FI96472B

FI96472B - Method for adjusting the operation of the dimmer and the dimmer

Info

Publication number: FI96472B
Application number: FI943684A
Authority: FI
Inventors: Mikko Kaijaervi
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-03-15
Also published as: FI96472C; FI943684A0; WO1996005712A1

Description

9647?9647?

Menetelmä valonhimmentimen toiminnan säätämiseksi ja valonhimmennin -Förfarande för regiering av ljusdämpares värkan och ljusdämpareMethod of adjusting the operation of the dimmer and adjusting the dimmer -Förfarande för regiering av ljusdämpares värkan och ljusdämpare

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä 5 valonhimmentimen toiminnan säätämiseksi.The invention relates to a method 5 according to the preamble of claim 1 for adjusting the operation of a dimmer.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 4 mukainen valonhimmennin.The invention also relates to a light dimmer according to claim 4.

Keksinnön mukainen menetelmä kohdistuu erityisesti kaksijohtimisiin valonhim-mentimiin, joissa kuormaan syötettävää vaihtosähkötehoa säädetään vaihekulman perusteella. Valonhimmentimen kytkintä ohjataan tällöin synkronoidusti vaihtosäh-10 kötehon virran tai jännitteen vaihekulman suhteen. Tällä hetkellä markkinoilla olevissa valonhimmentimissä on ennalta asetettuja rajattu maksimivaihekulma, jolla vaihekulmalla sähkötehoa voidaan enimmillään syöttää valaisinkuormaan, jos valonhimmennin on tarkoitettu sekä halogeeni- että hehkulamppuvalaisimien säätöön. Valonhimmennin, erityisesti sen ohjausyksikkö, tarvitsee toimiakseen energiaa, ja 15 tämä otetaan kaksijohdinvalonhimmentimen kytkimen yli vaikuttavasta jännitteestä. Asettamalla valonhimmentimelle kiinteä maksimivaihekulma taataan se, että valonhimmennin toimii kaikissa olosuhteissa. Rajatun maksimivaihekulman avulla saadaan halogeenivalaisimista joissakin tapauksissa hyvä lähtö-ja valoteho, mutta eräillä halogeenivalaisinkuormilla ja erityisesti hehkulamppukuormilla joudutaan 20 tyytymään huomattavasti parasta mahdollista lähtö- ja valotehoa pienempään tehoon.The method according to the invention is particularly directed to two-wire dimmers in which the alternating electrical power supplied to the load is adjusted on the basis of the phase angle. The dimmer switch is then controlled synchronously with respect to the AC current or voltage phase angle. The dimmers currently on the market have a pre-set limited maximum phase angle at which the maximum electrical power can be supplied to the luminaire load if the dimmer is intended for dimming both halogen and incandescent lamps. The dimmer, in particular its control unit, needs energy to operate, and this is taken from the voltage across the switch of the two-wire dimmer. By setting a fixed maximum phase angle on the dimmer, it is guaranteed that the dimmer will work in all conditions. The limited maximum phase angle provides good output and light output from halogen lamps in some cases, but some halogen lamp loads, and in particular incandescent lamp loads, have to be satisfied with significantly lower output than the best possible output and light output.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetty epäkohta. Keksinnön tarkoituksena on toteuttaa kaksijohdinvalonhimmentimessä automaattinen maksimitehon säätö kuormasta riippumattomasti. Keksinnön tarkoituksena on erityisesti säätää 25 maksimivaihekulmaa kaksijohdinvalonhimmentimissä automaattisesti kuormitusten mukaan siten, että valonhimmentimen energian saanti on aina turvattuja että saatava valoteho on aina käytetyllä maksimivaihekulmalla maksimissaan.The object of the invention is to eliminate the above drawback. The object of the invention is to implement automatic maximum power adjustment in a two-wire dimmer independently of the load. The object of the invention is in particular to adjust the maximum phase angle in two-wire dimmers automatically according to the loads, so that the energy supply of the dimmer is always secured and the light output obtained is always at its maximum maximum phase angle used.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle valonhimmentimelle on tunnusomaista se, 30 mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 4.The method according to the invention is characterized by what is stated in claim 1. The light dimmer according to the invention is characterized by what is stated in claim 4.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä valonhimmentimen toiminnan säätämiseksi valonhimmentimen tarvitsema sähköteho otetaan valonhimmentimen yli vaikuttavasta vaihtojännitteestä. Keksinnön mukaisesti tarkkaillaan energiaa, joka on saata- 96472 2 vissa valonhimmentimen yli vaikuttavasta vaihtojännitteestä ja tämän perusteella säädetään valonhimmentimen maksimivaihekulmaa siten, että saatava energia ylittää aina asetetun minimirajan.In the method according to the invention for adjusting the operation of the dimmer, the electrical power required by the dimmer is taken from the alternating voltage acting over the dimmer. According to the invention, the energy available from the alternating voltage acting over the dimmer is monitored and, on this basis, the maximum phase angle of the dimmer is adjusted so that the energy obtained always exceeds a set minimum limit.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen oivallukseen, että tarkkaillaan 5 energiaa, joka on saatavissa valonhimmentimen yli vaikuttavasta jännitteestä ja tä män perusteella säädetään tarpeen vaatiessa valonhimmentimen maksimivaihekulmaa. Kun havaitaan saatavan energian putoaminen alle asetetun minimivaatimuksen, valonhimmentimen maksimivaihekulmaa pienennetään ja sitä kautta kasvatetaan kytkimen yli vallitsevaa jännitettä ja siitä saatavan energian määrää. Näin saa-10 daan aikaan säätöjärjestely, joka takaa automaattisen maksimivaihekulman säädön sen energian suhteen, jonka valonhimmennin toimiakseen tarvitsee.The method according to the invention is based on the realization that the energy available from the voltage acting over the dimmer is monitored and on this basis the maximum phase angle of the dimmer is adjusted if necessary. When a drop in the obtained energy is detected below the set minimum requirement, the maximum phase angle of the dimmer is reduced, thereby increasing the voltage across the switch and the amount of energy obtained therefrom. This provides a control arrangement which ensures automatic adjustment of the maximum phase angle with respect to the energy required for the dimmer to operate.

Keksinnön etuna on, että valonhimmennin saadaan nyt toimimaan sekä halogeeni-että hehkulamppuvalaisimien yhteydessä sellaisella maksimisäätökulmalla, joka antaa suurimman mahdollisen valotehon ilman, että valonhimmennintä säädetään erik-15 seen.The advantage of the invention is that the dimmer is now made to operate in connection with both halogen and incandescent lamps at a maximum adjustment angle which gives the maximum possible light output without adjusting the dimmer to the Erik-15.

Keksinnön etuna on edelleen, että menetelmään pohjautuva laite on rakenteeltaan yksinkertainen, helposti teollisesti valmistettava ja luotettavasti toimiva.A further advantage of the invention is that the device based on the method is simple in structure, easy to manufacture and reliable.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 20 kuva 1 esittää valonhimmentimen yli vaikuttavaa jännitettä silloin, kun maksimivai-hekulma on vakio; kuva 2 esittää jännitettä valonhimmentimen yli silloin, kun maksimivaihekulma on säädettävissä; kuva 3 esittää lohkokaavion muodossa valonhimmennintä, jonka maksimivaihe-25 kulma on säädettävissä; kuva 4 esittää yhtä valonhimmentimen vaihekulman säätöyksikköä; kuvat 5a, 5b ja 5c esittävät vaihekulman säätöyksikön jännitekäyriä ja kuva 5d valonhimmentimen valaisinkuorman jännitekäyrää; kuva 6 esittää havainnollisesti valonhimmentimen toimintakäyriä, kun kuormana on 30 halogeenivalaisin ja kun maksimivaihekulmaa säädetään; ja li 9647/ 3 kuva 7 esittää valonhimmennintä, joka on varustettu maksimivaihekulman säätöyksi-köllä.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows the voltage across the dimmer when the maximum phase angle is constant; Figure 2 shows the voltage across the dimmer when the maximum phase angle is adjustable; Figure 3 shows in block diagram form a light dimmer with a maximum phase-25 angle adjustable; Figure 4 shows one phase dimmer phase angle adjustment unit; Figures 5a, 5b and 5c show voltage curves of the phase angle control unit and Figure 5d shows the voltage curve of the dimmer load; Figure 6 illustrates the operation curves of the dimmer when the load is 30 halogen lamps and when the maximum phase angle is adjusted; and li 9647/3 Fig. 7 shows a light dimmer equipped with a maximum phase angle adjustment unit.

Valonhimmentimellä säädetään sähköverkkoon tai vastaavaan vaihtosähkölähtee-seen kytkettyyn valaisinkuormaan syötettävää vaihtosähkötehoa siten, että valaisi-5 men valoteho muuttuu portaattomasti. Kuormaan syötettävää vaihtosähkötehoa säädetään vaihekulman perusteella synkronoidusta vaihtosähkötehon virran tai jännitteen vaiheen suhteen. Kytkimenä valonhimmentimessä käytetään yhtä tai useampaa puolijohdetta, edullisesti kanavatransistoria eli FETiä tai vastaavaa. Kaksijohdin-valonhimmennin kytketään valaisinkuorman kanssa Saijaan. Valonhimmentimen oh-10 jausyksikön tarvitsema sähköteho otetaan tällöin kytkimen yli vaikuttavasta jännitteestä. Ohjausyksikön energiansaannin takaamiseksi kaikissa olosuhteissa säädettävälle vaihekulmalle asetetaan maksimiarvo. Tämä tarkoittaa sitä, että valaisinkuormaan syötettävälle teholle asetetaan maksimitehoarvo, joka on pienempi kuin suoraan vaihtosähkölähteestä valonhimmentimen ohi kuormaan syötettävä teho.The dimmer is used to adjust the AC power supplied to the luminaire load connected to the mains or a similar AC power source so that the light output of the luminaire changes steplessly. The AC power supplied to the load is adjusted based on the phase angle in relation to the phase of the AC power current or voltage. One or more semiconductors, preferably a channel transistor or FET or the like, are used as a switch in the dimmer. The two-wire dimmer is connected with a luminaire load to Saija. The electrical power required by the dimmer control unit is then taken from the voltage across the switch. To guarantee the power supply to the control unit, a maximum value is set for the adjustable phase angle in all conditions. This means that a maximum power value is set for the power supplied to the luminaire load, which is lower than the power supplied to the load directly from the AC power supply past the dimmer.

15 Valonhimmentimen valaisinkuorma vaikuttaa valonhimmentimen kytkimen yli vaikuttavaan jännitteeseen ja siis myös valonhimmentimen ohjausyksikön saamaan energiaan. Tätä tilannetta havainnollistetaan kuvion 1 avulla. Käyrä a esittää jännitettä Ujj valonhimmentimen yli, kun kuormana on hehkulamppu (eli olennaisesti re-sistiivinen kuorma). Käyrä b esittää jännitettä Ufc valonhimmentimen yli, kun kuor-20 mana on halogeenivalaisin eli elektroninen halogeenimuuntaja (eli olennaisesti re-sistiivisen ja kapasitiivisen kuorman yhdistelmä). Vakiovirralla saatava energia va-lonhimmentimen kytkimen yli kummankin kuorman kohdalla on verrannollinen varjostettuihin alueisiin A ja B vastaavasti käyrien a ja b sekä t-akselin (aika-akse- Iin) välissä. Tämän perusteella voidaan todeta, että halogeenivalaisinkuormalla 25 maksimivaihekulman a täytyy olla huomattavasti pienempi kuin hehkulamppu- kuormaa ohjattaessa. Jos valonhimmennin on tarkoitettu sekä halogeeni- että hehku-lamppuvalaisimelle ja se on varustettu kiinteällä maksimivaihekulmalla, hehkulampusta ei saada valotehoa irti niin paljon kuin siitä tulisi saada käytön aikana. Tämä nähdään selvästi käytännössä himmeämpänä hehkulampun valona valonhimmenti-30 men maksimisäädöllä verrattuna erityisesti valotehoon, joka saadaan ohikytkettäessä valonhimmennin.15 The luminaire load of the dimmer affects the voltage across the dimmer switch and thus also the energy received by the dimmer control unit. This situation is illustrated in Figure 1. Curve a shows the voltage Ujj across the dimmer when the load is an incandescent lamp (i.e., a substantially resistive load). Curve b shows the voltage Ufc over the dimmer when the shell-20 Mana is a halogen lamp, i.e. an electronic halogen transformer (i.e. a combination of essentially resistive and capacitive load). The energy obtained at a constant current across the dimmer switch at each load is proportional to the shaded areas A and B between curves a and b and the t-axis (time axis), respectively. Based on this, it can be stated that with a halogen lamp load 25, the maximum phase angle α must be considerably smaller than when controlling the incandescent lamp load. If the dimmer is intended for both a halogen and an incandescent lamp and is equipped with a fixed maximum phase angle, the filament lamp shall not emit as much light as it should during use. This is clearly seen in practice as a dimmer light bulb with a maximum dimmer-30 m control compared to the light output obtained in particular when the dimmer is switched on.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä valonhimmentimen toiminnan säätämiseksi tarkkaillaan energiaa, joka on saatavissa valonhimmentimen yli vaikuttavasta jännitteestä ja kun havaitaan energian putoaminen alle asetetun minimiasetusarvon, pie-35 nennetään kuormaan syötettävän jännitteen vaihekulmaa ja kasvatetaan näin valonhimmentimen yli vaikuttavasta jännitteestä saatavan energian määrää, kunnes ener- 96472 4 gian minimiasetusarvo on saavutettu. Tätä tilannetta on havainnollistettu kuvassa 2. Valohimmentimen maksimivaihekulma on säädetty niin, että ohjausyksikölle saatava energia on vakio. Käyrä c esittää jännitettä Ufc kuorman yli, kun kuormana on hehkulamppuja käyrä d esittää jännitettä Ufc kuorman yli, kun kuormana on halo-5 geenivalaisin eli elektroninen halogeenimuuntaja. Varjostetut alueet C, D käyrien c, d ja t-akselin välissä ovat verrannolliset vakiovirralla ohjausyksikölle saatavaan energiaan. Kuvan käyristä c ja d nähdään, että maksimi vaihekulmat oq, ci2 kummassakin tapauksessa eroavat selvästi toisistaan ja erityisesti hehkulampun kohdalla hehkulamppuun syötetty teho on merkittävästi suurempi kuin aiemmissa valonhim-10 mentimissä, joissa on käytetty vakiomaksimivaihekulmaa (vrt. kuva 1).In the method according to the invention for adjusting the operation of the dimmer, the energy available from the voltage across the dimmer is monitored and when an energy drop below the set minimum is detected, the phase angle of the voltage applied to the load is reduced and the minimum setting value has been reached. This situation is illustrated in Figure 2. The maximum phase angle of the dimmer is adjusted so that the energy supplied to the control unit is constant. Curve c shows the voltage Ufc over the load when the bulbs are loaded curve d shows the voltage Ufc over the load when the load is a halo-5 gene lamp, i.e. an electronic halogen transformer. The shaded areas C, D between the curves c, d and the t-axis are proportional to the energy supplied to the control unit at constant current. It can be seen from curves c and d in the figure that the maximum phase angles oq, ci2 in each case are clearly different and, especially for an incandescent lamp, the power supplied to the incandescent lamp is significantly higher than in previous dimmers using a constant maximum phase angle (cf. Figure 1).

Keksinnön mukainen valonhimmennin 1 on esitetty lohkokaaviona kuvassa 3. Va-lonhimmennin 1 on kytketty tulonavasta la vaihtosähköverkkoon ja sen lähtönapaan Ib on yhdistetty valaisinkuorma L. Valonhimmentimeen 1 kuuluu kytkin 2 ja oh-15 jausyksikkö 3. Ohjausyksikköön 3 vuorostaan kuuluu kytkinohjain 4, joka on yhdistetty kytkimeen 2, ja vaihekulman säätöyksikkö 5, joka vuorostaan on yhdistetty kytkinohjaimeen 4. Valonhimmentimen 1 ohjausyksikön 3 tarvitsema energia toimintaa varten otetaan kytkimen 2 yli vaikuttavasta vaihtojännitteestä Ufc. Valonhimmentimeen 1 kuuluu lisäksi maksimivaihekulman säätöyksikkö 6 ja tarkkailuyksik-20 kö 7 kytkimen 2 yli vaikuttavan jännitteen havainnoimiseksi. Maksimivaihekulman säätöyksikkö 6 kuuluu edullisesti vaihekulman säätöyksikköön 4. Tarkkailuyksikkö 7 on yhdistetty maksimivaihekulman säätöyksikköön 6.The light dimmer 1 according to the invention is shown in a block diagram in Figure 3. The light dimmer 1 is connected from the input terminal 1a to the AC mains and its output terminal Ib is connected to a lamp load L. The dimmer 1 comprises a switch 2 and a control unit 3. The control unit 3 in turn to the switch 2, and the phase angle adjustment unit 5, which in turn is connected to the switch controller 4. The energy required for the operation of the control unit 3 of the dimmer 1 is taken from the AC voltage Ufc acting over the switch 2. The dimmer 1 further comprises a maximum phase angle adjusting unit 6 and a monitoring unit 20 to detect the voltage across the switch 2. The maximum phase angle control unit 6 preferably belongs to the phase angle control unit 4. The monitoring unit 7 is connected to the maximum phase angle control unit 6.

Vaihekulman säätöyksikköön 5 kuvassa 4 kuuluu vertailija 8, tasajännitesäätöyksik-25 kö 9 ja saha-aaltojänniteyksikkö 10, joka on synkronoitu vaihtosähköverkon jännitteeseen (so. yksikön 10 lähtöjännite nollataan edullisimmin vaihtojännitejakson 0-kohdassa). Tasajännitesäätöyksikkö 9 ja saha-aaltojänniteyksikkö 10 on yhdistetty vertailijan 8 tuloihin 8a, 8b. Tasajännitesäätöyksikön 9 lähdöstä saatavaa säädettävissä olevaa tasajännitettä Ur ja saha-aaltojänniteyksikön 7 lähdöstä saatavaa nouse-30 vaa saha-aaltojännitettä Us verrataan vertailijassa 8 keskenään. Kun Us < Ur vertailijan 8 lähdössä 8c on jännite Up. Muussa tapauksessa, so. kun Us > Ur, vertailijan 8 lähtöjännite eroaa olennaisesti jännitteestä Up; se on edullisesti nolla. Näin vertailijan 8 lähdöstä 8c saadaan jänniteohjauspulssi, jonka pituus eli aikajakso ts riippuu säädettävän tasajännitteen Ur suuruudesta (kuva 5a). Vertailijan 8 lähdöstä 35 8c saadaan näin ohjauspulssi kytkinohjaimelle 4. Kytkinohjaimessa 4 ohjauspulssi vahvistetaan ja sovitetaan kytkimen 2 ohjaamiseksi kiinni ja auki ohjauspulssin nousevan reunan ja vastaavasti laskevan reunan mukaaan (kuva 5b ja 5d).The phase angle control unit 5 in Fig. 4 comprises a comparator 8, a DC voltage control unit 25 and a sawtooth voltage unit 10 synchronized with the AC mains voltage (i.e. the output voltage of the unit 10 is most preferably reset at 0 of the AC voltage cycle). The DC voltage control unit 9 and the sawtooth voltage unit 10 are connected to the inputs 8a, 8b of the comparator 8. The adjustable DC voltage Ur from the output of the DC voltage control unit 9 and the rising-wave saw voltage Us from the output of the sawtooth voltage unit 7 are compared in a comparator 8. When Us <Ur at the output 8c of the comparator 8 is the voltage Up. Otherwise, i.e. when Us> Ur, the output voltage of the comparator 8 differs substantially from the voltage Up; it is preferably zero. Thus, a voltage control pulse is obtained from the output 8c of the comparator 8, the length of which, i.e. the time period ts, depends on the magnitude of the adjustable DC voltage Ur (Fig. 5a). The control pulse 4 is thus obtained from the output 35 8c of the comparator 8.

tl 96472 5tl 96472 5

Vaihekulman säätöyksikön 5 tasajännitesäätöyksikkö 9 on toteutettu kuvan 4 sovelluksessa säätövastuksen 11, kuten potentiometrin, avulla. Säätövastuksen 11 ensimmäinen napa on kytketty tasajännitteeseen Ujmax ja toinen napa edullisimmin maahan. Säätövastuksen 11 säätönäpä ja tässä vallitseva jännite Ur vuorostaan on yhdis-5 tetty vertailijan 8 ensimmäiseen tulonapaan 8a.The DC voltage control unit 9 of the phase angle control unit 5 is implemented in the embodiment of Fig. 4 by means of a control resistor 11, such as a potentiometer. The first pole of the control resistor 11 is connected to the direct voltage Ujmax and the second pole most preferably to ground. The control knob of the control resistor 11 and the voltage Ur prevailing here are in turn connected to the first input terminal 8a of the comparator 8.

Saha-aaltojänniteyksikköön 10 kuuluu kuvan 4 sovelluksessa sarjaankytketyt vastus 12 ja kondensaattori 13, jotka on kytketty vakiojännitteen Usmax ja edullisimmin maan väliin ja joiden välinäpä on yhdistetty vertailijan 8 toiseen tuloon 8b. Konden-10 saattorin 13 rinnalle tulon 8b ja maan väliin on järjestetty ohjattava kytkin 14. Vastuksen 12 kautta kondensaattoria 13 varataan vaihtojännitteen V puolijakson ajan, ja kondensaattorin yli vaikuttavaa jännitettä Us verrataan vertailijassa 8 tasajännitesää-töyksikön 9 antamaan jännitteeseen Ur. Vaihtojännitteen V puolijakson alussa 0-kohdassa kondensaattorin 13 jännitelataus puretaan yhdistämällä se välinavasta 15 kytkimellä 14 maahan.The sawtooth voltage unit 10 comprises, in the embodiment of Figure 4, a series-connected resistor 12 and a capacitor 13 connected between a constant voltage Usmax and most preferably ground and having a gap connected to the second input 8b of the comparator 8. A controllable switch 14 is arranged between the input 8b and ground between the capacitor 10 and the capacitor 13 is charged through the resistor 12 for half a period of the AC voltage V, and the voltage Us acting across the capacitor is compared with the voltage Ur provided by the DC control unit 9. At the beginning of the half-cycle of the alternating voltage V at the 0 point, the voltage charge of the capacitor 13 is discharged by connecting it from the intermediate terminal 15 to the ground by a switch 14.

Maksimi vaihekulman säätöyksikkö 6 on yhdistetty tasajännitesäätöyksikköön 9. Ta-sajännitesäätöyksikön 9 säädettävän tasajännitteen Ur maksimiarvo Urmax ja samalla ohjauspulssin maksimipituus eli aikajakson ts maksimiarvo tsmax, joka vastaa 20 maksimivaihekulmaa, säädetään tämän yksikön avulla.The maximum phase angle control unit 6 is connected to the DC voltage control unit 9. The maximum value Urmax of the adjustable DC voltage Ur of the DC voltage control unit 9 and at the same time the maximum length of the control pulse, i.e. the maximum value tsmax of the time period ts corresponding to 20 maximum phase angles.

Maksimivaihekulman säätöyksikköön 6 kuuluu kondensaattori 15, jännitteenrajoit-taja 16 ja kondensaattorin latauspiiri 17. Kondensaattori 15 ja jännitteenrajoittaja 16, joka on edullisesti zenerdiodi, on kytketty toistensa kanssa rinnan ja myös tasajänni-25 tesäätöyksikön 9, kuten säätövastuksen 11, rinnalle. Kondensaattorin latauspiiri 17 on yhdistetty kondensaattorin 15 jännitteiseen napaan 15a, joka on edelleen yhdistetty tasajännitesäätöyksikön 9 maksimijännitteeseen napaan. Kondensaatto rin latauspiiri 17 on yhdistetty kytkimen 2 yli vaikuttavan jännitteen tarkkailuyksik-köön 7 ja latauspiirin 17 tuloon vaikuttaa vertailujännite Uv. Kondensaattorin la-30 tauspiiriin 17 kuuluu tässä sovelluksessa myötäsuuntainen diodi 18 ja vastus 19.The maximum phase angle control unit 6 includes a capacitor 15, a voltage limiter 16 and a capacitor charging circuit 17. The capacitor 15 and the voltage limiter 16, which is preferably a zener diode, are connected in parallel and also in parallel with a DC voltage control unit 9 such as a control resistor 11. The capacitor charging circuit 17 is connected to the voltage terminal 15a of the capacitor 15, which is further connected to the maximum voltage terminal of the DC voltage control unit 9. The charging circuit 17 of the capacitor is connected to the voltage monitoring unit 7 acting across the switch 2, and the input of the charging circuit 17 is affected by the reference voltage Uv. In this application, the supply circuit 17 of the capacitor 1a-30 includes a forward diode 18 and a resistor 19.

Vaihekulman säätöyksikkö 5 ja maksimivaihekulman säätöyksikkö 6 toimivat kuvan 4 mukaisessa sovelluksessa seuraavasti. Vaihekulman säätöyksikön 5 ohjaus-pulssin pituus eli aikajakso ts vaikuttaa kytkimen 2 (kuva 3) kiinni-ja aukioloaikoihin vaihtojännitteen kunkin jännitevaihejakson aikana ja näin kuorman yli vallit-35 sevaan jännitteeseen Ul ja vastaavasti kytkimen 2 yli vallitsevaan jännitteeseen Ufc, kuten havainnollisesti voidaan kuvista 5b, 5c ja 5d nähdä. Kytkimen 2 yli vallitsevaan jännitteeseen Ufc verrannollinen jännite Uv syötetään tarkkailuyksiköltä 7 9647/ 6 (kuva 3) maksimivaihekulman säätöyksikön 6 kondensaattorin latauspiirin 17 tuloon.The phase angle control unit 5 and the maximum phase angle control unit 6 operate in the application according to Fig. 4 as follows. The length of the control pulse of the phase angle control unit 5, i.e. the time period ts, affects the on and off times of the switch 2 (Fig. 3) during each voltage phase of the AC voltage and thus the voltage U1 over the load and the voltage Ufc over the switch 2, respectively. 5c and 5d to see. A voltage Uv proportional to the voltage Ufc across the switch 2 is supplied from the monitoring unit 7 9647/6 (Fig. 3) to the input of the capacitor charging circuit 17 of the maximum phase angle control unit 6.

Maksimivaihekulman säätöyksikössä 6 vertailujännitteellä Uv ladataan latauspiirin 17 diodin 18 ja vastuksen 19 kautta tietyllä latausvirralla Iv kondensaattoria 15.In the maximum phase angle control unit 6, with a reference voltage Uv, a capacitor 15 is charged via a diode 18 and a resistor 19 of the charging circuit 17 with a certain charging current Iv.

5 Kondensaattorin 15 yli vaikuttava jännite määrää sen tasajännitteen maksimiarvon Urmax’ j°ka vaikuttaa vaihekulman säätöyksikön 5 tasajännitesäätöyksikössä 9 ja määrää ohjauspulssin maksimipituuden eli aikajakson ts maksimiarvon tsmax. Kun kondensaattorin 15 lataus virta Iv on suurempi kuin rasitusvirta Ir tasajännitesäätö-yksikön 9 säätövastuksen 11 kautta, jännitteenrajoitin 16 toimii ja sillä rajoitetaan 10 jännitteen U^ax arvo ennalta määrätylle tasolle Uz.5 The voltage acting across the capacitor 15 determines its maximum DC voltage value Urmax 'j ° ka acts in the DC voltage control unit 9 of the phase angle control unit 5 and determines the maximum length of the control pulse, i.e. the maximum value tsmax of the time period ts. When the charging current Iv of the capacitor 15 is larger than the stress current Ir through the control resistor 11 of the DC voltage control unit 9, the voltage limiter 16 operates and limits the value of the voltage U1xx 10 to a predetermined level Uz.

Kun ohjauspulssin ja aikajakson pituus ts kasvaa riittävästi, kytkimen 2 yli vallitseva jännite Ufc ja vertailujännite Uv pienenevät. Kondensaattorin 15 latausvirta Iv pienenee tällöin myös ja jollain latausvirran arvolla jänniterajoittajan 11 rajajännite Uz kohdataan, jolloin rasitusvirta Ir vastaa olennaisesti latausvirtaa Iv. Kun tasa-15 jännitesäätöyksikön 9 säätövastus 11 säädetään maksimiarvoonsa tai lähes maksimiarvoonsa, latausvirta Iv saattaa pudota alle rasitusvirran Ir jollain jännitteen Uv muodolla (riippuu kuormasta L), jolloin kondensaattorin 15 jännitetaso ja jännite Urmax putoavat. Kun jännite Urm^, joka rajoittaa jännitettä Ur (0 <_Ur < ϋ^^), putoaa ja ohjauspulssin ja aikajakson ts pituus myös lyhenevät, koska ts\, ts2 kuu-20 luu joukkoon [0, tsmax]; tsj > ts2 Ur (tsj) > Ur (ts2)· Kun aikajakso ts lyhenee, kytkimen 2 aukitila pitenee ja kytkimen 2 yli vallitseva jännite ja vertailujännite Uv kasvavat. Tällöin vertailujännitteen Uv aikaansaama latausvirta Iv kasvaa aikaisempaan arvoonsa nähden. Kun edellä mainitut muutokset tapahtuvat, säädettävän tasajännitteen maksimijännite Urmax ja ohjauspulssin maksimipituus eli maksimi-25 aikajakso tsmax saavuttavat stabiilin vakiothan, jossa Urmax < Uz ja ts < tsmax.When the length ts of the control pulse and the time period increases sufficiently, the voltage Ufc over the switch 2 and the reference voltage Uv decrease. The charging current Iv of the capacitor 15 then also decreases, and at some value of the charging current the limit voltage Uz of the voltage limiter 11 is encountered, whereby the load current Ir substantially corresponds to the charging current Iv. When the control resistor 11 of the DC-15 voltage control unit 9 is adjusted to its maximum value or almost to its maximum value, the charging current Iv may fall below the load current Ir by some form of voltage Uv (depending on the load L), dropping the capacitor 15 voltage level and voltage Urmax. When the voltage Urm ^, which limits the voltage Ur (0 <_Ur <ϋ ^^), drops and the length of the control pulse and the time period ts also shortens, because ts \, ts2 moon-20 bone into the set [0, tsmax]; tsj> ts2 Ur (tsj)> Ur (ts2) · As the time period ts shortens, the open state of switch 2 lengthens and the voltage across the switch 2 and the reference voltage Uv increase. In this case, the charging current Iv produced by the reference voltage Uv increases with respect to its previous value. When the above-mentioned changes occur, the maximum voltage Urmax of the adjustable DC voltage and the maximum length of the control pulse, i.e. the maximum-25 time period tsmax, reach a stable constant, where Urmax <Uz and ts <tsmax.

Edellä esitetty säätötapahtuma näyttää sellaiselta, kuin kuvassa 6 on kaaviomaisesti esitetty. Tässä kuvassa säätövastuksen 11 arvon Rref säätö tapahtuu nollasta maksimiarvoon Rrefmax· Kun säätövastuksen arvo Rref saavuttaa huippuarvonsa Rrefmax säätöjärjestely alkaa vaikuttaa esitetyllä tavalla, mikäli kytkimen yli vai-30 kuttavasta jännitteestä ei saada minimirajan ylittävää energiaa valonhimmentimen ohjausyksikölle.The above adjustment event looks as schematically shown in Fig. 6. In this figure, the value Rref of the control resistor 11 is adjusted from zero to the maximum value Rrefmax · When the value of the control resistor Rref reaches its peak value, the control arrangement Rrefmax starts to act as shown, if no voltage above the minimum dimmer is obtained

Kuvassa 7 on esitetty eräs keksinnön mukainen valonhimmennin 20, jossa maksimivaihekulman säätö on toteutettu kuvissa 3 ja 4 esitetyn järjestelyn avulla. Tässä so-35 velluksessa maksimivaihekulman säätöyksikön 6 vertailujännite Uv otetaan valonhimmentimen tehonsyöttöjärjestelyyn kuuluvan jänniteregulaattorin diodien 21,22Figure 7 shows a light dimmer 20 according to the invention, in which the adjustment of the maximum phase angle is implemented by means of the arrangement shown in Figures 3 and 4. In this embodiment, the reference voltage Uv of the maximum phase angle control unit 6 is taken from the diodes 21,22 of the voltage regulator included in the power supply arrangement of the dimmer.

IIII

7 96479 välistä, joita käytetään tällöin kytkimen 2 yli vaikuttavaa jännitteen tarkkailuyksik-könä. Jänniteregulaattorin yhteydessä on myös ohjausyksikköön 3 kuuluva synkro-nointiyksikkö 23. Kytkimenä 2 on tässä valonhimmentimessä FETipari 24, 25, joita ohjataan kytkinohjaimen 4 avulla. FETipareja voi olla useampiakin rinnankytket-5 tyinä. Vaihekulman säätöyksikön 5 ja siihen yhdistetyn maksimivaihekulman säätö-yksikön 6 toiminta on sellainen, kuin edellä kuvien 4 ja 5 yhteydessä esitettiin.7 96479, which are then used as a voltage monitoring unit acting over the switch 2. In connection with the voltage regulator, there is also a synchronization unit 23 belonging to the control unit 3. The switch 2 in this light dimmer is a pair of FETs 24, 25, which are controlled by means of a switch controller 4. There may be more than one FET pair in parallel. The operation of the phase angle control unit 5 and the maximum phase angle control unit 6 connected thereto is as shown above in connection with Figs.

Claims

A method of controlling the function of a dimmer, wherein the electrical power of the dimmer is obtained from an alternating voltage across the dimmer, characterized by monitoring the energy available from the diverging voltage across the dimmer, and on this basis the maximum phase angle of the dimmer is controlled so that it the available energy continues to exceed a set lower value.

Method according to claim 1, characterized in that the lower limit of the available energy is determined on the basis of the energy required for the function of the illumination dimmer. 15

3. A method according to claim 1, characterized in that the maximum phase angle is controlled by means of the alternating voltage across the dimmer coupler or a voltage proportional to it, such that the alternating voltage across the coupler is kept below a set lower limit value which substantially corresponds to the lower limit of the available limit. energy.

Light attenuator (1) comprising a switch (2), a control unit (3) and a unit (4) for controlling the phase angle, the energy needed for the function of the light attenuator being obtained from the alternating voltage across the switch (2), characterized in that There is a unit (9) for controlling the maximum phase angle connected to a unit (7) for monitoring the voltage across the coupler for controlling the maximum phase angle.

Light dimmer according to claim 4, characterized in that the unit (5) for control; the phase angle comprises a comparator (8), a DC voltage regulating unit (9) and a saw tooth voltage unit (10) synchronized with the alternating voltage, the DC voltage regulating unit (9) and said tooth voltage unit (10). are connected to the inputs (8a, 8b) of the comparator (8) to compare the DC voltage (Ur) from the DC voltage regulating unit (9) and the rising say tooth voltage (Us) from the say tooth voltage unit (7), and the output of the comparator (8) (8c) provides a control pulse for the coupler control unit (3) for controlling the coupler (2), and the unit (6) for controlling the maximum phase angle is 96472 connected to the unit (9) for regulating DC voltage, the maximum value being (Urmax) for the direct current (Ur) of the unit (10) for regulating direct voltage and at the same time the maximum length of the control pulse ie. period (ts) maximum value (tSmax) the maximum phase angle is regulated using this unit. 5

A lighting damper according to claim 5, characterized in that the unit (6) for controlling the maximum phase angle comprises a capacitor (15) and a voltage limiter (16) which are connected in parallel with each other and also with the unit for regulating DC voltage. and a capacitor charging circuit (17) connected to the voltage control switch (2). II