EP2288238A2 - Ansteuerung von Leuchtmittel-Betriebsgeräten über einen modulierten DC-Bus - Google Patents

Ansteuerung von Leuchtmittel-Betriebsgeräten über einen modulierten DC-Bus Download PDF

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EP2288238A2
EP2288238A2 EP10182692A EP10182692A EP2288238A2 EP 2288238 A2 EP2288238 A2 EP 2288238A2 EP 10182692 A EP10182692 A EP 10182692A EP 10182692 A EP10182692 A EP 10182692A EP 2288238 A2 EP2288238 A2 EP 2288238A2
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EP
European Patent Office
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powerline
control
output circuit
rectifier
pfc unit
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EP10182692A
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EP2288238A3 (de
EP2288238B1 (de
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Dietmar Klien
Siegfried Luger
Falk Richter
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Publication of EP2288238A3 publication Critical patent/EP2288238A3/de
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • H05B41/245—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency for a plurality of lamps
    • 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
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission

Definitions

  • the present invention relates to the control of a plurality of illuminant operating devices from a central unit.
  • the light source is a gas discharge lamp 5, which is controlled by an electric ballast (ECG) 1 as a control gear.
  • ECG electric ballast
  • this electronic ballast 1 has a rectifier with power factor correction circuit (PFC, Power Factor Correction) 2, an electrolyte storage capacitor 4 and an RF inverter 3, which in turn via its output circuit 6, the gas discharge lamp 5 drives.
  • the DC voltage (bus voltage) is therefore only present within the ECG.
  • an emergency lighting control 7 may be provided.
  • the rectifier 2 in the electronic ballast 1 is usually supplied with alternating voltage 9, for example mains voltage.
  • the starting point for the present invention is to propose control for illuminant operating devices, which enables more cost-effective production of operating devices.
  • the central point of the invention is that the unit rectifier / PFC is no longer provided locally in each operating device, but centrally for several operating devices.
  • the connection between this center and the individual operating devices is carried out according to the invention via a DC output circuit.
  • the present invention deals with the aspect of how operating devices can be supplied in a simple manner via the DC output circuit not only with the required operating power, but also with control signals.
  • a method for controlling lamp operating devices by means of a central, supplied with AC voltage rectifier / PFC unit is proposed, said central unit supplies by means of at least one DC output circuit several light source operating devices.
  • the DC supply voltage of the output circuit is modulated in accordance with a powerline technology high-frequency digital control signals. These powerline control signals can then locally in the operating devices by there provided powerline demodulators from the DC output circuit be read and evaluated to control the respective associated bulb.
  • powerline is to be understood in the broadest sense as a signal transmission via a power supply. Fundamentals of powerline technology can be found in the book “Powerline Communications "by Klaus Dorstedt, Prentice Hall, June 2001 , are taken.
  • a powerline modulator for modulating supplied control signals to the DC output circuit can be provided in the DC output circuit or else in the central rectifier / PFC unit.
  • a switch-off command are transmitted, whereupon this switches off the associated lamp via a powerline control command.
  • the gas discharge lamp can be switched off by switching off the inverter in the electronic ballast.
  • the powerline modulator may be preceded by a switch, wherein the powerline modulator issues a turn-off command to the DC output circuit in the form of a powerline command when the upstream switch is placed in its off position.
  • This conversion of the switch position into a digital control command has the advantage that it avoids the problems of the formation of a spark gap when opening the switch, which are common in high-voltage DC switches.
  • signals can also be transmitted bidirectionally in accordance with the powerline technology, so that signals can also be transmitted from one operating device to the central one Rectifier / PFC unit can be transmitted.
  • the corresponding operating device has a powerline modulator.
  • fault and / or status messages can be transmitted from one operating device to the central rectifier / PFC unit or to another connected to the DC output circuit point having a powerline demodulator.
  • the powerline modulator can be provided separately (external) to the central rectifier / PFC unit and transmit signals regarding the operating state of a luminous means or the associated equipment to the rectifier / PFC unit.
  • the control commands may be individually addressable to operating devices and / or groups of operating devices in that the commands have an address header or an individual output circuit is assigned to the operating device (s) to be addressed. In the latter case, the addressing thus takes place by responding to that output circuit to which the device to be addressed is assigned.
  • Individual light sources and / or groups of light sources can thus be individually started and / or dimmed by means of the powerline control commands.
  • the powerline control commands can be modulated with an amplitude of less than 10%, in particular less than 5% of the DC voltage.
  • the requirements in the Powerline DC bus can be defined without regard to the requirements of network operators, so that the strict limitations of powerline technology as they prevail in public networks, must not be met. Namely, any high, high-frequency signal levels (modulation levels) in the DC bus cause no harm to the AC power supply.
  • a control system for light emitting devices comprises a central rectifier / PFC unit, hereinafter referred to as "central unit".
  • This central unit supplies by means of at least one DC output circuit several light source control gear.
  • the DC supply voltage is modulated in a powerline technology high-frequency digital control signals. These control signals can then be locally read out by powerline demodulators in the operating devices and evaluated for controlling the lighting device associated with the operating device.
  • a powerline modulator may be provided in the DC output circuit itself or in the central unit.
  • the powerline demodulator in an operating device can be designed to initiate a switch-off command, which it receives via the DC output circuit, the switching off of the respective associated light source.
  • a central processing unit comprising, for example, a rectifier 2 and a power factor correction circuit (PFC) 10 is provided for a plurality of illuminant operating devices 1, 1 ', 1 " also spatially separated from the control gear and can, for example, be centrally located for a room, a floor or even a building in a cabinet, etc.
  • PFC power factor correction circuit
  • the various light-emitting devices operating devices 1, 1 ', 1 a variety of light sources, such as a gas discharge lamp 5, LEDs 5', etc. control ..
  • the bulbs can therefore be operated with DC or AC voltage, in Last case in the zugehärigen operating device, an inverter is provided.
  • a Light sensor 5 or a motion detector (not shown) may be connected.
  • the operating devices 1, 1', 1" are designed differently.
  • the corresponding operating device 3 is, for example, designed as a ballast with an inverter.
  • the operating devices can also be referred to as "output converters".
  • an output circuit 11 may be designed like a bus, so that starting from this central common bus 11, the various operating devices 1, 1 ', 1 "are supplied via stubs 13, 13', 13".
  • individual output circuits 12 may be provided for individual operating devices or jointly supplied groups of operating devices.
  • This DC output circuit has the advantage that it is less susceptible to parasitic effects than corresponding AC circuits.
  • Emergency lighting control units 7 or further control units 8 can be connected to the DC output circuit 11 or 12, and these devices can also read signals from the connected operating devices from the DC bus if they have a powerline demodulator.
  • the central unit is provided for several operating devices together, wherein the central unit with the operating devices by means of at least one DC output circuit connected is.
  • the voltage on the output circuit 11 may be for example 400 volts.
  • Fig. 1 For example, as can be seen, the DC output circuit 11 is strictly disconnected from the mains supply voltage 9, as explained in detail below, a powerline modulation may be provided for the DC output circuit 11 which does not suffer from those restrictions normally prevailing in mains voltage supplies.
  • Fig. 3 a technique is shown, as by means of the DC bus in a simple manner, the operating devices 1 not only supplied with voltage, but also can be controlled.
  • powerline control signals are high-frequency modulated onto the DC bus 11.
  • the stroke of the modulation can be, for example, 10 volts at 400 volts DC voltage.
  • the modulation swing is small compared to the level of the DC voltage and bpsw. is less than 10% and preferably less than 5% of the DC voltage level.
  • Doe modulation frequency may be, for example, in the MHz range.
  • a power-line (PLC) modulator 17 is provided which modulates the control signals 23 supplied from a higher-level controller onto the DC bus 11.
  • the higher-level control can, for example, be a DALI (Digital Addressable Light Interface) controller.
  • DALI Digital Addressable Light Interface
  • control signals 23 may be complex control signals for starting, switching on and / or dimming, etc. of the lamps 14 connected to the corresponding operating device 1.
  • the PLC modulator 17 but also a simple, manually operable button or switch 18 may be connected upstream, so that the transfer of this switch 18th is converted into the off position by the PLC modulator 17 into a powerline drive signal for the DC bus 11.
  • This powerline control signal is then read out by a PLC modulator 15, evaluated and transferred to a local control unit 16 in the operating device 1.
  • the local control unit 16 ensures that the read-out powerline control signals are converted into a corresponding operating state control signal for the connected lighting means 14.
  • a light source can be switched on, switched off and / or dimmed or queried states of a control gear from the central unit (master / slave principle).
  • the brightness control may be in a gas discharge lamp, for example by adjusting the frequency of the inverter in an electronic ballast (ECG).
  • a powerline control command with an address header may be provided so that the PLC demodulator 15 and the connected local control unit 16 detect can, whether the respective powerline control command for the associated control gear 1 is determined.
  • the operating device is assigned in advance an address which is stored in the operating device and which is known to the unit sending the control command.
  • the central unit 20 or the associated PLC modulator 17 can thereby address an operating device 1 with a powerline control command that a DC bus line 11 assigned to this operating device 1 is used for the transmission of the corresponding powerline control command.
  • the central processing unit 20 may have a plurality of output circuits 11, 12 (see Fig. 1 ), so as to different operating devices or groups to control differently on operating devices (for example, start, switch off, dimming the associated bulbs).
  • a sub-unit 20 may be provided, which may include the PLC modulator 17.
  • an AC voltage (AC intermediate voltage) rectified by the central unit can be present between the subunit 20 and the central unit.
  • the communication on the DC bus 11 is bidirectional. This means that not only can powerline control commands be transmitted from a control center 19 to local operating devices 1, but, for example, error messages and / or status signals from local operating devices can also be reported back to the control center 19.
  • the corresponding operating device 1 of course not only a PLC demodulator 15, but also a PLC modulator (not shown in figures) for the modulation of the feedback signals on the DC bus 11.

Landscapes

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

Abstract

Leuchtmittel-Betriebsgeräte werden mittels einer zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit (2, 10) angesteuert, die mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises (11) mehrere Leuchtmittel-Betriebsgeräte (1) versorgt. Der DC-Versorgungsspannung wird in einer Powerline-Technik (17) hochfrequente digitale Steuersignale aufmoduliert, die durch Powerline-Demodulatoren (15) in den Betriebsgeräten (1) ausgelesen und zur Ansteuerung des zugeordneten Leuchtmittels (5)ausgewertet werden können

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Steuerung von mehreren Leuchtmittel-Betriebsgeräten ausgehend von einer zentralen Einheit.
  • Dabei geht die Erfindung von einem in Fig. 2 schematisch dargestellten System aus. In diesem Beispiel ist das Leuchtmittel eine Gasentladungslampe 5, die von einem elektrischen Vorschaltgerät (EVG) 1 als Betriebsgerät angesteuert wird. In üblicher Weise weist dieses EVG 1 einen Gleichrichter mit Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (PFC, Power Factor Correction) 2, einen Elektrolyt-Speicherkondensator 4 sowie einen HF-Wechselrichter 3 auf, der wiederum mittels über seinen Ausgangskreis 6 die Gasentladungslampe 5 ansteuert. Die Gleichspannung (Busspannung) liegt somit nur innerhalb des EVGs vor.
  • Zusätzlich kann eine Notbeleuchtungssteuerung 7 vorgesehen sein.
  • Der Gleichrichter 2 in dem EVG 1 wird üblicherweise mit Wechselspannung 9, beispielsweise Netzspannung, versorgt.
  • Gleichzeitig ist es bekannt, das EVG 1 über eine Digital- oder Analogbussteuerung 8 anzusteuern, um somit die Lampe 5 zu starten, zu dimmen oder auszuschalten. Festzuhalten ist, dass bei diesem Stand der Technik in jedem Lampenbetriebsgerät (EVG 1) ein eigener Gleichrichter 2 mit PFC-Schaltung vorgesehen ist. Eine derartige PFC-Schaltung verringert bekanntlich störende Oberwellen im Eingangsstrom. Andererseits stellen diese lokal in jedem EVG 1 vorgesehenen Wechselrichter mit PFC 2 einen beträchtlichen Kostenfaktor dar, der den Trend zu äußerst kostengünstig gefertigten EVG's stark eingrenzt.
  • Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung ist es dementsprechend, eine Ansteuerung für Leuchtmittel-Betriebsgeräte vorzuschlagen, die eine kostengünstigere Fertigung von Betriebsgeräten ermöglicht.
  • Zentraler Punkt der Erfindung ist es dabei, dass die Einheit Gleichrichter/PFC nicht mehr lokal in jedem Betriebsgerät, sondern zentral für mehrere Betriebsgeräte vorgesehen ist. Die Verbindung zwischen dieser Zentrale und den einzelnen Betriebsgeräten erfolgt erfindungsgemäß über einen DC-Ausgangskreis.
  • Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit dem Aspekt, wie Betriebsgeräte in einfacher Weise über den DC-Ausgangskreis nicht nur mit der erforderlichen Betriebsleistung, sondern auch mit Steuersignalen versorgt werden können.
  • Genauer gesagt wird die oben angeführte Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche entwickeln den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
  • Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zur Steuerung von Leuchtmittel-Betriebsgeräten mittels einer zentralen, mit Wechselspannung versorgten Gleichrichter/PFC-Einheit vorgeschlagen, wobei diese Zentraleinheit mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises mehrere Leuchtmittelbetriebsgeräte versorgt. Dabei wird der DC-Versorgungsspannung des Ausgangskreises gemäß einer Powerline-Technik hochfrequente digitale Steuersignale aufmoduliert. Diese Powerline-Steuersignale können dann lokal in den Betriebsgeräten durch dort vorgesehene Powerline-Demodulatoren aus dem DC-Ausgangskreis ausgelesen und zur Ansteuerung des jeweils zugeordneten Leuchtmittels ausgewertet werden.
  • Unter "Powerline" ist im weitesten Sine eine Signalübertragung über eine Spannungsversorgung zu verstehen. Grundlagen der Powerline-Technik können beispielsweise dem Buch "Powerline Communications" von Klaus Dorstedt, Verlag Prentice Hall, Juni 2001, entnommen werden.
  • Ein Powerline-Modulator zur Modulation zugeführter Steuersignale auf den DC-Ausgangskreis kann dabei in dem DC-Ausgangskreis oder aber in der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit vorgesehen sein.
  • Zum Ausschalten eines Leuchtmittels kann dem Powerline-Demodulator in einem Betriebsgerät ein Ausschaltbefehl übermittelt werden, woraufhin dieser das zugeordnete Leuchtmittel über einen Powerline-Steuerbefehl abschaltet.
  • Wenn beispielsweise das Leuchtmittel eine Gasentladungslampe und das Betriebsgerät dementsprechend ein elektronisches Vorschaltgerät ist, kann die Gasentladungslampe durch Abschalten des Wechselrichters in dem elektronischen Vorschaltgerät abgeschaltet werden.
  • Dem Powerline-Modulator kann ein Schalter vorgeschaltet sein, wobei der Powerline-Modulator einen Ausschaltbefehl an den DC-Ausgangskreis in Form eines Powerline-Steuerbefehls abgibt, wenn der vorgeschaltete Schalter in seine Ausschalt-Position überführt wird. Dieses Umsetzen der Schalterstellung in einen digitalen Steuerbefehl hat den Vorteil, dass damit die bei Hochspannungs-DC-Schaltern üblichen Probleme der Bildung einer Funkenstrecke beim Öffnen des Schalters umgangen werden.
  • Auf dem DC-Ausgangskreis können Signale auch bidirektional gemäß der Powerline-Technik übertragen werden, so dass Signale auch von einem Betriebsgerät hin zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit übertragen werden können. In diesem Fall weist das entsprechende Betriebsgerät einen Powerline-Modulator auf.
  • Somit können beispielsweise Fehler- und/oder Statusmeldungen von einem Betriebsgerät zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit oder zu einer anderen an den DC-Ausgangskreis angeschlossenen Stelle hin übertragen werden, die einen Powerline-Demodulator aufweist.
  • Der Powerline-Modulator kann separat (extern) zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit vorgesehen werden und Signale bzgl. des Betriebszustands eines Leuchtmittels bzw. des zugeordneten Betriebsmittels hin zu der Gleichrichter/PFC-Einheit übertragen.
  • Die Steuerbefehle können individuell an Betriebsgeräte und/oder Gruppen von Betriebsgeräten adressierbar sein, indem die Befehle einen Adress-Header aufweisen oder dem/den anzusprechenden Betriebsgerät/en ein individueller Ausgangskreis zugeordnet wird. In letzterem Fall erfolgt die Adressierung somit durch Ansprechen desjenigen Ausgangskreis, dem das zu adressierende Gerät zugeordnet ist.
  • Einzelne Leuchtmittel und/oder Gruppen von Leuchtmitteln können somit mittels der Powerline-Steuerbefehle individuell gestartet und/oder gedimmt werden.
  • Die Powerline-Steuerbefehle können mit einer Amplitude von weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% der DC-Spannung aufmoduliert werden. Diese verhältnismäßig geringen hochfrequenten Spannungsänderungen haben den Vorteil, dass für den Fall, dass sie einem Betriebsgerät keine Verwendung finden sollen, diese durch ein Tiefpassfilter leicht unterdrückt werden können.
  • Im übrigen ist festzuhalten, dass die Anforderungen in dem Powerline-DC-Bus ohne Rücksichtnahme auf die Anforderungen von Netzbetreibern definiert werden können, so dass die strengen Beschränkungen der Powerline-Technik, wie sie in öffentlichen Netzen herrschen, nicht eingehalten werden müssen. Etwaige hohe, hochfrequente Signalpegel (Modulationspegel) in dem DC-Bus verursachen nämlich keine Beeinträchtigen der Wechselspannungsversorgung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuersystem für Leuchtmittel-Betriebsgeräte vorgesehen. Dieses Steuersystem weist eine zentrale Gleichrichter/PFC-Einheit auf, im folgenden "Zentraleinheit" genannt. Diese Zentraleinheit versorgt mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises mehrere Leuchtmittel-Betriebsgeräte. Der DC-Versorgungsspannung sind in einer Powerline-Technik hochfrequente digitale Steuersignale aufmoduliert. Diese Steuersignale können dann durch Powerline-Demodulatoren in den Betriebsgeräten lokal ausgelesen und zur Ansteuerung des den Betriebsgerät zugeordneten Leuchtmittel ausgewertet werden.
  • Ein Powerline Modulator kann in dem DC-Ausgangskreis selbst oder aber in der Zentraleinheit vorgesehen sein.
  • Der Powerline-Demodulator in einem Betriebsgerät kann dazu ausgelegt sein, auf einen Ausschaltbefehl, den er über den DC-Ausgangskreis erhält, das Ausschalten des jeweils zugeordneten Leuchtmittels zu veranlassen.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen sowie die folgende detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steuersystems für Leuchtmittel- Betriebsgeräte mit zentraler Gleichrichter/PFC- Einheit und DC-Ausgangskreis,
    Fig. 2
    zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Betriebsmittel-Ausgestaltung für Gasentladungslampen,
    Fig. 3
    zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Powerline-Steuersignale auf einen DC-Ausgangskreis aufmoduliert werden, und
    Fig. 4
    zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das insbesondere für eine bidirektionale Kommunikation zwischen lokalen Betriebsgeräten und der Zentraleinheit ausgebildet ist.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Zentraleinheit, aufweisend beispielsweise einen Gleichrichter 2 sowie eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (PFC) 10 für mehrere Leuchtmittel-Betriebsgeräte 1, 1', 1" vorgesehen. Die Zentraleinheit 2 wird mit Wechselspannung 9 versorgt. Die Zentraleinheit 2, 10 ist im übrigen auch räumlich von den Betriebsgeräten getrennt und kann bspw. zentral für einen Raum, eine Etage oder gar ein Gebäude in einem Schaltschrank etc. angeordnet sein.
  • Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, können die verschiedenen Leuchtmittel-Betriebsgeräte 1, 1', 1" verschiedenste Leuchtmittel, wie beispielsweise eine Gasentladungslampe 5, Leuchtdioden 5', etc. ansteuern. Die Leuchtmittel können also mit DC- oder mit AC-Spannung betrieben werden, wobei in letzerem Fall in dem zugehärigen Betriebsgerät ein Wechselrichter vorgesehen ist.
  • Weiterhin können an den Ausgangskreis 11 der Zentraleinheit auch andere (bspw. passive) lichttechnische oder Gebäudetechnische Einrichtungen, wie beispielsweise ein Lichtsensor 5" oder ein Bewegungsmelder (nicht dargestellt) angeschlossen sein.
  • Je nach Natur der angeschlossenen Leuchtmittel 5, 5' bzw. Sensoren 5" sind die Betriebsgeräte 1, 1', 1" unterschiedlich ausgebildet. Für den Fall, dass die Gasentladungslampe 5 angesteuert werden soll, ist das entsprechende Betriebsgerät 3 bspw. als Vorschaltgerät mit einem Wechselrichter ausgebildet. Die Betriebsgeräte können in diesem Fall auch als "Ausgangs-Konverter" bezeichnet werden.
  • Die Spannungsversorgung der Betriebsgeräte und Leuchtmittel wie auch die uni- oder bidirektionale Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und den lokalen Betriebsgeräten 1, 1', 1" erfolgt über wenigstens einen DC-Ausgangskreis 11, 12. Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, kann dabei ein Ausgangskreis 11 busartig ausgestaltet sein, so dass ausgehend von diesem zentralen gemeinsamen Bus 11 die verschiedenen Betriebsgeräte 1, 1', 1" über Stichleitungen 13, 13', 13" versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich können für einzelne Betriebsgeräte bzw. gemeinsam versorgte Gruppen an Betriebsgeräten individuelle Ausgangskreise 12 vorgesehen sein.
  • Dieser DC-Ausgangskreis hat den Vorteil, dass er im Vergleich zu entsprechenden AC-Kreisen gegenüber parasitären Effekten weniger anfällig ist.
  • An den DC-Ausgangskreis 11 bzw. 12 können Notlicht-Steuereinheiten 7 bzw. weitere Steuereinheiten 8 angeschlossen sein, wobei diese Einrichtungen auch Signale von den angeschlossenen Betriebsgeräten aus dem DC-Bus auslesen könne, wenn sie einen Powerline-Demodulator aufweisen.
  • Festzuhalten ist also, dass gemäß der vorliegenden Erfindung die Zentraleinheit für mehrere Betriebsgeräte gemeinsam vorgesehen ist, wobei die Zentraleinheit mit den Betriebsgeräten mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises verbunden ist. Die Spannung auf dem Ausgangskreis 11 kann beispielsweise 400 Volt betragen.
  • Da wie aus Fig. 1 beispielsweise ersichtlich, der DC-Ausgangskreis 11 strikt von der Netzversorgungsspannung 9 getrennt ist, kann wie im folgenden im Detail erläutert eine Powerline-Modulation für den DC-Ausgangskreis 11 vorgesehen sein, die nicht denjenigen Restriktionen unterliegt, wie sie normalerweise in Netzspannungsversorgungen herrschen.
  • In Fig. 3 ist eine Technik dargestellt, wie mittels des DC-Bus in einfacher Weise die Betriebsgeräte 1 nicht nur mit Spannung versorgt, sondern auch angesteuert werden können. Gemäß diesem Aspekt werden Powerline-Steuersignale hochfrequent auf den DC-Bus 11 aufmoduliert. Der Hub der Modulation kann dabei beispielsweise 10 Volt bei 400 Volt DC-Spannung sein. Allgemein ist festzuhalten, dass der Modulationshub im Vergleich zu dem Pegel der DC-Spannung klein ist und bpsw. weniger als 10% und vorzugsweise weniger als 5% des DC-Spannungspegels beträgt.
  • Doe Modulationsfrequenz kann bspw. im MHz-Bereich liegen.
  • Separat zu der Zentraleinheit 20 oder integral mit dieser (schematisch durch Bezugszeichen 19 dargestellt) ist ein Powerline(PLC)-Modulator 17 vorgesehen, der von einer übergeordneten Steuerung her zugeführte Steuersignale 23 auf den DC-Bus 11 aufmoduliert.
  • Die übergeordnete Steuerung kann bspw. ein DALI (Digital Addressable Light Interface)- Steuerung sein.
  • Diese Steuersignale 23 können komplexe Steuersignale zum Starten, Einschalten und/oder Dimmen etc. der an das entsprechende Betriebsgerät 1 angeschlossenen Leuchtmittel 14 sein. Insbesondere kann dem PLC-Modulator 17 aber auch ein einfacher, manuell betätigbarer Taster oder Schalter 18 vorgeschaltet sein, so dass das Überführen dieses Schalters 18 in die Aus-Position von dem PLC-Modulator 17 in ein Powerline-Ansteuersignal für den DC-Bus 11 umgesetzt wird.
  • Dieses Powerline-Steuersignal wird dann von einem PLC-Modulator 15 ausgelesen, auswertet und einer lokalen Steuereinheit 16 in dem Betriebsgerät 1 überführt. Die lokale Steuereinheit 16 sorgt dafür, dass die ausgelesenen Powerline-Steuersignale in ein entsprechendes Betriebszustands-Stellsignal für die angeschlossenen Leuchtmittel 14 umgesetzt wird. Mittels der Stellsignale kann also ein Leuchtmittel eingeschaltet, ausgeschaltet und/oder gedimmt bzw. auch ausgehend von der Zentraleinheit Zustände von einem Betriebsgerät abgefragt werden (Master/Slave-Prinzip). Die Helligkeitssteuerung kann bei einer Gasentladungslampe beispielsweise durch Einstellen der Frequenz des Wechselrichters in einem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) sein.
  • Zur Adressierung eines derartigen über den Bus übermittelten PLC-Steuerbefehls an ein bzw. eine Gruppe an Betriebsgeräten kann ein Powerline-Steuerbefehl mit einem Adress-Vorspann (Header) versehen sein, so dass der PLC-Demodulator 15 bzw. die angeschlossene lokale Steuereinheit 16 erfassen kann, ob der jeweilige Powerline-Steuerbefehl für das zugehörige Betriebsgerät 1 bestimmt ist. Dem Betriebsgerät wird dazu natürlich vorab eine Adresse zugeteilt, die in dem Betriebsgerät abgelegt ist und die der den Steuerbefehl sendenden Einheit bekannt ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann aber auch die Zentraleinheit 20 bzw. der zugeordnete PLC-Modulator 17 ein Betriebsgerät 1 dadurch mit einem Powerline-Steuerbefehl ansprechen, dass eine diesem Betriebsgerät 1 zugeordnete DC-Busleitung 11 für die Übertragung des entsprechenden Powerline-Ansteuerbefehls verwendet wird. Insbesondere in diesem Fall kann die Zentraleinheit 20 mehrere Ausgangskreise 11, 12 (siehe Fig. 1) ansprechen, um somit verschiedene Betriebsgeräte bzw. Gruppen an Betriebsgeräten unterschiedlich anzusteuern (beispielsweise Starten, Ausschalten, Dimmen der zugeordneten Leuchtmittel).
  • In Fig. 4 ist dargestellt, dass zwischen der Zentraleinheit 20 und einem bzw. mehreren Betriebsgeräten 1 eine Untereinheit 20 vorgesehen sein kann, die den PLC-Modulator 17 enthalten kann.
  • Während für die Strecke zwischen der Untereinheit 20 und einem Betriebsgerät wiederum ein DC-Bus vorgesehen ist, kann zwischen der Untereinheit 20 und der Zentraleinheit eine von der Zentraleinheit gleichgerichtete Wechselspannung (AC-Zwischenspannung) vorliegen.
  • Bei dieser Ausgestaltung gemäß Fig. 4 wie auch bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 1 und Fig. 3 kann es im übrigen vorgesehen sein, dass die Kommunikation auf den DC-Bus 11 bidirektional erfolgt. Das heisst, es können nicht nur Powerline-Steuerbefehle von einer Zentrale 19 hin zu lokalen Betriebsgeräten 1 übertragen werden, sondern beispielsweise auch Fehlermeldungen und/oder Statussignale von lokalen Betriebsgeräten an die Zentrale 19 zurückgemeldet werden. In diesem Fall weist das entsprechende Betriebsgerät 1 natürlich nicht nur einen PLC-Demodulator 15, sondern auch einen PLC-Modulator (in Figuren nicht dargestellt) für die Modulation der Rückmeldungssignale auf den DC-Bus 11 auf.

Claims (22)

  1. Verfahren zur Steuerung von Leuchtmittelbetriebsgeräten mittels einer zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit (2, 10), die mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises (11) mehrere Leuchtmittel-Betriebsgeräte (1) versorgt,
    wobei der DC-Versorgungsspannung in einer Powerline-Technik (17) hochfrequente digitale Steuersignale aufmoduliert werden, die durch Powerline-Demodulatoren (15) in den Betriebsgeräten (1) ausgelesen und zur Ansteuerung des zugeordneten Leuchtmittels (5)ausgewertet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei separat zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit (2, 10) oder integral mit dieser (19) ein Powerline-Modulator (17) vorgesehen ist, der von einer übergeordneten Steuerung her zugeführte Steuersignale (23) auf den DC-Bus (11) aufmoduliert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem DC-Ausgangskreis oder in der Gleichrichter/PFC-Einheit (2, 10) ein Powerline-Modulator zur Modulation zugeführten Steuersignale auf den DC-Ausgangskreis vorgesehen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf dem DC-Ausgangskreis Signale bidirektional in Powerline-Technik übertragen werden, um Signale von einem Betriebsgerät zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit zu übertragen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Fehler- und/oder Statusmeldungen von einem Betriebsgerät zu der Gleichrichter/PFC-Einheit übertragen werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Powerline-Modulator separat zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit vorgesehen ist und Signale bezüglich des Betriebszustands eines Leuchtmittels bzw. des zugeordneten Betriebsmittels an die Gleichrichter/PFC-Einheit übermittelt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerbefehle individuell an Betriebsgeräte und/oder Gruppen von Betriebsgeräten adressierbar sind, indem die Befehle einen Adress-Header aufweisen oder dem/den anzusprechenden Betriebsgeräten jeweils ein individueller Ausgangskreis zugeordnet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass einzelne Leuchtmittel und/oder Gruppen von Leuchtmitteln mittels der Powerline-Steuerbefehle individuell gestartet und/oder gedimmt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Powerline-Steuersignale mit einer Amplitude von weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% der DC-Spannung aufmoduliert werden.
  10. Steuersystem für Leuchtmittel-Betriebsgeräte, aufweisend eine zentrale Gleichrichter/PFC-Einheit, die mit Wechselspannung versorgt wird und die mehrere Leuchtmittel-Betriebsgeräte mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises versorgt, wobei der DC-Ausgangskreis von der Netzversorgungsspannung (9) getrennt ist und die DC-Versorgungsspannung in einer Powerline-Technik hochfrequente digitale Steuersignale aufmoduliert sind, die durch Powerline-Demodulatoren in den Betriebsgeräten ausgelesen und zur Ansteuerung der zugeordnete Leuchtmittel ausgewertet werden.
  11. Steuersystem für Leuchtmittel-Betriebsgeräte,
    aufweisend eine zentrale Gleichrichter/PFC-Einheit, die mittels wenigstens eines DC-Ausgangskreises mehrere Leuchtmittel-Betriebsgeräte versorgt,
    wobei der DC-Versorgungsspannung in einer Powerline-Technik hochfrequente digitale Steuersignale aufmoduliert sind, die durch Powerline-Demodulatoren in den Betriebsgeräten ausgelesen und zur Ansteuerung der zugeordnete Leuchtmittel ausgewertet werden.
  12. Steuersystem nach Anspruch 10 oder 11,
    wobei separat zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit (2, 10) oder integral mit dieser (19) ein Powerline-Modulator (17) vorgesehen ist, der von einer übergeordneten Steuerung her zugeführte Steuersignale (23) auf den DC-Bus (11) aufmoduliert.
  13. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Powerline-Demodulator dazu ausgelegt ist, auf einen Ausschaltbefehl hin das Ausschalten des zugeordneten Leuchtmittels zu veranlassen.
  14. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Leuchtmittel eine Gasentladungslampe und das Betriebsgerät eine elektronisches Vorschaltgerät ist, wobei die Gasentladungslampe durch Abschalten eines Wechselrichters in dem Vorschaltgerät abschaltbar ist.
  15. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Powerline-Modulator ein Schalter vorgeschaltet ist, wobei der Powerline-Modulator einen Ausschaltbefehl an den Ausgangskreis abgibt, wenn der Schalter in eine Ausschalt-Position gebracht wird.
  16. Steuersystem nach einem der Ansprüchen 10 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der DC-Ausgangskreis, die zentrale Gleichrichter/PFC-Einheit sowie der Powerline-Demodulator für eine bidirektionale Übertragung in Powerline-Technik ausgelegt sind, um Signale von einem Betriebsgerät zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit zu übertragen.
  17. Steuersystem nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Fehler- und/oder Statusmeldungen von einem Betriebsgerät zu der Gleichrichter/PFC-Einheit übertragbar sind.
  18. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 17,
    wobei der Powerline-Modulator separat zu der zentralen Gleichrichter/PFC-Einheit vorgesehen und dazu ausgelegt ist, Signale bezüglich des Betriebszustands eines Leuchtmittels bzw. des zugeodneten Betriebsmittels an die Gleichrichter/PFC-Einheit zu übermitteln.
  19. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerbefehle individuell an Betriebsgeräte und/oder Gruppen von Betriebsgeräten adressierbar sind, indem die Steuerbefehle mit einem Adress-Header versehen sind oder dem/den anzusprechenden Betriebsgerät eine individueller Ausgangskreis zugeordnet ist.
  20. Steuersystem nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass einzelne Leuchtmittel und/oder Gruppen von Leuchtmitteln mittels der Powerline-Steuerbefehle individuell startbar und/oder dimmbar sind.
  21. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Modulationspegel weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% der DC-Spannung beträgt.
  22. Steuersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 21,
    wobei eine Notlicht-Steuereinheit (7) an den DC-Ausgangskreis (11) angeschlossen ist.
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