DE4406371B4 - Verfahren zur Helligkeitssteuerung für Glühlampen und Schaltnetzteile - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Helligkeitssteuerung mit einem Zweidraht-Dimmer, der einen über eine Steuerelektronik gesteuerten elektronischen Wechselstromschalter enthält und in Serie mit der zu steuernden Last am jeweiligen Netz liegt, dadurch gekennzeichnet,
– dass Nullstellensignale
a) beim Betrieb an einem Wechselspannungsnetz im Netznulldurchgang, und/oder
b) beim Betreib an einem Gleichspannungsnetz künstlich mit Hilfe eines frei schwingenden Oszillators (16)
erzeugt werden,
– dass der Wechselstromschalter bei jedem Nullstellensignal eingeschaltet wird und so lange durchgesteuert bleibt, bis die Ausgangsspannung eines Integrierers (10) einen vom Benutzer wählbaren Spannungswert überschreitet,
– dass die Eingangsspannung des Integrierers (10)
c) zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, oder
d) einer Baugruppe entstammt, die eine quadratische Steuerkennlinie approximiert und deren Eingangsspannung zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, oder
e) einem Quadrierer (9) entstammt, dessen Eingangsspannung zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, und
– dass der...
– dass Nullstellensignale
a) beim Betrieb an einem Wechselspannungsnetz im Netznulldurchgang, und/oder
b) beim Betreib an einem Gleichspannungsnetz künstlich mit Hilfe eines frei schwingenden Oszillators (16)
erzeugt werden,
– dass der Wechselstromschalter bei jedem Nullstellensignal eingeschaltet wird und so lange durchgesteuert bleibt, bis die Ausgangsspannung eines Integrierers (10) einen vom Benutzer wählbaren Spannungswert überschreitet,
– dass die Eingangsspannung des Integrierers (10)
c) zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, oder
d) einer Baugruppe entstammt, die eine quadratische Steuerkennlinie approximiert und deren Eingangsspannung zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, oder
e) einem Quadrierer (9) entstammt, dessen Eingangsspannung zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, und
– dass der...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Helligkeitssteuerung für Glühlampen und Schaltnetzteile nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- In der Praxis liegen Phasenabschnittdimmer in Reihe mit der Last, wie z. B. Glühlampen, Halogenlampen, Niedervolt-Halogenlampen mit Vorschaltgerät, an der Netzspannung an. Durch Änderung der Stromflußphase innerhalb jeder Netzspannungshalbwelle, wie Einschalten des Stromflusses im Netznulldurchgang der Halbwelle, Ausschalten je nach gewünschter Helligkeit an unterschiedlichen Punkten innerhalb der Halbwelle, kann sich die Helligkeit des angeschlossenen Leuchtmittels ändern. Rundsteuerimpulse von elektrischen Versorgungsunternehmen werden der Netzspannung überlagert und zu gewissen Steuerzwecken der bei den Verbrauchern installierten Geräte benutzt. Diese Modulationen höherer Frequenz können sich in den Beleuchtungseinrichtungen, die in Reihe mit Dimmern liegen, bemerkbar machen.
- Es sind inzwischen verschiedene Methoden bekannt, derartige rundsteuerbedingte Helligkeitsschwankungen weitgehend unwirksam zu machen. Hierzu gehört die Kompensation durch Dämpfung der störenden Frequenzen durch Filter. Diese bekannte Anordnung ist in einem Blockschaltbild entsprechend der
1a dargestellt und wird im folgenden naher erläutert. - Die Spannung über einem Dimmer oder eine andere geeignete Spannung wird einem Filter
5 , vorzugsweise Tiefpaß, zugeführt. Dieser Filter ist so ausgelegt, daß er Signalanteile oberhalb der Signalgrundfrequenz dämpft. Das so gedämpfte Signal führt man einer Netznulldurchgangserkennung1 zu. Diese erzeugt in jedem Netznulldurchgang einen Impuls, der ein Monoflop2 triggert. Letzteres steuert den elektronischen Halbleiter4 durch und ermöglicht so einen Stromfluß durch die angeschlossene Last. Nach Ablauf der Zeit Δt kippt das Monoflop in seinen Ausgangszustand zurück und sperrt den Halbleiter bis zum nächsten Nulldurchgang. Anschließend wiederholt sich der zuvor beschriebene Vorgang. Die Wirkung dieser Anordnung beruht darauf, daß die Verschiebung der detektierten Netznulldurchgänge gegenüber den regulären Netznulldurchgängen mit Hilfe des Filters verkleinert wird, wodurch sich auch die wahrnehmbaren Schwankungen der Beleuchtungsstärke verkleinern. - Eine andere bekannte Methode ist die Kompensation des Netznulldurchgangs mittels PLL (PHASE LOCKED LOOP). In
2 ist eine solche Phasenabschnittsteuerung als Blockschaltbild dargestellt. Die Spannung über dem Dimmer oder eine andere geeignete Spannung wird einer PLL6 zugeführt. Diese ist so geartet, daß sie auf die jeweilige Grundfrequenz einrastet. Ist dies geschehen, so erzeugt die PLL ein netzsynchrones Signal, welches mit Hilfe einer geeigneten Netznulldurchgangserkennung1 ein Monoflop2 oder eine andere geeignete Baugruppe so ansteuert, daß der Halbleiterschalter4 im Netznulldurchgang durchgesteuert wird und bis zu einem späteren, von der jeweiligen Dimmstellung abhängigen Zeitpunkt Z1 durchgesteuert bleibt und danach bis zum nächsten Nulldurchgang gesperrt bleibt. Die Wirkung dieser Anordnung beruht darauf, daß die PLL mit einem Regelglied ausgestattet wird, dessen Zeitkonstante groß gegenüber der Periodendauer der Netzfrequenz und der der Netzfrequenz überlagerten Rundsteuerfrequenz ist. Hierdurch verkleinert sich die Verschiebung der detektierten Netznulldurchgänge gegenüber den regulären Netznulldurchgängen, so daß sich auch die wahrnehmbaren Schwankungen der Beleuchtungsstärke verkleinern. - Allen bislang verwendeten Verfahren zur Unterdrückung rundsteuerbedingter Störungen ist die Absicht gemein, einen Netznulldurchgang in einem festen, von Netzstörungen nicht beeinflußten Abstand zu demjenigen Zeitpunkt zu detektieren, zu dem eine störungsfreie Netzspannung ihren Nulldurchgang hätte. Im Idealfall wären beide Zeitpunkte identisch. Hierbei ergeben sich unabhängig vom angewandten Verfahren zwei Probleme, die die Ergebnisse in vielen Fällen als unzureichend erscheinen lassen. Dabei zeigt die
1b den Betrieb eines Dimmers als "Zweidrahtgerät". Hierbei liegt der Dimmer14 in Serie mit der Last13 am Netz, das heißt, es besteht keine direkte Verbindung zwischen Dimmer und N-Leiter. Da die in der Praxis eingesetzten Dimmer mit Phasenabschnittsteuerung in den häufigsten Fällen als "Zweidrahtgeräte" ausgeführt sind, steht dem verwendeten Filter5 entsprechend1a bzw. der eingesetzten PLL6 gemäß2 nicht ein sinusförmiges, sondern ein "Phasenabschnittsignal" zur Verfügung, welches durch das Ein- und Ausschalten des elektronischen Halbleiterschalters4 entsteht. Mathematisch entspricht dies einer Multiplikation des Netzsignals mit einem periodischen Rechtecksignal. Sind dem Netzsignal keine Störungen überlagert, so können beide Signale als korreliert bezeichnet werden. In diesem Fall wird dem Filter5 bzw. der PLL6 ein Signnal zugeführt, welches ausschließlich ganzzahlige Vielfache der Netzfrequenz enthält. Somit treten Schwankungen des Augenblickswertes der Lastspannung nur mit mindestens der Grundfrequenz des Netzes (50 Hz) auf. Diese werden durch die thermische Zeitkonstante des Leuchtmittels und die Trägheit des Auges so weit geglättet, daß keine Schwankungen der Beleuchtungsstärke wahrgenommen werden. Ist dem Netz jedoch ein Rundsteuersignal überlagert, so entsteht durch Multiplikation mit dem durch den Schaltvorgang hervorgerufenen Rechtecksignal ein Spektrum, welches Signalfrequenzen enthält, die sich aus den Summen und Differenzen der Vielfachen sowohl der Grundfrequenz des Netzes als auch der Vielfachen der überlagerten Rundsteuerfrequenz ergeben. Da im allgemeinen nicht von einer Korrelation zwischen Grundfrequenz und Rundsteuersignal ausgegangen werden kann, ist leicht einzusehen, daß Mischprodukte sehr nahe der Grundfrequenz und unterhalb der Grundfrequenz entstehen können. Ein Filter oder eine PLL sind daher nur begrenzt in der Lage, die gewünschte Dämpfung zu erzielen. Selbst bei Einsatz eines ideal geeigneten Filters bzw. einer sehr trägen PLL kann eine vollständige Unterdrückung der eingangs beschriebenen Auswirkungen von Rundsteuerimpulsen nicht erreicht werden. Zur Begründung: Würde die Netznulldurchgangserkennung den Netznulldurchgang mit einer derartigen Kompensation immer zu einem im Vergleich zum regulären Netznulldurchgang festen Zeitpunkt erkennen, so wäre der Abschaltzeitpunkt zum regulären Netznulldurchgang ebenfalls fest. Unter der Voraussetzung, daß Rundsteuern und Netzspannung unkorreliert sind, muß sich aber der in der Last umgesetzte Energieanteil zwangsläufig von Halbwelle zu Halbwelle verändern. Finden diese Änderungen genügend langsam statt, so müssen sie sich in Form von Beleuchtungsschwankungen für den Beobachter bemerkbar machen. Selbst bei korrelierten Signalen treten sichtbare Schwankungen dann auf, wenn der Energiegehalt je Halbwelle nicht konstant ist und genügend langsam schwankt, z. B. mit halber Netzfrequenz. - Derartige Verfahren zur Helligkeitssteuerung sind z. B. durch die
DE 33 08 959 A1 und dieUS 4 943 902 bekannt geworden. - Außerdem ist durch die
DE 42 10 993 A1 eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, die zur Phasen-Abschnitt-Steuerung geeignet ist. Beschrieben wird eine Schaltungsanordnung zur Phasen-Abschnitt-Steuerung, durch die der Stromfluss in einem von einem Halbleiterschaltelement angesteuerten Verbraucher auf einen bestimmten Phasenwinkel der Netz-Wechselspannung begrenzt wird. Zur Ablaufsteuerung ist ein zeitbestimmendes Bauelement und ein integrierter Schaltkreis vorgesehen. - Zudem ist durch die
DE 38 36 128 A1 eine Helligkeitssteuerungsschaltung für Glühlampen und Schaltnetzteile bekannt geworden, die ohne die bei Triac-Dimmern erforderlichen Entstörgliedern auskommt. Zu diesem Zweck werden ein selbstsperrender Feldeffekttransistor in der Diagonalen eines Brückengleichrichters oder zwei MOS-FETs in Serie oder Parallelschaltung durch eine Kontrollschaltung derart gesteuert, dass immer ein Feldeffekttransistor im Nulldurchgang der Wechselspannung leitend und entsprechend einer einstellbaren Zeit in der Kontrollschaltung für einen gewünschten Abschnitt der Netzhalbwelle im leitenden Zustand bleibt und danach mit einer zweckentsprechend eingestellten Flanke vor dem Erreichen des nächsten Nulldurchgangs abschaltet. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Beleuchtungsstärke des Leuchtmittels konstant zu halten.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß gleiche Energiemengen, in äquidistanten Zeitabschnitten am Leuchtmittel in Licht umgesetzt, unabhängig von der angebotenen Schwingungsform dann als konstante Beleuchtung wahrgenommen werden, wenn die Zeiträume zwischen zwei Energiepaketen deutlich kürzer sind, als die durch thermische Gegebenheiten des Leuchtmittels und Trägheit des Auges sich ergebenden Zeitkonstanten. In diesem Fall befindet sich das Leuchtmittel für eine feste Dimmstellung in einem stationären Zustand, das heißt, der Lampeninnenwiderstand ist nahezu konstant. Die im Zeitraum t0 bis t1 umgesetzte Energie ergibt sich als: wobei u(t) die Spannung über und i(t) der Strom durch das Leuchtmittel ist. Bei konstantem Lampeninnenwiderstand Ri ergibt sich W auch zu:
- Wird der Halbleiterschalter nun zum Zeitpunkt t0 geschlossen und erst dann geöffnet, wenn W einen bestimmten Grenzwert Wgr erreicht hat, so ist die umgesetzte Energie in jeder Halbwelle gleich. Das Blockschaltbild in
3a ermöglicht diese Art der Steuerung. - Das erfindungsgemäße Verfahren wird im nachstehenden anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die
1a bis2 den zuvor beschriebenen Stand der Technik darstellen. Es zeigt: -
1a ein Blockschaltbild zur Kompensation durch Dämpfung der störenden Frequenzen mittels Filter; -
1b den Betrieb eines Dimmers als Zweidrahtgerät; -
2 ein Blockschaltbild zur Kompensation durch Netznulldurchgangsgewinnung mittels PLL; -
3a ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung, abhängig von USt, jedoch unabhängig von der Last; -
3b ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung für den Dimmbetrieb mit unterschiedlichen Lasten; -
4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung für den Dimmbetrieb mit automatischer Lastkompensation; -
5 ein Blockschaltbild nach4 , jedoch zum Betrieb an Gleichspannungsnetzen; -
6 ein Blockschaltbild nach4 , jedoch zum Betrieb sowohl an Gleich-, als auch an Wechselspannungsnetzen. - Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die Blockschaltbilder in den
3a bis6 . - Die Netznulldurchgangserkennung erzeugt bei jedem Netznulldurchgang einen Impuls, der das Flip-Flop
8 setzt und die Ladekapazität des Integrierers10 entlädt. Der Ausgang des gesetzten Flip-Flops8 steuert den Halbleiterschalter4 durch und läßt den Laststrom fließen. Dieser durchfließt u. a. den Meßwiderstand3 , der ihn in proportionale Spannung umwandelt. Diese wird dem Quadrierer9 zugeführt, dessen Ausgang den Integrierer10 speist. Steigt dessen Ausgangsspannung über USt, so kippt der Komparator7 und setzt das Flip-Flop8 zurück, das dann den Halbleiterschalter4 sperrt. Dieser Zustand bleibt bis zum nächsten Netznulldurchgang stabil. Durch dieses Schaltprinzip wird, wie gewünscht, die Energie am Leuchtmittel zwischen zwei Netznulldurchgängen konstant gehalten. Diese ist proportional zur Steuerspannung USt. Somit kann die Helligkeit des Leuchtmittels über USt gesteuert werden. Diese Schaltung gemäß3a erfüllt die gestellten Bedingungen zur Unterdrückung rundsteuerbedingter Störungen, weist jedoch noch einen gravierenden Nachteil auf: Die je Halbwelle umgesetzte Energie und damit die mittlere Leistung ist abhängig von USt, jedoch unabhängig von der Last. Ein sinnvoller Betrieb ist hier nur mit einer festen Last möglich. - Soll der Dimmvorgang mit unterschiedlichen Lasten funktionieren, so kann dies im einfachsten Fall dadurch geschehen, daß die am Meßwiderstand
3 abfallende Spannung manuell durch einen variablen Verstärker17 an den gewünschten Dimmbereich angepaßt wird, wie dies aus3b ersichtlich ist. Der Verstärker17 kann dabei sowohl Verstärkungen >= 1 als auch < 1 aufweisen. Mit Hilfe dieser Anordnung kann der Dimmbereich auf den zulässigen Bereich justiert werden. - Soll der Dimmvorgang dagegen mit unterschiedlichen Lasten automatisch funktionieren, so ist es notwendig, eine Regelung zu verwenden, bei der sich für gleiche Steuerspannungen gleiche relative Leistungsverhältnisse an der Last einstellen, das heißt, die Verhältnisse von an der Last umgesetzter Leistung zu nomineller Leistung des Leuchtmittels sollten in einer festen Dimmstellung lastunabhängig sein. Eine solche Lösung ist in
4 als Blockschaltbild dargestellt und wird wie folgt näher erläutert: Die Netznulldurchgangserkennung1 erzeugt bei jedem Netznulldurchgang. einen Impuls. Dieser setzt das Flip-Flop8 und entlädt die Integrationskondensatoren der Integrierer10 und12 . Das gesetzte Flip-Flop8 steuert den Halbleiterschalter4 durch und ermöglicht einen Stromfluß durch die Last und den Meßwiderstand3 , an dem ein zum Stromverlauf proportionaler Spannungsverlauf entsteht. Diese Spannung wird dem Integrierer12 und dem Dividieret11 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Integrierers wird zu einem um Δt gegen den Netznulldurchgang verzögerten Zeitpunkt von der Sample-and-Hold-Stufe13 übernommen und gepuffert einem gleitenden Mittelwertbilder14 zugeführt, dessen Zeitkonstante wesentlich größer ist, als die Periodendauer T der Netzfrequenz. Die Impulsverzögerung des Nulldurchgangssignals erfolgt mit der Verzögerungsstufe15 . Die über dem Meßwiderstand3 ab fallende Spannung wird nun im Dividierer11 durch den oben beschriebenen Mittelwert dividiert. Dies führt zu der gewünschten Lastkompensation. Entscheidend für die Funktion dieser Stufe sind dabei folgende Eigenschaften: - 1.) der integrierende Charakter der Strecke;
- 2.) die Abtastung des Stromintegrals zu einem festen Zeitpunkt;
- 3.) die Tatsache, daß die Verzögerungszeit Δt so gewählt wird, daß zum Samplezeitpunkt ein Stromfluß garantiert ist.
- Das so kompensierte Meßsignal wird dann dem Quadrierer
9 zugeführt, der den Integrierer10 versorgt. Erreicht dessen Ausgangsspannung den Wert der Steuerspannung USt, so setzt der Komparator7 das Flip-Flop8 zurück. Dieses sperrt den Halbleiterschalter4 bis zum nächsten Netznulldurchgang. - Das zur Kompensation verwendete Mittelwertsignal könnte prinzipiell auch durch einfache Mittelwertbildung erzeugt werden. Dies führt jedoch zu Instabilitäten im oberen Dimmbereich, da der Mittelwert von der Dimmstellung abhängig ist. In der vorliegenden Schaltung wird dies dadurch vermieden, daß eine Mittelwertbildung nur für den ersten Bereich des Stromflußwinkels durchgeführt wird, so daß eine Abhängigkeit des so ermittelten Mittelwertes nur noch durch den in Bezug zur Dimmstellung sich ändernden Lampenwiderstand gegeben ist. Dies führt überdies zur Linearisierung der Steuerkennlinie.
- Wird in der Schaltung nach
4 die Netznulldurchgangserkennung1 durch einen freischwingenden Impulsgenerator16 gemäß5 ersetzt, so ist nach oben beschriebenem Verfahren eine Abschnittssteuerung bei Versorgung mit Gleichspannung möglich. Die Periodendauer der Pakete wird dabei durch die Periodendauer des Impulsgenerators bestimmt. - Wird der freischwingende Oszillator gemäß
6 durch eine PLL6 ersetzt, die beim Auftreten von Netznulldurchgängen auf Netzfrequenz einrastet, sonst auf fester Frequenz frei schwingt, so läßt diese Schaltung bei geeigneter Dimensionierung den Betrieb an Wechsel- und Gleichspannungsnetzen zu, wobei das Gerät den Wechsel der Versorgungsart, z. B. Notstromversorgung, selbständig erkennt. Gegenüber dem eingangs geschilderten Stand der Technik weist die Erfindung eine Reihe von Vorteilen auf, als da sind: - 1.) möglich ist eine vollständige Unterdrückung rundsteuerbedingter Störungen;
- 2.) das Schaltungsprinzip funktioniert auch für andere Netzfrequenzen (z. B. 60 Hz) ohne große Veränderungen;
- 3.) eine genaue Erkennung des Netznulldurchgangs ist zur vollständigen Kompensation nicht notwendig;
- 4.) der Einsatz an Gleichspannungsnetzen ist möglich.
Claims (14)
- Verfahren zur Helligkeitssteuerung mit einem Zweidraht-Dimmer, der einen über eine Steuerelektronik gesteuerten elektronischen Wechselstromschalter enthält und in Serie mit der zu steuernden Last am jeweiligen Netz liegt, dadurch gekennzeichnet, – dass Nullstellensignale a) beim Betrieb an einem Wechselspannungsnetz im Netznulldurchgang, und/oder b) beim Betreib an einem Gleichspannungsnetz künstlich mit Hilfe eines frei schwingenden Oszillators (
16 ) erzeugt werden, – dass der Wechselstromschalter bei jedem Nullstellensignal eingeschaltet wird und so lange durchgesteuert bleibt, bis die Ausgangsspannung eines Integrierers (10 ) einen vom Benutzer wählbaren Spannungswert überschreitet, – dass die Eingangsspannung des Integrierers (10 ) c) zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, oder d) einer Baugruppe entstammt, die eine quadratische Steuerkennlinie approximiert und deren Eingangsspannung zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, oder e) einem Quadrierer (9 ) entstammt, dessen Eingangsspannung zum durch den Wechselstromschalter fließenden Strom proportional ist, und – dass der Integrieren (10 ) bei jedem Nullstellensignal zurückgesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Quadrierer (
9 ) zugeführte Spannung mit Hilfe eines von außen einstellbaren Verstärkers (17 ) aus der Spannung gewonnen wird, die proportional zum Laststrom ist, wobei die Verstärkung sowohl Werte <= 1 als auch > 1 annehmen kann. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Quadrierer (
9 ) zugeführte Spannung durch Division der zum Betrag des durch die Last fließenden Stroms proportionalen Spannungen durch eine Hilfsgröße entsteht, wobei die Hilfsgröße proportional zu einem dem Laststrom entsprechenden gleitenden Gleichrichtmittelwert ist. - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Division herangezogene Hilfsgröße durch Tiefpassfilterung einer Spannung entsteht, die sich als Ausgangsspannung einer Sample-and-Hold-Stufe (
13 ) darstellt, welche zu einem im Verhältnis zur Netznullstelle festen Zeitpunkt eine Spannung sampelt, die durch Integration derjenigen Spannung entsteht, die zum Betrag des Laststroms proportional ist, wobei die Integriererkapazität in der Netznullstelle entladen wird und die Grenzfrequenz des Tiefpasses (14 ) deutlich kleiner ist als die Netzfrequenz. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Helligkeitssteuerung mit der zu steuernden Last an einem Gleichspannungsnetz die Grundfrequenz des frei schwingenden Oszillators (
16 ) vorzugsweise 40 Hz oder mehr beträgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeitssteuerung mit der zu steuernden Last an einem Gleich- oder Wechselspannungsnetz betrieben wird und die Nullstellensignale mit Hilfe einer mit dem Netz verbundenen PLL (
6 ) erzeugt werden, die so beschaffen ist, dass sie bei Wechselspannungsversorgung auf der Netzfrequenz einrastet und bei Gleichspannungsversorgung auf einer festen Frequenz, vorzugsweise > 40 Hz schwingt. - Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
- Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Wechselstromschalter ein in der Diagonalen eines Brückengleichrichters liegender Halbleiterschalter (
4 ) zum Einsatz kommt. - Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Wechselstromschalter zwei Halbleiterschalter in Antiserienschaltung zum Einsatz kommen und die dem Quadrierer zugeführte Spannung proportional zum Betrag des Laststroms ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten elektronischen Halbleiterschalter selbstsperrende Feldeffekttransistoren sind.
- Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete elektronische Halbleiterschalter (
4 ) ein IGBT ist. - Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten elektronischen Halbleiterschalter IGBT's mit antiparallel liegenden Dioden sind.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Last Glühlampen oder Halogenlampen verwendet werden.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Last NV-Halogenlampen mit entsprechenden Vorschaltgeräten verwendet werden.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1816903A2 (de) | 2006-02-06 | 2007-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Dimmerschaltung mit Nulldurchgangskorrektur |
EP2094065A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-26 | Insta Elektro GmbH | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
EP2094066A2 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-26 | Insta Elektro GmbH | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19632129A1 (de) * | 1996-08-09 | 1998-02-12 | Insta Elektro Gmbh & Co Kg | Schaltungsanordnung zur Energieversorgung einer Steuerelektronik eines Zweileiter-Leistungsstellers |
DE10013018A1 (de) * | 2000-03-17 | 2001-09-20 | Abb Patent Gmbh | Elektronischer Dimmer und Verfahren zum Betreiben des Dimmers |
US7259524B2 (en) * | 2004-06-10 | 2007-08-21 | Lutron Electronics Co., Inc. | Apparatus and methods for regulating delivery of electrical energy |
GB2533303A (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-22 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Method for dimming at least one LED |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU851799A1 (ru) * | 1979-10-08 | 1981-07-30 | Предприятие П/Я А-1083 | Светорегул тор |
DD204189A1 (de) * | 1982-01-21 | 1983-11-16 | Rolf Grohmann | Halbleiterschaltungsanordnung zur leistungssteuerung von leuchtstofflampen |
DE3308959A1 (de) * | 1983-03-12 | 1984-09-13 | Günter Dipl.-Phys. 3303 Vechelde Kramer | Schaltregler fuer effektivspannung |
DE3519116A1 (de) * | 1984-05-30 | 1985-12-05 | Alcatel Thomson Espace, Courbevoie | Gleichstrom/gleichstrom-wandler |
US4688162A (en) * | 1985-03-29 | 1987-08-18 | Hitachi, Ltd. | Rectifier control apparatus with improved power factor |
GB2203003A (en) * | 1987-04-04 | 1988-10-05 | Spectrol Reliance Ltd | Power supply circuit |
DE3836128A1 (de) * | 1987-12-12 | 1989-07-20 | Insta Elektro Gmbh & Co Kg | Helligkeitssteuerschaltung fuer gluehlampen und schaltnetzteile |
GB2213659A (en) * | 1987-12-12 | 1989-08-16 | Insta Elektro Gmbh & Co Kg | Brightness control circuit for incandescent lamps |
DE3045631C2 (de) * | 1979-12-03 | 1989-10-19 | Ricoh Co., Ltd., Tokio/Tokyo, Jp | |
US4943902A (en) * | 1987-11-23 | 1990-07-24 | Viteq Corporation | AC to DC power converter and method with integrated line current control for improving power factor |
DD294357A5 (de) * | 1990-05-03 | 1991-09-26 | Kombinat Veb Eaw Berlin-Treptow Zentrum F. Forschung U. Entwicklung,De | Schaltungsanordnung zur regelung der leistung einer vorwiegend ohmschen last |
DE4210993A1 (de) * | 1992-04-02 | 1993-10-14 | Telefunken Microelectron | Schaltungsanordnung zur Phasen-Abschnitt-Steuerung |
EP0588273A1 (de) * | 1992-09-17 | 1994-03-23 | ABBPATENT GmbH | Verfahren zum elektronischen Dimmen und Dimmer zur Durchführung des Verfahrens |
-
1994
- 1994-02-26 DE DE4406371A patent/DE4406371B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU851799A1 (ru) * | 1979-10-08 | 1981-07-30 | Предприятие П/Я А-1083 | Светорегул тор |
DE3045631C2 (de) * | 1979-12-03 | 1989-10-19 | Ricoh Co., Ltd., Tokio/Tokyo, Jp | |
DD204189A1 (de) * | 1982-01-21 | 1983-11-16 | Rolf Grohmann | Halbleiterschaltungsanordnung zur leistungssteuerung von leuchtstofflampen |
DE3308959A1 (de) * | 1983-03-12 | 1984-09-13 | Günter Dipl.-Phys. 3303 Vechelde Kramer | Schaltregler fuer effektivspannung |
DE3519116A1 (de) * | 1984-05-30 | 1985-12-05 | Alcatel Thomson Espace, Courbevoie | Gleichstrom/gleichstrom-wandler |
US4688162A (en) * | 1985-03-29 | 1987-08-18 | Hitachi, Ltd. | Rectifier control apparatus with improved power factor |
GB2203003A (en) * | 1987-04-04 | 1988-10-05 | Spectrol Reliance Ltd | Power supply circuit |
US4943902A (en) * | 1987-11-23 | 1990-07-24 | Viteq Corporation | AC to DC power converter and method with integrated line current control for improving power factor |
GB2213659A (en) * | 1987-12-12 | 1989-08-16 | Insta Elektro Gmbh & Co Kg | Brightness control circuit for incandescent lamps |
DE3836128A1 (de) * | 1987-12-12 | 1989-07-20 | Insta Elektro Gmbh & Co Kg | Helligkeitssteuerschaltung fuer gluehlampen und schaltnetzteile |
DD294357A5 (de) * | 1990-05-03 | 1991-09-26 | Kombinat Veb Eaw Berlin-Treptow Zentrum F. Forschung U. Entwicklung,De | Schaltungsanordnung zur regelung der leistung einer vorwiegend ohmschen last |
DE4210993A1 (de) * | 1992-04-02 | 1993-10-14 | Telefunken Microelectron | Schaltungsanordnung zur Phasen-Abschnitt-Steuerung |
EP0588273A1 (de) * | 1992-09-17 | 1994-03-23 | ABBPATENT GmbH | Verfahren zum elektronischen Dimmen und Dimmer zur Durchführung des Verfahrens |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
BOURGEOIS, Jean Marie * |
BOURGEOIS, Jean Marie; u.a.: Optimierte Steuer- schaltungen für Universalmotoren. In: Elektronik 15/1991, S.88,89,94 |
N.N.: IC-Impulsgeber. In: Märklin Magazin 2/90, S.48,49 * |
PLÖTZ, Ernst: Modulare Schaltregler für Anlagen und OEM-Anwendungen. In: Elektronik 13/24.6.1988, S.127-133 * |
SCHLÖTTERER,Manfred: Gleichrichtergeräte - Welcher Anwendungsfall fordert welche Technologie? In: Elektronik 15/24.7.1987, S.63-67 |
SCHLÖTTERER,Manfred: Gleichrichtergeräte - WelcherAnwendungsfall fordert welche Technologie? In: Elektronik 15/24.7.1987, S.63-67 * |
u.a.: Optimierte Steuer- schaltungen für Universalmotoren. In: Elektronik 15/1991, S.88,89,94 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1816903A2 (de) | 2006-02-06 | 2007-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Dimmerschaltung mit Nulldurchgangskorrektur |
EP2094065A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-26 | Insta Elektro GmbH | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
EP2094066A2 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-26 | Insta Elektro GmbH | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
DE102008010250A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Insta Elektro Gmbh | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
DE102008010251A1 (de) | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Insta Elektro Gmbh | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
DE102008010250B4 (de) * | 2008-02-20 | 2009-12-03 | Insta Elektro Gmbh | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
DE102008010251B4 (de) * | 2008-02-20 | 2009-12-03 | Insta Elektro Gmbh | Verfahren zur Lichtstromsteuerung von gedimmten Leuchtmitteln sowie Schaltungsanordnung dafür |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4406371A1 (de) | 1995-08-31 |
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