Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Lampen an einem Elektronischen
Vorschaltgerät gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein Elektronisches
Vorschaltgerät für Lampen. Unter dem Begriff Lampen werden im Sinn
der Erfindung alle Arten von elektrisch betriebenen Lichtquellen verstanden. Insbesondere
werden unter diesem Begriff Hochdruckentladungslampen, Niederdruckentladungslampen,
Leuchtstofflampen, Glühlampen, Halogenglühlampen und Leuchtdioden
subsummiert. Als Elektronisches Vorschaltgerät werden solche Vorschaltgeräte
für den Betrieb von Lampen bezeichnet, die aus der Netzwechselspannung eine
Spannung mit deutlich höherer Frequenz generieren, um daraus die Versorgungsspannung
für die Lampen abzuleiten. Beispielsweise sind das Elektronische Vorschaltgeräte
zum Betrieb von einer oder mehreren Entladungslampen, Elektronische
Transformatoren zum Betrieb von Niedervolt-Halogenglühlampen oder Treiberschaltungen
für Leuchtdioden.
I. Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift WO 02/41671 A2 beschreibt eine Beleuchtungsanlage mit
mehreren Elektronischen Vorschaltgeräten zum Betreiben von daran angeschlossenen
Lampen und einer zentralen Steuervorrichtung für diese Vorschaltgeräte. Die
Elektronischen Vorschaltgeräte tauschen mit der zentralen Steuervorrichtung digitale
Daten aus. Diese Kommunikation erfolgt gemäß des standardisierten sogenannten
DALI-Protokolls. Die Abkürzung DALI steht für Digital Addressable Lighting Interface.
II. Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben von Lampen an einem
Elektronischen Vorschaltgerät bereitzustellen, das eine automatische Bestandsaufnahme
der in einer Beleuchtungsanlage angeordneten Elektronischen Vorschaltgeräte
und der daran betreibbaren oder daran angeschlossenen Lampen ermöglicht.
Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Elektronisches
Vorschaltgerät bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
bzw. 7 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben von Lampen an einem Elektronischen
Vorschaltgerät zeichnet sich dadurch aus, dass vor der Inbetriebnahme des
Elektronischen Vorschaltgerätes oder während einer Betriebsphase des Elektronischen
Vorschaltgerätes vom momentanen Betriebszustand unabhängige Daten des
Elektronischen Vorschaltgerätes oder der Lampen, die daran betrieben werden können,
in einem Speicherelement des Elektronischen Vorschaltgerätes gespeichert werden,
so dass diese Daten auch bei ausgeschaltetem Elektronischen Vorschaltgerät
oder im Bereitschaftsbetrieb, das heißt, im sogenannten Stand-By-Betrieb, des Elektronischen
Vorschaltgerätes gespeichert bleiben.
Dadurch ist gewährleistet, dass diese Daten für eine Diagnose oder eine Auswertung,
die beispielsweise mittels eines Computers, der zu Diagnosezwecken an eine Schnittstelle
der Beleuchtungsanlage angeschlossen wird, oder aber mittels einer zentralen
Steuervorrichtung, die alle Elektronischen Vorschaltgeräte der Beleuchtungsanlage
ansteuert, während einer Inbetriebnahmephase der Beleuchtungsanlage, zu der das
Elektronische Vorschaltgerät gehört, zur Verfügung stehen. Bei den Daten handelt es
sich vorzugsweise um die Kennung des Elektronischen Vorschaltgerätes und die
Kennungen der Lampentypen, die daran betrieben werden können. Mittels dieser
Daten kann eine Bestandsaufnahme der in einer Beleuchtungsanlage integrierten
Elektronischen Vorschaltgeräte und der daran betreibbaren Lampen durchgeführt
werden.
Das Speicherelement für diese Daten wird vorteilhaft ein EEPROM verwendet, da
dieses Halbleiterbauteil seinen Speicherinhalt dauerhaft, das heißt, auch bei ausgeschalteter
Versorgungsspannung aufbewahrt.
Vorteilhafterweise wird während einer Betriebsphase der Lampentyp der an das Elektronische
Vorschaltgerät angeschlossenen Lampen ermittelt und diese Information
in dem Speicherelement des Elektronischen Vorschaltgerätes gespeichert. Dadurch
kann mittels eines Computers, der zu Diagnosezwecken an eine Schnittstelle der Beleuchtungsanlage
angeschlossen wird, oder mittels einer zentralen Steuervorrichtung
der Beleuchtungsanlage, die das Elektronische Vorschaltgerät ansteuert, eine Bestandsaufnahme
der tatsächlich an den Elektronischen Vorschaltgeräten der Beleuchtungsanlage
angeschlossenen Lampen durchgeführt werden. Außerdem wird dadurch
ermöglicht, an den angeschlossenen Lampen während des Betriebs eine Fehlerdiagnose
durchzuführen und deren Ergebnis ebenfalls in dem Speicherelement zu speichern.
Vorzugsweise werden während des Betriebs die Informationen zum Resultat
der an dem Elektronischen Vorschaltgerät und den daran angeschlossenen Lampen
durchgeführten Fehlerdiagnosen in dem Speicherelement des Elektronischen Vorschaltgerätes
gespeichert. Dadurch können an zentraler Stelle, beispielsweise mittels
eines Computers, der zu Diagnosezwecken an eine Schnittstelle der Beleuchtungsanlage
angeschlossen wird, oder mittels einer zentralen Steuervorrichtung der Beleuchtungsanlage,
defekte Elektronische Vorschaltgeräte und defekte Lampen an diesen
Elektronischen Vorschaltgeräten detektiert werden.
Besonders vorteilhaft werden die Daten über eine Schnittstelle des Elektronischen
Vorschaltgerätes, die zum Anschließen einer externen Steuervorrichtung zur digitalen
Ansteuerung des Elektronischen Vorschaltgerätes vorgesehen ist, unter Verwendung
eines Kommunikationsprotokolls für die digitale Ansteuerung des Elektronischen
Vorschaltgerätes mittels der vorgenannten zentralen Steuervorrichtung aus
dem Speicherelement ausgelesen oder in das Speicherelement geschrieben. Dadurch
ist gewährleistet, dass die Auswertung der in dem Speicherelement jedes Elektronischen
Vorschaltgerätes gespeicherten Daten oder die Diagnose des Systems nicht nur
mittels eines zu Diagnosezwecken angeschlossenen Computers durchgeführt werden
kann, sondern auch mittels der zentralen Steuervorrichtung, die mit den Elektronischen
Vorschaltgeräten der Beleuchtungsanlage digitale Signale gemäß eines Kommunikationsprotokolls
austauscht, eine Diagnose und Fehlerbehandlung des Systems
vorgenommen werden kann. Vorzugsweise ist das Kommunikationsprotokoll, das
der Kommunikation zwischen den Elektronischen Vorschaltgeräten und der zentralen
Steuervorrichtung der Beleuchtungsanlage zugrunde liegt, kompatibel zu dem
standardisierten Kommunikationsprotokoll gemäß DALI ausgelegt, damit das erfindungsgemäße
Verfahren in Kombination mit dem vorgenannten standardisierten
Kommunikationsprotokoll verwendet werden kann. Für das Auslesen der in dem
Speicherelement eines jeden Elektronischen Vorschaltgerätes gespeicherten Daten
und für das Schreiben dieser Daten in das jeweilige Speicherelement werden Codes
verwendet, die gemäß des standardisierten Kommunikationsprotokolls gemäß DALI
keinem Steuerbefehl und keiner Funktion zugeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Elektronische Vorschaltgerät für Lampen kann mittels eines
Kommunikationsprotokolls gesteuert werden und besitzt ein Speicherelement zur
Speicherung von Informationen, das erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, dass es
vom momentanen Betriebszustand unabhängige Daten des Elektronischen Vorschaltgerätes
und / oder der daran betreibbaren Lampen dauerhaft speichern kann.
Das Speicherelement ist vorteilhaft als EEPROM, das heißt als Electrical Erasable
Programmable Read Only Memory, ausgebildet, da dieses Speicherelement die gespeicherte
Information auch bei ausgeschalteter Versorgungsspannung bewahrt.
III. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung des Aufbaus des Elektronischen Vorschaltgerätes
gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
- Figur 2
- eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsanlage mit mehreren der
in Figur 1 abgebildeten Elektronischen Vorschaltgeräten
Das in Figur 1 schematisch abgebildete Elektronische Vorschaltgerät 1 dient zum
Betreiben einer Leuchtstofflampe 2. Dieses Vorschaltgerät 1 weist einen Netzspannungsanschluss
31 zum Anschließen einer Netzspannungsversorgungsleitung 32 und
einen Steueranschluss 41 zum Anschließen einer Steuerleitung 41 auf. Der Netzspannungsanschluss
31 führt über ein Funkentstörfilter 11 und einen Gleichrichter
mit Leistungsfaktorkorrekturschaltung 12 zu einem Glättungskondensator 13, der
einen nachgeschalteten Wechselrichter 14, beispielsweise einen Halbbrücken-Wechselrichter,
mit Gleichspannungsleistung versorgt. Der Wechselrichter 14 enthält
im wesentlichen die Funktionsblöcke Lampenschaltung 14a zum Zünden und Betreiben
der Gasentladung in der Leuchtstofflampe 2 und Heizschaltung 14b zum Heizen
der Elektroden der Leuchtstofflampe 2 und ist über einen Transformator 15 mit Abgriffen
für das Heizen der Elektroden an die Lampe 2 angeschlossen.
Der Steueranschluss 41 ist an eine digitale Schnittstelle 17 angeschlossen und liefert
über diese ein Steuersignal an einen Mikrocontroller 16 mit Speicher 16a. Dieser
Mikrocontroller 16 dient zur Steuerung des Wechselrichters 14 und der
Leistungsfaktorkorrekturschaltung 12, das heißt, zur Steuerung des Lampenbetriebs
einschließlich Heizen der Elektroden, Zünden der Gasentladung und Helligkeitssteuerung
der Lampe 2. Der Speicher 16a umfasst auch einen EEPROM, in dem vorzugsweise
vom momentanen Betriebszustand des Vorschaltgerätes 1 und der Lampe
2 unabhängige Daten gespeichert werden. Insbesondere werden in dem EEPROM
des Speichers 16a die Kennung des Elektronischen Vorschaltgerätes 1 und die Kennungen
der Lampentypen, die an diesem Vorschaltgerät 1 betrieben werden können,
gespeichert. Zusätzlich werden in dem EEPROM auch die Kennung des Lampentyps
der tatsächlich an dem Vorschaltgerät 1 angeschlossenen Lampe 2 und aktuelle Informationen
über das Resultat zuletzt durchgeführter Fehlerdiagnosen an diesem
Vorschaltgerät 1 und der Lampe 2 gespeichert.
Die Figur 2 zeigt in schematischer Weise eine Beleuchtungsanlage, wobei die Bezugszeichen
1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m Elektronische Vorschaltgeräte des in Figur
1 dargestellten Typs und die Bezugszeichen 2-11 bis 2-n sowie 2-21 bis 2-m daran
angeschlossene Leuchtstofflampen bezeichnen. Diese Vorschaltgeräte und die
daran angeschlossenen Lampen sind unterschiedlichen Räumen angeordnet. Zur
Veranschaulichung sind in Figur 2 nur zwei Räume, nämlich Raum 1 und Raum 2
mittels der gestrichelten horizontalen Linie dargestellt. Die Beleuchtungsanlage weist
außerdem zwei Steuervorrichtungen 3a und 3b sowie Bedienungselemente für die
Steuervorrichtungen 3a, 3b auf, die jeweils beide in dem Raum 1 angeordnet sind. In
dem Raum 2 ist ein gleichartiges Bedienungselement 7a für die Steuervorrichtung 3a
angeordnet. Die Steuervorrichtung 3a erfüllt Funktionen, die von beiden Räumen aus
bedient werden können, während die Bedienungselemente 7b der Steuervorrichtung
3b nur vom ersten Raum aus zugänglich sind. Mittels der Steuervorrichtung 3a und
ihrer Bedienungselemente 7a wird beispielsweise die Beleuchtung in den einzelnen
Räumen dezentral gesteuert, während die zentralen Funktionen der Beleuchtungsanlage,
wie beispielsweise ihre Inbetriebnahme und Überwachung der Funktionsfähigkeit
ihrer Komponenten, mittels der zentralen Steuervorrichtung 3b und ihrer Bedienungselemente
7b durch autorisiertes Personal vom ersten Raum aus durchgeführt
wird. Beide Steuervorrichtungen 3a, 3b sind mit Steuersignalausgängen jeweils mit
zwei Bussignalleitungen 42 verbunden, deren Abzweigungen der in Figur 1 abgebildeten
Steuerleitung 42 entsprechen. Die beiden Steuervorrichtungen 3a, 3b können
natürlich als bauliche Einheit ausgebildet sein. Die Netzspannungsversorgung 32 der
Elektronischen Vorschaltgeräte ist in Figur 2 nicht gezeigt.
Die Kommunikation zwischen den Steuervorrichtungen 3a, 3b und den Elektronischen
Vorschaltgeräten 1-11 bis 1-n sowie 1-21 bis 1-m ist bidirektional, das heißt,
es werden über die zweipolige Busleitung 42 digitale Daten in beide Richtungen
ausgetauscht. Diese Daten sind im 16 Bit-Format gemäß des standardisierten Kommunikationsprotokolls
DALI codiert. Das 16 Bit-Format ermöglicht insgesamt 216
unterschiedliche Codes für den Datenaustausch, die nicht alle von dem vorgenannten
standardisierten Kommunikationsprotokoll benutzt werden.
Es können daher einige von dem standardisierten Kommunikationsprotokoll nicht
benutzte Codes mit Steuerbefehlen für eine Fehlerdiagnose oder Überwachung der
Beleuchtungsanlage belegt werden, die beispielsweise über die Bedienungselemente
7b und die Steuervorrichtung 3b initiiert wird. Insbesondere können für jedes einzelne
Elektronische Vorschaltgerät 1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m sowie für jede einzelne
der daran angeschlossenen Lampen 2-11 bis 2-n und 2-21 bis 2-22 Information
abgerufen werden, die in dem EEPROM des Speichers 16a eines jeden dieser Vorschaltgeräte
über das jeweilige Vorschaltgerät und die daran anschließbaren bzw.
angeschlossenen Lampen gespeichert sind. Beispielsweise sind in dem EEPROM des
Speichers 16a eines jeden Elektronischen Vorschaltgerätes die Kennung dieses Vorschaltgerätes
und die Kennungen der daran anschließbaren Lampentypen sowie die
Kennung der aktuell an dieses Vorschaltgerät angeschlossenen Lampe gespeichert.
Dadurch kann durch Abrufen dieser Informationen mittels der Steuervorrichtung 3b
eine Bestandsaufnahme aller Komponenten der Beleuchtungsanlage vorgenommen
werden. Zusätzlich sind in dem EEPROM eines jeden Elektronischen Vorschaltgerätes
1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m Informationen über das Ergebnis der zuletzt durchgeführten
Fehlerdiagnose an dem jeweiligen Vorschaltgerät und den daran angeschlossenen
Lampen gespeichert. Das heißt, mittels der Steuervorrichtung 3b kann
auch abgerufen werden, welches der Elektronischen Vorschaltgeräte 1-11 bis 1-n und
1-21 bis 1-m sowie welche der Lampen 2-11 bis 2-n und 2-21 bis 2-m defekt ist.
Die vorgenannten Fehlerdiagnosen führt jedes Elektronische Vorschaltgerät für sich
und seine angeschlossenen Lampen selbsttätig während des Betriebs mittels des im
Mikrocontroller 16 gespeicherten Programms durch. Der entsprechende Speicherinhalt
des EEPROM wird mit dem aktuellen Ergebnis der zuletzt durchgeführten Fehlerdiagnose
überschrieben, wenn es von dem Ergebnis der zuvor durchgeführten Fehlerdiagnose
abweicht. Die Erkennung des Lampentyps der an das jeweilige Elektronische
Vorschaltgerät angeschlossenen Lampe wird ebenfalls mittels des im Mikrocontroller
16 implementierten Programms durchgeführt und in dem EEPROM des
Speichers 16a des jeweiligen Vorschaltgerätes gespeichert. Zur Erkennung des Lampentyps
der an das jeweilige Vorschaltgerät angeschlossenen Lampe wird nach dem
Einschalten der Lampe während der Vorheizphase der Lampenelektroden deren Kalt-
und Warmwiderstand gemäß des in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen
Aktenzeichen 103 45 610.4 beschriebenen Verfahrens gemessen und ausgewertet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Beispiel. Die im
EEPROM gespeicherten Daten müssen nicht unbedingt mittels einer zentralen Steuervorrichtung
der Beleuchtungsanlage abgerufen werden. Es auch möglich, zum Abruf
dieser Daten aus dem EEPROM des Speichers 16a sowie gegebenenfalls zum
Schreiben von Daten in das EEPROM des Speichers 16a des jeweiligen Vorschaltgerätes
einen Computer zu verwenden, der für die Dauer der Diagnose oder Überwachung
oder Programmierung der Beleuchtungsanlage über die Busleitungen 42 mit
den Vorschaltgeräten verbunden ist. Die Kommunikation zwischen dem Computer
und dem Mikrocontroller 16 des jeweiligen Vorschaltgerätes kann mittels eines zusätzlichen,
zweiten Kommunikationsprotokolls durchgeführt werden, das nicht unbedingt
mit dem standardisierten Kommunikationsprotokoll gemäß DALI kompatibel
sein muss. Ein Kommunikationsverfahren mittels eines zusätzlichen Kommunikationsprotokolls
ist in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen
103 23 689.9 beschrieben.