WO2013090954A1 - Ansteuerung von leuchtmitteln über eine ac-versorgungsspannung - Google Patents

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WO2013090954A1
WO2013090954A1 PCT/AT2012/000321 AT2012000321W WO2013090954A1 WO 2013090954 A1 WO2013090954 A1 WO 2013090954A1 AT 2012000321 W AT2012000321 W AT 2012000321W WO 2013090954 A1 WO2013090954 A1 WO 2013090954A1
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polarity
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control unit
waves
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PCT/AT2012/000321
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Phil Jermyn
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Tridonic Gmbh & Co Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the invention relates to a method for influencing or changing at least one parameter of an AC line voltage (AC voltage) operated
  • Illuminant in particular an LED lamp, by means of control information.
  • control information for dimming luminaires such as e.g. Powerline method, coding method using phase angle, short-term power interruptions
  • Retrofit LED lamps are to be understood as lamps which use one or more LEDs as lamps, but are designed for mechanical and electrical connection in such a way that they can be used as substitutes for other lamps, such as incandescent lamps or halogen lamps.
  • phase-angle dimmers - even when operated with incandescent lamps - inevitably radiate unwanted harmonics into the network.
  • modern operating devices are expected to have a largely sinusoidal current consumption. This can be achieved by the additional installation of PFCs, which however further increases the circuit complexity.
  • the basic load required by a phase control dimmer must also be simulated by the operating device. Overall, therefore, it can be seen that the use of
  • Phase gating dimmers for the dimming operation of LEDs is not an ideal solution. It is known from DE 10 2011 003 593 that signal transmission to an electrical consumer supplied with AC voltage, in particular a lighting means, takes place in that at least the signal states
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a control gear, a switching unit and a method that can be used in this case and therefore especially there for dimming retrofit LED lamps can be used, require a low circuit complexity, work largely lossless and return virtually no harmonics to the grid.
  • the invention therefore provides an operating device for lighting means, wherein the operating device has an input for. has an AC voltage to power supply, are supplied from the connected lamps with electrical power, and a control unit in the operating device is configured to evaluate whether the voltage applied to the input of a bipolar AC voltage or a disposable rectified AC Voltage is a polarity, and wherein the control unit is designed to - if bulbs are connected - to control the operation of the lamps depending on the evaluation.
  • the operating device can have an energy store, preferably a capacitor, for storing an energy of at least one half-wave of the AC voltage.
  • control unit may change at least one operating parameter for the operation of the lighting means.
  • the control unit can detect a polarity of the one-way rectified AC voltage and change the operating parameter depending on the detected polarity.
  • the control unit can interpret the result of the evaluation as address and / or data.
  • the control unit may provide a one-way rectified AC voltage of one polarity as an up-dimming signal and / or evaluate a one-way rectified AC voltage of a different polarity as a down-dimming signal.
  • the control unit may evaluate different durations of the one-way rectification of the AC voltage as different signals to which the operating parameters are changed.
  • the invention provides a
  • Switching unit for a powered via a phase conductor with AC voltage electrical load, in particular for a retrofit LED lamp, available, with
  • Actuator is designed to make the connection between the phase conductor and consumer via two parallel branches, depending on the position of the
  • Actuator either a direct connection via the first branch or a connection via a diode via the second branch is made.
  • the invention provides a switching unit for an AC voltage-operated electrical load, in particular for a retrofit LED lamp, having at least one actuating element and at least one diode connected in parallel with the actuating element, wherein the actuating element selectively activates the diode when actuated bridged in a first position, and wherein the switching unit supplies AC voltage half-waves with alternating polarity to the consumer, when the actuating element is in the first position, and wherein the switching unit supplies the consumer AC voltage halfwaves of only one polarity when the actuating element in a second position.
  • the switching unit may have a further actuating element and a further diode connected in parallel with the further actuating element; wherein the further actuating element selectively bridges the further diode in a first position when actuated, and wherein the switching unit supplies the consumer with AC voltage half-waves with alternating polarity when the actuating element and the further actuating element are in the first position, and wherein the switching unit Consumers AC voltage half-waves supply the other polarity when the other actuator is in a second and the actuator is in the first position.
  • the diode and the further diode may be connected in opposite directions, wherein the actuators in their first position through a phase conductor of the AC voltage to the load, and wherein the
  • Actuators exclusively occupy their respective second position.
  • the switching unit can only be supplied with a phase conductor for an AC voltage.
  • the switching unit may have a power switch.
  • the actuator and / or the further actuator and the power switch can be designed as an integrated power and dimmer switch.
  • the housing of the Druckeiriheit can be sized so that it can be replaced with a conventional switch unit, and that a power switch and the at least one actuating element are accessible from the outside.
  • the invention provides a method of controlling a lighting device as described above, wherein the polarity of the operating device is varied by alternating half-waves of an AC voltage or half-waves of the AC voltage of only one polarity. Rectification of the AC voltage for generating control information, and wherein the one-way rectification of the AC voltage is effected on an actuation of an actuating element of a switching unit 10, as described above.
  • a one-way rectification can take place via at least one diode of the switching unit.
  • the control unit of the operating device can evaluate the half-waves of one polarity, preferably as a dimming signal, and change thereon an operating parameter for the operation of the lighting device.
  • the control unit can evaluate the half-waves of one polarity as an up / down dimming signal and / or the other polarity as a down / up dimming signal. To generate the control information, the number of mains half-waves or their duration can be detected.
  • the control unit can interpret the result of the evaluation as address and / or data or signal.
  • the invention provides a lighting system comprising an operating device and a switching unit as described above. wherein the lighting system in particular performs the method described above.
  • the invention provides a lamp, in particular a retrofit LED lamp, with an operating device as described above.
  • the invention further proposes to perform a one-way rectification instead of a full-wave rectification.
  • a diode selectively connected by an actuator e.g. a button and / or a switch
  • an actuator e.g. a button and / or a switch
  • the actuating element bridges the diode in a basic position or first position. In a second position, the actuator then turns on the current path across the diode.
  • the present invention can transmit further logic states in addition to the two states by selectively disposing a single AC voltage on the AC supply line. These may be, for example, a PLC modulation and / or a temporary suppression of the AC voltage. Also, phase-dimming or gating dimming as well as amplitude modulation can be implemented in addition to the two states mentioned.
  • an addressing of bulbs can be done by the invention, an addressing of bulbs.
  • data or signals may be part of a protocol implemented by the invention.
  • Signal transmission to an operating device of the consumer If a return channel is to be present, this can be done by any other type of signaling (see the examples above).
  • the core idea of the invention is to modify the AC mains voltage, here also referred to as AC voltage, which in any case must be supplied to the consumer for its operation in such a way that it contains the control information for influencing or changing at least one parameter of the consumer.
  • AC voltage AC mains voltage
  • This is achieved by selectively applying only voltage halfwaves (mains half-waves) of one polarity to the load for evaluation.
  • mains half-waves voltage halfwaves
  • the intervening half-waves are filtered out in the operating mode.
  • the half waves of one polarity then generate a pulsating DC voltage.
  • control information By determining the number of half-waves in the said sequence or the total time length thereof, the control information can be modified. Additional information lies in the polarity of the half-waves, which can be chosen as positive or negative. It is understood that the consumer must have appropriate means to evaluate the control information.
  • the method works practically without interference, i. without the reverberation of harmonics in the AC mains.
  • the energy storage is designed to store the necessary energy to compensate for the missing half-waves.
  • the circuit complexity for implementing the method is relatively low, so that the costs can be kept low.
  • FIG. 1 shows by way of example an AC voltage and a one-way rectified (pulsating) DC voltage.
  • Fig. 2 is an evaluation of different types of voltage
  • FIG. 3 shows schematically an embodiment of a
  • Figs. 4a and 4b possible waveforms for the AC voltage and resulting voltage half-waves.
  • 5a and 5b schematically each a further embodiment of a circuit according to the invention.
  • FIG. 6 is a schematic representation of an operating device block with an external one
  • Fig. 7 is a schematic representation of a
  • the AC voltage (AC voltage) is applied to a load, e.g. an LED module or a retrofit LED lamp, fed via a phase conductor.
  • the load is powered from the phase conductor.
  • the consumer may be an LED module or a LED track and in particular is a retrofit LED lamp.
  • phase conductor-load neutral conductor (neutral, ground) is on the phase side of the consumer an actuator, preferably a dimming switch and optionally a switch (power switch) provided in series. Parallel to the actuating element, a diode is connected, which can be selectively bridged by the actuating element.
  • the consumer is supplied with an AC voltage with half-waves of alternating polarity. This is shown, for example, in Fig. 4a above. If, for example by actuation of the actuating element, the bridging is canceled, for example by the actuating element being depressed against a force of a spring (not shown) and a pair of contacts Tal / Ta2 being opened, then only one half-wave supply of one polarity, for example positive polarity ( as shown for example in Fig. 4a below).
  • the AC voltage termination is the only interface of the operating device of the consumer, as is the case, for example, with bulb sockets.
  • the switch and the actuator can be connected to the operating device or integrated in this and accessible from the outside.
  • the consumer After a reset of the actuating element, for example after releasing the actuating element, and closing the pair of contacts Tal / Ta2, the consumer again the AC voltage half-waves are supplied with the predetermined polarity of the network, ie with alternating polarity (see Figs. 4a and 4b each at the top).
  • the total length of the sequence of voltage half-waves with the same polarity that can be defined by the actuating element determines the degree of influencing or the change of a parameter for the operation of the consumer.
  • the parameter is in particular the dimming level or the brightness of a retrofit LED lamp. For example, it can be evaluated by the operating device of the retrofit LED lamp that the operating parameter is continuously or gradually changed with increasing length.
  • the control information may also be used, for example, to adjust the color of the consumer / lamp to be controlled. Another way to transmit additional control information is to repeat the sequence of mains half-waves with the same polarity, with a certain repetition rate.
  • Fig. 5a shows a further embodiment of a circuit according to the invention.
  • selectively either the voltage half-waves of one or the other polarity can be filtered out.
  • the two actuators are designed so that a simultaneous operation is not possible.
  • the actuators can be summarized eg in a rocker switch. However, it can also be provided that a simultaneous actuation is possible, and by simultaneous operation, the function of a power switch is realized.
  • the actuator and the switch is replaced by an integrated power and dimmer switch.
  • the integrated mains and dimmer switch can here, in particular between the states off, ie no voltage is supplied to the consumer, on, ie the consumer is supplied with the AC voltage, and dim, ie the consumer is operated with voltage halfwaves of only one polarity, to get voted.
  • the consumer can switch to a mode in which the lighting means is successively dimmed and dimmed again until the dimming process is terminated, for example, when it is switched back to the on position, and thus a dimming value, or a brightness value, is set with which the light source is operated.
  • the integrated power and dimmer switch has three states. Depending on the position of the integrated power and dimmer switch, it is in the Off state, i. interrupts the power line. In the ON state, it directly connects the phase conductor to the load, i. the load is supplied with the AC voltage.
  • the state Dim in which consumers are operated with voltage half-waves of only one polarity, is achieved in that here the integrated power and dimmer switch is in a position in which the phase conductor is connected via a series connection with a diode to the consumer.
  • the connection between phase conductor and load can be made here via two parallel branches by means of the integrated power and dimmer switch, depending on the switch position either a direct connection or a connection is made via a diode.
  • the actuator is only as an example of a signal generator which is manually / automatically operable (eg., A switch, button, rotary dimmer, etc.) or non-manual control signals supplied to an interface or generates this itself (eg., Sensor, such as. Daylight sensor, Color sensor etc.). It can also be used a relay, which is triggered for example by a button.
  • a signal generator which is manually / automatically operable (eg., A switch, button, rotary dimmer, etc.) or non-manual control signals supplied to an interface or generates this itself (eg., Sensor, such as. Daylight sensor, Color sensor etc.). It can also be used a relay, which is triggered for example by a button.
  • This signal generator is basically designed to selectively a supplied bipolar AC voltage he as supply voltage to one or more
  • Operating gear continues to selectively disposable rectified.
  • arbitrarily complex signals or data can be transmitted to the operating device.
  • the signal generator can be connected externally or internally in the operating device.
  • the signal transmitter is functionally connected to several lamps which belong to one or more operating devices, can be carried out on the selective disposable rectification also addressed grouping of the bulbs.
  • the signal states mentioned are then recognized by one or more connected operating devices in the sense of addressing. It can thus set up an addressed bus system. Possible groupings are, for example:
  • Illuminants in particular LEDs of different colors
  • a control unit is provided, which is realized by an evaluation (eg microcontroller and / or ASIC).
  • the control unit can thus detect the states "regular AC supply voltage” or “one-way rectified AC voltage” and possibly also the polarity of the rectification, in order then to further forward the AC voltage to the energy supply and secondly a control signal depending on the detected signal state to create.
  • this control signal is a dimming signal.
  • up and down dimming may be performed cyclically during rectification until the user stops manual operation and thus one-way rectification again.
  • the duration of the rectification can also be evaluated.
  • the simplest state is cyclical up and down dimming for the duration of the rectification.
  • a short period of one-way rectification could mean a first signal state and a longer period of one-way rectification a second signal state.
  • Phase control dimmers in existing lighting systems should be replaced with retrofit LED lamps and matching control gear as far as possible without additional circuitry. This is possible if the housing of the operating equipment externally the same dimensions as that of the Phasenanterrorismsimmer, and if the button T and the power switch S are accessible from the outside. A change of the wire installation is then usually unnecessary.
  • the phase angle dimmers can be easily exchanged for operating devices 1, as shown in Fig. 6.
  • the operating device 1 also has the following advantages. It does not generate any power loss and does not radiate harmonics back into the alternating voltage network N. Because it is built on switch contacts, it can be cost effective getting produced. The simulation of a basic load is not required.
  • Fig. 6 also shows the basic structure of a retrofit LED lamp.
  • This consists of a screw base 2 and a glass bulb 3.
  • the screw base 2 is suitable for a socket of a corresponding light bulb, which is to be replaced by the retrofit LED lamp.
  • the metal screw thread and the end pole form connection contacts, via which the Retrofit LED lamp from the operating device 1, the AC half-waves are supplied.
  • the driver circuit 6 generates a DC voltage, which - as indicated by the arrow
  • the driver circuit 6 shown somewhat more in detail but nevertheless schematically illustrated includes an AC / DC converter 11, a DC / DC converter 12 and a polarity sensor 13, to which the mains voltage half-waves are supplied by the operating unit 1.
  • the AC / DC converter 11 directs the AC / DC converter 11 in a first phase.
  • Mains voltage half-waves of alternating polarity equal and provides a pulsating DC voltage consisting of sinusoidal mains half-waves of the same polarity to the DC / DC converter 12. This reduces the DC voltage to a value suitable for the LEDs 8 and leads them to the LED module 7, on which the LEDs 8 sit.
  • the polarity sensor 13 reports this e.g. a timing device 14, which measures the total time length of this phase.
  • the measurement result is transmitted to a control unit 15, which generates a dimming signal therefrom.
  • This is fed to the DC / DC converter 12, whose output signal is varied accordingly.
  • the brightness of the retrofit LED lamp accordingly corresponds to the number of recognized in terms of their polarity mains voltage half-waves or their total time length. This can be set on the operating device 1 by correspondingly short or long pressing of the button T. However, by pressing the T button, the power transmission between the operating device 1 and the load L, i. the retrofit led lamp, untouched.

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

Abstract

Die Erfindung stellt eine Schalteinheit für einen über einen Phasenleiter mit AC-Spannung betrieben elektrischen Verbraucher, insbesondere für eine Retrofit LED-Lampe, mit wenigstens einem Betätigungselement, wobei das Betätigungselement dazu ausgelegt ist, die Verbindung zwischen Phasenleiter und Verbraucher über zwei parallele Zweige herzustellen, wobei je nach Stellung des Betätigungselements entweder eine direkte Verbindung über den ersten Zweig oder eine Verbindung über eine Diode über den zweiten Zweig hergestellt wird.

Description

Ansteuerung von Leuchtmitteln über eine AC- VersorgungsSpannung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen oder Verändern mindestens eines Parameters eines mit Netzwechselspannung (AC-Spannung) betriebenen
Leuchtmittels, insbesondere einer LED-Lampe, mittels Steuerinformationen.
Für die Übertragung von Steuerinformationen zum Dimmen von Leuchten gibt es unterschiedliche Möglichkeiten und Ansätze, wie z.B. Powerline-Verfahren, Codierungsverfahren mittels Phasenwinkel, kurzzeitige Netzunterbrechungen
„double click", Funksteuerungen usw. Seit einigen Jahren ist man vor allem aus Gründen der Energie-Einsparung dazu übergegangen, die bis dahin hauptsächlich verwendeten Glühlampen durch neue Lampen- Typen zu ersetzen, insbesondere durch LED-Lampen, vorzugsweise durch Retrofit LED-Lampen.
Unter Retrofit LED-Lampen sind Lampen zu verstehen, die als Leuchtmittel eine oder mehrere LEDs verwenden, aber zur mechanischen und elektrischen Verbindung derart ausgebildet sind, dass sie als Ersatzmittel anderer Leuchtmittel, wie bspw. Glühlampen oder Halogenlampen verwendbar sind.
Letztere sind mit Schraub- oder Bajonett-Sockeln versehen, die zu den für Glühlampen entwickelten Fassungen passend sind. Diese mechanische Anpassung allein ist jedoch für den Ersatz noch nicht ausreichend. Wegen der unterschiedlichen Betriebsweisen von Glühlampen (verarbeiten Wechselspannungshalbwellen mit beiden Polaritäten) einerseits und LED-Lampen (sind nur bei Wechselspannungshalbwellen einer bestimmten Polarität wirksam) andererseits, sind zusätzlich noch elektrische Anpassungsmaßnahmen erforderlich. Letztere betreffen insbesondere auch die Art des Dimmens . Für Beleuchtungssysteme mit herkömmlichen Glühlampen haben sich weitgehend Phasenanschnittsdimmer durchgesetzt. Dies insbesondere deshalb, weil sie weitgehend verlustfrei arbeiten. Letzteres trifft jedoch. für den Betrieb mit LEDs nicht zu. Um die Leistungsverluste zu begrenzen, ist ein beachtlicher zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich.
Hinzu kommt, dass Phasenanschnittsdimmer - auch bei einem Betrieb mit Glühlampen - zwangsläufig unerwünschte Oberwellen ins Netz strahlen. Von modernen Betriebsgeräten erwartet man jedoch eine weitgehend sinusförmige Stromaufnahme. Diese ist durch den zusätzlichen Einbau von PFCs erreichbar, wodurch der Schaltungsaufwand allerdings weiterhin erhöht wird. Auch die Grundlast, die ein Phasenanschnittsdimmer benötigt, muss durch das Betriebsgerät nachgebildet werden. Insgesamt ist also festzustellen, dass der Einsatz von
Phasenanschnittsdimmern für den Dimmbetrieb von LEDs keine ideale Lösung ist. Aus der DE 10 2011 003 593 ist es bekannt, dass eine Signalübertragung hin zu einem mit AC-Spannung versorgten elektrischen Verbraucher, insbesondere einem Leuchtmittel, dadurch erfolgt, dass wenigstens die Signalzustände
„gleichgerichtete AC- Spannung" und „nicht gleichgerichtete, also bipolare AC-Spannung" vorliegen. Ausgehend von diesen beiden logischen Zuständen lassen sich dann analoge oder digitale Signalprotokolle implementieren. Analog ist bspw. eine Auswertung durch eine Steuereinheit im Betriebsgerät des Leuchtmittels, der Dauer und/oder einer Wiederholrate des jeweiligen logischen Zustands . Ein Beispiel für eine solche Auswertung ist in Fig.2 s.chematisch gezeigt. Indessen besteht bei der dort beschriebenen Schaltung das Problem, dass sie nur bei Installationen eingesetzt werden kann, bei denen sowohl ein Phasenleiter als auch ein Neutralleiter (Nullleiter) geschaltet und zugänglich ist. Bei Installationen bei denen lediglich der Phasenleiter geschaltet/zugänglich ist, der Neutralleiter aber nicht, kann die beschriebene Schaltung jedoch nicht zum Einsatz kommen. Dies kommt z.B. bei Installationen in den USA und anderen Ländern häufig vor. Weiter ist die bekannte Schaltung relativ komplex aufgrund der notwendigen Wechselschalter (zweipolige
Wechselschalter, DPDT-Schalter (Double pole, double throw- Schalter) ) . Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsgerät, eine Schalteinheit und ein Verfahren bereitzustellen, die sich auch in diesem Fall einsetzen lassen und daher insbesondere auch dort zum Dimmen von Retrofit LED-Lampen eingesetzt werden können, einen geringen Schaltungsaufwand erfordern, weitgehend verlustfrei arbeiten und praktisch keine Oberwellen in das Netz zurückstrahlen.
Die Aufgabe ist durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung vorteilhaft weiter.
In einem Aspekt stellt die Erfindung daher ein Betriebsgerät für Leuchtmittel bereit, wobei das Betriebsgerät einen Eingang für. eine AC-Spannung zu Leistungsversorgung aufweist, ausgehend von der angeschlossene Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar sind, und eine Steuereinheit in dem Betriebsgerät dazu eingerichtet ist, auszuwerten, ob die an dem Eingang anliegende Spannung eine bipolare AC- Spannung oder eine Einweg-gleichgerichtete AC-Spannung einer Polarität ist, und wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist - wenn Leuchtmittel angeschlossen sind - den Betrieb der Leuchtmittel abhängig von der Auswertung zu steuern.
Das Betriebsgerät kann einen Energiespeicher, vorzugsweise einen Kondensator, zur Speicherung einer Energie wenigstens einer Halbwelle der AC-Spannung aufweisen.
Die Steuereinheit kann abhängig von der Auswertung wenigstens einen Betriebsparameter für den Betrieb der Leuchtmittel ändern.
Die Steuereinheit kann eine Polarität der Einweg- gleichgerichteten AC-Spannung erkennen, und den Betriebsparameter abhängig von der erkannten Polarität verändern .
Die Steuereinheit kann das Ergebnis der Auswertung als Adresse und/oder Daten interpretieren.
Die Steuereinheit kann eine Einweg-gleichgerichtete AC- Spannung einer Polarität als Aufwärtsdimm-Signal und/oder eine Einweg-gleichgerichtete AC-Spannung einer anderen Polarität als Abwärtsdimm-Signal auswerten.
Die Steuereinheit kann unterschiedliche Dauern der Einweg- Gleichrichtung der AC-Spannung als unterschiedliche Signale auswerten auf die der Betriebsparameter geändert wird.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine
Schalteinheit für einen über einen Phasenleiter mit AC- Spannung betrieben elektrischen Verbraucher, insbesondere für eine Retrofit LED-Lampe, zur Verfügung, mit
wenigstens einem Betätigungselement, wobei das
Betätigungselement dazu ausgelegt ist, die Verbindung zwischen Phasenleiter und Verbraucher über zwei parallele Zweige herzustellen, wobei je nach Stellung des
Betätigungselements entweder eine direkte Verbindung über den ersten Zweig oder eine Verbindung über eine Diode über den zweiten Zweig hergestellt wird.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Schalteinheit für einen mit AC-Spannung betrieben elektrischen Verbraucher, insbesondere für eine Retrofit LED-Lampe, bereit mit wenigstens einem Betätigungselement und wenigstens einer zu dem Betätigungselement parallel geschalteten Diode, wobei das Betätigungselement bei Betätigung selektiv die Diode in einer ersten Stellung überbrückt, und wobei die Schalteinheit dem Verbraucher AC-Spannungshalbwellen mit wechselnder Polarität zuführt, wenn sich das Betätigungselement in der ersten Stellung befindet, und wobei die Schalteinheit dem Verbraucher AC- Spannungshalbwellen lediglich einer Polarität zuführt, wenn sich das Betätigungselement in einer zweiten Stellung befindet. Die Schalteinheit kann ein weiteres Betätigungselement und eine zu dem weiteren Betätigungselement parallel geschaltete weitere Diode aufweisen; wobei das weitere Betätigungselement bei Betätigung selektiv die weitere Diode in einer ersten Stellung überbrückt, und wobei die Schalteinheit dem Verbraucher AC-Spannungshalbwellen mit wechselnder Polarität zuführt, wenn sich das Betätigungselement und das weitere Betätigungselement in jeweils der ersten Stellung befinden, und wobei die Schalteinheit dem Verbraucher AC-Spannungshalbwellen der anderen Polarität zuführe, wenn sich das weitere Betätigungselement in einer zweiten und das Betätigungselement in der ersten Stellung befindet. Die Diode und die weitere Diode können gegensinnig geschaltet sein, wobei die Betätigungselemente in ihrer ersten Stellung einen Phasenleiter der AC-Spannung zu dem Verbraucher durchschalten, und wobei die
Betätigungselemente exklusiv ihre jeweils zweite Stellung einnehmen können.
Der Schalteinheit kann lediglich ein Phasenleiter für eine AC-Spannung zugeführt sein. Die Schalteinheit kann einen Netzschalter aufweisen. Das Betätigungselement und/oder das weitere Betätigungselement und der Netzschalter können als integrierter Netz- und Dimmschalter ausgebildet sein. Das Gehäuse der Schalteiriheit kann so bemessen sein, dass es gegen eine herkömmliche Schalter-Einheit ausgetauscht werden kann, und dass ein Netzschalter und das wenigstens eine Betätigungselement von außen zugänglich sind. In einem noch weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel, wie es oben beschrieben ist, bereit, wobei dem Betriebsgerät in ihrer Polarität wechselnde Halbwellen einer AC-Spannung oder Halbwellen der AC-Spannung lediglich einer Polarität aus einer Einweg-Gleichrichtung der AC-Spannung zur Erzeugung von Steuerinformationen zugeführt werden, und wobei die Einweg-Gleichrichtung der AC-Spannung auf eine Betätigung eines Betätigungselements einer Schalteinheit 10 erfolgt, wie sie vorstehend beschrieben wurde .
Bei Betätigung wenigstens eines Betätigungselements der Schalteinheit kann eine Einweg-Gleichrichtung über wenigstens eine Diode der Schalteinheit erfolgen. Die Steuereinheit des Betriebsgeräts kann die Halbwellen einer Polarität auswerten, vorzugsweise als Dimmsignal, und basierend darauf einen Betriebsparameter für den Betrieb des Leuchtmittels verändern.
Die Steuereinheit kann die Halbwellen einer Polarität als Aufwärts- /Abwärtsdimm-Signal und/oder die jeweils andere Polarität als Abwärts-/Aufwärtsdimm- Signal auswerten. Zur Erzeugung der Steuerinformationen kann die Zahl von Netzspannungshalbwellen bzw. deren zeitliche Dauer erfasst werden.
Die Steuereinheit kann das Ergebnis der Auswertung als Adresse und/oder Daten bzw. Signal interpretieren.
In wiederum einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Beleuchtungssystem bereit, aufweisend ein Betriebsgerät und eine Schalteinheit, wie sie , oben beschrieben wurden, wobei das Beleuchtungssystem insbesondere das oben beschriebene Verfahren durchführt .
Schließlich stellt die Erfindung in einem weiteren Aspekt eine Lampe, insbesondere eine Retrofit LED-Lampe, bereit mit einem Betriebsgerät, wie es oben beschrieben wurde.
Die Erfindung schlägt weiter vor, statt einer Vollweggleichrichtung, eine Einweg-Gleichrichtung durchzuführen. Eine Signalübertragung hin zu einem mit AC- Spannung versorgten elektrischen Verbraucher, insbesondere einem Leuchtmittel bzw. einer Retrofit LED-Lampe, erfolgt dann dadurch, dass wenigstens die Signalzustände „nicht Einweg-gleichgerichtete AC-Spannung" (bipolare AC- Spannung) und „Einweg-gleichgerichtete AC-Spannung" (und evtl. welcher Polarität) vorliegen und unterschieden werden können. 1
Dazu kann in den Phasenleiter, z.B. mit einer Schalteinheit, eine Diode eingebracht werden, die selektiv durch ein Betätigungselement, z.B. einem Taster und/oder einem Schalter, überbrückbar ist. Insbesondere ist es möglich, dass das Betätigungselement die Diode in einer Grundstellung oder ersten Stellung überbrückt. In einer zweiten Stellung schaltet das Betätigungselement dann den Strompfad über die Diode ein.
Da dadurch jeweils eine Halbwelle ausgeblendet (gefiltert) wird (vgl. pulsierende Gleichspannung Ua in Fig. 1 unten, die aus der Einweg-gleichgerichteten AC-Spannung Ue resultiert) muss entsprechend die Energie mindestens einer Halbwelle in der Lichtquelle zwischengespeichert werden, beispielsweise durch einen entsprechend dimensionierten Kondensator. Je nach Durchlassrichtung der Diode werden über die Diode entweder nur die positiven oder die negativen Halbwellen der AC-Spannung dem Verbraucher zugeführt und insbesondere an ein Betriebsgerät des Verbrauchers geleitet. Bei Überbrückung der Diode werden selbstverständlich positive und negative Spannungshalbwellen an den Verbraucher geleitet.
Es ist daher dem Verbraucher möglich, zwischen einer Ansteuerung mit Spannungshalbwellen lediglich positiver/negativer Polarität und einer nicht Einweg- gleichgerichteten AC-Spannung zu unterscheiden.
Auch die vorliegende Erfindung kann durch selektives Einweg-gleichrichten einer AC-Spannung auf der AC- Versorgungsleitung weitere logische Zustände zusätzlich zu den beiden genannten Zuständen übermitteln. Diese können bspw. eine PLC-Modulation und/oder eine zeitweise Unterdrückung der AC-Spannung sein. Auch Phasenabschnittsdimmen oder -anschnittsdimmen sowie eine Amplitudenmodulation lassen sich zusätzlich zu den genannten beiden Zuständen implementieren.
Auch kann durch die Erfindung eine Adressierung von Leuchtmitteln erfolgen. Im Falle einer Adressierung können Daten oder Signale Teil eines mit der Erfindung verwirklichten Protokolls sein.
Es ist auch grundsätzlich nicht ausgeschlossen, dass zusätzlich zu der genannten Signalübertragung ein weiteres drahtloses (bspw. Funk, optisch, IR,...) oder drahtgebundenes Medium (bspw. digitaler und/oder analoger Bus) vorgesehen ist. Vorzugsweise erfolgt also durch selektives Einweg- Gleichrichten der AC-Versorgungsspannung eine
Signalübertragung hin zu einem Betriebsgerät des Verbrauchers. Falls ein Rückkanal vorliegen soll, kann dieser durch eine beliebige andersartige Signalisierung (siehe die obigen Beispiele) erfolgen.
Kerngedanke der Erfindung ist es, die NetzWechselSpannung, hier auch mit AC-Spannung bezeichnet, die dem Verbraucher ohnehin für dessen Betrieb zugeführt werden muss, so zu modifizieren, dass sie die Steuerinformationen zum Beeinflussen oder Verändern mindestens eines Parameters des Verbrauchers enthält. Dies gelingt dadurch,, dass selektiv nur Spannungshalbwellen (Netzspannungshalbwellen) einer Polarität an den Verbraucher zur Auswertung zugeführt werden. In einem Betriebsmodus wird aus einer Folge von Netzspannungshalbwellen also vorzugsweise nur jede zweite Halbwelle zugeführt, so dass in der Folge nur Halbwellen gleicher Polarität auftreten. Die jeweils dazwischen liegenden Halbwellen werden in dem Betriebsmodus ausgefiltert. Die halbwellen einer Polarität erzeugen dann eine pulsierende Gleichspannung.
Durch Festlegung der Zahl der Halbwellen in der genannten Folge bzw. der zeitlichen Gesamtlänge derselben, können die Steuerinformationen modifiziert werden. Eine zusätzliche Information steckt in der Polarität der Halbwellen, die positiv oder negativ gewählt werden kann. Es versteht sich, dass der Verbraucher entsprechende Mittel aufweisen muss, um die Steuerinformationen auszuwerten.
Insbesondere für den Betrieb von Retrofit LED-Lampen ist es wesentlich, dass diesen Netzspannungshalbwellen zugeführt werden. Die Informationsübertragung erfolgt dabei verlustfrei, ohne die Vernichtung von Netzleistung .
Da nur Netzspannungshalbwellen mit einer Polarität übertragen werden, deren Sinusform aber nicht verändert worden ist, und da ein Energiespeicher vorgesehen ist, mit dem die Energieversorgung auch während der fehlenden, weil ausgefilterten, Halbwellen überbrückt werden kann, arbeitet das Verfahren praktisch störungsfrei, d.h. ohne die Rückstrahlung von Oberwellen in das Wechselstromnetz. Der Energiespeicher ist dabei dazu ausgelegt, die nötige Energie zu speichern, um die fehlenden Halbwellen auszugleichen. Wie nachfolgend noch gezeigt wird, ist auch der Schaltungsaufwand zur Realisierung des Verfahrens relativ gering, so dass die Kosten niedrig gehalten werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft eine AC-Spannung und eine Einweg- gleichgerichtete (pulsierende) Gleichspannung.
Fig. 2 eine Auswertung verschiedener Spannungsarten
nach dem Stand der Technik. Fig. 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer
Schaltung gemäß der Erfindung.
Figs. 4a und 4b mögliche Verläufe für die AC- Spannung und resultierende Spannungs- halbwellen. 5a und 5b schematisch je ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltung gemäß der Erfindung.
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Betriebs - geräte-Blocks mit außen liegendem
Schalter/Taster sowie einer mit dem Betriebsgeräte-Block zu betreibenden Retrofit LED-Lampe.
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer
Steuereinheit und Licht emittierender Teile in der Retrofit LED-Lampe gemäß Fig. 6 .
In Fig. 3 wird die AC-Spannung (Wechselspannung) einem Verbraucher, z.B. einem LED-Modul oder einer Retrofit LED- Lampe, über einen Phasenleiter zugeführt. Der Verbraucher wird ausgehend von dem Phasenleiter mit Leistung versorgt. Es ist natürlich zu verstehen, dass der Verbraucher ein LED-Modul bzw. eine LED-Strecke sein kann und insbesondere eine Retrofit LED-Lampe ist.
In dem Stromkreis Phasenleiter-Verbraucher-Neutralleiter (Nullleiter, Erde) ist phasenseitig vom Verbraucher ein Betätigungselement, vorzugsweise ein Dimmtaster und fakultativ ein Schalter (Netzschalter) in Serienschaltung vorgesehen. Parallel zu dem Betätigungselement ist eine Diode geschaltet, die selektiv von dem Betätigungselement überbrückt werden kann .
Wird die Diode durch das Betätigungselement überbrückt, so wird dem Verbraucher eine AC-Spannung mit Halbwellen alternierender Polarität zugeführt. Dies ist z.B. .in Fig. 4a oben gezeigt. Wird, z.B. durch Betätigung des Betätigungselements, die Überbrückung aufgehoben, z.B. indem das Betätigungselement entgegen einer -Kraft einer (nicht dargestellten) Feder niedergedrückt und ein Kontaktpaar Tal/Ta2 geöffnet wird, so erfolgt lediglich eine Zuführung mit Halbwellen einer Polarität, beispielsweise positiver Polarität (wie z.B. in Fig. 4a unten gezeigt) . Vorzugsweise ist der Wechselspannungsabschluss die einzige Schnittstelle des Betriebsgeräts des Verbrauchers, wie es bspw. bei Glühlampenfassungen der Fall ist.
Der Schalter und das Betätigungselement können mit dem Betriebsgerät verbunden oder in diesem integriert und von außen zugänglich sein.
Nach einem RückStellen des Betätigungselements, z.B. nach einem Loslassen des Betätigungselements, und einem Schließen des Kontaktpaars Tal/Ta2, werden dem Verbraucher wieder die AC-Spannungshalbwellen mit der von dem Netz vorgegebenen Polarität zugeführt, also mit wechselnder Polarität (siehe Figs . 4a und 4b jeweils oben) . Die mit dem Betätigungselement festlegbare zeitliche Gesamtlänge der Folge von Spannungshalbwellen mit gleicher Polarität bestimmt den Grad der Beeinflussung oder der Änderung eines Parameters für den Betrieb des Verbrauchers. Der Parameter ist insbesondere der Dimmgrad bzw. die Helligkeit einer Retrofit LED-Lampe. So kann z.B. durch das Betriebsgerät der Retrofit LED-Lampe ausgewertet werden, dass mit zunehmender Länge der Betriebsparameter kontinuierlich oder graduell verändert wird. Die Steuerinformation kann auch beispielsweise zur Einstellung der Farbe des/der zu steuernden Verbrauchers/Lampe verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit zur Übertragung zusätzlicher Steuerinformationen besteht darin, dass die Folge von Netzspännungshalbwellen mit gleicher Polarität wiederholt wird, und zwar mit einer bestimmten Wiederholungsrate.
Es versteht sich, dass man durch Umkehrung der Diode auch die Polarität der Spannungshalbwellen umkehren kann. Ausgehend von der AC-Spannung mit wechselnder Polarität, wie sie in Fig. 4b oben gezeigt ist, werden durch Einsatz einer Diode mit entgegengesetzter Durchlassrichtung dem Verbraucher lediglich Halbwellen einer Polarität, beispielsweise negativer Polarität (wie z.B. in Fig. 4b unten gezeigt) zugeführt. Dies geschieht natürlich auch nur dann, wenn der Strompfad über die Diode durch vorherige Betätigung des Betätigungselements eingeschaltet wurde .
Fig. 5a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung. Hier ist vorgesehen, dass selektiv entweder die Spannungshalbwellen der einen oder der anderen Polarität ausgefiltert werden können.
Dies erfolgt dadurch, dass zwei Betätigungselemente, z.B. Dimmtaster 1 und Dimmtaster 2, je eine Diode überbrücken, zu denen sie parallel geschaltet sind. Die Durchlassrichtungen der Dioden sind dabei entgegengesetzt. Somit werden bei einem Öffnen eines Schalterpaares Tal λ /Ta2 λ durch Betätigung eines ersten
Betätigungselementes (Dimmtaster 1) lediglich
Spannungshalbwellen einer ersten Polarität an den Verbraucher zugeführt, während alternativ bei Betätigung eines zweiten Betätigungselementes (Dimmtaster 2) und einem Öffnen eines zweiten Schalterpaares Tbl/Tb2 lediglich Spannungshalbwellen einer zweiten Polarität an den Verbraucher zugeführt werden. Im Allgemeinen sind die beiden Betätigungselemente so ausgestaltet, dass eine gleichzeitige Betätigung nicht möglich ist. Dazu können die Betätigungselemente z.B. in einem Wipp-Schalter zusammengefasst werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein gleichzeitiges Betätigen ermöglicht ist, und durch gleichzeitige Betätigung die Funktion eines Netzschalters realisiert wird.
Somit gibt es nicht nur den Zustand der ursprünglichen AC- Spannungsversorgung, sondern darüber hinaus die beiden Polaritäten, die selektiv durchlassbar sind, so dass beispielsweise die Befehle „Abwärtsdimmen" oder „Aufwärtsdimmen" durch manuelle oder automatisierte Betätigung jeweils eines Betätigungselements kodierbar sind. Die manuelle Betätigung des Betätigungselements zur selektiven Überbrückung einer Diode ist die bevorzugte Ausführungsform, da wie gesagt das bevorzugte Anwendungsszenario Retrofit LED-Lampen sind.
In Fig. 5b ist das Betätigungselement und der Schalter durch einen integrierten Netz- und Dimmschalter ersetzt. Mit dem integrierten Netz- und Dimmschalter kann hier insbesondere zwischen den Zuständen Aus, d.h. keine Spannung wird dem Verbraucher zugeführt, An, d.h. der Verbraucher wird mit der AC-Spannung versorgt, und Dim, d.h. der Verbraucher wird mit Spannungshalbwellen lediglich einer Polarität betrieben, gewählt werden. Insbesondere kann der Verbraucher in einen Modus wechseln, in dem das Leuchtmittel sukzessive auf- und wieder abgedimmt wird, bis der Dimmvorgang beendet wird, z.B. wenn wieder in die An-Stellung gewechselt wird, und damit ein Dimmwert, bzw. ein Helligkeitswert, festgelegt wird, mit dem das Leuchtmittel betrieben wird.
Der integrierte Netz- und Dimmschalter weist drei Zustände auf. Je nach Stellung des integrierten Netz- und Dimmschalters ist dieser in dem Zustand Aus offen, d.h. unterbricht die Netzleitung. Im Zustand An verbindet er direkt den Phasenleiter mit dem Verbraucher, d.h. der Verbraucher wird mit der AC-Spannung versorgt. Der Zustand Dim, bei der Verbraucher mit Spannungshalbwellen lediglich einer Polarität betrieben wird, wird dadurch erreicht, dass hier der integrierte Netz- und Dimmschalter in einer Stellung ist, in - der der Phasenleiter über eine Serienschaltung mit einer Diode mit dem Verbraucher verbunden wird. Die Verbindung zwischen Phasenleiter und Verbraucher kann hier über zwei parallele Zweige mittels des integrierten Netz- und Dimmschalters hergestellt werden, wobei je nach Schalterstellung entweder eine direkte Verbindung oder eine Verbindung über eine Diode hergestellt wird.
Wie Bereits in Figs . 3 und 5a gezeigt, findet auch hier der Schaltvorgang stets nur auf dem Phasenleiter statt. Das Betätigungselement steht nur als Beispiel für einen Signalgeber der manuell/automatisch betätigbar ist (bspw. auch ein Schalter, Taster, Drehdimmer etc.) oder nichtmanuelle Steuersignale an einer Schnittstelle zugeführt bekommt oder diese selbst erzeugt (bspw. Sensor, wie bspw. Tageslichtsensor, Farbsensor etc.). Es kann auch ein Relais verwendet werden, welches beispielsweise durch einen Taster ausgelöst wird.
Dieser Signalgeber ist grundsätzlich dazu ausgebildet, selektiv eine zugeführte bipolare Wechselspannung, die er als VersorgungsSpannung zu einem oder mehreren
Betriebsgeräten weiterschleift , selektiv Einweg- gleichzurichten . Somit können beliebig komplexe Signale oder Daten zu dem Betriebsgerät hin übertragen werden.
Der Signalgeber kann extern oder intern in dem Betriebsgerät angebunden sein.
Wenn der Signalgeber mit mehreren Leuchtmitteln funktionell verbunden ist, die zu einem oder mehreren Betriebsgeräten gehören, lässt sich über das selektive Einweg-Gleichrichten auch eine adressierte Gruppierung der Leuchtmittel durchführen. Die genannten Signalzustände werden also dann von einem oder mehreren angeschlossenen Betriebsgeräten im Sinne einer Adressierung erkannt. Es lässt sich somit ein adressiertes Bussystem einrichten. Mögliche Gruppierungen sind bspw:
- Leuchtmittel, insbesondere LEDs unterschiedlicher Farbe,
- direkte/indirekte Leuchtmittel einer Leuchte,...
In dem Leuchtmittel, z.B. einer Retrofit LED-Lampe, bzw. in dem Betriebsgerät, ist eine Steuereinheit vorgesehen, die durch eine Auswerteelektronik (z.B. auch Microcontroller und/oder ASIC) realisiert ist. Die Steuereinheit kann also die Zustände „reguläre AC- Versorgungsspannung" bzw. „Einweg-gleichgerichtete AC- Spannung" und gegebenenfalls auch die Polarität der Gleichrichtung detektieren, Um dann einerseits die AC- Spannung zur Energieversorgung weiterzuschleifen und andererseits ein Steuersignal abhängig von dem detektierten Signalzustand zu erzeugen. Vorzugsweise ist dieses Steuersignal ein Dimmsignal. Bei nur einer einpolaren Gleichrichtung kann beispielsweise während der Gleichrichtung zyklisch ein Aufwärts- und Abwärtsdimmen durchgeführt werden, bis der Benutzer die manuelle Betätigung und somit die Einweg- Gleichrichtung wieder stoppt. Insbesondere kann auch die Dauer der Gleichrichtung ausgewertet werden. Der einfachste Zustand ist, wie oben ausgeführt, dass während der Dauer der Gleichrichtung ein zyklisches Aufwärts- und Abwärtsdimmen erfolgt. Darüber hinaus könnte ein kurzer Zeitraum der Einweg-Gleichrichtung einen ersten Signalzustand und ein längerer Zeitraum der Einweg- Gleichrichtung einen zweiten Signalzustand bedeuten. Im Folgenden wird beispielsweise eine Anwendung der
Erfindung auf den Bereich der Retrofit LED-Lampen
)
beschrieben. Wie bereits eingangs beschrieben wurde, ist man bestrebt, die Glühlampen und die
Phasenanschnittsdimmer in bereits bestehenden Beleuchtungssystemen möglichst ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand durch Retrofit LED-Lampen und dazu passende Betriebsgeräte zu ersetzen. Das ist dann möglich, wenn die Gehäuse der Betriebsgeräte äußerlich die gleichen Abmessungen haben, wie die der Phasenanschnittsdimmer, und wenn der Taster T und der Netzschalter S von außen zugänglich sind. Eine Änderung der Drahtinstallation ist dann meist entbehrlich. Die Phasenanschnittsdimmer können einfach gegen Betriebsgeräte 1 ausgetauscht werden, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind.
Das Betriebsgerät 1 hat zudem noch folgende Vorteile. Es erzeugt keine Verlustleistung und strahlt keine Oberwellen in das Wechselspannungsnetz N zurück. Weil es auf Schaltkontakte aufgebaut ist, kann es kostengünstig hergestellt werden. Die Nachbildung einer Grundlast ist nicht erforderlich.
Fig. 6 zeigt auch den grundsätzlichen Aufbau einer Retrofit LED-Lampe. Diese besteht aus einem Schraubsockel 2 und einem Glaskolben 3. Der Schraubsockel 2 ist passend zu einer Fassung einer entsprechenden Glühlampe, die durch die Retrofit LED-Lampe ersetzt werden soll. Das metallene Schraubgewinde und der Endpol bilden Anschluss-Kontakte, über die der Retrofit LED-Lampe von dem Betriebsgerät 1 die Wechselspannungshalbwellen zugeführt werden. Der Pfeil
9 deutet an, dass und wie die Wechselspannungshalbwellen an eine in der Lampe befindlichen Treiberschaltung 6 weitergeleitet werden. Diese wird später in Zusammenhang mit Fig. 7 noch genauer erläutert. Die Treiberschaltung 6 erzeugt eine Gleichspannung, welche - wie durch den Pfeil
10 angedeutet ist - einem LED-Modul 7 zugeführt wird, auf dem die das Licht emittierenden LEDs 8 sitzen. Die in Fig. 7 etwas detaillierter aber dennoch schematisch dargestellte Treiberschaltung 6 enthält einen AC/DC- Wandler 11, einen DC/DC-Wandler 12 und einen Polaritäts- Sensor 13, denen vom Betriebsgerät 1 die Netzspannungshalbwellen zugeführt werden. In einer ersten Phase richtet der AC/DC-Wandler 11 die
Netzspannungshalbwellen wechselnder Polarität gleich und liefert eine pulsierende Gleichspannung, bestehend aus sinusförmigen Netzspannungshalbwellen gleicher Polarität an den DC/DC-Wandler 12. Dieser reduziert die Gleichspannung auf einen für die LEDs 8 geeigneten Wert und führt sie dem LED-Modul 7 zu, auf welchem die LEDs 8 sitzen.
Wenn das Betriebsgerät 1 in einer zweiten Phase jedoch eine Folge von Netzspannungshalbwellen gleicher Polarität an die Treiberschaltung 6 liefert, so werden diese gleich von dem DC/DC-Wandler 12 verwertet. Wichtiger ist jedoch, dass der Polaritäts-Sensor 13 feststellt, dass vom Betriebsgerät Netzspannungshalbwellen mit gleichartiger Polarität geliefert werden, und welche Polarität vorliegt.
Der Polaritäts-Sensor 13 meldet dies z.B. einem Zeitmess- Gerät 14, welches die zeitliche Gesamtlänge dieser Phase misst. Das Messergebnis wird einer Steuer-Einheit 15 übermittelt, die daraus ein Dimmsignal generiert. Dieses wird dem DC/DC-Wandler 12 zugeführt, dessen Ausgangssignal entsprechend variiert wird. Die Helligkeit der Retrofit LED-Lampe entspricht demnach der Zahl der hinsichtlich ihrer Polarität erkannten Netzspannungshalbwellen bzw. deren zeitlicher Gesamtlänge. Diese kann an dem Betriebsgerät 1 durch entsprechend kurzes oder langes Drücken des Tasters T eingestellt werden. Durch drücken des Tasters T bleibt jedoch die Leistungsübertragung zwischen dem Betriebsgerät 1 und der Last L, d.h. der Retrofit LED-Lampe, unberührt.

Claims

Ansprüche
Schalteinheit für einen über einen Phasenleiter mit AC-Spannung betrieben elektrischen Verbraucher, insbesondere für eine Retrofit LED-Lampe, mit wenigstens einem Betätigungselement,
wobei das Betätigungselement dazu ausgelegt ist, die Verbindung zwischen Phasenleiter und
Verbraucher über zwei parallele Zweige
herzustellen,
wobei je nach Stellung des Betätigungselements entweder eine direkte Verbindung über den ersten Zweig oder eine Verbindung über eine Diode über den zweiten Zweig hergestellt wird.
Betriebsgerät für Leuchtmittel, wobei:
- das Betriebsgerät einen Eingang für eine AC- Spannung zu Leistungsversorgung aufweist, ausgehend von der angeschlossene Leuchtmittel mit
elektrischer Leistung versorgbar sind, und
- eine Steuereinheit in dem Betriebsgerät dazu eingerichtet ist, auszuwerten, ob die an dem
Eingang anliegende Spannung eine bipolare AC- Spannung oder eine Einweg-gleichgerichtete AC- Spannung einer Polarität ist, und wobei
- die Steuereinheit dazu ausgelegt ist - wenn
Leuchtmittel angeschlossen sind - den Betrieb der Leuchtmittel abhängig von der Auswertung zu
steuern.
3. Betriebsgerät nach Anspruch 1, wobei das
Betriebsgerät einen Energiespeicher, vorzugsweise einen Kondensator, zur Speicherung einer Energie wenigstens einer Halbwelle der AC-Spannung
aufweist.
4. Betriebsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, abhängig von der Auswertung wenigstens einen Betriebsparameter für den Betrieb der Leuchtmittel zu verändern.
5. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Polarität der Einweg-gleichgerichteten AC-Spannung zu erkennen, und wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter abhängig von der erkannten Polarität zu verändern.
6. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche ,
wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Ergebnis der Auswertung als Adresse und/oder Daten zu interpretieren.
7. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine
Einweg-gleichgerichtete AC-Spannung einer Polarität als Aufwärtsdimm-Signal und/oder eine Einweg- gleichgerichtete AC-Spannung einer anderen
Polarität als Abwärtsdimm-Signal auszuwerten.
8. Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche ,
wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Dauern der Einweg-Gleichrichtung der AC-Spannung als unterschiedliche Signale auszuwerten auf die der Betriebsparameter geändert wird.
9. Schalteinheit nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Schalteinheit lediglich ein Phasenleiter für die AC-Spannung zugeführt ist.
10. Schalteinheit nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Schalteinheit einen Netzschalter
aufweist, und wobei das Betätigungselement als integrierter Netz- und Dimmschalter ausgebildet ist.
11. Schalteinheit nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse der Schalteinheit so bemessen ist, dass es gegen eine herkömmliche Schalter- Einheit ausgetauscht werden kann, und dass ein Netzschalter und das wenigstens eine
Betätigungselement von außen zugänglich sind.
12. Verfahren zur Steuerung eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel nach Anspruch 2, wobei dem
Betriebsgerät in ihrer Polarität wechselnde
Halbwellen einer AC-Spannung oder Halbwellen der AC-Spannung einer Polarität aus einer Einweg-
Gleichrichtung der AC-Spannung zur Erzeugung von Steuerinformationen zugeführt werden, und wobei die Einweg-Gleichrichtung der AC-Spannung auf eine Betätigung eines Betätigungselements einer
Schalteinheit nach Anspruch 1 erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , wobei bei Betätigung wenigstens eines Betätigungselements der
Schalteinheit eine Einweg-Gleichrichtung über wenigstens eine Diode der Schalteinheit erfolgt und wobei die Steuereinheit des Betriebsgeräts die Halbwellen einer Polarität auswertet, vorzugsweise als Dimmsignal , und basierend darauf einen
Betriebsparameter für den Betrieb des Leuchtmittels ve ändert .
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die
Steuereinheit die Halbwellen einer Polarität als Aufwärts-/Abwärtsdimm-Signal und/oder die jeweils andere Polarität als Abwärts-/Aufwärtsdimm-Signal auswertet .
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Erzeugung der Steuerinformationen die Zahl von Netzspannungshalbwellen bzw. deren
zeitliche Dauer erfasst wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit das Ergebnis der Auswertung als Adresse und/oder Daten bzw. Signal
interpretiert.
17. Beleuchtungssystem, aufweisend:
- ein Betriebsgerät nach Anspruch 2 und
- eine Schalteinheit nach Anspruch 1, wobei das Beleuchtungssystem insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 12 eingerichtet ist.
18. Lampe, insbesondere eine LED-Retrofit' Lampe, mit einem Betriebsgerät nach Anspruch 2.
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DE102013213019A1 (de) Ansteuerung von Leuchtmitteln mittels definierter Manipulation der Versorgungsspannung

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