EP1604442A1 - Notbeleuchtung - Google Patents

Notbeleuchtung

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Publication number
EP1604442A1
EP1604442A1 EP04716512A EP04716512A EP1604442A1 EP 1604442 A1 EP1604442 A1 EP 1604442A1 EP 04716512 A EP04716512 A EP 04716512A EP 04716512 A EP04716512 A EP 04716512A EP 1604442 A1 EP1604442 A1 EP 1604442A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
emergency lighting
voltage
lighting according
mains voltage
storage capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04716512A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Schweigert
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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 Siemens AG Oesterreich filed Critical Siemens AG Oesterreich
Publication of EP1604442A1 publication Critical patent/EP1604442A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H02J9/065—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads for lighting purposes

Definitions

  • the invention relates to emergency lighting with an electric light source which, when a mains voltage drops below a predeterminable value, can be switched to an energy source which can be charged by the mains voltage by means of a charging circuit.
  • the starting point of the present invention is the specific problem of emergency lighting from or in control cabinets.
  • miniature circuit breakers and residual current circuit breakers are tripped relatively frequently, either due to internal triggering conditions or due to transient overvoltages in the network.
  • Such triggering of circuit breakers if daylight is not available, leads to a more or less haphazard search for flashlights, lighters, matches or candles in order to be able to find and reset the triggered switch in the control cabinet.
  • An object of the invention is to provide a simple, inexpensive and maintenance-free emergency lighting, which is particularly suitable for control cabinets, etc.
  • the energy source consists of at least one storage capacitor of high capacitance.
  • the emergency lighting according to the invention is practically maintenance-free, inexpensive and can be accommodated in such a manner without any interventions in the control cabinet, with a sufficient lighting duration also being provided in a standardized small housing.
  • connection of the capacitor to the illuminant could also take place via a relay, it is advantageous that the at least one storage capacitor can be connected to the illuminant via an electronic switch, the switch being controlled by a mains voltage detection circuit.
  • step-up converter Since inexpensive storage capacitors of very high capacitance, e.g. B. 22 Farad, often only have low operating voltages, which is too low for some lamps, it can be advantageous if the lamp is preceded by a step-up converter. Because of the low voltage across the storage capacitor, it is advantageous if the step-up converter has a drive / regulating circuit, the operating voltage of which is taken from the boosted output to which the illuminant is connected.
  • the illuminant has at least one light-emitting diode, since light-emitting diodes have a very long service life in addition to their high efficiency.
  • a simple charging circuit can be implemented in that the at least one storage capacitor is connected to the mains voltage or a direct voltage derived from it via a series resistor and a voltage limiter is connected in parallel to the at least one capacitor.
  • the series resistor can be an ohmic resistor or can also contain at least one capacitor.
  • the charging of the storage capacitor can be effectively controlled if the line voltage or, in the case of an AC line voltage, the rectified line voltage is led to the at least one storage capacitor via a voltage regulating circuit.
  • the voltage regulating circuit expediently has a series transistor regulated by means of a zener diode.
  • the electronic switch is advantageously a switching transistor, in this case it is advantageous if the mains voltage detection circuit has a zener diode for comparing a direct voltage derived from the mains voltage with a reference voltage, via which a base current flows into a driver transistor of the switching transistor in the normal operating state.
  • the emergency lighting according to the invention can be implemented in a very practical manner for use in switch cabinets if its circuit is accommodated within a housing which can be fastened on top-hat rails, the light of the electrical illuminant being guided out of the housing via a light guide and distributed by means of prisms or the like becomes.
  • Fig. 1 in a diagrammatic representation a built in a DIN rail-compatible housing
  • FIG. 1 shows an enlarged and schematic illustration of an interior view of the emergency lighting according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a block diagram of an emergency lighting system according to the invention
  • FIG. 4 shows the circuit of a first embodiment of an emergency lighting system according to the invention
  • FIG. 5 shows a variant of the circuit according to FIG. 4 with a step-up converter
  • FIG. 6 shows a variant of the circuits according to FIG. 4 or 5 with a series capacitor
  • FIG. 7 shows a further variant of the circuits according to FIG. 4 or 5 with a series control transistor in the input.
  • Fig. 1 shows a possible mechanical structure of an emergency lighting according to the invention, in which the circuit of the emergency lighting is located in a housing GEH, which is suitable for top-hat rail, that is, like conventional circuit breakers or fault current switches can be fastened in a control cabinet using a top-hat rail HUS. 2 that the circuit for the emergency lighting is located on a printed circuit board LPL, which is housed inside the housing GEH.
  • Essential components which will be explained in more detail later, are two storage capacitors SP 1 and SP 2 and light-emitting diodes LED, the light of which is via an acrylic glass prism APR in the is shown deflected essentially normal to the front or rear control cabinet level.
  • Fig. 3 shows the basic circuit structure of the emergency lighting according to the invention.
  • a line voltage UN either an AC voltage of z. B. 230 V or a DC voltage of z. B. 14 or 42 V is fed to a charging circuit LSA, which is connected to a storage capacitor SPK.
  • a controlled switch SCH Between a lamp LEM and the storage capacitor SPK there is a controlled switch SCH, which then uses a voltage detector SPD to switch the lamp to the storage capacitor SPK when the mains voltage UN has fallen below a certain value.
  • the term “storage capacitor” is not intended to mean a restriction to a single capacitor, but also includes a capacitor bank consisting of a plurality of individual capacitors connected in parallel and / or in series.
  • FIG. 1 A circuit of an emergency lighting according to the invention, which is particularly suitable for mains alternating voltages, is shown in FIG.
  • the input voltage UN is fed via a series resistor Rl to a rectifier diode Dl and arrives here via a further resistor R2 to a voltage-stabilizing zener diode D2, which is connected in parallel with a storage capacitor CS.
  • the storage capacitor CS can be charged, practical values, for example for Rl in the order of 100 to 200 kOhm, for Rl in the order of 50 kOhm and for CS in the order of 10 F at z. B. 2.5 V.
  • a protective diode D3 which leads from the connection point of the series resistor Rl and the rectifier diode Dl to ground, has the effect that negative transient mains overvoltages are primarily destroyed in the series resistor Rl. Positive voltage peaks in the network only lead to an increased charging of the storage capacitor CS or limited by the Zener diode D2.
  • a transistor T1 which is driven by an NPN transistor T2 with a collector resistor R3, serves as the controlled switch.
  • a resistor R4 leads to ground from the base of the transistor T2 and a resistor R5 is connected via a Zener diode D4 and a further resistor R6 to the DC voltage point behind the rectifier diode D1.
  • the values of the resistors R3, R4, R5 and R6 can be on the order of 1 MOh, 100 kOhm, 500 kOhm and 100 kOhm, for example.
  • the Zener diode D4 can have a Zener voltage of 2.2 V and a capacitor Cl connecting the connection point between the resistor R6 and the Zener diode D4 to ground can have a value of, for example, 100 nF. This capacitor is intended to prevent false tripping in the event of brief mains faults.
  • the Zener diode D4 which is decisive for the voltage detector circuit, can have a Zener voltage of 33 V, for example, if a normal mains voltage of 230 V is assumed.
  • FIG. 5 shows a variant of the circuit shown in FIG. 4, the part which differs from the circuit according to FIG. 4 being shown in particular.
  • the switch Tl controlled by the voltage detector circuit which is characterized by the Zener diode D4
  • a small voltage on the storage capacitor CS which may not be sufficient for the operation of the lamps used, can be brought to an arbitrarily high value which is sufficient for the operation of the respective lamp.
  • the energy stored in the capacitor CS can be better used, since the step-up converter HSS can discharge the capacitor CS to very low voltages.
  • the use of the step-up converter can also largely utilize the remaining charge, which increases the lighting duration of the lamp.
  • light-emitting diodes represent a preferred embodiment of the light source, other light sources, such as incandescent lamps or gas discharge lamps, can also be used.
  • FIG. 6 shows such an embodiment, in which the series resistor consists of a series connection of a resistor R7 and a capacitor CV, the series resistor R6 being of the order of 50 kOhm and the capacitor of the order of 22 nF.
  • the series resistor consists of a series connection of a resistor R7 and a capacitor CV, the series resistor R6 being of the order of 50 kOhm and the capacitor of the order of 22 nF.
  • this version is only possible with an AC mains voltage, but it must be taken into account that, via the capacitor CV, mains disturbances of higher frequency can have detrimental effects on the circuit if it is not dimensioned appropriately voltage-proof.
  • FIG. 6 shows such an embodiment, in which the series resistor consists of a series connection of a resistor R7 and a capacitor CV, the series resistor R6 being of the order of 50 kOhm and the capacitor of the order of 22 nF.
  • a light-emitting diode DLA which serves to indicate the operating voltage
  • DLA can be in series with the protective diode D2 already known from FIG. 4.
  • the right part of the circuit can be designed as in FIG. 4 or in FIG. 5 and is not shown in detail.
  • the charging of the storage capacitor can also advantageously be carried out by means of a series regulator.
  • a series regulator such a variant is shown in FIG. 7, in which only the relevant part of the circuit is shown.
  • the right part of the circuit, not shown, can be designed such. 4 or FIG. 5.
  • the DC mains voltage is supplied to the circuit via a polarity reversal protection diode D6 and passes via a series transistor T4 and a resistor R9 to the storage capacitor, which here is connected in series as two storage capacitors CS1, CS2 with respective balancing resistors RIO and R11 is trained. If commercially available capacitors with 2.3 V and 10 F are used, a voltage of the order of 5 V is available for lighting purposes.
  • the series transistor T4 is connected in a known manner at its base via the voltage at the Zener diode D7 with its series resistor R8 regulated.
  • the zener diode has, for example, a zener voltage of 5V
  • its series resistor R8 has a value of 1 MOhm
  • the resistor R9 which serves as a negative feedback resistor, has a value of about 100 ohms. The latter resistor limits the charging process to an acceptable current, which depends on the load capacity of the series transistor T4 used.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Eine Notbeleuchtung mit einem elektrischen Leuchtmittel (DL1, DL2, DL3), welches bei Absinken einer Netzspannung unter einen vorgebbaren Wert an eine von der Netzspannung mittels einer Ladeschaltung aufladbare Energiequelle schaltbar ist, z. B. mittels eines elektronischen Schalters (T1), wobei die Energiequelle aus zumindest einem Speicherkondensator (CS; CS1, CS2) hoher Kapazität besteht und als Leuchtmittel Leuchtdioden vorgesehen sein können.

Description

NOTBELEUCHTUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Notbeleuchtung mit einem elektrischen Leuchtmittel, welches bei Absinken einer Netzspannung unter einen vorgebbaren Wert an eine von der Netzspannung mittels einer Ladeschaltung aufladbare Energiequelle schaltbar ist.
Notbeleuchtungen sollen bei einem Netzausfall für eine beschränkte Zeit und meist lokal beschränkt Licht abgeben, um z. B. eine Orientierungshilfe für Personen zu geben und um das Einleiten bestimmter Maßnahmen zu ermöglichen. Unter „Netz" sollen hier in erster Linie Wechselspannungsnetze mit z. B. 230 V betrachtet werden, jedoch auch Gleichspannungsnetze mit Spannungen von z. B. 24 oder 48 V.
Im Industriebereich und im öffentlichen Bereich sind Notbeleuchtungen oft gesetzlich vorgeschrieben, wobei vor allem Akkumulatoren zur Netzpufferung, beispielsweise von Leuchtstofflampen bei Notausgängen verwendet werden. Dazu ist anzumerken, dass die Verwendung von Akkumulatoren relativ teuer ist und häufige Wartung erfordert, sodass auf Notbeleuchtungen oft verzichtet wird, falls sie nicht vorgeschrieben sind.
Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist das spezifische Problem der Notbeleuchtung von bzw. in Schaltschränken. Vor allem im Haushaltsbereich werden Leitungsschutzschalter und Fehlerstromschalter relativ häufig ausgelöst, sei es auf rund von hausinternen Auslösebedingungen, sei es aufgrund von transienten Überspannungen im Netz. Ein solches Auslösen von Schutzschaltern führt, falls Tageslicht nicht vorhanden ist, zu einer mehr oder weniger planlosen Suche nach Taschenlampen, Feuerzeugen, Streichhölzern oder Kerzen, um den ausgelösten Schalter in dem Schaltschrank auffinden und rücksetzen zu können.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine einfache, kostengünstige und wartungsfreie Notbeleuchtung zu schaffen, die sich insbesondere für Schaltschränke etc, eignet.
Diese Aufgabe wird mit einer Notbeleuchtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß die Energiequelle aus zumindest einem Speicherkondensator hoher Kapazität besteht.
Die Notbeleuchtung nach der Erfindung ist praktisch wartungsfrei, billig und problemlos ohne irgendwelche Eingriffe in den Schaltschrank in einem solchen unterzubringen, wobei auch bei Unterbringung in einem genormten kleinen Gehäuse eine ausreichende Leuchtdauer gegeben ist. Wenngleich die Anschaltung des Kondensators an das Leuchtmittel auch über ein Relais erfolgen könnte, ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine Speicherkondensator über einen elektronischen Schalter an das Leuchtmittel schaltbar ist, wobei der Schalter von einer Netzspannungs-Detektionsschaltung gesteuert ist.
Da preiswerte Speicherkondensatoren sehr hoher Kapazität z. B. 22 Farad, oft nur geringe Betriebsspannungen aufweisen, die für manche Leuchtmittel zu gering ist, kann es vorteilhaft sein, wenn dem Leuchtmittel ein Hochsetzsteller vorgeschaltet ist. Wegen der geringen Spannung an dem Speicherkondensator ist es dabei vorteilhaft, wenn der Hochsetzsteller eine Ansteuer-/ Regelschaltung besitzt, dessen Betriebsspannung dem hochgesetzten Ausgang, an welchen das Leuchtmittel geschaltet ist, entnommen ist.
Zweckmäßig ist es weiters, wenn das Leuchtmittel zumindest eine Leuchtdiode aufweist, da Leuchtdioden neben einem hohen Wirkungsgrad auch eine sehr große Lebensdauer besitzen.
Eine einfache Ladeschaltung lässt sich dadurch realisieren, dass der zumindest eine Speicherkondensator über einen Vorwiderstand an der Netzspannung bzw. einer von diesen abgeleiteten Gleichspannung liegt und dem zumindest einen Kondensator ein Spannungsbegrenzer parallel geschaltet ist. Dabei kann der Vorwiderstand ein ohmscher Widerstand sein oder aber auch zumindest einen Kondensator enthalten.
Bei Wechselspannungsnetzen ist es zur einfachen Gewinnung einer Gleichspannung ratsam, wenn zwischen Vorwiderstand und dem zumindest einem Speicherkondensator eine Gleichrichterdiode liegt. Falls dabei der Verbindungspunkt zwischen Vorwiderstand und Gleichrichterdiode mit dem anderen Pol der Wechselspannung über eine Hilfsdiode verbunden ist, welche gegensinnig zur Gleichrichterdiode gepolt ist, erhält man einen einfachen Überspannungsschutz, da in diesem Fall Überspannungen in dem Vorwiderstand vernichtet werden, der spannungsfester als die Halbleiterbauelemente ist. Dabei ergibt sich eine einfach Möglichkeit zur Anzeige des Betriebszustands, wenn in Serie mit der Hilfsdiode eine Leuchtdiode zur Anzeige der Wechsel-Betriebsspannung geschaltet ist.
Insbesondere in Gleichspannungsnetzen niedriger Spannung kann das Aufladen des Speicherkondensators wirksam gesteuert werden, falls die Netzspannung bzw. im Falle einer Netzwechselspannung die gleichgerichtete Netzspannung über eine Spannungsregelschaltung zu dem zumindest einen Speicherkondensator geführt ist. Dabei weist die Spannungsregelschaltung zweckmäßigerweise einen mittels einer Zenerdiode geregelten Längstransistor auf. Der elektronische Schalter ist mit Vorteil ein Schalttransistor, in diesem Fall ist es günstig, wenn die Netzspannungs-Detektionsschaltung zum Vergleich einer aus der Netzspannung abgeleiteten Gleichspannung mit einer Referenzspannung eine Zenerdiode aufweist, über welche im normalen Betriebszustand ein Basisstrom in einen Treibertransistor des Schalttransistors fließt.
Die Notbeleuchtung nach der Erfindung kann sehr praxisgerecht für den Einsatz in Schalschränken realisiert werden, wenn ihre Schaltung innerhalb eines auf Hutschienen befestigbaren Gehäuses untergebracht ist, wobei das Licht des elektrischen Leuchtmittels über einen Lichtleiter aus dem Gehäuse geführt ist und mittels Prismen od. dgl. verteilt wir,d.
Die Erfindung samt weiterer Vorteil ist im folgenden anhand beispielsweiser Ausführungen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen
• Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung eine in ein hutschienentaugliches Gehäuse eingebaute
Notbeleuchtung nach der Erfindung,
• Fig. 2 in vergrößerter und schematischer Darstellung eine Innenansicht der Notbeleuchtung nach Fig. 1,
Θ Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Notbeleuchtung nach der Erfindung,
• Fig. 4 die Schaltung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Notbeleuchtung, o Fig. 5 eine Variante der Schaltung nach Fig. 4 mit einem Hochsetzsteller,
• Fig. 6 eine Variante der Schaltungen nach Fig. 4 oder 5 mit einem Vorschaltkondensator und
• Fig. 7 eine weitere Variante der Schaltungen nach Fig. 4 oder 5 mit einem Längsregeltran- sistor im Eingang.
Fig. 1 zeigt einen möglichen mechanischen Aufbau einer Notbeleuchtung nach der Erfindung, bei welchem sich die Schaltung der Notbeleuchtung in einem Gehäuse GEH befindet, welches hutschienentauglich ist, d. h. wie übliche Sicherungsautomaten oder Fehlstromschalter mit Hilfe einer Hutschiene HUS in einem Schaltschrank befestigt werden kann. Aus Fig. 2 geht hervor, dass sich die Schaltung der Notbeleuchtung auf einer Leiterplatte LPL befindet, die im Inneren des Gehäuses GEH untergebracht ist. Wesentliche Bauelemente, die später noch näher erläutert werden, sind hier zwei Speicherkondensatoren SP 1 und SP 2 sowie lichtemittierende Dioden LED, deren Licht über ein Acrylglasprisma APR in der gezeigten Weise im Wesentlichen normal zur Schaltschrankvorder- bzw. Hinterebene umgelenkt wird.
Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Schaltungsaufbau der erfindungsgemäßen Notbeleuchtung. Eine Netzspannung UN, entweder eine Wechselspannung von z. B. 230 V oder eine Gleichspannung von z. B. 14 oder 42 V wird einer Ladeschaltung LSA zugeführt, welche mit einem Speicherkondensator SPK verbunden ist. Zwischen einem Leuchtmittel LEM und dem Speicherkondensator SPK liegt ein gesteuerter Schalter SCH, der mit Hilfe eines Spannungsdetektors SPD das Leuchtmittel dann an den Speicherkondensator SPK schaltet, wenn die Netzspannung UN einen bestimmten Wert unterschritten hat. Der Begriff „Speicherkondensator" soll keine Einschränkung auf einen einzigen Kondensator bedeuten, sondern umfasst auch eine Kondensatorbank, bestehend aus mehreren parallel und/ oder in Serie geschalteten Einzelkondensatoren.
Eine vor allem für Netzwechselspannungen geeignete Schaltung einer Notbeleuchtung nach der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Eingangsspannung UN wird über einen Vorwiderstand Rl einer Gleichrichterdiode Dl zugeführt und gelangt hier über einen weiteren Widerstand R2 an eine Spannungsstabilisierende Zenerdiode D2, welcher ein Speicherkondensator CS parallel geschaltet ist. Auf diese Weise kann der Speicherkondensator CS aufgeladen werden, wobei praxistaugliche Werte, beispielsweise für Rl in der Größenordnung von 100 bis 200 kOhm, für Rl in der Größenordnung von 50 kOhm und für CS in der Größenordnung von 10 F bei z. B. 2,5 V liegen. Eine Schutzdiode D3, welche von dem Verbindungspunkt des Vorwiderstandes Rl und der Gleichrichterdiode Dl gegen Masse führt, bewirkt, dass negative transiente Netzüberspannungen in erster Linie in dem Vorwiderstand Rl vernichtet werden. Positive Spannungsspitzen im Netz führen lediglich zu einer verstärkten Aufladung des Speicherkondensators CS bzw. durch die Zenerdiode D2 begrenzt. Als gesteuerter Schalter dient ein Transistor Tl, welcher von einem NPN-Transistor T2 mit einem Kollektorwiderstand R3 angesteuert wird. Von der Basis des Transistors T2 führt ein Widerstand R4 gegen Masse und ein Widerstand R5 ist über eine Zenerdiode D4 und einen weiteren Widerstand R6 mit dem Gleichspannungspunkt hinter der Gleichrichterdiode Dl verbunden. Die Werte der Widerstände R3, R4, R5 und R6 können in der Größenordnung von beispielsweise 1 MOh , 100 kOhm, 500 kOhm bzw. 100 kOhm liegen. Die Zenerdiode D4 kann eine Zenerspannung von 2,2 V besitzen und ein den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R6 und der Zenerdiode D4 mit Masse verbindender Kondensator Cl kann einen Wert von beispielsweise 100 nF aufweisen. Dieser Kondensator soll Fehlauslösungen bei kurzzeitigen Netzstörungen verhindern. Die Zenerdiode D4, welche für die Spannungsdetektorschaltung maßgeblich ist, kann beispielsweise eine Zenerspannung von 33 V besitzen, wenn von einer üblichen Netzspannung von 230 V ausgegangen wird. Bei Abfall der Netzspannung unter einen bestimmten Wert, der durch die gezeigten Spannungsteiler und dem Wert der Zenerspannung der Diode D4 bestimmt ist, schaltet, gesteuert von dem Transistor D2 der Schalttransistor Tl durch und legt die an dem Speicherkondensator CS liegende Spannung von 2,2 V an mehrere, hier drei Leuchtdioden DLl, DL2, DL3, die je mit einem Vorwiderstand RL1, RL2, RL3 in Serie liegen.
Es ist ersichtlich, dass mit Hilfe einer Notbeleuchtung wie in den Fig. 1 bis 4 erläutert, bei Netzausfall beispielsweise ein Sicherungskasten über einen Zeitraum beleuchtet wird, der ausreicht, um Schalter wieder in ihre Ausgangsposition zu bringen, etc. Um die Dauerverluste klein zu halten, arbeitet man zweckmäßigerweise mit einem kleinen Ladestrom, der in Verbindung mit der hohen Kapazität des Speicherkondensators zu Ladezeiten im Bereich von Stunden führt. Die Spannungsdetektorschaltung soll sicherstellen, dass die Leuchtdioden nur dann zugeschaltet werden, wenn die Netzspannung einen eingestellten Wert unterschreite, z. B. 150 V. Bei Verwendung von beispielsweise 4 Leuchtdioden und einem Speicherkondensator mit einer Kapazität von 10 bis 20 Farad, lässt sich eine ausreichende Beleuchtung des Schaltschrankes über etwa 10 Minuten erreichen.
Fig. 5 zeigt eine Variante der in Fig. 4 gezeigten Schaltung, wobei vor allem jener Teil dargestellt ist, der von der Schaltung nach Fig. 4 abweicht. Der von der Spannungsdetektorschaltung, die durch die Zenerdiode D4 charakterisiert ist, gesteuerte Schalter Tl legt in diesem Fall die Spannung des Speicherkondensators an einen Hochsetzsteller bekannter Bauart, der hier aus einer Speicherinduktivität L, einem gesteuerten Schalter T3, einer Ansteuerschaltung AST für diesen Schalter, einer Gleichrichterdiode D5 sowie einem Speicherkondensator CL besteht. Mit Hilfe des Hochsetzstellers kann eine kleine, für den Betrieb der verwendeten Leuchtmittel möglicherweise nicht ausreichende Spannung an dem Speicherkondensator CS auf einen beliebig hohen Wert gebracht werden, der für den Betrieb des jeweiligen Leuchtmittels ausreicht. Dank des Hochsetzstellers lässt sich die in dem Kondensator CS gespeicherte Energie besser nutzen, da der Hochsetzsteller HSS den Kondensator CS bis zu sehr geringen Spannungen entladen kann. Dadurch fällt z. B. der bei Leuchtdioden vorhandene Schwelleneffekt (Mindestbetriebsspannung) weg. Unterhalb einer gewissen Spannung würde ohne Hochsetzsteller eine relativ große Restladung in dem Speicherkondensator verbleiben. Der Einsatz des Hochsetzstellers kann auch die Restladung weitestgehend verwerten, was die Leuchtdauer des Leuchtmittels erhöht. An dieser Stelle soll erwähnt werden, dass zwar Leuchtdioden eine bevorzugte Ausbildung des Leuchtmittels darstellen, dass jedoch auch andere Leuchtmitten, wie Glühlampen oder Gasentladungslampen zur Anwendung kommen können. Eine Möglichkeit zur Erhöhung des Ladestroms ohne Vergrößerung der Wirkverluste besteht darin, einen kapazitiven Vorwiderstand zu verwenden. Fig. 6 zeigt eine solche Ausführungsform, bei welcher der Vorwiderstand aus der Serienschaltung eines Widerstandes R7 und eines Kondensators CV besteht, wobei der Vorwiderstand R6 in der Größenordnung von 50 kOhm und der Kondensator in der Größenordnung von 22 nF liegen kann. Natürlich ist diese Ausführung nur bei einer Netzwechselspannung möglich, doch ist zu berücksichtigen, dass über den Kondensator CV Netzstörungen höherer Frequenz schädliche Auswirkungen auf die Schaltung haben können, falls diese nicht entsprechend spannungsfest dimensioniert ist. Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist weiters gezeigt, dass in Serie mit der bereits aus Fig. 4 bekannten Schutzdiode D2 eine Leuchtdiode DLA liegen kann, welche zur Betriebsspannungsanzeige dient. Der rechte Teil der Schaltung kann ausgeführt sein wie nach Fig. 4 oder nach Fig. 5 und ist nicht im Detail gezeigt.
Falls es sich bei der Netzspannung eine Gleichspannung z. B. 14, 42 oder 110 V handelt, kann zweckmäßigerweise die Aufladung des Speicherkondensators auch mittels eines Längsreglers erfolgen. Eine solche Variante zeigt Fig. 7, in welcher wiederum nur der liier maßgebliche Teil der Schaltung dargestellt ist. Der rechte, nicht gezeigte Teil der Schaltung kann ausgeführt sein wie z. B. nach Fig. 4 oder Fig. 5. Die Netzgleichspannung wird der Schaltung über eine Verpolschutzdiode D6 zugeführt und gelangt über einen Längstransistor T4 und einen Widerstand R9 zu dem Speicherkondensator, der hier als Serienschaltung zweier Speicherkondensatoren CS1, CS2 mit jeweiligen Symmetrierwiderständen RIO und Rll ausgebildet ist. Verwendet man handelsübliche Kondensatoren mit 2,3 V und 10 F, so erhält man eine für Beleuchtungszwecke zur Verfügung stehende Spannung in der Größenordnung von 5 V. Der Längstransistor T4 wird in bekannter Weise an seiner Basis über die Spannung an der Zenerdiode D7 mit ihrem Vorwiderstand R8 geregelt. Die Zenerdiode besitzt beispielsweise eine Zenerspannung von 5V, ihr Vorwiderstand R8 einen Wert von 1 MOhm und der Widerstand R9, der als Gegenkopplungswiderstand dient, einen Wert von etwa 100 Ohm. Der letztgenannte Widerstand begrenzt den Aufladevorgang auf einen vertretbaren Strom, der von der Belastbarkeit des verwendeten Längstransistors T4 abhängt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Notbeleuchtung mit einem elektrischen Leuchtmittel, welches bei Absinken einer Netzspannung unter einen vorgebbaren Wert an eine von der Netzspannung mittels einer Ladeschaltung aufladbare Energiequelle schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle aus zumindest einem Speicherkondensator (CS; CS1, CS2) hoher Kapazität besteht.
2. Notbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Speicherkondensator (CS; CS1, CS2) über einen elektronischen Schalter (SCH, Tl) an das Leuchtmittel (DLl, DL2, DL3) schaltbar ist, wobei der Schalter von einer Netzspan- nungs-Detektionsschaltung (SPD, D4) gesteuert ist.
3. Notbeleuchtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Leuchtmittel (DLl, DL2, DL3) ein Hochsetzsteller (HSS) vorgeschaltet ist.
4. Notbeleuchtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochsetzsteller eine Ansteuer-/ Regelschaltung (AST) besitzt, deren Betriebsspam ung dem hochgesetzten Ausgang, an welchen das Leuchtmittel (DLl, DL2, DL3) geschaltet ist, entnommen ist.
5. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel zumindest eine Leuchtdiode (DLl, DL2, DL3) aufweist.
6. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Speicherkondensator (CS; CS1, CS2) über einen Vorwiderstand (Rl; R7, CV) an der Netzspannung (UN) bzw. einer von dieser abgeleiteten Gleichspannung liegt und dem zumindest einen Kondensator ein Spannungsbegrenzer (D2) parallel geschaltet ist.
7. Notbeleuchtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand ein ohmscher Widerstand (Rl) ist.
8. Notbeleuchtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand zumindest einen Kondensator (CV) enthält.
9. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, zum Betrieb an einer Netzwechselspannung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorwiderstand (Rl) und dem zumindest einem Speicherkondensator (CS; CS1, CS2) eine Gleichrichterdiode (Dl) liegt.
10. Notbeleuchtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungspunkt zwischen Vorwiderstand (Rl) und Gleichrichterdiode (Dl) mit dem anderen Pol der Wechselspannung über eine Schutzdiode (D3) verbunden ist, welche gegensinnig zur Gleichrichterdiode (Dl) gepolt ist.
11. Notbeleuchtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie mit der Schutzdiode (D3) eine Leuchtdiode (LED) zur Anzeige der Wechsel-Betriebsspannung geschaltet ist.
12. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzspannung bzw. im Falle einer Netzwechselspannung die gleichgerichtete Netzspannung über eine Spannungsregelschaltung (T4, D7) zu dem zumindest einen Speicherkondensator (CS1, CS2) geführt ist.
13. Notbeleuchtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsregelschaltung einen mittels einer Zenerdiode (D7) geregelten Längstransistor (T4) aufweist.
14. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter ein Schalttransistor (Tl) ist.
15. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzspannungs-Detektionsschaltung (SPD) zum Vergleich einer aus der Netzspannung (UN) abgeleiteten Gleichspannung mit einer Referenzspannung eine Zenerdiode (D4) aufweist, über welche im normalen Betriebszustand ein Basisstrom in einen Treibertransistor (T2) des Schalttransistors (Tl) fließt.
16. Notbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Schaltung innerhalb eines auf Hutschienen befestigbaren Gehäuses (GEH) untergebracht ist, wobei das Licht des elektrischen Leuchtmittels über einen Lichtleiter aus dem Gehäuse geführt ist und mittels Prismen (APR) od. dgl. verteilt wird.
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