NL1008857C2

NL1008857C2 - Devices operating in a bus system, in particular dimmers, electronic transformers or ballasts.

Info

Publication number: NL1008857C2
Application number: NL1008857A
Authority: NL
Inventors: Norbert Donat; Udo Neumann; Darius Stecura; Joachim Funk
Original assignee: Insta Elektro Gmbh & Co Kg
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-01-07
Also published as: CH693082A5; NL1008857A1; DE19715028A1; DE19715028B4; AT500806B8; AT500806B1; BE1013122A3; FR2762181A1; FR2762181B3; AT500806A1

Abstract

The bus system driven units have a number of different printed circuit boards (13-17) which operate particular light outputs. There are a separate set (8-12) of power input circuit boards, providing different output levels. A light adjustment demand is sent using digital data over a bus. The digital data selects the adjustment unit required, and the nearest matching power output board is selected as the drive unit.

Description

In een bussysteem werkzame toestellen, in het bijzonder dimmers, electronische transformatoren of voorschakeltoestellenDevices operating in a bus system, in particular dimmers, electronic transformers or ballasts

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op in een 5 bussysteem werkzame toestellen, in het bijzonder dimmers, electronische transformatoren of voorschakeltoestellen, die worden gebruikt voor het regelen van de lichtsterkte van lampen, volgens de aanhef van conclusie 1.The present invention relates to devices operating in a bus system, in particular dimmers, electronic transformers or ballasts, which are used for controlling the light intensity of lamps, according to the preamble of claim 1.

Gebouwen worden tegenwoordig uitgerust met verschillen-10 de bussystemen, die een comfortabele regeling van de lampen mogelijk maken. Via de leidingen van de bussystemen worden data overgebracht, die de toestand van het lampmiddel kunnen veranderen. Als bussysteem kunnen tegenwoordig bijvoorbeeld worden genoemd: Europaïsche Installationsbus (EIB), Local 15 Area Network (LAN) Veldbus Interbus S, European Home System (EHS).Buildings are nowadays equipped with different bus systems, which allow comfortable control of the lamps. Data is transferred via the lines of the bus systems, which can change the condition of the lamp medium. As a bus system today, for example, the following can be mentioned: European Installationsbus (EIB), Local 15 Area Network (LAN) Fieldbus Interbus S, European Home System (EHS).

De lampen worden tegenwoordig aangesloten via op in een bussysteem werkzame relais of dimmers, die in de regel niet in de lampen geïntegreerd zijn. Deze in een bussysteem 20 werkzame relais of dimmers worden actoren genoemd en vormen de verbinding met het gebruikte bussysteem. De lampen hebben de meest uiteenlopende vermogenstrappen en daardoor zijn er ook de meest uiteenlopende vermogens van de actoren. Producenten, die toestellen voor de verschillende bussystemen 25 produceren, moeten daarom van componenten voorziene print-platen produceren, die alle combinaties van vermogen en bussysteem ondersteunen. Bij 5 vermogenstrappen en 5 bussystemen moeten 25 toestellen met de bijbehorende 25 printpla-ten ontwikkeld, geproduceerd en opgeslagen worden. Dit grote 30 aantal printplaten veroorzaakt een aanzienlijke hoeveelheid arbeid bij de ontwikkeling en productie, juist bij toestellen, die met een gering aantal stuks worden verkocht. Een reductie van het aantal printplaten wordt thans verkregen, doordat scheidbare printplaten of modules worden ontwikkeld. 35 In de gebouwen-systeemtechniek, de EIBA, is de buskoppelaar Γ 7 / * 2 bekend, die als gelijksoortige module in verscheidene toestellen wordt aangebracht. Hier bestaan twee typen buskoppe-laars, die op een tweedraads bussysteem (Twisted Pair) en een netoverdrachtssysteem (Powerline) kunnen worden aange-5 sloten. De printplaten van de zogenaamde gebruiksmodule worden via een gebruiksinterface (Ast) aangesloten op de buskoppelaar. Deze gebruiksmodules kunnen ook vermogensdelen van electronische transformatoren of voorschakeltoestellen zijn. In toenemende mate is er de wens, dat deze electroni-10 sche transformatoren of voorschakeltoestellen ook bedrijfs-data moeten uitzenden. Als bedrijfsdata worden genoemd: kortsluiting van de lamp, nullast van het toestel, overbelasting van het toestel, schakelnummer, bedrijfsduur.The lamps are now connected via relays or dimmers operating in a bus system, which are generally not integrated in the lamps. These relays or dimmers operating in a bus system are called actuators and form the connection to the used bus system. The lamps have the most diverse power stages and therefore there are also the most diverse powers of the actors. Manufacturers producing devices for the various bus systems 25 must therefore produce component printed circuit boards that support all combinations of power and bus system. With 5 power stages and 5 bus systems, 25 devices with the associated 25 printed circuit boards must be developed, produced and stored. This large number of printed circuit boards causes a considerable amount of labor in development and production, especially for devices that are sold with a small number of pieces. A reduction in the number of printed circuit boards is now achieved by developing separable printed circuit boards or modules. 35 In building system technology, the EIBA, the bus coupler Γ 7 / * 2 is known, which is fitted as a similar module in several devices. There are two types of bus couplers here, which can be connected to a two-wire bus system (Twisted Pair) and a mains transfer system (Powerline). The printed circuit boards of the so-called utility module are connected to the bus coupler via a user interface (Ast). These utility modules can also be power components of electronic transformers or ballasts. There is an increasing wish that these electronic transformers or ballasts should also transmit operating data. As operating data are mentioned: short circuit of the lamp, no-load of the device, overload of the device, switch number, operating time.

De gebruiksinterface van de EIBA heeft echter het 15 nadeel, dat deze zeer complex opgebouwd is en voor de overdracht van bedrijfsdata van dimmers, electronische voorschakeltoestellen of electronische transformatoren aanvullende microprocessoren in het vermogensdeel moeten worden aangebracht, om de gebruiksinterface te ondersteunen.However, the user interface of the EIBA has the drawback that it is very complex and that additional microprocessors must be installed in the power section for the transmission of operating data from dimmers, electronic ballasts or electronic transformers, in order to support the user interface.

20 Een tweede nadeel is dat de buskoppelaars van de EIBA20 A second drawback is that the EIBA bus couplers

een microprocessor met beperkte geheugenruimte hebben, zodat voor de besturingsfuncties van dimmers, electronische transformatoren of voorschakeltoestellen ook de genoemde extra microprocessor vereist wordt.have a microprocessor with limited memory space, so that the control functions of dimmers, electronic transformers or ballasts also require the additional microprocessor mentioned.

25 De beide genoemde nadelen leiden tot een dure en volu mineuze constructie van dimmers, electronische transformatoren of voorschakeltoestellen.The two drawbacks mentioned lead to an expensive and voluminous construction of dimmers, electronic transformers or ballasts.

Bestaat nu de wens, de dure vermogensdelen ook voor andere bussystemen te gebruiken, dan moet de gebruiksinter-30 face net zo duur door de koppelaar van het andere bussysteem worden ondersteund. Ook daarmee worden de dimmers, electronische transformatoren of voorschakeltoestellen van de andere bussystemen zeer duur.If there is a desire to use the expensive power parts for other bus systems, the user interface must be supported just as expensive by the coupler of the other bus system. This also makes the dimmers, electronic transformers or ballasts of the other bus systems very expensive.

Ten aanzien van deze problematiek heeft de uitvinding 35 tot doel, om in een bussysteem werkzame toestellen voor verschillende bussystemen te ontwikkelen, die met een gere-With regard to this problem, the object of the invention is to develop devices operating in a bus system for different bus systems, which can be operated with a

V r r\ o o PT TV r r \ o o PT T

3 duceerd totaal aantal van componenten voorziene prïntplaten kunnen worden verbonden, waarbij elk toestel slechts een microbesturingseenheid voor de besturing van de vermogens-trappen en verbinding met het bussysteem nodig heeft.3 shaded total number of component printed circuit boards can be connected, each device requiring only one microcontroller for power stage control and connection to the bus system.

5 Dit doel wordt volgens de onderhavige uitvinding be reikt door de in het kenmerk van de hoofdconclusie aangegeven maatregel, waarbij ten aanzien van voorkeuruitvoerings-vormen van de uitvinding worden verwezen naar de maatregelen van de volgconclusies. Volgens de onderhavige uitvinding 10 zijn in een bussysteem werkzame toestellen, dimmers, elec- tronische transformatoren of voorschakeltoestellen, die worden gebruikt voor het regelen van de lichtsterkte van lampen.This object is achieved according to the present invention by the measure indicated in the characterization of the main claim, with reference to the features of the subclaims, with regard to preferred embodiments of the invention. According to the present invention 10 bus systems are devices, dimmers, electronic transformers or ballasts, which are used for controlling the light intensity of lamps.

De uitvinding zal nu aan de hand van uitvoeringsvoor-15 beelden onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen nader toegelicht en beschreven worden. Daarbij toont: fig. 1 de principiële opbouw van toestellen met scheidbare prïntplaten,- fig. 2 de combinatie van vermogensprintplaten met 20 busprintplaten; fig. 3 de blokschakelschema's van toestellen in samengestelde toestand.The invention will now be further elucidated and described with reference to exemplary embodiments with reference to the annexed drawings. Fig. 1 shows the basic structure of devices with separable printing plates, - Fig. 2 shows the combination of power boards with 20 bus boards; Fig. 3 shows the block circuit diagrams of devices in the assembled state.

In fig. 1 is een in een bussysteem werkzaam toestel afgebeeld, dat volgens de onderhavige uitvinding een dim-25 mers, electronische transformator of voorschakeltoestel kan zijn. Zoals uit fig. 1 blijkt, bestaat zo'n in een bussysteem werkzaam toestel uit twee basisdelen, namelijk een vermogensprintplaat 1 en een busprintplaat 2, die via een verbindingsmiddel 7 met elkaar worden gekoppeld. Hiertoe 30 beschikt de vermogensprintplaat 1 over verbindingselementen 5 en de busprintplaat 2 via verbindingselementen 6, die het verbindingsmiddel 7 opnemen. Met het verwijzingsteken 3 op de vermogensprintplaat 1 is het aansluitpunt voor een verbruiker 24 aangeduid. De busprintplaat 2 bezit een aansluit-35 punt 4 voor aansluiting op een bussysteem. Aan de hand van fig. 2 is te zien, dat de vermogensprintplaten 8, 9, 10, 11 i ' Λ O fi Γ "> 'i \J ·, ' < w 4 en 12 in hun afmeting ten opzichte van de in fig. 1 met 1 aangeduide vermogensprintplaat anders uitgevoerd zijn, om verschillende vermogenstrappen te realiseren. Bij electroni-sche transformatoren zijn bijv. vermogenstrappen van 20 W, 5 35 W, 50 W, 70 W, 105 W enz. gebruikelijk. De busprintplaat 13 van een bussysteem, bijv. EIB met tweedraads overdracht kan via het verbindingselement 6 en het verbindingsiddel 7 op het verbindingselement 5 van een vermogensprintplaat 8 of een vermogensprintplaat 9 of 10 of 11 of 12 worden gebracht. 10 Volgens de onderhavige uitvinding is de busprintplaat 13 daarbij reeds zo ontworpen, dat de microbesturingseenheid 22 ervan deze verschillende vermogens probleemloos kan regelen en ook in staat is om de bedrijfsdata van de verschillende vermogensprintplaten 8 tot en met 12 te verwerken. Voor hier 15 niet expliciet vermelde vermogenstrappen geldt hetzelfde principe.Fig. 1 shows a device operating in a bus system, which according to the present invention can be a dimmer, electronic transformer or ballast. As can be seen from Fig. 1, such a device operating in a bus system consists of two basic parts, namely a power circuit board 1 and a bus circuit board 2, which are coupled together via a connecting means 7. For this purpose, the power circuit board 1 has connection elements 5 and the bus circuit board 2 via connection elements 6, which receive the connection means 7. The reference point 3 on the power board 1 designates the connection point for a consumer 24. The bus circuit board 2 has a connection point 4 for connection to a bus system. Referring to FIG. 2, it can be seen that the power boards 8, 9, 10, 11 i 'Λ O fi Γ ">' i \ J ·, '<w 4 and 12 in their size relative to the 1 power circuit board indicated with 1 is designed differently, in order to realize different power stages With electronic transformers, power stages of 20 W, 5 35 W, 50 W, 70 W, 105 W etc. are common. bus system, eg EIB with two-wire transmission, can be brought via the connecting element 6 and the connecting means 7 to the connecting element 5 of a power board 8 or a power board 9 or 10 or 11 or 12. According to the present invention, the bus board 13 is already so designed so that its micro-control unit 22 can control these different powers without any problems and is also able to process the operating data of the different power boards 8 to 12. Power stages not explicitly stated here apply the same principle.

Er moet nog worden vermeld, dat de in fig. 1 met 2 aangeduide busprintplaat als een voorbeeld voor de uitvoeringsvormen van de busprintplaten 13 tot en met 17 is weer-20 gegeven. De verder nog weergegeven busprintplaten 14, 15, 16, 17 kunnen bijvoorbeeld ook bussystemen van de EuropeseIt should also be noted that the bus circuit board indicated by 2 in Fig. 1 is shown as an example for the embodiments of the bus circuit boards 13 to 17. The bus circuit boards 14, 15, 16, 17, which are also shown further, can also, for example, be European bus systems

Installatiebus EIB met netgebonden overdracht of Local Area Network (LAN), Interbus S of Electronic Home System (EHS) ondersteunen. Men ziet dus in fig. 2, dat met een busprint-25 plaat bijv. 13 en een facultatief bussysteem, bijvoorbeeld van de voornoemde soort vijf verschillende vermogenstrappen op vijf verschillende vermogensprintplaten 8 tot en met 12 kunnen worden bestuurd. Deze vermogensprintplaten 8 tot en met 12 met verschillende vermogenstrappen zijn dienovereen-30 komstig geschikt om met telkens één van de busprintplaten 14 tot en met 17 te worden verbonden, waarbij deze met de genoemde bussystemen uitgerust kunnen zijn. Het uitvoerings-voorbeeld toont, dat voor 25 in een bussysteem werkzame dimmers van verschillend vermogen en verschillende bussyste-35 men slechts tien printplaten nodig zijn, die bestaan uit koppelbare vermogensprintplaten en busprintplaten. Deze i rs n p p 5 7 ' . ! v,» i · · · V' | 5 oplossing is ook te realiseren voor het gebruik met electro-nische transformatoren of voorschakeltoestellen.Support installation bus EIB with network-bound transmission or Local Area Network (LAN), Interbus S or Electronic Home System (EHS). Thus, it can be seen in FIG. 2 that with a bus board 25, e.g. 13 and an optional bus system, for example of the aforementioned type, five different power stages can be controlled on five different power boards 8 to 12. These power boards 8 to 12 with different power stages are accordingly suitable to be connected to one of the bus boards 14 to 17, each of which may be equipped with the said bus systems. The exemplary embodiment shows that for a bus system of dimmers of different power and different bus systems, only ten printed circuit boards are required, which consist of connectable power boards and bus boards. This is p p 5 7 '. ! v, »i · · · V '| A solution can also be realized for use with electronic transformers or ballasts.

In fig. 3 is de opbouw van een in een bussysteem werkzaam systeem met vermogensprintplaat 8 en busprintplaat 13 5 met de blokschakelschema's ervan afgebeeld. De netspanning wordt via de aansluitpunten 18 op het toestel aangesloten. Het bussysteem wordt via de aansluitpunten 4 en de verbruiker 24 via het aansluitpunt 3 op het toestel aangesloten. Een spanningsvoorziening 20 produceert de voedingsspanning 10 voor de vermogensbesturing 19, de interface-aanpassing 25, interface-aanpassing 21 , de microbesturingseenheid 22 en de bus-aanpassing 23. In de vermogensbesturing 19 kunnen een relais, Triac, transistor of andere electromechanische of electronische constructie-elementen toegepast zijn. Ter 15 aanvulling kan hier een galvanische scheiding zijn ondergebracht, die een contacteerbare verbruikerspanning scheidt van de netspanning. Dit is in het bijzonder voor laagspan-ning halogeenlampen nodig. De bus-informatie voor de besturing van de verbruiker ontvangt de microbesturingseenheid 22 20 via de bus-aanpassing 23. De bus-aanpassing 23 zet de elec-trische signalen van het bussysteem om in signalen, die de microbesturingseenheid 22 verder kan verwerken. In de bus-aanpassing 23 kan ook een galvanische scheiding bestaan, die het bussysteem betrouwbaar van de netspanning scheidt, 25 aangezien sommige bussystemen zijn uitgevoerd als beveili-gings-laagspanningssysteem. Voor enkele bussystemen worden in de bus-aanpassing 23 ook ASIC's (Application Specific Integrated Circuits) gebruikt. De bus-informatie wordt in de microbesturingseenheid 22 zodanig verwerkt, dat de vermo-30 gensbesturing 19 via de interface-aanpassingen 25 en 21 besturingsdata krijgt. De besturingsdata kunnen bijvoorbeeld zijn: AAN, UIT, lichtsterkte, die in de interface-aanpassingen 25, 21 worden omgezet in een digitale of analoge weergave .Fig. 3 shows the structure of a bus system operating system with power circuit board 8 and bus circuit board 135 with their block circuit diagrams. The mains voltage is connected to the appliance via terminals 18. The bus system is connected to the appliance via the terminals 4 and the consumer 24 via the terminal 3. A voltage supply 20 produces the supply voltage 10 for the power controller 19, the interface adapter 25, interface adapter 21, the micro controller 22, and the bus adapter 23. In the power controller 19, a relay, Triac, transistor, or other electromechanical or electronic construction elements are applied. In addition, a galvanic isolation can be accommodated here, which separates a contactable consumer voltage from the mains voltage. This is especially necessary for low voltage halogen lamps. The bus information for the control of the consumer receives the micro-control unit 22 via the bus adaptation 23. The bus adaptation 23 converts the electrical signals of the bus system into signals, which the micro-control unit 22 can further process. In the bus adaptation 23 there may also be a galvanic isolation, which reliably separates the bus system from the mains voltage, since some bus systems are designed as a low-voltage protection system. ASICs (Application Specific Integrated Circuits) are also used in bus adaptation 23 for some bus systems. The bus information is processed in the microcontroller 22 such that the power controller 19 receives control data via the interface adaptations 25 and 21. The control data can be, for example: ON, OFF, brightness, which in the interface adaptations 25, 21 are converted into a digital or analog display.

35 De vermogensbesturing kan zijn toestandsgegevens, zoals bijvoorbeeld kortsluiting, overbelasting, nullast of verwar-35 The power control can be state data, such as, for example, short circuit, overload, no-load or heating

1 0 Ü b 8 5 T1 0 Ü b 8 5 T

6 ming, via de interface-aanpassingen 25 en 21 doorgeven aan de microbesturingseenheid 22. De microbesturingseenheid 22 formatteert deze toestandgegevens zodanig om, dat hij deze als bustelegram via de bus-aanpassing 23 het bussysteem in 5 kan sturen. De microbesturingseenheid 22 kan uit de toe-standsgegevens ook afgeleide gegevens bepalen en het bussysteem in sturen. Afgeleide gegevens van deze soort kunnen bijvoorbeeld bedrijfsduur, frequentie van schakelen zijn. In de microbesturingseenheid 22 zijn zowel de logische procedu-10 res voor de bus-communicatie als ook de bereiding van de besturingssignalen voor de vermogensbesturing 19 ondergebracht .6, through the interface adaptations 25 and 21 to the microcontroller 22. The microcontroller 22 formats this state data so that it can send it as a bus telegram via the bus adaptation 23 to the bus system. The microcontroller 22 can also determine derived data from the state data and send it into the bus system. Derived data of this kind can be, for example, operating time, frequency of switching. The microcontroller 22 houses both the logic procedures for the bus communication and the preparation of the control signals for the power control 19.

- conclusies - 1j 08857- conclusions - 1j 08857

Claims

1. Devices operating in a bus system, in particular dimmers, electronic transformers and ballasts for controlling the brightness of 5 lamps, which can be connected to a bus system, obtaining their control data from a bus system and their operating data to the bus system, characterized in that each device operating in a bus system consists of two connectable printed circuit boards, each printed circuit board operating in a bus system (13 or 14 or 15 or 16 or 17) being connected to a power board (8 or 9 or 10 or 11 or 12. with different power stages.

Devices operating in a bus system according to claim 1, characterized in that an device operating in a bus system 15 consists of a power board (1), which is provided with a power control (19), an interface adaptation (25) , a mains voltage connection point (18), a voltage supply (20) and a connection point (3) for a consumer (24) as well as of connecting elements (5), which via a connection means (7) a bus associated with the device in a bus system PCB (2) via connecting elements (6), which is equipped with an interface adaptation (21), a micro control unit (22), a bus adaptation (23), as well as a bus system connection point 25 (4).

Bus-operated devices according to claims 1 and 2, characterized in that the micro-control unit (22) of a bus printed circuit board (2 or 13 or 14 or 15 or 16 or 17) contains both the control information about the interface adaptation (21) and about its interface adaptation (25) for the power control (19) of each power board (1 or 8 or 9 or 10 or 11 or 12), as well as receiving operating data from the power control (19), as also calculates data derived from this and transfers it to the relevant bus system via a bus adaptation (23). * 08857

Devices operating in a bus system according to claims 1 to 3, characterized in that each power circuit board (1 or 8 or 9 or 10 or 11 or 12) has a voltage supply (20) with which modules can control power ring (19), interface adaptation (25, 21), the microcontroller (22), as well as the bus adaptation (23) are provided. I: 8857