EP1158841B1 - Dimmer - Google Patents

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EP1158841B1
EP1158841B1 EP20010111250 EP01111250A EP1158841B1 EP 1158841 B1 EP1158841 B1 EP 1158841B1 EP 20010111250 EP20010111250 EP 20010111250 EP 01111250 A EP01111250 A EP 01111250A EP 1158841 B1 EP1158841 B1 EP 1158841B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dimmer
dimming
phase
dimmer according
controller
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP20010111250
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1158841A2 (de
EP1158841A3 (de
Inventor
Klaus-Dieter Heinz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Original Assignee
Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heinrich Kopp GmbH and Co KG filed Critical Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Publication of EP1158841A2 publication Critical patent/EP1158841A2/de
Publication of EP1158841A3 publication Critical patent/EP1158841A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1158841B1 publication Critical patent/EP1158841B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/08—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to a dimmer for controlling a load, in particular for controlling the brightness of lighting devices.
  • Dimmers are brightness adjusters for lighting fixtures. Dimmers allow the setting of many, different, technical devices, in particular lighting devices, which are connected to an AC mains voltage. In lighting devices, an adjustable brightness value is used to control at least one semiconductor switch. It is either by phase control or Phase section set a desired effective value of the voltage. In the phase gating and in the phase section control method, z. B. the respective zero crossing of the AC mains voltage detected and used to control the semiconductor switch.
  • a disadvantage of such conventional dimming systems is that the master dimmers and the slave dimmers have a different circuit design, so that the master dimmer and the slave dimmer are not arbitrarily interchangeable during installation. This makes installation much more difficult and installation errors occur more frequently.
  • the dimmer settings can only be made on the master dimmer and not on the other dimmers.
  • the document US-A-5,691,605 describes a ballast having a plurality of dimming inputs interface circuit comprising a line switch, a phase angle adjusting means and a control means for driving the switch in response to a dimming phase angle.
  • the invention provides a dimmer a circuit breaker for switching a load circuit within a dimming phase angle range, a setting device for setting a dimming phase angle, and with control means for driving the circuit breaker in response to a dimming phase angle set by the setting means or a transmitted dimming control command.
  • dimmer 1 shows a first embodiment of the dimmer 1 according to the invention as a two-wire dimmer with a phase input terminal 2 and a phase output terminal 3.
  • the phase input terminal 2 is connected via a line 4 to a power supply device 5, which is connected via a line 6 to the phase output terminal 3.
  • a power switch 7 is further connected, which is connected via a power line 8 at a node 9 to the line 4 is. Further, the power switch 7 is connected to the phase output terminal 3 via a line 10.
  • the power switch 7 is controllable via a control line 11 by a control device 12. In response to the control signal applied to the control line 11, the power switch 7 switches the AC voltage applied to the phase input terminal 2 to the phase output terminal 3.
  • the power switch 7 is a controllable semiconductor switch, in particular a MOSFET, an IGBT or a triac.
  • the control device 12 contained in the dimmer 1 is supplied with power by the power supply device 5 via a line 13.
  • the power supply device 5 preferably includes a phase zero-crossing detection circuit which detects a zero crossing of the applied AC voltage. The detected phase zero crossing is evaluated for triggering the control device 12.
  • the power supply device 5 further includes a capacitor in which an electric charge for generating the power supply for the control device 12 is stored.
  • the alternating voltage applied to the power supply device 5 via the line 4 preferably has a frequency of 50 Hz, which corresponds to a period of 20 ms.
  • the AC voltage applied to the phase input terminal 2 is sinusoidal, with a half-wave divided into a phase residual angle range and a dimming phase angle range.
  • the dimming phase angle range preferably extends from a lower phase angle, which is, for example, 35 °, up to an upper phase angle, which is 152 °, for example.
  • the dimming phase angle range is approximately in the middle of a sinusoidal half-wave of the mains voltage, wherein the first portion of the sinusoidal half-wave, which ranges for example from 0 ° to 35 °, and the third portion of the sinusoidal half-wave, for example, from 152 ° to 180 ° , for generating the supply voltage through the Power supply device 5 is available.
  • the average dimming phase angle range for example, ranging from 35 ° to 152 °, is for adjusting the brightness through the dimmer.
  • the dimming phase angle is set within the dimming phase angle range.
  • the minimum adjustable dimming phase angle is for example 35 °, while the maximum adjustable dimming phase angle is 152 °. The higher the dimming phase angle is set, the brighter a lighting fixture connected to the phase output terminal 3 will shine.
  • the adjustment of the dimming phase angle is effected by an adjusting device 14, in which preferably by means of a potentiometer 15, the phase angle is manually adjustable.
  • the setting can alternatively also be done by a rotary encoder or capacitive.
  • the adjusting device 14 is connected via a line 16 to a first input of the control device 12.
  • the controller 12 is preferably a multi-input microcontroller. By adjusting the potentiometer 15, for example, the charging time of a capacitor within the adjusting device 14 is affected, which is read by the microcomputer 12.
  • the control device 12 converts the adjusted potentiometer value into a brightness value which is output via the line 11 to the power switch 7 as a control signal.
  • the adjusting device 14 is also connected via a line 17 to a sensor surface, for example a metallic sensor surface 18.
  • a sensor surface for example a metallic sensor surface 18.
  • the dimming process takes place cyclically, ie the dimmer increases the brightness up to a maximum value and lowers the brightness again after reaching the maximum value until a minimum brightness value is reached.
  • the control device 12 is connected to a second input via a line 19 to a protective circuit 20, which in turn rests on a line 21 to a control input 22 of the dimmer 1.
  • control device 12 is connected via a line 23 to a further protection circuit 24 which is connected via a line 25 to an extension input 26 of the dimmer 1. Via the extension input 26, the dimmer 1 can be connected to an extension for the operation of the dimmer 1.
  • the protection circuits 20, 24 serve to protect the control device 12 from overvoltages or too high currents which are applied to the control input 22 or the extension input 26.
  • the protection circuits 20, 24 perform signal level adjustments for the control circuit 12.
  • the protection circuits 20, 24 additionally contain filter circuits for signal suppression.
  • the controller 12 controls the power switch 7 in response to a dimming phase angle set by the setting means 14 or a transmitted dimming control command. If the setting of the dimming phase angle at a remote, connected to the dimmer 1 dimmer, the dimmer 1 receives at its control input 22, a dimming control command transmitted via the line 21, the protection circuit 20 and the line 19 to the controller 12 becomes.
  • the received dimming control command is preferably a digital control command, which is decoded by the controller 12. In response to the decoded dimming control command, the power switch 7 is activated.
  • the adjustment of the dimming phase angle by the adjusting device 14 of the dimmer 1 generates the control device 12 by a change in the set phase angle, a corresponding dimming control command, which is transmitted via the control input 22 to the other connected dimmer.
  • a corresponding dimming control command Via the control input 22 of the dimmer 1 bidirectional dimming control commands are exchanged with other dimmers.
  • the different dimmers have equal rights and can send and receive dimmer control commands.
  • the brightness can be set on any dimmer that sends the corresponding dimmer control commands to the other dimmers.
  • the dimmer control commands contain information data regarding the desired phase angle.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the dimmer 1 according to the invention for brightness adjustment.
  • the dimmer 1 in addition to the phase input terminal 2 and the phase output terminal 3 in addition to a neutral terminal 27.
  • the neutral terminal 27 serves to connect the dimmer 1 to a mains neutral.
  • the neutral terminal 27 is connected via a line 28 to the power supply device 5.
  • the power switch 7 is connected via a line 29 at a node 30 to the line 28.
  • the possible dimming phase angle range in the embodiment shown in FIG. 2 can be expanded as a three-wire dimmer than the first embodiment shown in FIG. 1 as a two-wire dimmer become.
  • the embodiment of the dimmer 1 according to the invention shown in Fig. 1 has the advantage that it has only one phase input terminal 2 and a phase output terminal 3 and thus is particularly suitable for re-installation.
  • An already installed button for controlling a lighting device can be easily replaced by the two-wire dimmer shown in Fig. 1.
  • the dimmers 1 are connected with their phase input terminals 2 via phase lines 31 to a mains phase line 32.
  • a control button 34 is connected by means of a line 33, which abuts a line 35 to the mains phase line 32.
  • the phase output terminals 3 of the dimmers are connected in parallel via lines 36 to a common voltage node 37.
  • a load 39 Between a network neutral conductor 38 and the node 37 is a load 39, which may be, for example, a lighting fixture.
  • the control inputs 22 of the dimmer 1 are connected to each other via control lines 40. Via the control lines 40, the dimmer 1 exchange control commands for adjusting the brightness of the lighting fixture 39. The brightness can be set on any of the two-wire dimmer.
  • the dimmer 1 detects the duration of an applied to the extension input 26 actuation signal. If, in a preferred embodiment, the duration of the actuation signal is less than 50 ms, the dimmer ignores this signal as an interference signal. If the duration of the actuation signal is in a range between 50 ms and 400 ms, the dimmer 1 performs a switching operation. When the dimmer 1 is in its on state, it turns on due to the applied actuation signal. If the dimmer 1 is in the switched-on state and the duration of the applied actuating signal is between 50 and 400 ms, the dimmer switches off.
  • the dimmer will operate a dimming operation, wherein, for example, the brightness of the connected illumination device 39 is increased for the duration of the applied actuation signal until a maximum brightness value is reached.
  • the parallel connection of different similar dimmers 1-1 to 1-n shown in FIG. 3 makes it possible to dim a lighting device 39 whose power consumption lies above the power of the individual dimmers 1.
  • this is constructed as a flush-mounted dimmer with a capacity of 400 watts.
  • Parallel connection of n dimmers makes it possible to dim lighting devices with a power consumption of up to n x 400 watts.
  • Fig. 4 shows a further Verschaltungsschkeit the two-wire dimmer 1 according to the invention, as shown in Fig. 1.
  • the various lighting devices 39-1 to 39-n are located in different rooms of a building, and the brightness of the different rooms is made by adjusting the phase angle of one of the dimmers 1-1 to 1-n.
  • the dimmer 1, on which the phase angle or the brightness is set, generates dimmer control commands and outputs these control commands via the control lines 40 to the remaining dimmers in the other rooms of the building. These dimmers then dim the corresponding lighting device accordingly.
  • FIG. 5 shows a parallel connection of several three-wire dimmers according to the second embodiment of the dimmer 1 according to the invention, as shown in FIG. 2.
  • Fig. 5 parallel connection of the three-wire dimmer 1, it is possible to dim a lighting device 39 whose power consumption is significantly higher than that of a single dimmer 1.
  • the interconnection shown in FIG. 5 largely corresponds to the interconnection shown in FIG. 3 for two-wire dimmers, but in addition, the neutral terminals 27 of the various dimmers are connected in parallel to the mains neutral conductor 38 via connecting leads 41.
  • FIG. 6 shows another parallel connection of a plurality of three-wire dimmers 1 according to the second embodiment, as shown in FIG.
  • the interconnection shown in Fig. 6 it is possible to dim different load circuits simultaneously by means of the three-wire dimmer 1.
  • the interconnection shown in Fig. 6 largely corresponds to the parallel circuit shown in Fig. 4, but in addition the neutral terminals 27 of the dimmer 1 abut the Netznulleiter 38.
  • the dimmer 1 according to the invention can be interconnected with further identically constructed dimmers for the construction of a dimmer system.
  • the brightness can be adjusted on any of the dimmers. Since all dimmers are identical and have identical connections, the installation of dimmers is very easy.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dimmer zur Steuerung einer Last, insbesondere zur Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen.
  • Dimmer sind Helligkeitseinsteller für Beleuchtungskörper. Dimmer ermöglichen die Einstellung vieler, unterschiedlicher, technischer Einrichtungen, insbesondere von Beleuchtungseinrichtungen, die an eine Netzwechselspannung angeschlossen sind. Bei Beleuchtungseinrichtungen wird ein einstellbarer Helligkeitswert genutzt, um mindestens einen Halbleiterschalter zu steuern. Dabei wird entweder durch Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt ein gewünschter Effektivwert der Spannung eingestellt. Bei dem Phasenanschnitt- und bei dem Phäsenabschnitt-Steuerverfahren wird z. B. der jeweilige Nulldurchgang der Netzwechselspannung detektiert und zur Steuerung des Halbleiterschalters herangezogen.
  • Für das gleichzeitige Dimmen von mehreren getrennten Beleuchtungs-Laststromkreisen, beispielsweise für verschiedene Zimmer, oder zum Ansteuern einer Last mit einer sehr hohen Verbraucherleistung ist es notwendig, mehrere Dimmer eines Dimmersystems parallel zu verschalten. Herkömmliche Dimmersysteme arbeiten als Master-Slave-Dimmersysteme, bei denen an einem Master-Dimmer die Einstellungen vorgenommen werden und die an den Master-Dimmer angeschlossenen Slave-Dimmer in ihrer Funktionsweise dem Master-Dimmer folgen.
  • Ein Nachteil derartiger herkömmlicher Dimmersysteme besteht darin, daß die Master-Dimmer und die Slave-Dimmer einen unterschiedlichen schaltungstechnischen Aufbau besitzen, so daß der Master-Dimmer und die Slave-Dimmer bei der Installation nicht beliebig austauschbar sind. Hierdurch wird die Installation erheblich erschwert und Installationsfehler treten häufiger auf.
  • Ein weiterer Nachteil derartiger Dimmersysteme besteht darin, daß die Einstellungen zentral an dem Master-Dimmer vorgenommen werden, so daß bei Ausfall des Master-Dimmers das gesamte Dimmersystem ausfällt.
  • Darüber hinaus können die Dimmer-Einstellungen nur an dem Master-Dimmer und nicht an den übrigen Dimmern vorgenommen werden.
  • Da für derartige herkömmliche Dimmersysteme verschiedene Dimmertypen hergestellt werden, sind zudem die Stückkosten zur Herstellung der Dimmer relativ hoch.
  • Die Druckschrift US-A-5,691,605 beschreibt ein Vorschaltgerät mit einer Schnittstellenschaltung für eine Vielzahl von Dimm-Eingängen, das einen Leitungsschalter, eine Einstelleinrich-tung zum Einstellen des Phasenwinkels und eine Steuereinrich-tung zum Ansteuern des Schalters in Abhängigkeit eines Dimm-Phasenwinkels aufweist.
  • Außerdem beschreibt die Druckschrift WO-A-97/06655 eine Vorschaltgerätschaltung zum Betreiben einer elektrischen Lampe.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dimmer zur Helligkeitseinstellung von Beleuchtungskörpern zu schaffen, der die oben genannten Nachteile vermeidet und mit weiteren identisch aufgebauten Dimmern zur Leistungserweiterung an eine gemeinsame Last oder zum gleichzeitigen Dimmen von getrennten Laststromkreisen parallel verschaltbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dimmer mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die Erfindung schafft einen Dimmer mit
    einem Leistungsschalter zum Schalten eines Laststromkreises innerhalb eines Dimm-Phasenwinkelbereichs,
    einer Einstelleinrichtung zum Einstellen eines Dimm-Phasenwinkels, und mit
    einer Steuereinrichtung zum Ansteuern des Leistungsschalters in Abhängigkeit von einem durch die Einstelleinrichtung eingestellten Dimm-Phasenwinkel oder einen übertragenen Dimm-Steuerbefehl.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dimmers zur Helligkeitseinstellung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dimmers zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers zur Helligkeitseinstellung als Zweidraht-Dimmer mit einem Phaseneingangsanschluß und einem Phasenausgangsanschluß;
    Fig. 2
    eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers als Dreidraht-Dimmer mit einem Phaseneingangs-, einem Phasenausgangs- und einem Nulleiteranschluß;
    Fig. 3
    eine Parallelverschaltung von mehreren erfindungsgemäßen Zweidraht-Dimmern zur Leistungserweiterung;
    Fig. 4
    eine Parallelverschaltung von mehreren erfindungsgemäßen Zweidraht-Dimmern zum Dimmen von getrennten Laststromkreisen;
    Fig. 5
    eine Parallelverschaltung von mehreren DreidrahtDimmern gemäß der zweiten Ausführungsform zur Leistungserweiterung;
    Fig. 6
    eine Parallelverschaltung von mehreren erfindungsgemäßen Dreidraht-Dimmern zum Dimmen von mehreren getrennten Laststromkreisen.
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers 1 als Zweidraht-Dimmer mit einem Phaseneingangsanschluß 2 und einem Phasenausgangsanschluß 3.
  • Der Phaseneingangsanschluß 2 ist über eine Leitung 4 an eine Stromversorgungseinrichtung 5 angeschlossen, die über eine Leitung 6 mit dem Phasenausgangsanschluß 3 verbunden ist. An dem Phaseneingangsanschluß 2 und dem Phasenausgangsanschluß 3 ist ferner ein Leistungsschalter 7 angeschlossen, der über eine Stromleitung 8 an einem Knoten 9 mit der Leitung 4 verbunden ist. Ferner liegt der Leistungsschalter 7 über eine Leitung 10 an dem Phasenausgangsanschluß 3 an. Der Leistungsschalter 7 ist über eine Steuerleitung 11 durch eine Steuereinrichtung 12 steuerbar. In Abhängigkeit von dem an der Steuerleitung 11 anliegenden Steuersignal schaltet der Leistungsschalter 7 die an dem Phaseneingangsanschluß 2 anliegende Wechselspannung an den Phasenausgangsanschluß 3 durch. Der Leistungsschalter 7 ist ein steuerbarer Halbleiterschalter, insbesondere ein MOSFET, ein IGBT oder ein Triac. Die in dem Dimmer 1 enthaltene Steuereinrichtung 12 wird von der Stromversorgungseinrichtung 5 über eine Leitung 13 mit Strom versorgt. Die Stromversorgungseinrichtung 5 enthält vorzugsweise eine Phasen-Nulldurchgangserkennungsschaltung, die einen Nulldurchgang der anliegenden Wechselspannung erkennt. Der erkannte Phasen-Nulldurchgang wird zur Triggerung der Steuereinrichtung 12 ausgewertet. Die Stromversorgungseinrichtung 5 enthält ferner einen Kondensator, in dem eine elektrische Ladung zur Erzeugung der Stromversorgung für die Steuereinrichtung 12 abgespeichert wird.
  • Die an der Stromversorgungseinrichtung 5 über die Leitung 4 anliegende Wechselspannung weist vorzugsweise eine Frequenz von 50 Hz auf, wobei dies einer Periode von 20 ms entspricht. Die an dem Phaseneingangsanschluß 2 anliegende Wechselspannung ist sinusförmig, wobei eine Halbwelle in einen Phasen-Restwinkelbereich und in einen Dimm-Phasenwinkelbereich unterteilt ist. Dabei reicht der Dimm-Phasenwinkelbereich vorzugsweise von einem unteren Phasenwinkel, der beispielsweise 35° beträgt, bis zu einem oberen Phasenwinkel, der beispielsweise 152° beträgt. Der Dimm-Phasenwinkelbereich liegt etwa in der Mitte einer sinusförmigen Halbwelle der Netzspannung, wobei der erste Abschnitt der sinusförmigen Halbwelle, der beispielsweise von 0° bis 35° reicht, und der dritte Abschnitt der sinusförmigen Halbwelle, der beispielsweise von 152° bis 180° reicht, zur Erzeugung der Versorgungsspannung durch die Stromversorgungseinrichtung 5 zur Verfügung steht. Der mittlere Dimm-Phasenwinkelbereich, der beispielsweise von 35° bis 152° reicht, dient zum Einstellen der Helligkeit durch den Dimmer. Dabei wird der Dimm-Phasenwinkel innerhalb des Dimm-Phasenwinkelbereichs eingestellt. Der minimale einstellbare Dimm-Phasenwinkel beträgt beispielsweise 35°, während der maximal einstellbare Dimm-Phasenwinkel 152° beträgt. Je höher der Dimm-Phasenwinkel eingestellt ist, desto heller leuchtet ein Beleuchtungskörper, der an dem Phasenausgangsanschluß 3 angeschlossen ist.
  • Die Einstellung des Dimm-Phasenwinkels erfolgt durch eine Einstelleinrichtung 14, bei der vorzugsweise mittels eines Potentiometers 15 der Phasenwinkel manuell einstellbar ist. Die Einstellung kann alternativ auch durch einen Drehimpulsgeber oder kapazitiv erfolgen. Die Einstelleinrichtung 14 ist über eine Leitung 16 mit einem ersten Eingang der Steuereinrichtung 12 verbunden. Die Steuereinrichtung 12 ist vorzugsweise ein Mikrocontroller mit mehreren Eingängen. Durch die Einstellung des Potentiometers 15 wird beispielsweise die Aufladezeit eines Kondensators innerhalb der Einstelleinrichtung 14 beeinflußt, die durch den Mikrocomputer 12 ausgelesen wird. Die Steuereinrichtung 12 wandelt den eingestellten Potentiometerwert in einen Helligkeitswert um, der als Steuersignal über die Leitung 11 an den Leistungsschalter 7 abgegeben wird.
  • Die Einstelleinrichtung 14 ist ferner-über eine Leitung 17 an eine Sensorfläche, beispielsweise eine metallische Sensorfläche 18, angeschlossen. Bei Berühren der Sensorfläche 18 erfolgt der Dimm-Vorgang zyklisch, d.h. der Dimmer erhöht die Helligkeit bis zu einem maximalen Wert und senkt die Helligkeit nach Erreichen des maximalen Wertes bis zum Erreichen eines minimalen Helligkeitswertes wieder ab.
  • Die Steuereinrichtung 12 ist an einem zweiten Eingang über eine Leitung 19 an eine Schutzschaltung 20 angeschlossen, die ihrerseits über eine Leitung 21 an einem Steuereingang 22 des Dimmers 1 anliegt.
  • An einem dritten Eingang ist die Steuereinrichtung 12 über eine Leitung 23 mit einer weiteren Schutzschaltung 24 verbunden, die über eine Leitung 25 an einen Nebenstelleneingang 26 des Dimmers 1 angeschlossen ist. Über den Nebenstelleneingang 26 kann der Dimmer 1 an eine Nebenstelle zur Bedienung des Dimmers 1 angeschlossen werden.
  • Die Schutzschaltungen 20, 24 dienen dem Schutz der Steuereinrichtung 12 vor Überspannungen oder zu hohen Strömen, die an dem Steuereingang 22 oder dem Nebenstelleneingang 26 anliegen. Darüber hinaus führen die Schutzschaltungen 20, 24 Signalpegelanpassungen für die Steuerschaltung 12 durch. Vorzugsweise enthalten die Schutzschaltungen 20, 24 zusätzlich Filterschaltungen zur Signalentstörung.
  • Die Steuereinrichtung 12 steuert den Leistungsschalter 7 in Abhängigkeit von einem durch die Einstelleinrichtung 14 eingestellten Dimm-Phasenwinkel oder einem übertragenen Dimm-Steuerbefehl an. Erfolgt die Einstellung des Dimm-Phasenwinkels an einem entfernt gelegenen, mit dem Dimmer 1 verbundenen Dimmer, erhält der Dimmer 1 an seinem Steuereingang 22 einen Dimm-Steuerbefehl, der über die Leitung 21, die Schutzschaltung 20 und die Leitung 19 an die Steuereinrichtung 12 übertragen wird. Der empfangene Dimm-Steuerbefehl ist vorzugsweise ein digitaler Steuerbefehl, der durch die Steuereinrichtung 12 decodiert wird. In Abhängigkeit von dem decodierten Dimm-Steuerbefehl wird der Leistungsschalter 7 angesteuert.
  • Erfolgt die Einstellung des Dimm-Phasenwinkels durch die Einstelleinrichtung 14 des Dimmers 1, erzeugt die Steuereinrichtung 12 durch eine Veränderung des eingestellten Phasenwinkels einen entsprechenden Dimm-Steuerbefehl, der über den Steuereingang 22 an die weiteren angeschlossenen Dimmer übertragen wird. Über den Steuereingang 22 des Dimmers 1 werden bidirektional Dimm-Steuerbefehle mit weiteren Dimmern ausgetauscht. Dabei sind die verschiedenen Dimmer gleichberechtigt und können Dimmer-Steuerbefehle senden und empfangen. Die Einstellung der Helligkeit kann dabei an jedem beliebigen Dimmer erfolgen, der entsprechende Dimmer-Steuerbefehle an die übrigen Dimmer sendet. Die Dimmer-Steuerbefehle enthalten Informationsdaten bezüglich des gewünschten Phasenwinkels.
  • Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers 1 zur Helligkeitseinstellung. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist der Dimmer 1 neben dem Phaseneingangsanschluß 2 und dem Phasenausgangsanschluß 3 zusätzlich einen Nulleiteranschluß 27 auf. Der Nulleiteranschluß 27 dient zum Anschluß des Dimmers 1 an einen Netznulleiter. Der Nulleiteranschluß 27 ist über eine Leitung 28 mit der Stromversorgungseinrichtung 5 verbunden. Ferner ist der Leistungsschalter 7 über eine Leitung 29 an einem Knoten 30 an die Leitung 28 angeschlossen.
  • Da die Stromversorgungseinrichtung 5 über den Phaseneingangsanschluß 2 und den Nulleiteranschluß 27 an die Netzwechselspannung anschließbar ist, kann der mögliche Dimm-Phasenwinkelbereich bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform als Dreidraht-Dimmer gegenüber der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform als Zweidraht-Dimmer erweitert werden. Demgegenüber weist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers 1 den Vorteil auf, daß sie nur einen Phaseneingangsanschluß 2 und einen Phasenausgangsanschluß 3 besitzt und somit besonders für den Nacheinbau geeignet ist. Eine bereits installierte Taste zur Ansteuerung einer Beleuchtungseinrichtung kann in einfacher Weise durch den in Fig. 1 dargestellten Zweidraht-Dimmer ersetzt werden.
  • Fig. 3 zeigt eine Verschaltung von mehreren Zweidraht-Dimmern gemäß der ersten Ausführungsform zur Leistungserweiterung. Die Dimmer 1 liegen mit ihren Phaseneingangsanschlüssen 2 über Phasenleitungen 31 an einer Netzphasenleitung 32 an. An die Nebenstelleneingänge 26 der Dimmer 1 ist mittels einer Leitung 33 jeweils eine Bedientaste 34 angeschlossen, die über eine Leitung 35 an der Netzphasenleitung 32 anliegt. Die Phasenausgangsanschlüsse 3 der Dimmer sind parallel über Leitungen 36 an einen gemeinsamen Spannungsknoten 37 angeschlossen. Zwischen einem Netz-Nulleiter 38 und dem Knoten 37 liegt eine Last 39, bei der es sich beispielsweise um einen Beleuchtungskörper handeln kann. Die Steuereingänge 22 der Dimmer 1 sind über Steuerleitungen 40 miteinander verbunden. Über die Steuerleitungen 40 tauschen die Dimmer 1 Steuerbefehle zur Einstellung der Helligkeit des Beleuchtungskörpers 39 aus. Die Einstellung der Helligkeit kann dabei an einem beliebigen der n Zweidraht-Dimmer erfolgen.
  • Durch die Bedientasten 34 werden die einzelnen Dimmer betätigt. Dabei erfaßt der Dimmer 1 die Dauer eines an dem Nebenstelleneingang 26 anliegenden Betätigungssignals. Liegt bei einer bevorzugten Ausführungsform die Dauer des Betätigungssignals unter 50 ms, ignoriert der Dimmer dieses Signal als Störsignal. Liegt die Dauer des Betätigungssignals in einem Bereich zwischen 50 ms und 400 ms, führt der Dimmer 1 einen Schaltvorgang durch. Wenn sich der Dimmer 1 in seinem eingeschalteten Zustand befindet, schaltet er sich aufgrund des anliegenden Betätigungssignals ein. Befindet sich der Dimmer 1 im eingeschalteten Zustand und liegt die Dauer des anliegenden Betätigungssignals zwischen 50 und 400 ms, schaltet sich der Dimmer aus. Liegt das Betätigungssignal für mehr als 400 ms an dem Nebenstelleneingang 26 des Dimmers 1 an, führt der Dimmer einen Dimm-Vorgang durch, wobei beispielsweise die Helligkeit der angeschlossenen Beleuchtungseinrichtung 39 für die Dauer des anliegenden Betätigungssignals bis zum Erreichen eines maximalen Helligkeitswertes erhöht wird.
  • Durch die in Fig. 3 gezeigte Parallelverschaltung verschiedener gleichartiger Dimmer 1-1 bis 1-n ist es möglich, eine Beleuchtungseinrichtung 39 zu dimmen, deren Leistungsverbrauch über der Leistung der einzelnen Dimmer 1 liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers 1 ist dieser als Unterputz-Dimmer mit einer Leistung von 400 Watt aufgebaut. Durch eine Parallelverschaltung von n Dimmern ist es möglich, Beleuchtungseinrichtungen mit einem Leistungsverbrauch von bis zu n x 400 Watt zu dimmen.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Verschaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Zweidraht-Dimmers 1, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Bei der in Fig. 4 dargestellten parallelen Verschaltung ist es möglich, verschiedene separate Laststromkreise mit verschiedenen Beleuchtungseinrichtungen 39-1, 39-2, ... 39-n gleichzeitig zu dimmen. Beispielsweise befinden sich die verschiedenen Beleuchtungseinrichtungen 39-1 bis 39-n in verschiedenen Räumen eines Gebäudes, wobei die Helligkeit der verschiedenen Räume durch Einstellen des Phasenwinkels von einem der Dimmer 1-1 bis 1-n erfolgt. Der Dimmer 1, an dem der Phasenwinkel bzw. die Helligkeit eingestellt wird, erzeugt Dimmer-Steuerbefehle und gibt diese Steuerbefehle über die Steuerleitungen 40 an die übrigen Dimmer in den anderen Räumen des Gebäudes ab. Diese Dimmer dimmen dann die zugehörige Beleuchtungseinrichtung entsprechend.
  • Fig. 5 zeigt eine Parallelverschaltung von mehreren Dreidraht-Dimmern gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dimmers 1, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Durch die in Fig. 5 dargestellte Parallelverschaltung der Dreidraht-Dimmer 1 ist es möglich, eine Beleuchtungseinrichtung 39 zu dimmen, deren Leistungsverbrauch deutlich über der Leistung eines einzelnen Dimmers 1 liegt. Die in Fig. 5 gezeigte Verschaltung entspricht weitestgehend der in Fig. 3 gezeigten Verschaltung für Zweidraht-Dimmer, wobei jedoch zusätzlich die Nulleiteranschlüsse 27 der verschiedenen Dimmer über Anschlußleitungen 41 parallel an den Netznulleiter 38 angeschlossen sind.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Parallelschaltung von mehreren Dreidraht-Dimmern 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Mit der in Fig. 6 dargestellten Verschaltung ist es möglich, verschiedene getrennte Laststromkreise gleichzeitig mittels der Dreidraht-Dimmer 1 zu dimmen. Die in Fig. 6 gezeigte Verschaltung entspricht weitestgehend der in Fig. 4 gezeigten Parallelschaltung, wobei jedoch zusätzlich die Nulleiteranschlüsse 27 der Dimmer 1 an dem Netznulleiter 38 anliegen.
  • Der erfindungsgemäße Dimmer 1 kann mit weiteren identisch aufgebauten Dimmern zum Aufbau eines Dimmersystems verschaltet werden. Dabei kann die Einstellung der Helligkeit an jedem beliebigen der Dimmer vorgenommen werden. Da alle Dimmer identisch aufgebaut sind und identische Anschlüsse besitzen, ist die Installation der Dimmer sehr einfach. Durch die in den Fig. 4 und 6 gezeigte Parallelverschaltung ist es möglich, verschiedene getrennte Laststromkreise durch einen einzigen Dimmer zu steuern. Bei Ausfall eines Dimmers können die übrigen Dimmer weiter arbeiten, so daß es nicht zu einem Ausfall des gesamten Dimmersystems kommt.

Claims (14)

  1. Dimmer mit
    einem Leistungsschalter (7) zum Schalten eines Laststromkreises innerhalb eines Dimm-Phasenwinkelbereichs, einer Einstelleinrichtung (14) zum Einstellen eines Dimm-Phasenwinkels, und mit
    einer Steuereinrichtung (12) zum Ansteuern des Leistungsschalters (7) in Abhängigkeit von einem durch die Einstelleinrichtung (14) eingestellten Dimm-Phasenwinkels
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (12) mittels eines übertragenen Dimm-Steuerbefehls ansteuerbar ist, wobei die Steuereinrichtung (12) über einen Steuereingang (22) Dimm-Steuerbefehle mit weiteren Dimmern austauscht.
  2. Dimmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (12) bei Veränderung des eingestellten Phasenwinkels einen entsprechenden Dimm-Steuerbefehl erzeugt, der über den Steuereingang (22) an weitere Dimmer übertragen wird.
  3. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Stromversorgungseinrichtung (5) zur Erzeugung einer Stromversorgung für die Steuereinrichtung (12) vorgesehen ist.
  4. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stromversorgungseinrichtung (5) einen Kondensator zum Speichern elektrischer Energie aufweist.
  5. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Dimmer (1) einen Nebenstelleneingang (26) zum Anschluss einer Bedientaste (34) aufweist.
  6. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einstelleinrichtung (14) an eine Sensorfläche, eine Lichtschranke, eine Taste oder an einen Drehimpulsgeber angeschlossen ist.
  7. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Dimmer einen Phaseneingangsanschluss (2) zum Anschluss an eine Wechselspannung und einen Phasenausgangsanschluss (3) zum Anschluss an eine Last (39) aufweist.
  8. Dimmer nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stromversorgungseinrichtung (5) an den Phaseneingangsanschluss (2) und an den Phasenausgangsanschluss (3) angeschlossen ist.
  9. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Dimmer (1) einen Phaseneingangsanschluss (2) zum Anschluss an eine Wechselspannung, einen Phasenausgangsanschluss (3) zum Anschluss an eine Last (39) und einen Nulleiteranschluss (27) zum Anschluss an einen Nulleiter (38) aufweist.
  10. Dimmer nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stromversorgungseinrichtung (5) an den Phaseneingangsanschluss (2) und an den Nulleiteranschluss (27) angeschlossen ist.
  11. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stromversorgungseinrichtung (5) eine Schaltung zur Triggerung der Steuereinrichtung (12) aufweist.
  12. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an den Steuereingang (22) und den Nebenstelleneingang (26) jeweils eine Begrenzungsschaltung (20, 24) zum Schutz der Steuereinrichtung (12) vor Überspannungen und zu hohen Strömen vorgesehen ist.
  13. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuereingang (22) und der Nebenstelleneingang (26) jeweils eine Anpassungsschaltung zur Spannungspegelanpassung für die Steuereinrichtung (12) aufweist.
  14. Dimmer nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Leistungsschalter (7) ein MOSFET, ein IGBT oder ein Triac ist.
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