KR20120106657A - 적어도 하나의 ｌｅｄ 및/또는 적어도 하나의 방전 램프를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어 - Google Patents

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막시밀리안 게르버
라인하르트 레흘러
지크프리트 마이어
아르베드 슈토름
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오스람 아게
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Abstract

적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어
본 발명은 적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어에 관한 것이다. 이러한 전자식 제어 기어는 제어 장치, 예컨대 모션 센서(10)의 제어 신호에 결합하기 위한 제어 입력부(SW)를 갖는다. 제어 입력부(SW)에 결합된 제어 라인(SL)의 라인 커패시턴스들의 결과로서 간섭 전압들을 감소시키기 위하여, 부가적인 커패시턴스(Cnew2)가 제공되고, 상기 부가적인 커패시턴스(Cnew2)는, 라인 커패시턴스(Ck)와 함께, 용량성 분압기를 형성한다.

Description

적어도 하나의 ＬＥＤ 및/또는 적어도 하나의 방전 램프를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어{ELECTRONIC CONTROL GEAR FOR OPERATING AT LEAST ONE ＬＥＤ AND/OR AT LEAST ONE DISCHARGE LAMP}
본 발명은, 적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어에 관한 것으로, 상기 전자식 제어 기어는, AC 전압 공급부의 페이즈(phase)에 결합하기 위한 제1 단자, 상기 AC 전압 공급부의 중성선에 결합하기 위한 제2 단자, 제어 장치의 제어 신호에 결합하기 위한 제어 입력부 ― 상기 제어 장치는 상기 AC 전압 공급부의 페이즈에 결합됨 ―, 상기 적어도 하나의 LED에 결합하기 위한 제1 출력부, 상기 적어도 하나의 방전 램프에 결합하기 위한 제2 출력부, 상기 적어도 하나의 LED를 위한 제1 구동기 회로, 상기 적어도 하나의 방전 램프를 위한 제2 구동기 회로, 및 상기 제어 입력부에서의 상기 제어 신호를 평가하기 위한 평가 장치 ― 상기 평가 장치는, 마이크로제어기를 포함하고, 상기 마이크로제어기는, 상기 제어 신호에 따라 상기 구동기 회로들을 작동시키기 위하여, 상기 제1 구동기 회로 및 상기 제2 구동기 회로에 결합되고, 상기 마이크로제어기는, 상기 제어 입력부에 결합될 수 있는 구동 입력부를 가짐 ― 를 포함한다.
예컨대 종래 기술에서 계단통(stairwell)들로부터 알려지는 바와 같이, 모션 센서와 결합된 조명 디바이스들의 종래의 설치들에서는, 모션 센서의 작동시, 모션 센서에 결합되는 AC 전압 공급부의 해당(that) 페이즈가 조명 디바이스의 전자식 제어 기어에 결합되고, 상기 전자식 제어 기어는 모션 센서의 다운스트림에 연결된다. 그 결과, 조명 디바이스가 스위칭 온 된다.
최근에, 전자식 제어 기어는 개시되었고, 예를 들어 본 출원인에 의해 소위 듀얼-파워 ECG가 개시되었고, 여기서는 특정 동작 모드가 제어 입력부를 통해 선택될 수 있다. 예로서 언급된 전자식 제어 기어의 경우, 이러한 상황에서, 적어도 하나의 LED만 또는 적어도 하나의 방전 램프만 또는 둘 다를 동시에 동작시키는 것이 가능하다. 이러한 전자식 제어 기어의 경우, 모션 센서의 스위칭 출력부가 전자식 제어 기어의 제어 입력부에 결합되는 반면에, 전자식 제어 기어 자체는 AC 전압 공급부의 페이즈에 결합된다. 제어 입력부에 존재하는 정의된 신호가 없다면, 다른 라이브 라인(live line)들의 용량성 결합으로 인해 원치 않는 신호가 제어 입력부에 야기될 수 있고, 이러한 원치 않는 신호는 평가 장치에 의해 부정확하게 해석된다. 그러므로, 특히 용량성 결합들의 위험이 있는데, 그 이유는 제어 입력부에 결합되고 그리고 자신의 다른 단부에 모션 센서가 위치되는 제어 라인이 종종 전자식 제어 기어의 AC 공급 라인에 병렬로 놓이기 때문이다.
종래 기술로부터 알려지는 그리고 이러한 상황에서 사용되는 평가 장치들이 도 1에 개략적으로 도시된다. 스위치(S1)가 닫히면, 분로 저항기(R1) 양단에 전압 강하가 발생하고, 이때 이러한 전압은 제어 입력부(SW)에서의 전압에 비례적이다. 옴 저항기들(R1 및 R2)에 의해 분압기가 형성되고, 상기 옴 저항기들(R1 및 R2) 사이에 정류를 위해 다이오드(D1)가 결합된다. 두 개의 배리스터들(Var1 및 Var2)이 스위치(S1)를 과전압들로부터 보호하기 위해 서빙된다. 스위치(S1) 및 옴 저항기(R1)를 포함하는 부분은 커패시터(C1)와 병렬로 연결된다. 마이크로제어기(μC)는 분로 저항기(R1) 양단에서의 전압 강하를 1:10의 비율로서 검색(retrieve)한다. 그 이유는, 도 1에 도시된 평가 장치 내에서, 입력 임피던스가 단지 10 kohms이고 그리고 평가 장치의 손실들이 1:10의 비율을 갖는 구동에 의해 최소화될 수 있기 때문이다. 배리스터들(Var1, Var2)에 대하여 발생되는 비용들에 부가하여, 스위치(S1)의 설계가 이 경우에 문제가 된다. 상기 스위치(S1)는 800 V의 서지 펄스들을 위하여 설계될 필요가 있다.
손실들을 감소시키기 위한 입력 임피던스의 증가는 선택사항이 아닌데, 그 이유는, 그 결과, 제어 라인 상의 용량성 전하들로 인한 문제점들이 증가되기 때문이다. 다시 말해, 입력 임피던스가 증가되면, 라인 커패시턴스의 방전이 더 느려지고 그리고 그에 따라 마이크로제어기(μC)의 입력부에서의 제어 신호(SW)의 평가에 악영향을 갖는다. 입력 임피던스의 증가에 반작용(counteract)하기 위한 듀티 팩터(duty factor)의 증가가 차례로, 제어 입력부(SW)로부터 기준 전위로 전류가 흐르는 시간 길이들이 증가되도록 야기하고, 그 결과로 평가 장치의 손실들은 다시 증가될 것이다. 게다가, 평가 장치가 마이크로제어기(μC)의 두 개의 핀들을 사용하는 것은 불리하다. 평가 장치에 대하여 단 한 개의 핀만이 제공될 수 있는 애플리케이션들이 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 제어 입력부의 증가된 간섭 면역(interference immunity)이 저비용들로 동시에 제공될 수 있도록, 일반적인 타입의 전자식 제어 기어를 개발하는데 있다.
이러한 목적은 청구항 제1항의 특징들을 갖는 전자식 제어 기어에 의해 달성된다.
본 발명은, 시스템 반주기(half cycle)가 제어 입력부에 존재하는 페이즈(이러한 상태들은 아래에서 "ON"으로서 지칭된다)에서는, 라인 커패시턴스가 단락되고 그리고 그에 따라, 제어 입력부에 작용하고 제어 입력부 및 제1 커패시턴스에 연결될 제어 라인의 라인 커패시턴스를 포함하는 용량성 분압기가 기능하지 않는다는 지식에 기초한다. 오히려, 용량성 분압기는, 제어 입력부에서의 신호가 "OFF", 즉 0인 페이즈에서만 기능한다. 정확하게, 라인 커패시턴스의 결과로서 간섭이 발생하는 페이즈에서는, 이러한 간섭이 용량성 분압기를 통해 감소되고 그리고 그러므로 이러한 간섭은 마이크로제어기의 구동 입력부에서의 신호의 잘못된 해석의 위험을 감소시킨다.
이러한 조치로 인해, 제어 입력부의 간섭 면역이 현저하게 증가될 수 있다. 그러므로, 비교적 긴 제어 라인들이 전자식 제어 기어에 연결될 수 있고, 그 결과로 더 넓은 애플리케이션 필드들의 가능성이 열린다. 종래 기술과 비교할 때 상당한 비용 절약이 있는데, 그 이유는 배리스타들이 요구되지 않기 때문이다. 마찬가지로, 스위치가 800 V에 대하여 디멘셔닝(dimensioning)될 필요가 없다. 이러한 절약으로 인해, 마찬가지로, 공간 요구사항이 감소된다.
본 발명의 바람직한 개선예는, 실제로, 추가 조명 장치들 및 전자식 제어 기어가 페이즈 및 중성선에 결합될 수 있고, 상기 중성선에는, 예컨대 한 개의 동일 모션 센서를 통해 상기 조명 장치들 및 전자식 제어 기어 전부를 스위칭 온 그리고 스위칭 오프 시키기 위하여, 본 발명에 따른 전자식 제어 기어가 결합되는 상황을 고려한다. 그러나, 예컨대 모션 센서에 결합되고 그리고 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 제어 입력부에 결합되도록 의도되는 페이즈와 중성선 사이에 백열 램프가 결합된다면, 상기 백열 램프는 옴 저항으로서 작용한다. 따라서, 중성선 상의 신호는, 백열 램프를 통해, 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 제어 입력부에 전송되고, 그리고 그곳에서 제어 신호의 평가를 방해한다. 이를 방지하기 위하여, 이러한 바람직한 개선예에 따르면, 평가 장치가 억제 장치를 더(furthermore) 포함하고, 상기 억제 장치는 제어 입력부 및 마이크로제어기의 구동 입력부 사이에 결합되며, 상기 억제 장치는, 제2 단자에서의 신호가 0인 시간 기간들 동안에만, 제어 신호를 마이크로제어기의 구동 입력부에 결합시키도록 설계되는 것이 제공된다. 따라서, 간섭을 야기할 수 있는, 중성선 상에 신호가 존재하는 시간 기간들 내에는, 제어 신호가 마이크로제어기의 구동 입력부에 결합되지 않는다. 그러므로, 동일한 제어 장치, 특히 모션 센서에 결합되는 다른 조명 장치들로 인한 간섭이 신뢰성 있게 방지될 수 있다.
바람직하게, 이러한 억제 장치는, 제어 전극, 기준 전극 및 작업 전극을 갖는 전자식 스위치를 포함하고, 상기 제어 전극은 제2 단자에 결합되고, 상기 기준 전극은 기준 전위, 특히 접지에 결합되며, 상기 작업 전극은 결합점에 결합되고, 상기 결합점은 한 측이 마이크로제어기의 구동 입력부에 결합되고 그리고 다른 한 측이 제어 입력부에 결합된다. 이러한 구성에 의해, 중성선 상의 신호 ON의 경우, 상기 결합점은 접지되고 그리고 그에 따라 마이크로제어기의 구동 입력부도 접지된다. 다른 한편으로, 중성선 상의 신호 OFF의 경우, 전자식 스위치는 턴 오프 되고, 그 결과, 제어 입력부에서의 신호는 결합점을 통해 마이크로제어기의 구동 입력부에 인가된다.
추가로 바람직하게, 결합점 및 기준 전위 사이에 제2 커패시턴스가 결합된다.
이러한 제2 커패시턴스는, 버스트 펄스들의 결과로서 주입(inject)된 간섭에 의해 유발된 간섭을 억제하기 위해 서빙한다.
추가로 바람직하게, 제어 입력부 및 결합점 사이에 제1 옴 저항기가 결합되고, 마이크로제어기의 구동 입력부 및 기준 전위 사이에 제2 옴 저항기가 결합된다. 이는 분압기를 야기하고, 상기 분압기는, 본 구성에서, 종래 기술과 비교할 때 높은 저항을 갖도록 설계될 수 있다. 그러므로, 평가 장치의 결과로서 손실들이 최소가 된다. 제어 입력부의 입력 임피던스는 바람직하게 700 kohms 및 2 Mohms 사이에 있고, 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 경우 특히 1 Mohm이다. 그 결과, 손실들은 종래 기술과 비교할 때 현저하게 감소될 수 있다. 이 경우, 정류를 위해 사용되는 다이오드가 결합점 및 마이크로제어기의 구동 입력부 사이에 결합된다.
특히 바람직한 실시예에서, 마이크로제어기는, 상기 마이크로제어기가 자신의 구동 입력부에서의 신호의 피크 값을 평가하는 방식으로 설계된다. 그 결과, 간섭 면역이 추가로 증가될 수 있다. 대조적으로, 평균 값 측정이 신호-대-잡음비의 감소를 야기한다.
바람직하게, 미리결정될 수 있는 임계값이 마이크로제어기에 저장되고, 상기 마이크로제어기는, 구동 신호의 피크 값이 미리결정될 수 있는 임계값을 초과할 때 "하이(high)"로서 그리고 구동 신호의 피크 값이 미리결정될 수 있는 임계값 미만일 때 "로우(low)"로서, 자신의 구동 입력부에 있는 신호를 분류하도록 설계된다. 마이크로제어기에서는, "하이"가 적어도 하나의 백열 램프의 작동을 야기하고 그리고 "로우"가 적어도 하나의 LED의 작동을 야기하는 것이 설정될 수 있다.
바람직하게, 제어 입력부에서의 신호의 피크 값과 비교하여(in relation to), 마이크로제어기에 저장된 미리결정될 수 있는 임계값은 이러한 피크 값의 15% 내지 25% 사이, 특히 18% 내지 23% 사이에 있다. 독일에서 관례적이듯이, 기껏해야 255 단위(unit)들의 진폭(amplitude)을 갖는 AC 시스템 전압의 경우, 따라서 임계값은 바람직하게 대략 55 단위들이다. 다른 AC 시스템 전압들에 대하여, 임계값은 대응하게 매칭될 수 있다.
추가로 바람직하게, 전자식 제어 기어는 정류기를 포함하고, 상기 정류기의 입력부는 제1 입력 단자와 제2 입력 단자를 갖고, 상기 제1 입력 단자는 제2 단자에 결합되고, 상기 제2 입력 단자는 3-상 AC 전압 공급부의 제1 페이즈 또는 제2 페이즈 또는 제3 페이즈에 결합되며, 정류기의 출력부에서의 낮은 전위는 전자식 제어 기어의 기준 전위를 표현한다. 위에서 설명된 바와 같이, 적절하게 선택된 임계값의 결과로서, 제어 장치, 즉 특히 모션 센서를 통해 제어 입력부에 인가된 시스템 페이즈는 전자식 제어 기어의 시스템 입력부에서의 시스템 페이즈와 상이한 시스템 페이즈일 수 있고, 상기 전자식 제어 기어의 시스템 입력부에서의 시스템 페이즈는 그 다음에 정류기에 결합된다. 따라서, 기존 설치들이, 상당한 복잡성 없이, 에너지-효율적인 시스템을 위해 개장(retrofit)되는 것이 가능하다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 제어 장치는 모션 센서를 표현한다.
추가의 바람직한 실시예들은 종속항들로부터 얻어질 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 전자식 제어 기어의 종래 기술로부터 알려진 평가 장치의 개략도를 나타낸다.
도 2는 한 개의 동일 모션 센서를 통해 다양한 조명 디바이스들이 스위칭 되는 구성의 개략도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 전자식 제어 기어 내에서 라인 커패시턴스들로부터 야기되는 문제점을 설명하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 전자식 제어 기어 내에서 용량성 분압기의 동작의 모드를 나타내는 개략도를 나타낸다.
도 5는, 기준 전위(GND)에 대한 페이즈(L1) 상의 신호의 시간 프로파일, 기준 전위(GND)에 대한 중성선(N) 상의 신호의 시간 프로파일, 및 마이크로제어기(μC)의 구동 입력부에서의 신호(Uas)의 시간 프로파일의 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 7은 중성선(N) 상의 신호의 시간 프로파일과 비교하여 상이한 시스템 페이즈들(L1, L2, L3)의 시간 프로파일의 개략도를 나타낸다.
도 8은 시간 기간들(L = ON 및 N = ON) 동안의 신호(Uas)의 시간 프로파일을 나타내고, 여기서는, L = ON 내에서, SW = ON(곡선 a), 용량성 분압기가 없는 SW = OFF(곡선 b), 및 용량성 분압기가 있는 SW = OFF(곡선 c)에 대하여 상이한 프로파일들이 도시된다.
다양한 도면들에서, 동일한 그리고 기능적으로 동일한 컴포넌트들에 대하여 동일 참조 부호들이 사용된다. 그러므로, 이들 참조 부호들은 명확성을 위해 단 한 번만 도입된다.
도 2는 본 발명과 관련하여 발생할 수 있는 바와 같은 문제점을 나타내는 개략도를 나타낸다. 이 경우, 복수 개의 조명 디바이스들이 한 개의 동일 모션 센서(10)를 통해 제어된다. 예로서, 도면은 본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)를 나타내고, 이때 상기 전자식 제어 기어(12)의 출력부에는 LED 및 방전 램프(FL1)가 결합된다. 제2 방전 램프(FL2)는 제2 전자식 제어 기어(13)의 출력부에 결합된다. 마지막으로, 백열 램프(14)가 제공된다. 본 발명에 따른 제어 기어의 경우, 제어 기어는, 첫째로 3-상 AC 전압 공급부의 페이즈(L)에 결합되고, 그리고 게다가 AC 전압 공급부의 중성선(N)에 결합된다. 모션 센서(10)의 스위칭 출력부는 본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)의 제어 입력부(SW)에 결합된다. 제어 기어(13)의 경우, 공급 단자(L)가 모션 센서(10)의 스위칭 출력부에 결합되는 반면에, 중성선 단자(N)는 중성선(N)에 결합된다. 마지막으로, 백열 램프(14)는 모션 센서(10)의 스위칭 출력부 및 중성선(N) 사이에 결합된다.
이러한 구성으로 인한 하나의 문제점은, 모션 센서(10)가 비전도성이 되도록 스위칭되는 페이즈들에서 또는 모션 센서가 전도성이 되도록 스위칭 될 때 페이즈(L)가 "OFF"인 경우에, 정확하게는, 예컨대, 전자식 제어 기어(13)의 경우 L 단자 및 N 단자 사이의 용량성 결합의 결과로서, 또는 단순히 백열 램프(14)가 옴 저항으로서 작용하고 그리고 이러한 정도까지 중성선으로부터 모션 센서(10)의 스위칭 출력부로 신호를 전송한다는 사실에 의해, 본 발명에 따른 제어 기어(12)의 제어 입력부(SW)에 원치 않는 신호가 생성될 수 있다는 것이다.
도 3은 제어 입력부(SW)에서의 신호로 인한 문제점들이, 심지어 도 2에 도시된 구성이 없더라도, 정확하게는 부분적 라인 커패시턴스들(Ck1, Ckn)의 결과로서 발생할 수 있다는 것을 나타낸다. 단자(PE)는 보호 접지에 결합되도록 의도된다. 라인 커패시턴스들은 시스템 페이즈, 이 경우 L1과, 이러한 예에서 25 m인 제어 라인(SL) 사이의 결합 커패시턴스들을 표현한다. 1.5 ㎟의 직경을 갖는 5개-전도체 NYM 케이블의 경우에 단위 길이당 커패시턴스는 통상적으로 100 pF/m이고 그리고 기껏해야 120 pF/m이다. 라인 커패시턴스(Ck)는 도시된 부분적 라인 커패시턴스들(Ck1 내지 Ckn)의 합이다. 모션 센서(10)가 전도성이 되도록 스위칭 될 때, 라인 커패시턴스(Ck)는 단락되고, 그 결과로 본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)의 제어 입력부(SW)에는 아무런 문제점들이 없다.
도 3은 AC 전압 공급부(AC)를 나타내고, 상기 AC 전압 공급부(AC)의 중성선은 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 단자(N)에 결합되고 그리고 AC 전압 공급부(AC)의 페이즈(L1)는 첫째로 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 단자(L)에 결합되고 그리고 둘째로 모션 센서(10)에 결합된다. 모션 센서(10)의 스위칭 출력부는 본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)의 제어 입력부(SW)에 결합된다. 모션 센서(10)가 전도성이 되도록 스위칭 되는 페이즈들, 페이즈(L1)가 OFF되는 경우, 또는 모션 센서(10)가 비전도성이 되도록 스위칭 되는 페이즈들이 따라서 문제가 된다.
도 4는 도 3에 도시된 상황의 다른 도면을 나타내고, 이때, 게다가 본 발명에 따른 용량성 간섭을 감소시키기 위한 조치가 도 4에 도시된다. 도 3에서와 같이, AC 전압 공급부(AC)가 제공되고, 상기 AC 전압 공급부(AC)의 하나의 페이즈는 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 단자(L)에 결합된다. AC 공급부(AC)의 중성선은 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 단자(N)에 결합된다. 도 3에서와 같이, 모션 센서(10)는, 단자(L)에 결합되는 AC 공급부(AC)의 해당(that) 페이즈와 제어 입력부(SW) 사이에 연결되고, 상기 모션 센서(10)는 이 경우 역시, 본 발명의 기본 개념들을 설명하기 위해, 자신의 비전도성 상태에 있다. 그러므로, 라인 커패시턴스(Ck)는 본 발명에 따른 전자식 제어 기어의 단자들(L 및 SW) 사이에서 유효하다. 상기 라인 커패시턴스가 실제로 복수 개의 섹션들에 걸쳐서 분포되므로, 상기 라인 커패시턴스는 도 4의 도면에서 점선들에 의해 도시된다.
본 발명에 따르면, 커패시턴스(Cnew2)가 단자(SW) 및 단자(N) 사이에 결합되고, 상기 커패시턴스는, 라인 커패시턴스(Ck)와 함께, 용량성 분압기를 형성한다. 그 목적은, 제어 입력부(SW)에 어떠한 제어 신호도 존재하지 않을 때, 즉 모션 센서(10)가 비전도성이 되도록 스위칭 될 때, 커패시터(Cnew2)의 적절한 디멘셔닝에 의해 커패시터(Cnew2) 양단에서의 전압 강하(UCnew2)를 낮게 유지하는데 있다. 라인 커패시턴스(Ck) 양단에서의 전압 강하는 Uk에 의해 표시된다. 바람직하게, 커패시턴스(Cnew2)는, 단자들(L 및 SW) 사이의 전압 강하가 단자들(SW 및 N) 사이의 전압 강하보다 대략 9배만큼 크도록 선택된다.
도면으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 저항기(R1) 양단에서의 전압 강하(Uas)는, 저항기들(R2 및 R1)을 포함하는 저항성 분압기를 이용하여, 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에 전달된다. 정류를 위해 다이오드(D1)가 사용된다.
임의의 추가 세부사항들이 본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)의 도 6에 도시된 예시적 실시예에 관하여 주어지기 이전에, 도 5의 일부분들이 먼저 참조되며, 도 5에서는 본 발명에 중요한 일부의 전압들의 시간 프로파일들이 개략적으로 도시된다.
첫째로, 곡선 a)는, 접지에 관하여, 단자(L), 이 경우 페이즈(L1)에서의 전압의 시간 프로파일을 나타내고, 이때 접지는 전자식 제어 기어(12)의 기준 전위를 표현한다. 따라서, 이러한 신호는 사인형 반-주기들의 시퀀스를 포함하고, 상기 사인형 반-주기들은, 0의 진폭을 갖는, 반-주기만큼 길게 지속되는 페이즈들에 의해 각각 인터럽팅된다. 곡선 b)는, 접지에 관하여, 단자(N)에서의 전압의 시간 프로파일을 나타낸다. 도면으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 프로파일은 또한 사인형 반-주기들의 시퀀스이고, 상기 사인형 반-주기들은 진폭 0을 갖는 동일 길이의 페이즈들에 의해 인터럽팅된다. 곡선 a)에 의해 도시된 신호 및 곡선 b)에 의해 도시된 신호가 서로에 대하여 비교되면, 상기 신호들이 페이즈에 있어서 반대에 있다는 것을 볼 수 있다, 즉 곡선 a)가 진폭 0을 갖는 곳에서, 곡선 b)는 사인형 반-주기를 갖거나, 또는 그 반대이다.
곡선 c)는 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에서의 전압(Uas)의 시간 프로파일을 나타낸다. 도 5에 도시된 본 발명의 예시적 실시예의 논의 이후에, 이러한 곡선이 다시 한 번 참조될 것이다.
본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)의 도 6에 도시된 예시적 실시예에서, 라인 커패시턴스(Ck)는 예로서 선택된 페이즈(L1)와 제어 입력부(SW) 사이에서 점선들에 의해 도시된다. 모션 센서(10)가 전도성이 되도록 스위칭될 때, 제어 입력부(SW)에서의 신호의 프로파일은 도 5의 곡선 a)에 대응한다.
SW = ON일 때, N은 따라서 OFF와 동일하다. 따라서, 옴 저항기(R21)를 통해 결합점(K)에 신호가 인가되고, 상기 결합점(K)은 다이오드(D1)와, 저항기(R1) 및 커패시턴스(C3)를 포함하는 병렬 회로를 통해 기준 전위에 연결된다. 결합점(K) 및 기준 전위 사이에 결합되는 커패시턴스(Cnew1)는, 버스트 펄스들의 결과로서 간섭을 억제하기 위해 사용된다. 그러므로, 결합점(K)에서의 신호는 다이오드(D1)를 통해 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에 인가된다.
N이 OFF와 동일한 한, 저항성 분압기(R22, R3)를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 어떠한 신호도 인가되지 않는다. 옴 저항기(R3)와 병렬로 연결되는 커패시터(C2)는 간섭을 필터링하기 위해 사용된다. 따라서, 트랜지스터(Q1)는, 이러한 페이즈에서 턴 오프 되고, 결합점(K)에서의 전위에 영향을 끼치지 않는다.
SW가 OFF와 동일한 페이즈에서, N은 ON과 동일하다. 그 결과, 트랜지스터(Q1)는 전도성이 되도록 스위칭 되고, 그 결과, 결합점(K)에서의 전위가 기준 전위가 된다. 그러므로, 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에서의 전압(Uas)은 0이다.
특히, 모션 센서(10)가 비전도성이 되도록 스위칭되는 페이즈 ― 그 이후, 라인 커패시턴스(Ck)의 결과로서의 전압만이 단자(SW)에 존재함 ― 가 문제가 된다. N이 OFF와 동일할 때, 이는 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에 원치 않는 전압(Uas)을 야기할 수 있다. 그러므로, 본 발명은, 라인 커패시턴스(Ck)에 의해 유발된 간섭 전압이, 단자(SW) 및 단자(N) 사이에 결합되는 커패시터(Cnew2)를 통해 입력부(SW)에서의 비핵심적(uncritical) 전압 레벨로 감소되도록 한다. 이는, 이러한 구성이 주어지면, 마이크로프로세서(μC)의 제어 입력부에서의 전압(Uas)이 원치 않는 정도까지 형광 램프(FL)의 작동을 위해 미리결정될 수 있는 임계값(TS)을 초과하지 않는다는 것을 보장한다.
도 6의 좌측 절반은, 예시적 실시예에서, 본 발명에 따른 전자식 제어 기어가 3-상 AC 전압 공급부의 페이즈에 결합하기 위한 단자(L) 및 중성선에 결합하기 위한 단자(N)를 갖는다는 것을 나타낸다. 다이오드들(D3, D4, D5 및 D6)을 포함하는 정류기가 단자들(L 및 N)의 다운스트림에 연결된다. 커패시터(C4) 및 옴 저항기(RLECG)를 포함하는 병렬 회로는 정류기의 출력부에 결합되고, 상기 옴 저항기(RLECG)는 전자식 제어 기어의 부하를 표현한다.
도 5에 도시된 곡선 c)는, 모션 센서(10)가 전도성이 되도록 스위칭될 때, 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에서의 전압(Uas)의 시간 프로파일을 나타낸다. N이 OFF와 동일할 때에만, 신호(Uas)가 마이크로프로세서 입력부(μC)에 결합된다는 것을 볼 수 있다. 따라서, 도 2와 관련하여 언급된 문제점이 고려된다.
도 7은 중성선에서의 신호의 시간 프로파일에 기초하여 3-상 AC 공급부(AC)의 상이한 페이즈들(L1, L2, L3)의 시간 프로파일을 나타낸다. 도 5의 곡선 c)를 참조하면, 신호(Uas)의 피크 값이 마이크로프로세서(μC)에 의해 평가된다. 반-주기의 최대값이 255 단위들에 대응하는 것으로 가정된다면, 예컨대 55 단위들의 임계치(TS)가 마이크로프로세서(μC)에 제공될 수 있다. 이 경우, 용어 "단위들"이 선택되었는데, 그 이유는 실제 전압 값이 핵심적이지 않기 때문이다; 이러한 전압 값은, 요구된다면, 예컨대 관련된 분압기들의 대응하는 디멘셔닝에 의해 조정될 수 있다. 이러한 임계치(TS)를 초과하는 진폭들이 "ON", 즉 논리 "하이"로서 간주되는 반면에, 이러한 임계치(TS) 미만의 신호들은 "OFF", 즉 논리 "로우"로서 간주된다. 곡선 c)의 우측 반-주기의 도면은, 심지어, 페이즈(L1)가 모션 센서(10)에 결합되지 않을 때에도, 신뢰성 있는 평가가 가능하다는 것을 나타낸다. 심지어, 페이즈들(L2 또는 L3)을 사용할 때에도, 미리결정될 수 있는 임계치(TS)를 초과하는 진폭들은 피크 값을 평가할 때를 야기하고, 그 결과 논리 "하이"가 논리 "로우"와 신뢰성 있게 구별될 수 있다.
바람직한 예시적 실시예에서, 마이크로프로세서(μC)는 자신의 구동 입력부에서 매 400 ㎲마다 신호(Uas)의 진폭을 측정한다. 바람직하게 선택된, 전술된 임계치(TS)가 주어진다면, 본 발명에 따른 전자식 제어 기어(12)는 140 V 내지 400 V 사이의 최대 진폭을 갖는 시스템 전압들에 대하여 사용될 수 있다.
마지막으로, 도 8은 SW = ON의 경우(곡선 a), SW = OFF 그리고 커패시턴스(Cnew2)가 없는 경우(곡선 b), 그리고 커패시턴스(Cnew2)가 있는 SW = OFF의 경우(곡선 c)에 대하여, 마이크로프로세서(μC)의 구동 입력부에서의 전압(Uas)의 개략도를 나타낸다. 용량성 분압기를 이용할 때, 라인 커패시턴스의 기여가 상당히 감소될 수 있다는 것을 명확하게 볼 수 있다.
본 발명의 조치들에 의해, 제어 라인의 길이는 사실상 5배로 증가될 수 있다. 지금까지 최대 5 m의 제어 라인들만을 이용하여 기능해 온 애플리케이션들이 이제 최대 25 m의 제어 라인들을 이용하여 성공적으로 구현될 수 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어로서,
    AC 전압 공급부(AC)의 페이즈(phase)(L1, L2, L3)에 결합하기 위한 제1 단자(L);
    상기 AC 전압 공급부(AC)의 중성선에 결합하기 위한 제2 단자(N);
    제어 장치(10)의 제어 신호에 결합하기 위한 제어 입력부(SW) ― 상기 제어 장치(10)는 상기 AC 전압 공급부(AC)의 페이즈(L1, L2, L3)에 결합됨 ―;
    상기 적어도 하나의 LED에 결합하기 위한 제1 출력부;
    상기 적어도 하나의 방전 램프(FL)에 결합하기 위한 제2 출력부;
    상기 적어도 하나의 LED를 위한 제1 구동기 회로;
    상기 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 위한 제2 구동기 회로; 및
    상기 제어 입력부(SW)에서의 상기 제어 신호를 평가하기 위한 평가 장치 ― 상기 평가 장치는, 마이크로제어기(μC)를 포함하고, 상기 마이크로제어기(μC)는, 상기 제어 신호에 따라 상기 구동기 회로들을 작동시키기 위하여, 상기 제1 구동기 회로 및 상기 제2 구동기 회로에 결합되고, 상기 마이크로제어기(μC)는, 상기 제어 입력부(SW)에 결합될 수 있는 구동 입력부를 가짐 ―
    를 포함하고,
    상기 제2 단자(N) 및 상기 제어 입력부(SW) 사이에 제1 커패시턴스(Cnew2)가 결합되는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가 장치는 억제 장치를 더 포함하고, 상기 억제 장치는 상기 제어 입력부(SW) 및 상기 마이크로제어기(μC)의 상기 구동 입력부 사이에 결합되고, 상기 억제 장치는, 상기 제2 단자(N)에서의 신호가 0인 시간 기간들 동안에만, 상기 마이크로제어기(μC)의 상기 구동 입력부에 상기 제어 신호를 결합시키도록 설계된,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 억제 장치는, 제어 전극, 기준 전극 및 작업 전극을 갖는 전자식 스위치(Q1)를 포함하고, 상기 제어 전극은 제2 단자(N)에 결합되고, 상기 기준 전극은 기준 전위에 결합되며, 상기 작업 전극은 결합점(K)에 결합되고, 상기 결합점은 한 측이 상기 마이크로제어기(μC)의 상기 구동 입력부에 결합되고 그리고 다른 한 측이 상기 제어 입력부(SW)에 결합되는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합점(K) 및 상기 기준 전위 사이에 제2 커패시턴스(Cnew1)가 결합되는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    제1 옴 저항기(R21)가 상기 제어 입력부(SW) 및 상기 결합점(K) 사이에 결합되고, 제2 옴 저항기(R1)가 상기 마이크로제어기(μC)의 상기 구동 입력부 및 상기 기준 전위 사이에 결합되는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결합점(K) 및 상기 마이크로제어기(μC)의 상기 구동 입력부 사이에 다이오드(D1)가 결합되는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로제어기(μC)는 자신의 구동 입력부에서의 신호(Uas)의 피크 값을 평가하도록 설계되는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  8. 제 7 항에 있어서,
    미리결정될 수 있는 임계값(TS)이 상기 마이크로제어기(μC)에 저장되고, 상기 마이크로제어기(μC)는 자신의 구동 입력부에서의 신호를, 상기 구동 신호의 피크 값이 상기 미리결정될 수 있는 임계값(TS)을 초과할 때 "하이(high)"로서 분류하고 그리고 상기 구동 신호의 피크 값이 상기 미리결정될 수 있는 임계값(TS) 미만일 때 "로우(low)"로서 분류하도록 설계된,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 입력부(SW)에서의 상기 신호(Uas)의 피크 값과 비교하여(in relation to), 상기 마이크로제어기(μC)에 저장된 상기 미리결정될 수 있는 임계값(TS)은 이러한 피크 값의 15% 내지 25% 사이, 특히 18% 내지 23% 사이에 있는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자식 제어 기어는 정류기(D3, D4, D5, D6)를 더 포함하고, 상기 정류기(D3, D4, D5, D6)의 입력부는 제1 입력 단자와 제2 입력 단자를 갖고, 상기 제1 입력 단자는 상기 제2 단자(N)에 결합되고, 상기 제2 입력 단자는 3-상 AC 전압 공급부(AC)의 상기 제1 페이즈(L1) 또는 상기 제2 페이즈(L2) 또는 상기 제3 페이즈(L3)에 결합되며, 상기 정류기(D3, D4, D5, D6)의 출력부에서의 낮은 전위는 상기 전자식 제어 기어의 기준 전위를 표현하는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 입력부(SW)의 입력 임피던스는 700 kohms 내지 2 Mohms 사이에 있고, 특히 1 Mohm인,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 모션 센서(10)를 표현하는,
    적어도 하나의 LED 및/또는 적어도 하나의 방전 램프(FL)를 동작시키기 위한 전자식 제어 기어.
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