EP3756422B1 - Betriebsgerät mit diskontinuierlicher leistungsmessung - Google Patents

Betriebsgerät mit diskontinuierlicher leistungsmessung Download PDF

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EP3756422B1
EP3756422B1 EP19712997.6A EP19712997A EP3756422B1 EP 3756422 B1 EP3756422 B1 EP 3756422B1 EP 19712997 A EP19712997 A EP 19712997A EP 3756422 B1 EP3756422 B1 EP 3756422B1
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EP
European Patent Office
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operating device
determination
operating
control device
power data
Prior art date
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Active
Application number
EP19712997.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3756422A1 (de
Inventor
Frank Lochmann
Philip REBHANDL
Jan PIOSKE
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
Tridonic GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Tridonic GmbH and Co KG filed Critical Tridonic GmbH and Co KG
Publication of EP3756422A1 publication Critical patent/EP3756422A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3756422B1 publication Critical patent/EP3756422B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • 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
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • 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
    • H05B47/17—Operational modes, e.g. switching from manual to automatic mode or prohibiting specific operations

Definitions

  • the present invention relates to an operating device for lighting means, in particular LEDs, and a method for determining performance data in an operating device.
  • the invention particularly relates to operating devices with an internal power measurement.
  • An operating device for supplying one or more light-emitting diodes is from the WO 2013/152368 A1 known. Such operating devices are mainly used to provide a desired energy supply for the light source. Additional functions such as dimming the lighting means, changing and/or adjusting the light color or compensating for fluctuations in the input voltage can be provided in the operating device.
  • information on the respective current power consumption is determined by the operating devices and sent to a central control device.
  • the determination of the power consumption and, if necessary, other performance data takes place during the operation of the lamps and in standby mode (English: Standby) by means of a determination or measuring device provided in the operating device.
  • This measuring device must also be supplied with energy, which increases the energy requirement of the control gear or counteracts a reduction in the total power consumption and makes operation more expensive.
  • a system in which a processor periodically changes from the standby mode to the active operating mode in order to determine in the active operating mode whether information is to be transmitted over a DALI bus is in the U.S. 2004/140777 A1 described.
  • the invention is based on the object of specifying devices and methods which reduce the problems described.
  • the object is to provide an operating device and a method for determining performance data in an operating device that allow performance data to be determined in an energy-efficient manner with a simple and cost-effective design.
  • an operating device for operating one or more light sources has a determination device (measuring device) for determining performance data of the operating device and a control device for controlling the determination device.
  • the determination device determines the performance data during the operation of the lighting means and in the standby mode, the control device switching off the determination of the performance data at least in the standby mode for a specific period of time.
  • the determination device is switched off and switched on again cyclically.
  • standby mode in which the lamps are switched off and the operating device is waiting for a switch-on signal or for a dimming level greater than zero, the performance data is no longer determined continuously, which allows the energy consumption of the determination device to be reduced.
  • a quasi-continuous measurement can also take place, in which individual measurements are carried out at time intervals that are short compared to a reaction of the operating device to changes in the dimming level, for example.
  • the specific period of time for which the measurement is switched off in standby mode is long, i.e. the interval between a further measurement possibly made during standby mode is at least 10 times the interval between successive measurements in the case of quasi-continuous measurement during operation.
  • the control device is preferably a microcontroller that also controls other functions of the operating device, to which the dimming or switching signal is supplied and that switches off the determination of the performance data in standby mode according to a stored specification.
  • the control device can have a stable multivibrator, which alternately turns on the determination device in standby mode. and turns off. Switching on and off is effected by switching off the measuring device, which differs from a time interval controlled by the measuring device itself between individual measurements in quasi-continuous operation, in which the measuring device itself remains active and controls the timing of the measurements itself.
  • the internal time control of the determination or measuring device is also switched off. It is only activated again when it is switched on again, so that the next measurement can then be carried out.
  • the determination device can be designed to determine the power consumed and/or emitted by the operating device, the energy consumed and/or emitted by the operating device, the current consumed by the operating device and/or the power factor as performance data.
  • the determination of the performance data is switched off and on again cyclically. In many cases, a determination/measurement in standby mode every ten seconds is sufficient to also capture a drift in performance data caused by a temperature change.
  • control device can be designed to set the length of time between switching off and switching on again in standby mode and/or the time for the first switching off as a function of at least one operating parameter of the operating device.
  • the operating parameter can be a temperature detected in the operating device, a temperature change or the power consumption of the operating device before switching to standby mode.
  • switching off as a function of at least one operating parameter can also take place during the operation of the lighting means, in particular at a constant dimming level.
  • the operating device can have a circuit for generating or providing a supply voltage for a voltage supply for the determination device, with the control device interrupting the voltage supply of the determination or measuring device to switch off the determination of the performance data.
  • the operating device can have an interface for outputting the performance data, with the determination device transmitting the performance data to the control device and the control device transmitting the performance data transmitted by the determination device to the interface.
  • the performance data can be sent wirelessly or by wire to an external data processing device using the interface.
  • FIG. 1 shows a simplified schematic representation of an operating device according to a first embodiment according to the present invention.
  • the operating device is used to operate an illuminant 1 connected to its output connections 2, 3, which can comprise a light-emitting diode (LED) or a plurality of LEDs connected in series or in parallel.
  • LED light-emitting diode
  • a supply voltage is fed to the two input terminals 4, 5 of the operating device shown, which can be a DC voltage or a rectified AC voltage and which is converted by a DC-DC converter 6 into a DC voltage with a voltage level corresponding to the lighting means 1.
  • the DC-DC converter 6 can be a flyback converter, a step-up converter, a step-down converter or a resonant converter and is controlled or regulated by a control device 7 in a known manner according to a dimming signal received at the input connection 8 and from the DC-DC converter 6 received signals indicating the operating state .
  • the control device 7 can be an integrated semiconductor circuit or can comprise an integrated semiconductor circuit.
  • the control device 7 can be designed as a processor, a microprocessor, a controller, a microcontroller or an application-specific special circuit (ASIC, "Application Specific Integrated Circuit") or a combination of the units mentioned.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • control device 7 also controls a determination device 9 arranged between the input terminals 4, 5 and the DC-DC converter 6, which determines the electrical power consumed by the operating device or data for its calculation and transmits it to the
  • Control device 7 sends, which outputs the data at the output terminal 10 for processing / analysis.
  • 2 shows a simplified circuit of the determination device 9, which consists of a low-impedance measuring resistor 11 connected to the input terminal 4 and an integrated circuit 12 (English integrated circuit, IC).
  • the integrated circuit 12 has six connections 12 . . . 17 and is supplied with an operating voltage (not shown) via the connections 14 and 17 .
  • the connection 16 is connected to the input connection 5 and the connection 15 to the control device 7.
  • the integrated circuit 12 measures the voltage present between terminals 12 and 16 for the determination of the input voltage and the voltage present between terminals 12 and 13 for the determination of the current consumed by the operating device, calculates the currently consumed power from the measured values and transmits this to the control device 7. If the input voltage is load-stable, only the current consumed can be measured and output.
  • the integrated circuit 12 or the determination device 9 can calculate and output the mean value over time of the power, the energy consumed and/or the power factor in the case of a pulsating input DC voltage or AC voltage. At least some of the performance data determined by the determination device 9 can output immediately to the control device 7 or initially stored in the determination device 9 and output only when a query is received.
  • the performance data recorded by the determination device 9 not only change during the operation of the light source 1, e.g. with varying dimming levels, but also in standby mode, in which the light source 1 does not emit any light.
  • Stand-by operation includes states in which the operating device at the output connections 2, 3 does not emit any power for the operation of the lamp 1 due to a zero/off dimming value, a lamp 1 that has been removed or is defective.
  • the power consumption measured by the determination device 9 in standby mode and originating essentially from the energy supply of the control device 7 and the determination device 9 can change, in particular due to temperature fluctuations, but only slowly compared to normal operation of the operating device.
  • the determination of the performance data is switched off by the control device 7 in order to reduce the power requirement in standby mode.
  • the control device 7 detects the stand-by mode or a change between stand-by mode and luminous mode by means of a dimming signal or an on/off signal and sends a switch-off signal/sleep signal in the stand-by mode the determination device 9, which then stops the determination of performance data.
  • the control device 7 can determine the standby mode (e.g. with a dimming value> zero) on the basis of the performance data and/or the measured values received from the DC-DC converter 6, which indicate, for example, a removed or defective lamp 1.
  • the control device 7 sends a switch-on signal/wake-up signal to the determination device 9, which then starts the determination device and thus the determination of performance data.
  • the determination is preferably switched off and on again in the standby mode cyclically, with the time intervals between the measurements being specified by the manufacturer or user as described above, depending on the performance data and/or being set according to the current state. Determining the performance data can only be switched off in stand-by mode or in light mode.
  • a change in the power consumption over time or in a temperature value can be recorded and compared with a threshold value for a shutdown. If the change over time is below the threshold value, the determination of the performance data in light operation is also switched off for a limited period of time, it being possible for the duration of the switch-off to depend on the amount of the change over time.
  • a determination/measurement in standby mode every five to 30 seconds is sufficient to also accurately record drift in performance data caused by a temperature change or other slowly changing influencing factors.
  • 3 12 shows a second exemplary embodiment of an operating device according to the present invention, which additionally has a circuit 18 for rectifying the AC input voltage and for power factor correction, and a switch 20, controllable by the control device 7, for switching off the determination device 9.
  • the power supply of the determination device 9 can be switched on and off with the switch 20 .
  • the control device 7 does not send a switch-off signal/sleep signal the determination device 9 itself, but in the standby mode switches the switch 20 off to reduce the power consumption and switches the switch 20 on to resume determining the performance data.
  • the determination device 9 can be switched on and off according to the criteria described above.
  • the circuit 19 for the voltage supply of the determination device 9 can have an output separate from the control device 7 and be designed to switch the voltage supply of the determination device 9 on or off depending on the switching signal received from the control device 7.
  • control device 7 controls the determination device 9 and the DC-DC converter 6.
  • the control device 7 can be formed by an astable multivibrator, which alternately emits a switch-on signal in the light mode and an on or off signal in the standby mode to the switch 20 or the determination device 9 .
  • the connection 15 can be connected directly to the output connection 10 .
  • control device 7 the determination device 9 and/or the DC-DC converter 6 or parts thereof are at different potentials or should be electrically isolated from one another, the data and control signals can be transmitted between the barriers or potentials in a known manner by means of optocouplers.
  • FIG. 4 shows a simplified circuit of the switch 20, in which the control device 7 or the switch-on or switch-off signal emitted by it and the switched voltage supply of the determination device 9 are separated by means of an optocoupler 21. The separation runs along the in 4 dashed line shown.
  • the terminals 22 and 23 are at the potential of the determination device 9 and the terminals 24 and 25 are at the potential of the control device 7, the supply voltage of the control device 7 and the supply voltage of the determination device 9 being different.
  • the switch-on or switch-off signal sent by the control device 7 at the connection 25 is fed to a transistor 27 via a resistor 26 .
  • the control device 7 receives a switch-on signal, the transistor 27 becomes conductive, so that a current flows from the terminal 24 connected to the supply voltage of the control device 7 via a resistor 28 through the optocoupler 21, which in turn generates a the potential of the determination device 9 located transistor 28 turns on.
  • the transistor 28 can be located in the circuit 19, the generation of the supply voltage for the determination device 9 being switched on and off when the transistor 28 is switched on and off.
  • figure 5 Illustrated is a highly simplified flow chart showing the individual steps involved in performing the method detailed above.

Landscapes

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

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere LEDs, und ein Verfahren zum Ermitteln von Leistungsdaten in einem Betriebsgerät. Die Erfindung betrifft insbesondere Betriebsgeräte mit einer internen Leistungsmessung.
  • Ein Betriebsgerät zum Versorgen einer oder mehrerer Leuchtdioden ist aus der WO 2013/152368 A1 bekannt. Solche Betriebsgeräte dienen hauptsächlich dazu, eine gewünschte Energieversorgung für das Leuchtmittel bereitzustellen. Zusätzliche Funktionen, wie das Dimmen der Leuchtmittel, die Veränderung und/oder Anpassung der Lichtfarbe oder die Kompensation von Schwankungen der Eingangsspannung, können in dem Betriebsgerät vorgesehen sein.
  • Bei einigen Anwendungen, wie zum Beispiel der Überwachung und Steuerung des Gesamtstromverbrauchs eines aus einer Vielzahl von Leuchten und damit Betriebsgeräten bestehenden Beleuchtungssystems, werden von den Betriebsgeräten Informationen zur jeweiligen aktuellen Leistungsaufnahme ermittelt und an eine zentrale Steuereinrichtung gesendet.
  • Die Ermittlung der Leistungsaufnahme und ggf. auch anderer Leistungsdaten erfolgt während des Betriebs der Leuchtmittel und im Bereitschaftsbetrieb (englisch:
    Standby) mittels einer in dem Betriebsgerät vorgesehenen Ermittlungs- oder Messeinrichtung. Diese Messeinrichtung muss ebenfalls mit Energie versorgt werden, was den Energiebedarf des Betriebsgeräts erhöht bzw. einer Reduzierung der Gesamtleistungsaufnahme entgegenwirkt und den Betrieb verteuert.
  • Ein Betriebsgerät gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 ist in der DE 10 2010 003 834 A1 beschrieben. Alan Meier et al.: "Should the next standby power target be 0-watt?", USDOE Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), 3.Juni 2017, Seiten 1481- 1488, eceee 2017 Summer Study Consumption, efficiency & limits (France) offenbart ein Verfahren zum Reduzieren des Energiebedarfs bei elektronischen Geräten, bei dem nicht benötigte Schaltungsteile im Bereitschaftsbetrieb abgeschaltet werden.
  • Ein System, bei dem ein Prozessor periodisch vom Bereitschaftsbetrieb in den aktiven Betriebsmodus wechselt, um im aktiven Betriebsmodus zu bestimmen, ob Information über einen DALI-Bus übertragen werden, ist in der US 2004/140777 A1 beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Aufgabe ist es insbesondere, ein Betriebsgerät und ein Verfahren zum Ermitteln von Leistungsdaten in einem Betriebsgerät bereitzustellen, die eine energetisch effiziente Ermittlung von Leistungsdaten mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau erlauben.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Betriebsgerät zum Betreiben von einem oder mehreren Leuchtmitteln, insbesondere LEDs, eine Ermittlungseinrichtung (Messeinrichtung) zum Ermitteln von Leistungsdaten des Betriebsgeräts und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Ermittlungseinrichtung auf. Die Ermittlungseinrichtung ermittelt die Leistungsdaten während des Betriebs der Leuchtmittel und im Bereitschaftsbetrieb, wobei die Steuereinrichtung die Ermittlung der Leistungsdaten zumindest im Bereitschaftsbetrieb für eine bestimmte Zeitdauer abschaltet. Das Abschalten und ein Wiedereinschalten der Ermittlungseinrichtung erfolgt zyklisch. Somit erfolgt im Bereitschaftsbetrieb (Standby), bei dem die Leuchtmittel abgeschaltet sind und das Betriebsgerät auf ein Einschaltsignal bzw. auf einen Dimm-Pegel größer als null wartet, die Ermittlung der Leistungsdaten nicht mehr kontinuierlich, was eine Verringerung des Energieverbrauchs der Ermittlungseinrichtung erlaubt. Anstelle einer kontinuierlichen Messung während des Betriebs kann auch eine quasikontinuierliche Messung erfolgen, bei der einzelne Messungen in zeitlichen Abständen durchgeführt werden, die kurz im Vergleich zu einer Reaktion des Betriebsgeräts auf beispielsweise Dimmpegeländerungen sind. Demgegenüber ist die bestimmte Zeitdauer, für die die Messung im Bereitschaftsbetrieb abgeschaltet wird lang, d.h. der Abstand zu einer evtl. während des Bereitschaftsbetriebs gemachten weiteren Messung beträgt das wenigsten 10-fache des Abstands aufeinanderfolgender Messungen bei quasikontinuierlicher Messung während des Betriebs.
  • Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise ein auch andere Funktionen des Betriebsgeräts steuernder Mikrocontroller, dem das Dimm- bzw. Schaltsignal zugeführt wird und der die Ermittlung der Leistungsdaten im Bereitschaftsbetrieb gemäß einer gespeicherten Vorgabe abschaltet. Alternativ kann die Steuereinrichtung einen stabilen Multivibrator aufweisen, der im Bereitschaftsbetrieb abwechselnd die Ermittlungseinrichtung ein- und ausschaltet. Das Ein- und Ausschalten wird dabei durch ein Abschalten der Messvorrichtung bewirkt, das sich von einem durch die Messvorrichtung selbst gesteuerten zeitlichen Abstand von Einzelmessungen im quasikontinuierlichen Betrieb unterscheidet, bei dem die Messvorrichtung selbst aktiv bleibt und die zeitliche Durchführung der Messungen selbst steuert. Erfindungsgemäß wird also die interne zeitliche Steuerung der Ermittlungs- oder Messvorrichtung mit abgeschaltet. Erst bei erneutem Einschalten wird diese wieder aktiviert, so dass daraufhin die nächste Messung durchgeführt werden kann.
  • Die Ermittlungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, als Leistungsdaten die von dem Betriebsgerät aufgenommene und/oder abgegebene Leistung, die von dem Betriebsgerät aufgenommene und/oder abgegebene Energie, den von dem Betriebsgerät aufgenommenen Strom und/oder den Leistungsfaktor zu ermitteln. Das Ab- und Wiedereinschalten der Ermittlung der Leistungsdaten erfolgt zyklisch. In vielen Fällen ist eine Ermittlung/Messung im Bereitschaftsbetrieb alle zehn Sekunden ausreichend, um auch eine durch eine Temperaturänderung verursachte Drift der Leistungsdaten zu erfassen.
  • Alternativ kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, die Zeitdauer zwischen dem Abschalten und dem Wiedereinschalten im Bereitschaftsbetrieb und/oder den Zeitpunkt für das erstmalige Abschalten in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsgeräts zu setzen. Der Betriebsparameter kann eine in dem Betriebsgerät erfasste Temperatur, eine Temperaturänderung oder die Leistungsaufnahme des Betriebsgeräts vor dem Wechsel in den Bereitschaftsbetrieb sein. Zusätzlich kann ein Abschalten in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter auch während des Betriebs der Leuchtmittel, insbesondere bei konstantem Dimmpegel, erfolgen.
  • Das Betriebsgerät kann eine Schaltung zum Erzeugen oder Bereitstellen einer Versorgungsspannung für eine Spannungsversorgung für die Ermittlungseinrichtung aufweisen, wobei die Steuereinrichtung die Spannungsversorgung der Ermittlungs- oder Messeinrichtung für die Abschaltung der Ermittlung der Leistungsdaten unterbricht.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Betriebsgerät eine Schnittstelle zum Ausgeben der Leistungsdaten aufweisen, wobei die Ermittlungseinrichtung die Leistungsdaten an die Steuereinrichtung übermittelt und die Steuereinrichtung die von der Ermittlungseinrichtung übermittelten Leistungsdaten an die Schnittstelle übermittelt. Die Leistungsdaten können mittels der Schnittstelle drahtlos oder drahtgebunden an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung gesendet werden .
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Ermitteln von Leistungsdaten in einem Betriebsgerät für Leuchtmittel die folgenden Schritte auf:
    • Ermitteln von Leistungsdaten des Betriebsgeräts während des Betriebs der Leuchtmittel und im Bereitschaftsbetrieb; und
    • Abschalten der Ermittlung der Leistungsdaten im Bereitschaftsbetrieb für eine bestimmte Zeitdauer, wobei im Bereitschaftsbetrieb das Abschalten und ein Wiedereinschalten der Ermittlung zyklisch erfolgt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel eines Betriebsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung,
    Fig. 2
    eine Schaltung der Ermittlungseinrichtung des in Fig. 1 gezeigten Betriebsgeräts,
    Fig. 3
    ein zweites Ausführungsbeispiel eines Betriebsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung,
    Fig. 4
    eine Schaltung zur Ansteuerung des Schalters des in Fig. 1 gezeigten Betriebsgeräts, und
    Fig. 5
    ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Darstellung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Komponenten mit gleichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Betriebsgeräts nach einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Betriebsgerät dient zum Betrieb von einem an seinen Ausgangsanschlüssen 2, 3 angeschlossenen Leuchtmittel 1, welches eine Leuchtdiode (LED) oder mehrere in Serie oder parallel geschaltete LEDs umfassen kann.
  • An den zwei Eingangsanschlüssen 4, 5 des abgebildeten Betriebsgeräts wird eine Versorgungsspannung zugeführt, die eine Gleichspannung oder eine gleichgerichtete Wechselspannung sein kann und die mittels eines Gleichspannungswandlers 6 in eine Gleichspannung mit einem dem Leuchtmittel 1 entsprechenden Spannungsniveau umgewandelt wird. Der Gleichspannungswandler 6 kann ein Sperrwandler, ein Aufwärtswandler, ein Abwärtswandler oder ein Resonanzwandler sein und wird von einer Steuereinrichtung 7 in bekannter Weise entsprechend einem an dem Eingangsanschluss 8 empfangenen Dimm-Signal und von von dem Gleichspannungswandler 6 empfangenen, den Betriebszustand anzeigenden Signalen gesteuert oder geregelt.
  • Die Steuereinrichtung 7 kann eine integrierte Halbleiterschaltung sein oder eine integrierte Halbleiterschaltung umfassen. Die Steuereinrichtung 7 kann als ein Prozessor, ein Mikroprozessor, ein Controller, ein Mikrocontroller oder eine anwendungsspezifische Spezialschaltung (ASIC, "Application Specific Integrated Circuit") oder eine Kombination der genannten Einheiten ausgestaltet sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert die Steuereinrichtung 7 auch eine zwischen den Eingangsanschlüssen 4, 5 und dem Gleichspannungswandler 6 angeordnete Ermittlungseinrichtung 9, welche die von dem Betriebsgerät aufgenommene elektrische Leistung oder Daten für deren Berechnung ermittelt und an die
  • Steuereinrichtung 7 sendet, welche die Daten an dem Ausgangsanschluss 10 zur Verarbeitung/Analyse ausgibt. Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Schaltung der Ermittlungseinrichtung 9, welche aus einem mit dem Eingangsanschluss 4 verbundenen niederohmigen Messwiderstand 11 und einer integrierten Schaltung 12 (englisch integrated circuit, IC) besteht. Die integrierte Schaltung 12 weist sechs Anschlüsse 12,..17 auf und wird über die Anschlüsse 14 und 17 mit einer Betriebsspannung (nicht gezeigt) versorgt. Der Anschluss 16 ist mit dem Eingangsanschluss 5 verbundenen und der Anschluss 15 mit der Steuereinrichtung 7. Die integrierte Schaltung 12 misst die zwischen den Anschlüssen 12 und 16 anliegende Spannung für die Bestimmung der Eingangsspannung und die zwischen den Anschlüssen 12 und 13 anliegende Spannung für die Bestimmung des von dem Betriebsgerät aufgenommenen Stroms, berechnet aus den gemessenen Größen die momentan aufgenommene Leistung und übermittelt diese an die Steuereinrichtung 7. Ist die Eingangsspannung laststabil, kann lediglich der aufgenommene Strom gemessen und ausgegeben werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die integrierte Schaltung 12 bzw. die Ermittlungseinrichtung 9 den zeitlichen Mittelwert der Leistung, die aufgenommene Energie und/oder bei einer pulsierenden Eingangs-Gleichspannung oder Wechselspannung den Leistungsfaktor berechnen und ausgeben. Zumindest einige der von der Ermittlungseinrichtung 9 ermittelten Leistungsdaten können sofort an die Steuereinrichtung 7 ausgegeben oder zunächst in der Ermittlungseinrichtung 9 gespeichert und erst beim Empfangen einer Abfrage ausgeben werden.
  • Die von der Ermittlungseinrichtung 9 erfassten Leistungsdaten ändern sich nicht nur während des Betriebs des Leuchtmittels 1 z.B. mit variierenden Dimmpegeln, sondern auch im Bereitschaftsbetrieb, bei dem das Leuchtmittel 1 kein Licht abgibt. Zum Bereitschaftsbetrieb zählen Zustände, bei denen das Betriebsgerät an den Ausgangsanschlüssen 2, 3 keine Leistung für den Betrieb des Leuchtmittels 1 auf Grund eines Null/Aus-Dimm-Werts, eines entnommenen oder defekten Leuchtmittels 1 abgibt.
  • Die von der Ermittlungseinrichtung 9 im Bereitschaftsbetrieb gemessene und im Wesentlichen von der Energieversorgung der Steuereinrichtung 7 und der Ermittlungseinrichtung 9 herrührende Leistungsaufnahme kann sich insbesondere durch Temperaturschwankungen ändern, jedoch nur langsam im Vergleich zu einem normalen Betrieb des Betriebsgeräts.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für eine Reduzierung des Leistungsbedarfs im Bereitschaftsbetrieb die Ermittlung der Leistungsdaten von der Steuereinrichtung 7 abgeschaltet. Hierfür detektiert die Steuereinrichtung 7 mittels Dimm-Signal oder einem Ein-/Ausschaltsignal den Bereitschaftsbetrieb bzw. einen Wechsel zwischen Bereitschaftsbetrieb und Leuchtbetrieb und sendet im Bereitschaftsbetrieb ein Abschaltsignal/Schlafsignal an die Ermittlungseinrichtung 9, welche daraufhin die Ermittlung von Leistungsdaten stoppt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 7 den Bereitschaftsbetrieb (z.B. bei einen Dimm-Wert > null) auf der Grundlage der Leistungsdaten und/oder der von dem Gleichspannungswandler 6 empfangenen Messwerte, welche beispielsweise ein entnommenes oder defektes Leuchtmittel 1 anzeigen, bestimmen.
  • Der Zeitpunkt und/oder die Dauer des Abschaltens können vom Hersteller oder Anwender vorgegeben bzw. in der Steuereinrichtung 7 gespeichert sein, von den von der Ermittlungseinrichtung 9 ermittelten Leistungsdaten abhängen und/oder entsprechend dem aktuellen Zustand (Dimm-Wert = null; Dimm-Wert > null und Leuchtmittel defekt oder entnommen) gesetzt werden. Um nach dem Abschalten wieder Leistungsdaten zu ermitteln, sendet die Steuereinrichtung 7 ein Einschaltsignal/Aufwecksignal an die Ermittlungseinrichtung 9, welche daraufhin die Ermittlungseinrichtung und damit die Ermittlung von Leistungsdaten startet.
  • Das Ab- und Wiedereinschalten der Ermittlung im Bereitschaftsbetrieb erfolgt vorzugsweise zyklisch, wobei die Zeitabstände zwischen den Messungen wie oben beschrieben vom Hersteller oder Anwender vorgegeben sind, von den Leistungsdaten abhängen und/oder entsprechend dem aktuellen Zustand gesetzt werden. Ein Abschalten der Ermittlung der Leistungsdaten kann nur im Bereitschaftsbetrieb oder auch im Lichtbetrieb erfolgen.
  • Für eine Abschaltung kann eine zeitliche Änderung der Leistungsaufnahme oder eines Temperaturwerts erfasst und mit einem Schwellenwert verglichen werden. Liegt die zeitliche Änderung unterhalb des Schwellenwerts, erfolgt auch eine zeitlich befristete Abschaltung der Ermittlung der Leistungsdaten im Lichtbetrieb, wobei die Dauer der Abschaltung von dem Betrag der zeitlichen Änderung abhängen kann.
  • In vielen Fällen ist eine Ermittlung/Messung im Bereitschaftsbetrieb alle fünf bis 30 Sekunden ausreichend, um auch ein durch eine Temperaturänderung oder andere sich langsam ändernde Einflussgrößen verursachtes Driften der Leistungsdaten genau genug zu erfassen.
  • Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Betriebsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, welches zusätzlich eine Schaltung 18 zur Gleichrichtung der Eingangswechselspannung und zur Leistungsfaktorkorrektur und einen von der Steuereinrichtung 7 steuerbaren Schalter 20 zum Abschalten der Ermittlungseinrichtung 9 aufweist.
  • Außerdem ist eine Schaltung 19, welche die Steuereinrichtung 7 und die Ermittlungseinrichtung 9 mit Energie versorgt, gezeigt.
  • Mit dem Schalter 20 ist die Energieversorgung der Ermittlungseinrichtung 9 zu- und abschaltbar. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel sendet die Steuereinrichtung 7 kein Abschaltsignal/Schlafsignal an die Ermittlungseinrichtung 9 selbst, sondern schaltet im Bereitschaftsbetrieb für eine Reduzierung der Leistungsaufnahme den Schalter 20 aus und für eine Wiederaufnahme der Ermittlung der Leistungsdaten den Schalter 20 ein. Das Zu- und Abschalten der Ermittlungseinrichtung 9 kann nach den oben beschriebenen Kriterien erfolgen.
  • Die folgende Alternative stellt Gegenstände dar, die nicht zur Erfindung gehören und deshalb nur als Beispiel für ein besseres Verständnis der Erfindung dienen:
    Alternativ zu einem separaten Schalter 20 kann die Schaltung 19 für die Spannungsversorgung der Ermittlungseinrichtung 9 einen von der Steuereinrichtung 7 getrennten Ausgang aufweisen und dazu ausgebildet sein, die Spannungsversorgung der Ermittlungseinrichtung 9 in Abhängigkeit von dem von der Steuereinrichtung 7 empfangenen Schaltsignal zu- oder abzuschalten.
  • In den beschrieben Beispielen steuert die Steuereinrichtung 7 die Ermittlungseinrichtung 9 und den Gleichspannungswandler 6. Es ist jedoch auch möglich, für die Ermittlungseinrichtung 9 eine separate Steuereinrichtung 7 vorzusehen oder die Funktionen der Ermittlungseinrichtung 9 in die Steuereinrichtung 7 bzw. in einem Mikrocontroller zu integrieren. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 7 durch einen astabilen Multivibrator gebildet sein, der im Licht-Betrieb ein Einschaltsignal und im Bereitschaftsbetrieb abwechselnd ein Ein- oder Ausschaltsignal an den Schalter 20 bzw. die Ermittlungseinrichtung 9 abgibt. Der Anschluss 15 kann hierbei direkt mit dem Ausgangsanschluss 10 verbunden sein.
  • Befinden sich die Steuereinrichtung 7, die Ermittlungseinrichtung 9 und/oder der Gleichspannungswandler 6 oder Teile davon auf unterschiedlichem Potential bzw. sollen galvanisch voneinander getrennt sein, können die Daten und Steuersignale mittels Optokoppler zwischen den Barrieren bzw. Potentialen in bekannter Weise übertragen werden.
  • Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Schaltung des Schalters 20, bei der die Steuereinrichtung 7 bzw. das von ihr abgegebene Ein- oder Ausschaltsignal und die geschaltete Spannungsversorgung der Ermittlungseinrichtung 9 mittels eines Optokopplers 21 getrennt sind. Die Trennung verläuft entlang der in Fig. 4 gezeigten gestrichelten Linie. Dabei befinden sich die Anschlüsse 22 und 23 auf dem Potential der Ermittlungseinrichtung 9 und die Anschlüsse 24 und 25 auf dem Potential der Steuereinrichtung 7, wobei die Versorgungsspannung der Steuereinrichtung 7 und die Versorgungsspannung der Ermittlungseinrichtung 9 unterschiedlich sind.
  • Das von der Steuereinrichtung 7 an dem Anschluss 25 gesendete Ein- oder Ausschaltsignal wird über einen Widerstand 26 einem Transistor 27 zugeführt. Bei einem Einschaltsignal der Steuereinrichtung 7 wird der Transistor 27 leitend, so dass von dem mit der Versorgungsspannung der Steuereinrichtung 7 verbundenen Anschluss 24 über einen Widerstand 28 durch den Optokoppler 21 ein Strom fließt, der seinerseits einen auf dem Potential der Ermittlungseinrichtung 9 liegenden Transistor 28 leitend schaltet.
  • Mit dem Ein- und Ausschalten des Transistors 28 wird die Versorgungsspannung für die Ermittlungseinrichtung 9 zu- bzw. ausgeschaltet, wobei die Ermittlungseinrichtung 9 mit dem Anschluss 23 verbunden ist und die Versorgungsspannung für die Ermittlungseinrichtung 9 am Anschluss 22 anliegt.
  • Alternativ kann sich der Transistor 28 in der Schaltung 19 befinden, wobei mit dem Ein- und Ausschalten des Transistors 28 die Erzeugung der Versorgungsspannung für die Ermittlungseinrichtung 9 ein- bzw. ausgeschaltet wird.
  • In Fig. 5 ist ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm dargestellt, das die einzelnen Schritte bei der Durchführung des oben ausführlich beschriebenen Verfahrens zeigt.

Claims (9)

  1. Betriebsgerät zum Betreiben von einem oder mehreren Leuchtmitteln (1), insbesondere LEDs, aufweisend
    eine Ermittlungseinrichtung (9) zum Ermitteln von Leistungsdaten des Betriebsgeräts während des Betriebs der Leuchtmittel (1); und
    eine Steuereinrichtung (7) zum Steuern der Ermittlungseinrichtung (9),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ermittlungseinrichtung (9) dazu ausgebildet ist Leistungsdaten des Betriebsgeräts auch im Bereitschaftsbetrieb des Betriebsgeräts zu ermitteln und
    die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, die Ermittlung der Leistungsdaten zumindest im Bereitschaftsbetrieb des Betriebsgeräts für eine bestimme Zeitdauer abzuschalten, wobei im Bereitschaftsbetrieb des Betriebsgeräts das Abschalten und ein Wiedereinschalten der Ermittlungseinrichtung (9) zyklisch erfolgt.
  2. Betriebsgerät nach Anspruch 1, wobei
    die Ermittlungseinrichtung (9) dazu ausgebildet ist, als Leistungsdaten die von dem Betriebsgerät aufgenommene und/oder abgegebene Leistung, die von dem Betriebsgerät aufgenommene und/oder abgegebene Energie, den von dem Betriebsgerät aufgenommenen Strom und/oder den Leistungsfaktor zu ermitteln.
  3. Betriebsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, die Zeitdauer zwischen dem Abschalten und dem Wiedereinschalten in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsgeräts zu setzen.
  4. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
    das Betriebsgerät eine Schaltung (19) zum Erzeugen oder Bereitstellen einer Spannungsversorgung für die Ermittlungseinrichtung (9) aufweist, und
    die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, die Spannungsversorgung für die Abschaltung der Ermittlung der Leistungsdaten zu unterbrechen.
  5. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
    das Betriebsgerät eine Schnittstelle (10) zum Ausgeben der Leistungsdaten aufweist,
    die Ermittlungseinrichtung (9) dazu ausgebildet ist, die ermittelten Leistungsdaten an die Steuereinrichtung (7) zu übermitteln und
    die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, die von der Ermittlungseinrichtung (9) übermittelten Leistungsdaten an die Schnittstelle (10) zu übermitteln.
  6. Verfahren zum Ermitteln von Leistungsdaten in einem Betriebsgerät für Leuchtmittel (1), mit dem Schritt:
    Ermitteln von Leistungsdaten des Betriebsgeräts während des Betriebs der Leuchtmittel (1), gekennzeichnet durch die Schritte
    Ermitteln von Leistungsdaten des Betriebsgeräts auch im
    Bereitschaftsbetrieb des Betriebsgeräts; und
    Abschalten der Ermittlung der Leistungsdaten zumindest im Bereitschaftsbetrieb des Betriebsgeräts für eine bestimme Zeitdauer, wobei im Bereitschaftsbetrieb des Betriebsgeräts das Abschalten und ein Wiedereinschalten der Ermittlung zyklisch erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei
    die von dem Betriebsgerät aufgenommene und/oder abgegebene Leistung, die von dem Betriebsgerät aufgenommene und/oder abgegebene Energie, der von dem Betriebsgerät aufgenommene Strom und/oder der Leistungsfaktor als Leistungsdaten ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei
    die Zeitdauer zwischen dem Abschalten und dem Wiedereinschalten in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsgeräts gesetzt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei
    in dem Schritt des Abschaltens die Spannungsversorgung einer für die Ermittlung der Leistungsdaten vorgesehenen Schaltung unterbrochen wird.
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