It shows:
In
In
Am anderen Ende der Datenleitung
Nachfolgend wird die Funktionsweise
der zuvor unter Bezugnahme der auf
Werden von der zentralen Steuereinheit
Liegt die von dein Gleichspannungsgenerator
DC abgegebene 4 V Gleichspannung an der Datenleitung
Der maximale Stromverbrauch der Kopplungseinheit
Die Konstantstromquelle mit dem MOS-Feldeffekttransistor
T3, kann wie in
Sobald am Eingang der Kopplungseinheit
Im Sendezweig der Kopplungseinheit
Bei der Verwendung von Zener-Dioden
als Überspannungsschutz
ist darauf zu achten, daß die Zener-Diode
beim Ableiten einer Überspannung gleichzeitig
einen hohen Strom führen
muß, wodurch in
der Zener-Diode eine große
Menge an elektrischer Energie in Wärmeenergie umgesetzt wird.
Hierdurch kann es leicht zu einer Schädigung der Zener-Diode kommen,
die dann bei einem Durchschmelzen die Verbindung öffnen würde, was
zu einem Entfallen des vorgesehenen Überspannungsschutzes führen würde. Aus
diesem Grunde wurde im Empfangszweig der Kopplungseinheit
Wie durch die gestrichelte Leitungsführung in
Claims (19)
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