EP1721494B1 - Evg bzw. betriebsgerät für leuchtmittel mit programmierbarer oder konfigurierbarer steuereinheit - Google Patents

Evg bzw. betriebsgerät für leuchtmittel mit programmierbarer oder konfigurierbarer steuereinheit Download PDF

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EP1721494B1
EP1721494B1 EP20050715522 EP05715522A EP1721494B1 EP 1721494 B1 EP1721494 B1 EP 1721494B1 EP 20050715522 EP20050715522 EP 20050715522 EP 05715522 A EP05715522 A EP 05715522A EP 1721494 B1 EP1721494 B1 EP 1721494B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
operating device
programming
control unit
mains
ballast
Prior art date
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Active
Application number
EP20050715522
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1721494A1 (de
Inventor
Stefan Zudrell-Koch
Kai Arbinger
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.)
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonicatco GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1721494A1 publication Critical patent/EP1721494A1/de
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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
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/165—Controlling the light source following a pre-assigned programmed sequence; Logic control [LC]
    • 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
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • 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
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control

Definitions

  • the present invention relates to the field of control gear for lamps, wherein a control unit of the ballast or operating device external control information for programming or configuring the performance of the ballast or operating device can be fed and stored in a memory associated with the memory.
  • ECGs Electronic ballasts for operating lamps, in particular of gas discharge lamps are already well known.
  • the latest generation of ballasts are not only able to accurately monitor the performance of a lamp to be operated and ensure trouble-free lamp operation, but also have a data or communication port, via which they communicate with other ballasts or with central control devices can.
  • the transmitted data may also generally affect the performance of the ballast, for example, specify the output to the gas discharge lamp average power or set the preheat before ignition of the lamp.
  • ballasts just described which are designed for extensive data communication, but often also simpler designed ballasts are used, which are exclusively intended to operate the associated lamp according to a predetermined scheme.
  • the operating behavior of these ballasts is largely determined during production and can not be subsequently or only slightly influenced.
  • ballasts are not designed to communicate via corresponding data or communication connections with other participants of a lighting system or with a central control device or at least to receive data from these devices.
  • ballasts In order to open up the possibility in these simpler ballasts, at a later date, so after production at least to a certain extent to influence the performance, it is known to provide such ballasts with a configuration input.
  • passive configuration elements such as e.g. Resistors or the like can be connected, which influence a certain function of the ballast by their physical properties. For example, it is known to adjust the power supplied by the ballast to the lamp or to specify the duration of the preheat phase prior to ignition of the gas discharge lamp by the height of an external resistor connected to the configuration input.
  • Patent document US 4,523,128 A shows a ballast for gas discharge lamps with powerline technology, in which the control unit is functionally integrated in the network.
  • Patent document WO 00/35252 A shows a digital power controller for fluorescent lamps, comprising a gate array and a microprocessor that share functions in parallel, with fast sub-functions performed by the gate array and slower sub-functions by the microprocessor.
  • the circuits are provided with an automatic shutdown for the case when a high frequency ground fault is detected.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a novel way to influence the performance of an electronic ballast or a control gear for lighting.
  • the possibility should be opened of external control information for programming or configuring the operating behavior as far as possible simple manner to supply a control unit associated with the control unit, without requiring the arrangement of additional connections or inputs would be required.
  • connection lines which include a resistive voltage divider.
  • connection lines which include a resistive voltage divider.
  • the Connection also be magnetic, capacitive, optical or by means of a radio link.
  • the memory for storing the externally supplied control information is a nonvolatile memory.
  • the control unit has at least one logic circuit, for example a microprocessor, which is connected to the memory.
  • the transmission of the control information is preferably carried out in a period in which the ballast or operating device is inactive insofar as the lamp is not supplied with power in this period. After completion of the transmission of the control information then the lamp can be ignited and operated in the usual manner, the performance is determined by the previously transmitted control information.
  • a programming device is provided, which is designed to be connected to the network connections and / or the output connections of the ballast or operating device in order to transmit the control information to the control unit arranged in the ballast or operating device ,
  • this is a portable programming device, which can be taken by a user to the already installed ballasts / control gear.
  • the present invention also relates to a larger lighting arrangement, which has at least one lamp with an electronic ballast for operating a lamp or with an operating device for a lighting device and a programming device, which in the manner described above is adapted to transmit control information to the ballast or operating device and thus to influence its performance.
  • the subsequent transmission of control information is, moreover, also advantageous because it allows a lamp operation within a desired power window can be ensured. Often soft ballasts after their production of the specified target performance, which is due to unavoidable tolerances in the components used. By subsequently influencing, for example, the intermediate circuit voltage or the operating frequency of the supply voltage supplied to the load circuit with the lamp, such component tolerances can be taken into account and deviations in the output power corrected. Of particular importance in this context is the subsequent calibration of semiconductor light sources such as e.g. LED modules to ensure accurate color output.
  • FIG. 1 shows as an embodiment of an inventively designed electronic ballast for operating a gas discharge lamp.
  • the ballast is just one example of a bulb operating device.
  • the ballast 1 according to the invention is in FIG. 1 merely schematically reproduced with the components essential for the lamp operation, since the present invention can basically be used in all types of electronic ballasts for operating lamps.
  • Illustrated components are connected to the input terminals 5 of the ballast 1 rectifier 2 for rectifying the voltage applied to the terminals 5 AC supply voltage and an inverter 3, which converts the DC voltage obtained from the rectifier 2 into a high-frequency AC voltage and output voltage to output terminals 6 of the ballast. 1 forwarded to which in turn is connected to be operated by the ballast 1 lamp LA.
  • the other components that are usually provided in electronic ballasts, for example, various elements for harmonic filtering or a smoothing circuit for converting the rectified AC supply voltage into a DC voltage of certain height, are not shown because they are already known in their function and not further for the present invention are of importance.
  • present invention is not limited to use in electronic ballasts, but instead can be used generally in control gear for any lamps.
  • An essential component of the electronic ballast 1 with regard to the present invention is a control circuit 4, which can be supplied with commands from the outside and controls the operation of the operating device according to present commands and setpoints.
  • control unit controls the inverter 3 so that the output from the inverter 3 operating voltage for the lamp LA.
  • the control unit 4 generates for this purpose Control information and transmits it to the inverter 3, which may have, for example, a half-bridge arrangement of two controllable switches.
  • the lamp - which may in particular be a gas discharge lamp - operated in the desired manner, in particular first preheated, ignited and supplied with a predetermined power.
  • a memory 4a which may be functionally connected to the control unit 4 or - as shown - is part of the control unit 4.
  • This memory is preferably a nonvolatile memory.
  • the control unit 4 in turn preferably includes a microprocessor ⁇ C, which can access the memory 4a and is responsible for the generation of the corresponding control signals for controlling the inverter 3.
  • microprocessor ⁇ C instead of the microprocessor ⁇ C, a different logic circuit could be used, which takes over the required control tasks.
  • the operating behavior of the illustrated electronic ballast 1 can be changed or adapted by changing or updating the information contained in the memory 4a. So far, it was known to provide an additional control input to the ballast 1, which was connected to the control unit 4 and the memory 4a and could be transmitted via the then corresponding data to the control unit 4.
  • this additional input is now omitted.
  • already existing connections of the ballast 1 are used as a programming input.
  • the output terminals 6 are used, which are connected to the control unit 4 via corresponding connection lines as well as a voltage divider consisting of two resistors R1 and R2.
  • R1 and R2 As in FIG. 1
  • an external programming device 10 which transmits corresponding control information Vprog to the control unit 4.
  • the connection can be made directly to the output of the inverter 3, but it would also be conceivable to connect the programming device 10 to the coil contacts of the lamp LA.
  • the external programmer 10 is designed to be portable and may be adapted to be connected to the various ballasts of a lighting system to subsequently configure or program the devices.
  • the control information transmitted from the external programmer 10 is stored in the memory 4a of FIG Stored control unit 4 and set the performance of the ballast 1 fixed.
  • the data may include information regarding the power supplied by the ballast 1 to the lamp LA. It is possible to externally specify a desired power or operating frequency at which the lamp LA is to operate. As a result, it is possible, in particular, to compensate later for building tolerances occurring during the production of the ballast 1 and thus to ensure that all the lamps are operated at the required or optimum power. Another possibility is to influence the preheating time of the lamps by means of the external control information or to adapt the power to a newly connected lamp type.
  • LEDs or LED modules Another important field of application of the present invention is the control of LEDs or LED modules.
  • Such semiconductor light sources usually have to be calibrated after their placement in order to ensure a light output in the desired color. This is especially important with LEDs, as the power with which the LEDs are operated has a direct effect on the color of the emitted light.
  • an operating device for operating LEDs according to the present invention it is now possible to carry out the required calibration in a simple manner after the LED modules have been fitted.
  • the required operating data can be transmitted according to the invention in a simple manner to the operating device.
  • the essential advantage of the solution according to the invention is that no additional programming or configuration input is required, but instead the already existing connections of the operating device 1, usually as terminal contacts are trained to be used.
  • the input terminals 5 are used as a programming input, it must be ensured that the current required for operating the control unit and / or writing to the memory 4a is still made available. This could be done, for example, by the programming device providing the required energy in this case.
  • the use of an internal battery or a rechargeable battery in the ballast or operating device would be conceivable. In both cases, the operating device could also be programmed in an offline state or with the power switched off.
  • the power supply only has to be sufficient to operate the electronics (control unit, memory, etc.). However, in this programming mode, no power is delivered to connected light means, so that the supply voltage can be lower, that is during actual operation.
  • the supply voltage can also be used in programming mode DC voltage instead of the usual for the light bulb operation AC voltage.
  • the programming commands are modulated onto a supply voltage.
  • the control unit is functionally disconnected from the network. For example. Filtering generally ensures that even high levels of modulation applied to the mains connections can not be reflected back to the mains supply.
  • the transmission of the external control information is preferably carried out in a period in which the lamp LA is not in operation. Only after the data transfer is completed can then a lamp start be made and the lamp operated under the conditions determined by the transmitting control information.
  • the present invention thus makes it possible in a simple manner subsequently, i. after the manufacture of the ballast or control gear to be able to influence its performance.
  • no additional programming input is provided, so that the ballast or operating device can be included in a previously known manner in a housing.
  • also for programming for example.
  • GGGF Can a software change even be executed centrally.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Betriebsgeräte für Leuchtmittel, wobei einer Steuereinheit des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts externe Steuerinformationen zum Programmieren oder Konfigurieren des Betriebsverhaltens des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts zuführbar und in einem der Steuereinheit zugeordneten Speicher speicherbar sind.
  • Elektronische Vorschaltgeräte (EVGs) zum Betreiben von Lampen, insbesondere von Gasentladungslampen sind bereits hinlänglich bekannt. Vorschaltgeräte der neuesten Generation sind dabei nicht nur in der Lage, das Betriebsverhalten einer zu betreibenden Lampe genau zu überwachen und einen störungsfreien Lampenbetrieb sicherzustellen, sondern weisen darüber hinaus auch einen Daten- oder Kommunikationsanschluß auf, über den sie mit weiteren Vorschaltgeräten oder mit zentralen Steuereinrichtungen kommunizieren können. Hierdurch besteht beispielsweise die Möglichkeit, den Vorschaltgeräten Helligkeitsbefehle für die anzusteuernden Lampen zu übermitteln. Darüber hinaus können die übermittelten Daten auch allgemein das Betriebsverhalten des Vorschaltgeräts beeinflussen, beispielsweise die an die Gasentladungslampe abzugebende Durchschnittsleistung vorgeben oder die Vorheizdauer vor einer Zündung der Lampe festlegen.
  • Neben diesen soeben beschriebenen Vorschaltgeräten, die für eine umfangreiche Datenkommunikation ausgelegt sind, kommen allerdings vielfach auch einfacher ausgestaltete Vorschaltgeräte zum Einsatz, die ausschließlich dazu vorgesehen sind, die zugeordnete Lampe entsprechend einem vorgegebenen Schema zu betreiben. Das Betriebsverhalten dieser Vorschaltgeräte wird bereits während der Herstellung weitestgehend festgelegt und kann nachträglich nicht oder nur geringfügig beeinflußt werden. Insbesondere sind derartige Vorschaltgeräte nicht dazu ausgelegt, über entsprechende Daten- oder Kommunikationsanschlüsse mit anderen Teilnehmern eines Beleuchtungssystems oder mit einer zentralen Steuereinrichtung zu kommunizieren bzw. zumindest Daten von diesen Geräten zu empfangen.
  • Um auch bei diesen einfacheren Vorschaltgeräten die Möglichkeit zu eröffnen, zu einem späteren Zeitpunkt, also nach der Herstellung noch zumindest zu einem gewissen Grad das Betriebsverhalten beeinflussen zu können, ist es bekannt, derartige Vorschaltgeräte mit einem Konfigurierungseingang zu versehen. An diesen Konfigurierungseingang können dann passive Konfigurierungselemente wie z.B. Widerstände oder dergleichen angeschlossen werden, welche durch ihre physikalischen Eigenschaften eine bestimmte Funktion des Vorschaltgeräts beeinflussen. Beispielsweise ist es bekannt, durch die Höhe eines an den Konfigurierungseingang angeschlossenen externen Widerstands die Leistung, die von dem Vorschaltgerät an die Lampe abgegeben wird, einzustellen oder die Dauer der Vorheizphase vor einer Zündung der Gasentladungslampe vorzugeben.
  • Durch die Anordnung eines zusätzlichen Konfigurierungseingangs wird der Aufwand zur Herstellung des elektronischen Vorschaltgeräts allerdings wiederum erhöht. Ferner sind die Möglichkeiten, das Betriebsverhalten des Vorschaltgeräts mit Hilfe eines derartigen Konfigurierungseingangs zu beeinflussen, begrenzt. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass üblicherweise elektronische Vorschaltgeräte vollständig in ein Gehäuse eingeschlossen werden, welches lediglich die Anschlüsse zur Stromversorgung des Vorschaltgeräte sowie die Anschlüsse für die Lampe aufweist. Bei dieser sehr kompakten Ausgestaltung sind ergänzende Anschlüsse oder Eingänge nicht vorgesehen, weshalb eine nachträgliche Beeinflussung des Betriebsverhaltens nicht möglich ist.
  • Die soeben geschilderten Problemen betreffen nicht nur elektronische Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen sondern allgemein Betriebsgeräte für Leuchtmittel. Auch bei anderen Leuchtmitteln wie z.B. Glühlampen, Halogenlampen oder LEDs ist es oftmals gewünscht oder sogar erforderlich, das Betriebsverhalten des Geräts nachträglich beeinflussen zu können (oder einen nachträglich erkannten Fehler in der Software des Betriebsgeräts nachträglich ohne Ausbau und zentral korrigieren zu können). Ein besonders wichtiges Anwendungsbeispiel ist dabei der Einsatz von LEDs oder LED-Modulen, da diese Lichtquellen zur Realisierung einer genauen Farbausgabe nach ihrer Bestückung noch kalibriert werden müssen, was in der Regel durch die Übermittlung entsprechender Konfiguerierungsdaten erfolgt.
  • Patentdokument US 4,523,128 A zeigt ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen mit Powerline-Technik, bei dem die Steuereinheit funktionell im Netz integriert ist.
  • Patentdokument WO 00/35252 A zeigt einen digitalen Leistungssteller für Fluoreszenzlampen, aufweisend eine Gatteranordnung und einen Mikroprozessor, die parallel Funktionen teilen, wobei schnelle Unterfunktionen durch die Gatteranordnung und langsamere Unterfunktionen durch den Mikroprozessor ausgeführt werden. Die Stromkreise sind mit einer automatisch Abschaltung für den Fall versehen, wenn ein hochfrequenter Erdschluss ermittelt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Möglichkeit anzugeben, das Betriebsverhalten eines elektronischen Vorschaltgeräts oder eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel zu beeinflussen. Insbesondere soll die Möglichkeit eröffnet werden, externe Steuerinformationen zum Programmieren oder Konfigurieren des Betriebsverhaltens auf möglichst einfache Weise einer dem Betriebsgerät zugeordneten Steuereinheit zuzuführen, ohne dass hierfür die Anordnung zusätzlicher Anschlüsse oder Eingänge erforderlich wäre.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung besonders vorteilhaft weiter.
  • Ein Gedanke der vorliegenden Erfindung ist es, als Programmiereingang, über den externe Steuerinformationen einer in dem Vorschaltgerät bzw. Betriebsgerät angeordneten Steuereinheit zugeführt werden können, die Netzanschlüsse zur Stromversorgung des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts und/oder die Ausgangsanschlüsse, welche üblicherweise dazu vorgesehen sind, einer Lampe eine entsprechende Betriebsspannung zuzuführen, zu nutzen, wozu die Netz- bzw. die Ausgangsanschlüsse intern mit der Steuereinheit verbunden sind. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung ist somit kein zusätzlicher Konfigurierungseingang oder Dateneingang erforderlich, da die bereits vorhandenen Anschlüsse des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts für den Datenempfang verwendet werden. Es besteht hierdurch auf sehr einfache Weise die Möglichkeit, Daten an die Steuereinheit zu übermitteln, welche in einem der Steuereinheit zugeordneten Speicher abgelegt werden, wobei die Daten dann das Betriebsverhalten des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts beeinflussen, beispielsweise bestimmte Betriebsparameter vorgeben oder Betriebsabläufe definieren.
  • Die interne Verbindung zwischen den als Programmiereingang dienenden Netzanschlüssen und/oder Ausgangsanschlüssen mit der Steuereinheit kann beispielsweise über Verbindungsleitungen erfolgen, welche einen resistiven Spannungsteiler beinhalten. Alternativ dazu könnte die Verbindung allerdings auch magnetisch, kapazitiv, optisch oder mittels einer Funkverbindung erfolgen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Speicher zum Speichern der extern zugeführten Steuerinformationen um einen nichtflüchtigen Speicher. Die Steuereinheit weist zumindest eine Logik-Schaltung, beispielsweise einen Mikroprozessor auf, welche mit dem Speicher verbunden ist.
  • Die Übermittlung der Steuerinformationen erfolgt vorzugsweise in einem Zeitraum, in dem das Vorschaltgerät bzw. Betriebsgerät insofern inaktiv ist, als die Lampe in diesem Zeitraum nicht mit Strom versorgt wird. Nach Abschluß der Übermittlung der Steuerinformationen kann dann die Lampe in der üblichen Weise gezündet und betrieben werden, wobei das Betriebsverhalten durch die zuvor übermittelten Steuerinformationen festgelegt ist.
  • Zur Übermittlung der Steuerinformationen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Programmiergerät vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, an die Netzanschlüsse und/oder die Ausgangsanschlüsse des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts angeschlossen zu werden, um die Steuerinformationen an die in dem Vorschaltgerät bzw. Betriebsgerät angeordnete Steuereinheit zu übermitteln. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um ein tragbares Programmiergerät, welches von einem Benutzer zu den bereits installierten Vorschaltgeräten / Betriebsgeräten mitgenommen werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft dementsprechend auch eine größere Beleuchtungsanordnung, welche zumindest eine Leuchte mit einem elektronischen Vorschaltgerät zum Betreiben einer Lampe bzw. mit einem Betriebsgerät für ein Leuchtmittel sowie ein Programmiergerät aufweist, welches in der oben beschriebenen Weise dazu ausgebildet ist, Steuerinformationen an das Vorschaltgerät bzw. Betriebsgerät zu übermitteln und damit dessen Betriebsverhalten zu beeinflussen.
  • Die nachträgliche Übermittlung von Steuerinformationen ist im Übrigen auch deshalb von Vorteil, da hierdurch ein Lampenbetrieb innerhalb eines gewünschten Leistungsfensters sichergestellt werden kann. Oftmals weichen Vorschaltgeräte nach ihrer Herstellung von der vorgegebenen Solleistung ab, was auf nicht zu vermeidende Toleranzen in den verwendeten Bauteilen zurückzuführen ist. Durch eine nachträgliche Beeinflussung beispielsweise der Zwischenkreisspannung oder der Betriebsfrequenz der dem Lastkreis mit der Lampe zugeführten Versorgungsspannung können derartige Bauteiltoleranzen berücksichtigt und Abweichungen in der abgegebenen Leistung korrigiert werden. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang auch die nachträgliche Kalibrierung von Halbleiterlichtquellen wie z.B. LED-Modulen, um hierdurch eine genaue Farbabgabe sicherzustellen.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Die einzige Figur 1 zeigt dabei als Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäß ausgestaltetes elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe. Das Vorschaltgerät ist dabei nur ein Beispiel für ein Leuchtmittel-Betriebsgerät.
  • Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät 1 ist in Figur 1 lediglich schematisch mit den für den Lampenbetrieb wesentlichen Komponenten wiedergegeben, da die vorliegende Erfindung grundsätzlich bei allen Arten von elektronischen Vorschaltgeräten zum Betreiben von Lampen Verwendung finden kann.
  • Dargestellte Bestandteile sind ein mit den Eingangsanschlüssen 5 des Vorschaltgeräts 1 verbundener Gleichrichter 2 zum Gleichrichten der an den Anschlüssen 5 anliegenden Versorgungswechselspannung sowie ein Wechselrichter 3, der die von dem Gleichrichter 2 erhaltene Gleichspannung in eine hochfrequente Wechselspannung umsetzt und als Ausgangsspannung an Ausgangsanschlüsse 6 des Vorschaltgeräts 1 weiterleitet, an welche wiederum die von dem Vorschaltgerät 1 zu betreibende Lampe LA angeschlossen ist. Die weiteren Komponenten, die üblicherweise in elektronischen Vorschaltgeräten vorgesehen sind, beispielsweise diverse Elemente zur Oberwellenfilterung oder eine Glättungsschaltung zum Umsetzen der gleichgerichteten Versorgungswechselspannung in eine Gleichspannung bestimmter Höhe, sind nicht dargestellt, da sie in ihrer Funktion bereits bekannt sind und für die vorliegende Erfindung nicht weiter von Bedeutung sind.
  • Ferner ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung auch nicht auf den Einsatz bei elektronischen Vorschaltgeräten beschränkt ist, sondern stattdessen allgemein bei Betriebsgeräten für beliebige Leuchtmittel zum Einsatz kommen kann.
  • Eine wesentliche Komponente des elektronischen Vorschaltgeräts 1 im Hinblick auf die vorliegende Erfindung ist eine Steuerschaltung 4, der Befehle von Aussen zugeführt werden können und die den Betrieb des Betriebsgeräts gemäss vorliegenden Befehlen und Sollwerten steuert.
  • Im dargestellten Beispiel steuert die Steuereinheit den Wechselrichter 3 damit die von dem Wechselrichter 3 abgegebene Betriebsspannung für die Lampe LA. Die Steuereinheit 4 erzeugt hierzu entsprechende Steuerinformationen und übermittelt diese an den Wechselrichter 3, der beispielsweise eine Halbbrückenanordnung aus zwei steuerbaren Schaltern aufweisen kann. Durch eine entsprechende Beeinflussung der Schaltfrequenzen kann die Lampe - bei der es sich insbesondere um eine Gasentladungslampe handeln kann - in gewünschter Weise betrieben, insbesondere zunächst vorgeheizt, gezündet und mit einer vorgegebenen Leistung versorgt werden.
  • Entsprechende Informationen, die das Verhalten der Steuereinheit 4 und damit des Vorschaltgeräts 1 insgesamt beeinflussen, sind in einem Speicher 4a enthalten, der mit der Steuereinheit 4 funktionell verbunden sein kann oder - wie dargestellt - Bestandteil der Steuereinheit 4 ist. Bei diesem Speicher handelt es sich vorzugsweise um einen nichtflüchtigen Speicher. Die Steuereinheit 4 wiederum beinhaltet vorzugsweise einen Mikroprozessor µC, der auf den Speicher 4a zugreifen kann und für die Erzeugung der entsprechenden Steuersignale zur Ansteuerung des Wechselrichters 3 zuständig ist.
  • Anzumerken ist, dass anstelle des Mikroprozessors µC auch eine andere Logik-Schaltung zum Einsatz kommen könnte, welche die erforderlichen Steueraufgaben übernimmt.
  • Das Betriebsverhalten des dargestellten elektronischen Vorschaltgeräts 1 kann dadurch verändert bzw. angepasst werden, dass die in dem Speicher 4a enthaltenen Informationen geändert oder aktualisiert werden. Bislang war es bekannt, hierfür einen zusätzlichen Steuereingang an dem Vorschaltgerät 1 vorzusehen, der mit der Steuereinheit 4 bzw. dem Speicher 4a verbunden war und über den dann entsprechende Daten an die Steuereinheit 4 übermittelt werden konnten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird allerdings nunmehr auf diesen zusätzlichen Eingang verzichtet. Stattdessen werden als Programmiereingang bereits vorhandenen Anschlüsse des Vorschaltgeräts 1 genutzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden insbesondere die Ausgangsanschlüsse 6 genutzt, die über entsprechende Verbindungsleitungen sowie einen aus zwei Widerständen R1 und R2 bestehenden Spannungsteiler mit der Steuereinheit 4 verbunden sind. Wie in Figur 1 dargestellt ist, besteht somit nunmehr die Möglichkeit, an die Ausgangsanschlüsse 6 des Vorschaltgeräts 1 ein externes Programmiergerät 10 anzuschließen, welches entsprechende Steuerinformationen Vprog an die Steuereinheit 4 übermittelt. Der Anschluß kann dabei unmittelbar an den Ausgang des Wechselrichters 3 erfolgen, es wäre allerdings auch denkbar, das Programmiergerät 10 an die Wendelkontakte der Lampe LA anzuschließen.
  • Anstelle der dargestellten Verbindung zwischen den Ausgangsanschlüssen 6 und der Steuereinheit 4 mittels der dargestellten Verbindungsleitungen und dem resistiven Spannungsteiler könnte auch vorgesehen sein, die Verbindung durch eine magnetische, kapazitive oder optische Koppelung zu realisieren. Ferner wäre auch denkbar, intern die Steuerinformationen von den Ausgangsanschlüssen 6 an die Steuereinheit 4 mittels einer Funkverbindung zu übertragen.
  • Das externe Programmiergerät 10 ist insbesondere tragbar ausgestaltet und kann dazu vorgesehen sein, an die verschiedenen Vorschaltgeräte eines Beleuchtungssystems angeschlossen zu werden, um die Geräte nachträglich zu konfigurieren oder zu programmieren.
  • Die von dem externen Programmiergerät 10 übermittelten Steuerinformationen werden in dem Speicher 4a der Steuereinheit 4 abgelegt und legen das Betriebsverhalten des Vorschaltgeräts 1 fest. Insbesondere können die Daten Informationen hinsichtlich der von dem Vorschaltgerät 1 der Lampe LA zugeführten Leistung beinhalten. Dabei besteht die Möglichkeit, extern eine gewünschte Leistung oder Betriebsfrequenz vorzugeben, bei der die Lampe LA zu betreiben ist. Hierdurch besteht insbesondere die Möglichkeit, während der Herstellung des Vorschaltgeräts 1 auftretende Bautoleranzen nachträglich auszugleichen und damit sicherzustellen, dass alle Lampen bei der erforderlichen bzw. optimalen Leistung betrieben werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch die externen Steuerinformationen die Vorheizzeit der Lampen zu beeinflussen oder die Leistung an einen neu angeschlossenen Lampentyp anzupassen.
  • Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Ansteuerung von LEDs bzw. LED-Modulen. Derartige Halbleiterlichtquellen müssen nach ihrer Bestückung in der Regel noch kalibriert werden, um eine Lichtabgabe in der gewünschten Farbe sicherzustellen. Dies ist bei LEDs besonders wichtig, da die Leistung, mit der die LEDs betrieben werden, sich unmittelbar auf die Farbe des abgegebenen Lichts auswirkt. Bei einem Betriebsgerät zum Betreiben von LEDs entsprechend der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr die Möglichkeit, die erforderliche Kalibrierung in einfacher Weise nach Bestückung der LED-Module durchzuführen. Die erforderlichen Betriebsdaten können erfindungsgemäß in einfacher Weise an das Betriebsgerät übermittelt werden.
  • Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass kein zusätzlicher Programmier- oder Konfigurierungseingang erforderlich ist, sondern stattdessen die bereits vorhandenen Anschlüsse des Betriebsgeräts 1, die üblicherweise als Klemmkontakte ausgebildet sind, genutzt werden.
  • Dabei besteht alternativ oder zusätzlich zu der dargestellten Ausführungsform, in der die Ausgangsanschlüsse 6 des Vorschaltgeräts 1 als Programmiereingang genutzt werden, auch die - gestrichelt dargestellte - Möglichkeit, die Eingangsanschlüsse 5, an denen üblicherweise die Versorgungswechselspannung für das Vorschaltgerät 1 anliegt, als Programmiereingang zu nutzen. Der Vorteil der dargestellten Variante, bei der als Programmiereingang die Ausgangsanschlüsse 6 verwendet werden, besteht darin, dass in diesem Fall gleichzeitig das Vorschaltgerät 1 in üblicher Weise mit Strom versorgt werden kann.
  • Werden hingegen die Eingangsanschlüsse 5 als Programmiereingang genutzt, so muß sichergestellt werden, dass der zum Betrieb der Steuereinheit und/oder Beschreiben des Speichers 4a erforderliche Strom weiterhin zur Verfügung gestellt wird. Dies könnte beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Programmiergerät in diesem Fall die erforderliche Energie zur Verfügung stellt. Auch die Nutzung einer internen Batterie bzw. eines Akkumulators in dem Vorschaltgerät bzw. Betriebsgerät wäre denkbar. In beiden Fällen könnte das Betriebsgerät auch in einem Offline-Zustand bzw. bei abgeschaltetem Netz programmiert werden.
  • Während der Programmierung muss die Spannungsversorgung lediglich ausreichen, um die Elektronik (Steuereinheit, Speicher etc.) betrieben zu können. Es wird aber in diesem Programmiermodus keine Leistung an angeschlossene Leichtmittel abgegeben, so dass die Versorgungsspannung niedriger sein kann also beim eigentlichen Betrieb. Die Versorgungsspannung kann im Programmiermodus auch eine Gleichspannung anstelle der für den Leuchtmittelbetrieb üblichen Wechselspannung sein.
  • Vorstellbar ist auch, dass die Programmierbefehle auf eine Versorgungsspannung aufmoduliert werden. Um die engen Modulationspegel-Limitierungen bei der sogenannten Powerline-Technik überschreiten zu können, ist die Steuereinheit funktionell vom Netz getrennt. Bspw. durch Filterung ist allgemein sichergestellt, dass auch hohe, an die Netzanschlüsse angelegte Modulationspegel nicht auf die Netzversorgung zurückstrahlen können.
  • Die Übermittlung der externen Steuerinformationen erfolgt vorzugsweise in einem Zeitraum, in dem die Lampe LA nicht in Betrieb ist. Erst nachdem der Datentransfer abgeschlossen ist, kann dann ein Lampenstart durchgeführt und die Lampe unter den Bedingungen, die durch die übermittelnden Steuerinformationen festgelegt werden, betrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung gestattet es somit, auf einfache Weise nachträglich, d.h. nach der Herstellung des Vorschaltgeräts bzw. Betriebsgeräts, Einfluß auf dessen Betriebsverhalten nehmen zu können. Hierfür ist kein zusätzlicher Programmiereingang vorzusehen, so dass das Vorschaltgerät bzw. Betriebsgerät in bislang bekannter Weise in ein Gehäuse eingeschlossen werden kann. Somit ist auch zur Programmierung, bspw. bei einer Software-Änderung oder Fehlerbehebung kein Ausbau des Geräts notwendig. Gggf. Kann eine Software-Änderung sogar zentral ausgeführt werden.

Claims (27)

  1. Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend
    - Netzanschlüsse (5) zum Anschließen des Betriebsgeräts an eine Stromversorgung,
    - Ausgangsanschlüsse (6) zum Anschließen von Leuchtmitteln an das Vorschaltgerät (1) bzw. Betriebsgerät sowie
    - eine Steuereinheit (4) zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs von an Ausgangsanschlüssen angeschlossenen Leuchtmitteln,
    wobei der Steuereinheit (4) über einen Programmiereingang externe Steuerinformationen (Vprog) zum Programmieren oder Konfigurieren des Betriebsverhaltens des Betriebsgeräts zuführbar und in einem der Steuereinheit (4) zugeordneten Speicher (4a) speicherbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Programmiereingang durch die Netzanschlüsse (5) und/oder die Ausgangsanschlüsse (6) des Betriebsgeräts gebildet ist, wobei zumindest im Falle der Nutzung der Netzanschlüsse (5) als Programmiereingang die Steuereinheit (4) funktionell vom Netz getrennt ist.
  2. Betriebsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den Programmiereingang bildenden Netzanschlüsse (5) und/oder Ausgangsanschlüsse (6) über Verbindungsleitungen mit der Steuereinheit (4) verbunden sind.
  3. Betriebsgerät nach Anspruch 2,
    dadurch gekenntzeichnet,
    dass die Verbindungsleitungen einen Spannungsteiler (R1, R2) aufweisen.
  4. Betriebsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den Programmiereingang bildenden Netzanschlüsse (5) und/oder Ausgangsanschlüsse (6) magnetisch mit der Steuereinheit (4) gekoppelt sind.
  5. Betriebsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den Programmiereingang bildenden Netzanschlüsse (5) und/oder Ausgangsanschlüsse (6) kapazitiv mit der Steuereinheit (4) gekoppelt sind.
  6. Betriebsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den Programmiereingang bildenden Netzanschlüsse (5) und/oder Ausgangsanschlüsse (6) optisch mit der Steuereinheit (4) gekoppelt sind.
  7. Betriebsgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den Programmiereingang bildenden Netzanschlüsse (5) und/oder Ausgangsanschlüsse (6) über eine Funkverbindung mit der Steuereinheit (4) gekoppelt sind.
  8. Betriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Speicher (4a) zum Speichern der extern zugeführten Steuerinformationen ein nichtflüchtiger Speicher ist.
  9. Betriebsgerät nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinheit (4) eine Logik-Schaltung, insbesondere einen Mikroprozessor (µC) aufweist, welche mit dem Speicher (4a) verbunden ist.
  10. Betriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Vorschaltgerät (1) bzw. Betriebsgerät von einem Gehäuse umschlossen ist, wobei die Netzanschlüsse (5) und die Ausgangsanschlüsse (6) durch Klemmkontakte gebildet sind.
  11. Betriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein externes Programmiergerät (10) zum Übermitteln der Steuerinformationen an die Wendelkontakte der Lampe (LA) oder Lichtquelle oder an die Netzanschlüsse (5) des Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts anschließbar ist.
  12. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein externes Programmiergerät (10) zum Übermitteln der Steuerinformationen an einen Wechselrichter (3) des Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts zum Erzeugen einer Versorgungswechselspannung für die Lampe (LA) order Lichtquelle anschließbar ist.
  13. Betriebsgerät nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das externe Programmiergerät (10) während der Übermittlung der externen Steuerinformationen (Vprog) zugleich eine Stromversorgungsquelle für das Vorschaltgerät (1) bzw. Betriebsgerät bildet.
  14. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Vorschaltgerät (1) bzw. Betriebsgerät eine Batterie oder einen Akkumulator zur Stromversorgung während der Übermittlung der externen Steuerinformationen (Vprog) aufweist.
  15. Betriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die externen Steuerinformationen die Ausgangsleistung des Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts vorgeben.
  16. Programmiergerät (10) zum Programmieren oder Konfigurieren des Betriebsverhaltens eines elektronischen Vorschaltgeräts (1) zum Betreiben einer Lampe (LA) bzw. eines Betriebsgeräts für Lichtquellen,
    wobei das Programmiergerät (10) zum Verbinden mit Netzanschlüssen (5) und/oder Ausgangsanschlüssen (6) des Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts vorgesehen ist, um Steuerinformationen (Vprog) an eine in dem Vorschaltgerät (1) bzw. Betriebsgerät vorgesehene Steuereinheit (4) zu übermitteln und
    wobei zumindest im Falle der Nutzung der Netzanschlüsse (5) als Programmiereingang die Steuereinheit (4) funktionell vom Netz getrennt ist.
  17. Programmiergerät (10) nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dieses tragbar ist.
  18. Beleuchtungssystem, aufweisend
    a)mindestens eine Leuchte mit einem elektronischen Vorschaltgerät (1) zum Betreiben einer Lampe (LA) bzw. einem Betriebsgerät für Leuchtmittel, welches
    - Netzanschlüsse (5) zum Anschließen des Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts an eine Stromversorgungsquelle,
    - Ausgangsanschlüsse (6) zum Anschließen einer Lampe (LA) oder Lichtquelle an das Vorschaltgerät (1) bzw. Betriebsgerät sowie
    - eine Steuereinheit (4) zur Steuerung und/oder Regelung einer der Lampe (LA) oder Lichtquelle über die Ausgangsanschlüsse (6) zugeführten Betriebsspannung
    aufweist, sowie
    b)ein Programmiergerät (10) zum Programmieren oder Konfigurieren des Betriebsverhaltens des elektronischen Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts, wobei das Programmiergerät (10) zum Verbinden mit den Netzanschlüssen (5) und/oder den Ausgangsanschlüssen (6) des Vorschaltgeräts (1) bzw. Betriebsgeräts vorgesehen ist, um der Steuereinheit (4) externe Steuerinformationen (Vprog) zu übermitteln, wobei zumindest im Falle der Nutzung der Netzanschlüsse (5) als Programmiereingang die Steuereinheit (4) funktionell vom Netz getrennt ist.
  19. Verfahren zum Programmieren oder Konfigurieren des Betriebsverhaltens eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel,
    wobei das Betriebsgerät aufweist
    - Netzanschlüsse (5) zum Anschließen des Betriebsgeräts an eine Stromversorgungsquelle,
    - Ausgangsanschlüsse (6) zum Anschließen von Leuchtmitteln an das Betriebsgerät sowie
    - eine Steuereinheit (4) zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs der über die Ausgangsanschlüsse (6) angeschlossenen Leuchtmittel,
    und wobei die Programmierung oder Konfigurierung durch externe Steuerinformationen (Vprog) erfolgt, die der Steuereinheit (4) zugeführt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Netzanschlüsse (5) und/oder die Ausgangsanschlüsse (6) des Betriebsgeräts als Programmiereingang genutzt werden, wobei zumindest im Falle der Nutzung der Netzanschlüsse (5) als Programmiereingang die Steuereinheit (4) funktionell vom Netz getrennt ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Übermittlung der Steuerinformationen in einer Konfigurierungsphase erfolgt, in der die an das Betriebsgerät angeschlossene Lampe (LA) oder Lichtquelle nicht betrieben wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Übermittlung der Steuerinformationen in einer Phase erfolgt, in der das Betriebsgerät von einer allgemeinen Stromversorgung getrennt ist bzw. die allgemeine Stromversorgung abgeschaltet ist.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die externen Steuerinformationen (Vprog) mittels einem externen Programmiergerät (10) übermittelt werden.
  23. Verfahren nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das externe Programmiergerät (10) während der Übermittlung der externen Steuerinformationen (Vprog) zugleich eine Stromversorgungsquelle für das Betriebsgerät bildet.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die externen Steuerinformationen die Leistung des Betriebsgeräts vorgegeben wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass während der Programmierung das Betriebsgerät mit einer reduzierten Versorgungsspannung versorgt wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass während der Programmierung das Betriebsgerät mit einer DC-Versorgungsspannung versorgt wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass während der Programmierung über die Netzanschlüsse das Betriebsgerät funktionell vom Netz getrennt ist, derart Programmierbefehle nicht auf das Netz zurückstrahlen können.
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