WO2015055290A1 - Dali-bus-hilfsschaltung - Google Patents

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WO2015055290A1
WO2015055290A1 PCT/EP2014/002752 EP2014002752W WO2015055290A1 WO 2015055290 A1 WO2015055290 A1 WO 2015055290A1 EP 2014002752 W EP2014002752 W EP 2014002752W WO 2015055290 A1 WO2015055290 A1 WO 2015055290A1
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WO
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bus
circuit
auxiliary circuit
bus lines
short
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/002752
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Trepte
Original Assignee
Tq-Systems Gmbh
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Publication date
Application filed by Tq-Systems Gmbh filed Critical Tq-Systems Gmbh
Publication of WO2015055290A1 publication Critical patent/WO2015055290A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40026—Details regarding a bus guardian
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • the present invention relates to an auxiliary electrical circuit for use in connection with a bus subscriber connected to a DALI bus, the DALI bus comprising two bus lines and a current-limited voltage source arranged between the two bus lines.
  • the DALI (Digital Addressable Lighting Interface) bus is a bus system used in building automation, which is particularly suitable for the control of photovoltaic control devices, such as control panels. Switching power supplies, electronic ballasts (ECG) or electric power dimmers is used. For its concrete implementation already exist various standards, such. IEC 62386 and NEMA 243-2004.
  • the DALI bus includes a current-limited voltage source, which is located between the two bus lines (DA + and DA-) and which provides a certain power for the supply of the connected bus subscribers (bus interfaces).
  • a transmitting unit of the bus subscriber transmitting the data in question briefly closes the two bus lines for short periods of time.
  • the data is encoded according to the specification of the DALI bus system with the so-called “Manchester code", which according to the current DALI standard, a data transfer rate of 1200
  • CONFIRMATION COPY bit / s is reached.
  • the Manchester coding is not supported on the hardware side by conventional microcontrollers, it is usually implemented in software so that the short-circuiting of the bus lines functioning as data lines for data transmission is realized by software technology (so-called "bit-banging").
  • bit-banging software technology
  • the two bus lines can be inadvertently and permanently short-circuited, thus blocking the entire DA-LI bus. Communication via the bus is then no longer possible for other bus subscribers.
  • a device for connection to a (DALI) bus provided with a fault isolation switch is also known, the fault isolation switch can be switched into two different switching states in which the bus interface of the bus device either connected to the bus or disconnected from the bus, for example, to isolate a short circuit of the bus system identified by the device.
  • a short circuit caused, for example, by the device itself. eliminated in the bus.
  • the device itself can no longer be addressed via the bus.
  • the auxiliary circuit according to the invention ensures that a short circuit of the two bus lines caused by the auxiliary circuit associated circuit bus is automatically canceled again after a predetermined or indirectly predeterminable time, even if a faulty switching state of the transmitting unit of the bus station persists.
  • the auxiliary circuit according to the invention must be connected to the electronics of the relevant bus subscriber or integrated in such a way that it can influence the short circuits of the bus lines caused by the transmitting unit of the relevant bus subscriber.
  • the auxiliary circuit comprises a diode and a non-short-circuited bus lines charging via the diode capacitor which generates a discharge current in the case of a short circuit of the bus lines, which in such a downstream of the capacitor
  • Switch acts so that the short circuit between the two bus lines is maintained only as long as the discharge current one given current (which is necessary for switching the switch) exceeds.
  • the switch mentioned above is preferably a semiconductor switch element (eg in the manner of a transistor) or a switch arrangement of a plurality of semiconductor switch elements. It can - taking into account the specific system requirements on all common (semiconductor) switching elements are used.
  • auxiliary circuit according to the invention or a switch which can be used in the context of the present invention must recognizably be configured and arranged such that the short circuits generated during normal operation of the system for the purpose of data transmission, which are always of short duration, are allowed for the respective period.
  • the time limit required according to the invention for the duration of a short circuit caused by the transmitting unit must therefore not be selected too short, since otherwise the data transmission taking place by short-circuiting the bus lines would be adversely affected.
  • the short circuit in the sense of the present invention is only maintained until the discharge current generated by the previous charging of the capacitor falls below that value which would have been necessary to further maintain the short circuit.
  • the time given for this can be adjusted by suitable choice of the capacitance of the capacitor used for the auxiliary circuit.
  • the short circuit of the bus lines caused by the bus participant or its transmitting unit is automatically canceled in the sense of the invention, whereby at least other bus subscribers can communicate again via the DALI bus. Furthermore, it can then be determined by appropriate (if necessary.
  • the auxiliary circuit can simultaneously act as a current limiter circuit, whereby it plays a double function.
  • the auxiliary circuit is integrated in the relevant bus subscriber, that is to say in particular in its housing, which, however, is ultimately not mandatory.
  • the auxiliary circuit is arranged in a separate housing. It will then be apparent that the auxiliary circuit - e.g. via suitable connection elements - can be connected to the electronics of the bus participant.
  • the present invention also relates to a system comprising a plurality of bus subscribers connected via a DALI bus, which is characterized in that at least one bus subscriber, but preferably all bus subscribers, is assigned an auxiliary electrical circuit according to the invention.
  • Auxiliary circuit wherein the bus subscriber 1 to the two Bus lines DA +, DA- of a DALI bus can be connected.
  • a conventional protection circuit is provided against overvoltage, which is formed from the two varistors U4, U5 and the resistor R15.
  • This overvoltage protection circuit is then followed by a bridge rectifier of conventional construction formed from the four diodes D1-D4, at whose output shown on the right in the drawing the rectified potential DAint + is present, which in the illustrated circuit is different function blocks 2, 3, 4a of the electronics of the bus participant 1 is supplied.
  • the function block 2 illustrated in the drawing on the top right which is labeled "Receive Circuit” and which has the input DAint + on its input side, represents a part of the receiving unit of the bus subscriber 1, with which the optocoupler installed therein is used (English: photocoupler) Ul the - transmitted by short-circuiting in the bus lines DA +, DA - data can be processed.
  • a signal RX which is output at the emitter-side output of the phototransistor of the opto-coupler U1 is generated from the input signal of the photodiode of the opto-coupler Ul that is present on the anode side.
  • Asked) electronic elements of the bus station 1 can be further processed digitally.
  • a further explanation of the mode of operation of the "receive circuit” configured in the usual design and the downstream electronics (not shown) for data processing can be dispensed with for lack of further relevance.
  • the right in the drawing shown on the right center function block 3, which is provided with the name "Transmit circuit” and which is also applied to the input side with the potential DAint + represents a part of the transmitting unit of the bus station 1, with the help of the reception by other bus participants certain data or bit sequences can be generated by making short-circuited short circuits of the bus lines DA +, DA-.
  • a digital signal TX which predetermines the clock sequence of the short circuits to be generated for the purpose of data transmission, is fed via a resistor R8 to the anode-side input of the photodiode of the local optocoupler U2.
  • the phototransistor of the opto-coupler U2 is then switched with the light signal generated by the photodiode, ie in the presence of a sufficient light signal whose collector and emitter are turned on.
  • the base of the transistor Q3 arranged in the "transmit circuit” is then acted upon, with the two bus lines DA +, DA- being short-circuited when the transistor or switch Q3 is turned on.
  • the potential DAint + drops to zero in a short time. This then leads - in response to the bridge rectifier formed by the diodes Dl, D2, D3, D4 - ultimately to the desired short circuit of the bus lines DA +, DA-, which in accordance with the DALI standard data can be transmitted.
  • the illustrated in the drawing embodiment of a equipped with an auxiliary circuit according to the invention bus subscriber 1 now provides to this problem in the context of the invention remedy.
  • the auxiliary circuit comprises the two function blocks 4a, 4b shown on the left in the center and below, the latter being designated as "TX current limiter" because of its extended functionality.
  • the function block 4a which is also acted upon on the input side by the potential DAint + and which comprises a diode D8, a resistor R4 and a capacitor C1 which can be charged against the reference potential.
  • the capacitor Cl will always be charged during operation of the system with non-zero (and always positive) potential DAint +, ie when DA + and DA- are not short-circuited, so that in the event of a short-circuit strömgenerende buffer voltage VBuf can provide.
  • the further function block 4b (“TX current limiter”) has two inputs El, E2, of which the input El shown on the left is applied to the potential of the capacitor Cl, while the input E2 shown on the right with the emitter of the transistor Q3 of the "Transmit circuits "(function block 3) is connected.
  • TX current limiter has two inputs El, E2, of which the input El shown on the left is applied to the potential of the capacitor Cl, while the input E2 shown on the right with the emitter of the transistor Q3 of the "Transmit circuits "(function block 3) is connected.
  • a switch Q5, Q6 the present two arranged in a Darlington circuit transistors Q5, Q6, which can be switched by the "TX current limiter” flowing short-circuit current ,
  • the discharge current ensures, at least as long as it exceeds the current required for switching through the transistor Q6 current that the switch formed from the two transistors Q6 and Q5 remains switched through despite the falling potential zero DAint + for a certain period of time.
  • the capacitor Cl is discharged so far that the transistor Q6 (and thus also the transistor Q5 or the switch formed from two transistors) is no longer connected, the given short circuit of the bus lines DA +, DA- is canceled, so that - even if the transistor Q3 continues to be switched through permanently - the DALI bus is released again and bus operation can continue.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) zur Verwendung in Zusammenhang mit einem an einen DALI-Bus angeschlossenen Busteilnehmer (1), wobei der DALI-Bus zwei Busleitungen (DA+, DA-) und eine zwischen den zwei Busleitungen (DA+, DA-) angeordnete strombegrenzte Spannungsquelle umfasst. Dabei ist die Hilfsschaltung (4a, 4b) derart gestaltet, dass sie einen von der Sendeeinheit (3) des Busteilnehmers (1) verursachten Kurzschluss der beiden Busleitungen (DA+, DA-) zeitlich begrenzt. Ferner ist vorgesehen dass die Hilfsschaltung (4a, 4b) eine Diode (D8) und einen sich bei nicht kurzgeschlossenen Busleitungen (DA+, DA-) über die Diode (D8) aufladenden Kondensator (C1) umfasst, welcher im Falle eines Kurzschlusses der Busleitungen (DA+, DA-) einen Entladestrom erzeugt, der derart auf einen dem Kondensator (C1) nachgeschalteten Schalter (Q6, Q5) einwirkt, dass ein etwaiger Kurzschluss zwischen den beiden Busleitungen (DA+, DA-) nur solange aufrecht erhalten bleibt, solange der Entladestrom eine vorgegebene Stromstärke übersteigt.

Description

DALI -Bus-Hilfsschaltung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Hilfsschaltung zur Verwendung in Zusammenhang mit einem an einem DALI-Bus angeschlossenen Busteilnehmer, wobei der DALI-Bus zwei Busleitungen und eine zwischen den zwei Busleitungen angeordnete strombegrenzte Spannungsquelle umfasst.
Der DALI (Digital Addressable Lighting Interface) -Bus ist ein in der Gebäudeautomatisierung verwendetes Bus- system, welches insbesondere zur Steuerung bzw. Regelung von lichttechnischen Betriebsgeräten, wie z.B. Schaltnetzteilen, elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) oder elektrischen Leistungsdimmern zum Einsatz kommt. Zu dessen konkreter Implementierung existieren bereits verschiedenste Normen, wie z.B. die IEC 62386 sowie die NEMA 243-2004.
Der DALI-Bus umfasst eine strombegrenzte Spannungsquelle, die zwischen den beiden Busleitungen (DA+ und DA-) liegt und die eine gewisse Leistung für die Versorgung der angeschlossenen Busteilnehmer (Bus-Interfaces) bereitstellt. Zur digital erfolgenden Übertragung von Daten schließt eine Sendeeinheit des die betreffenden Daten sendenden Busteilnehmers jeweils für kurze Zeiträume die beiden Busleitungen kurz. Dabei werden die Daten gemäß Spezifikation des DALI -BusSystems mit dem sogenannten "Manchester-Code" kodiert, womit gemäß aktuellem DALI-Standard eine Datenübertragungsrate von 1200
BESTÄTIGUNGSKOPIE bit/s erreicht wird. Da die Manchester-Kodierung jedoch von üblichen Mikrocontrollern nicht hardwareseitig unterstützt wird, wird sie meist in Software implementiert, so dass das zur Datenübertragung notwendige Kurzschließen der als Datenleitungen fungierenden Bus- leitungen softwaretechnisch realisiert ist (sogenanntes "Bit-Banging" ) . Damit können z.B. bei Fehlern in der Software die beiden Busleitungen unbeabsichtigt und dauerhaft kurzgeschlossen werden, womit der gesamte DA- LI-Bus blockiert ist. Eine Kommunikation über den Bus ist dann auch für andere Busteilnehmer nicht mehr möglich. Ferner kann nicht herausgefunden werden, welcher Busteilnehmer den Bus blockiert, so dass die bisher zumeist angewandte Notmaßnahme zur Behebung dieses Zu- stands das (kurzzeitige) Abschalten der Netzspannung/Sicherung für alle am Bus angeschlossenen Teilnehmer ist. Dies ist erkennbar wenig benutzerfreundlich und führt zudem zu einer vergleichsweise schlechten Betriebssicherheit.
Aus der WO 2012/174328 A2 ist ferner ein zum Anschluss an einen (DALI-) Bus vorgesehenes Gerät mit einem Fehler- Isolierungsschalter bekannt, wobei der Fehler- Isolierungsschalter in zwei verschiedene Schaltzustände geschalten werden kann, in denen das Bus-Interface des Busteilnehmers entweder mit dem Bus verbunden oder von dem Bus getrennt ist, um z.B. einen von dem Gerät identifizierten Kurzschluss des Bussystems zu isolieren. Dabei ist zwar im Falle der Trennung des Geräts vom Bus ein z.B. durch das Gerät selbst verursachter Kurz- schluss im Bus beseitigt. Das Gerät selbst kann dann jedoch nicht mehr über den Bus angesprochen werden.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst einfach aufgebaute elektrische Hilfsschaltung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welcher die Benutzerfreundlichkeit und Betriebssicherheit des DALI-Busses erhöht wird.
Diese Aufgabe wird mit einer elektrischen Hilfsschaltung nach Anspruch 1 gelöst, welche derart gestaltet ist, dass sie einen von der Sendeeinheit des (ihr zugeordneten) Busteilnehmers verursachten Kurzschluss der beiden Busleitungen zeitlich begrenzt. Der Eintritt des vorstehend erläuterten Zustands einer dauerhaften Blockierung des Bussystems wird somit durch zeitliche Begrenzung des von dem betreffenden Busteilnehmer verursachbaren Kurzschlusses wirkungsvoll verhindert.
Mit anderen Worten sorgt die erfindungsgemäße Hilfs- schaltung dafür, dass ein von dem der Hilfsschaltung zugeordneten Busteilnehmer verursachter Kurzschluss der beiden Busleitungen nach einer vorgegebenen bzw. indirekt vorgebbaren Zeit wieder vollautomatisch aufgehoben wird, selbst wenn ein fehlerhafter Schaltzustand der Sendeeinheit des Busteilnehmers dauerhaft besteht.
Hierdurch kann nach automatisch erfolgender Aufhebung des Kurschlusses zwischen den beiden Busleitungen also wieder über den Bus kommuniziert werden, wodurch einerseits der Weiterbetrieb der übrigen Busteilnehmer ge- währleistet ist und andererseits durch geeignete Abfragen ermittelt werden kann, welcher Busteilnehmer den mittels der Hilfsschaltung aufgehobenen Kurzschluss verursacht hatte. Sodann kann z.B. der betreffende Busteilnehmer gezielt abgeschaltet und/oder neu gestartet werden, so dass eine vollautomatische Beseitigung der Störung ohne Deaktivierung der anderen Busteilnehmer und/oder Blockierung des gesamten Bussystems möglich ist. Die Betriebssicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Bussystems wird dabei bereits dann signifikant verbessert, wenn lediglich einzelnen Busteilnehmern eine erfindungsgemäße Hilfsschaltung zugeordnet ist.
Es versteht sich von selbst, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung die erfindungsgemäße Hilfsschaltung derart an die Elektronik des betreffenden Busteilnehmers angebunden bzw. darin integriert sein muss, dass sie auf die von der Sendeeinheit des betreffenden Bus- teilnehmers verursachten Kurzschlüsse der Busleitungen Einfluss nehmen kann.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Hilfsschaltung eine Diode und einen sich bei nicht kurzgeschlossenen Busleitungen über die Diode aufladenden Kondensator umfasst, welcher im Falle eines Kurschlusses der Busleitungen einen Entladestrom erzeugt, der derart auf einen dem Kondensator nachgeschalteten
Schalter (der Hilfsschaltung) einwirkt, dass der Kurzschluss zwischen den beiden Busleitungen nur solange aufrecht erhalten bleibt, wie der Entladestrom eine vorgegebene Stromstärke (die zur Schaltung des Schalters notwendig ist) übersteigt. Bei dem vorstehend erwähnten Schalter handelt es sich bevorzugt um ein Halbleiterschalterelement (z.B. in Art eines Transistors) bzw. eine Schalteranordnung aus mehreren Halbleiterschaltelementen. Dabei kann - unter Berücksichtigung der konkreten Systemanforderungen auf alle gängigen (Halbleiter- ) Schaltelemente zurückgegriffen werden.
Die erfindungsgemäße Hilfsschaltung bzw. ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung nutzbarer Schalter muss jedoch erkennbar so ausgestaltet und angeordnet sein, dass die im Normalbetrieb des Systems zum Zwecke eines Datenversands erzeugten Kurzschlüsse, welche stets von geringer Dauer sind, für den jeweiligen Zeitraum zugelassen werden. Die erfindungsgemäß verlangte zeitliche Begrenzung der Dauer eines durch die Sendeeinheit verursachten Kurzschlusses darf also nicht zu kurz gewählt werden, da ansonsten hierdurch die durch - kurzfristige - Kurzschlüsse der Busleitungen erfolgende Datenübertragung nachteilig beeinträchtigt würde. Dies kann z.B. dadurch gewährleistet werden, dass die Kapazität des Kondensators derart in Abhängigkeit vom Strombedarf des Schalters gewählt ist, dass der durch den Kondensator im Falle eines Kurzschlusses der Busleitungen erzeugte Entladestrom wenigsten für einen so langen Zeitraum eine hinreichend hohe Stromstärke aufweist, dass der Schalter während aller zum Zwecke des Datenversands von der Sendeeinheit des Busteilnehmers zu erzeugenden (kurzfristigen) Kurzschlüsse jeweils für die gesamte Dauer des betreffenden Kurzschlusses in dem zur Herstellung des Kurzschlusses benötigten Schaltzustand verbleibt .
Wenn nun - z.B. aufgrund eines Softwarefehlers in der Sendeeinheit des Busteilnehmers - ein unbeabsichtigt langer Kurzschluss der beiden Busleitungen verursacht wird, so wird der Kurzschluss im Sinne der vorliegenden Erfindung lediglich solange aufrecht erhalten, bis der durch die vorherige Aufladung des Kondensators erzeugte Entladestrom denjenigen Wert unterschreitet, der zur weiteren Aufrechterhaltung des Kurzschluss notwendig gewesen wäre. Die hierfür gegebene Zeit kann durch geeignete Wahl der Kapazität des für die Hilfsschaltung verwendeten Kondensators eingestellt werden. Sobald der Entladestrom dann die zur weiteren Aufrechterhaltung des Kurzschlusses notwendige Stromstärke unterschreitet, wird der von dem Busteilnehmer bzw. dessen Sende- einheit verursachte Kurzschluss der Busleitungen im Sinne der Erfindung vollautomatisch aufgehoben, womit zumindest andere Busteilnehmer wieder über den DALI-Bus kommunizieren können. Ferner kann sodann durch geeignete (ggfs. vollautomatisch erzeugbare) Abfragen an alle Busteilnehmer festgestellt werden, welcher Busteilnehmer letztlich für den Kurzschluss verantwortlich war, womit dann z.B. durch einen vorteilhaft ebenfalls automatisch über das Bussystem ausführbaren Reset des betreffenden Busteilnehmers das den Kurzschluss verursachende Problem ggfs. beseitigt werden kann, sofern dieses z.B. aufgrund einer fehlerhaften Ausführung der Software des Busteilnehmers verursacht war. Im Übrigen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ein Weiterbetrieb des übrigen Bussystems sogar dann möglich, wenn der Kurzschluss der Busleitungen durch einen Hardware-Defekt der Sendeeinheit des betroffenen Busteilnehmers verursacht war. In diesem Fall muss dann zwar der betreffende Busteilnehmer ausgetauscht oder repariert werden, jedoch kann das übrige System in der Zwischenzeit weiterbetrieben werden, ohne dabei zunächst (dauerhaft) lahm gelegt gewesen zu sein.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Hilfsschaltung gleichzeitig als Strombegrenzerschaltung fungieren, womit ihr eine Doppelfunktion zukommt .
Ferner kann zum Zwecke der Erzielung einer besonders kompakten Bauform vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Hilfsschaltung in den betreffenden Busteilnehmer, also insbesondere in dessen Gehäuse, integriert ist, was jedoch letztlich nicht zwingend ist. Für Nachrüstzwecke könnte es sich nämlich durchaus anbieten, dass die Hilfsschaltung in einem separaten Gehäuse angeordnet ist. Dabei ist es dann ersichtlich erforderlich, dass die Hilfsschaltung - z.B. über geeignete Anschlusselemente - mit der Elektronik des Busteilnehmers verbindbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft jedoch nicht nur die vorliegend beschriebene Hilfsschaltung als solche, son- dem insbesondere auch ein elektrisches Gerät (=Bus- teilnehmer bzw. Bus-Interface) zum Anschluss an einen DALI -Bus umfassend wenigstens eine Sende- und eine Empfangseinheit zum Senden bzw. Empfangen von Daten gemäß dem DALI -BusStandard und eine erfindungsgemäße elektrische Hilfsschaltung der vorstehend beschriebenen Art.
Und schließlich betrifft die vorliegende Erfindung noch ein System aus einer Mehrzahl an über einen DALI-Bus verbundenen Busteilnehmern, welches sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens einem Busteilnehmer, bevorzugt jedoch allen Busteilnehmern, eine erfindungsgemäße elektrische Hilfsschaltung zugeordnet ist.
Ersichtlich gelten für das erfindungsgemäße elektrische Gerät (=Busteilnehmer) und das erfindungsgemäße System die gleichen Aspekte, Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen, wie sie weiter oben in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Hilfsschaltung bereits erläutert wurden, so dass zu den Vorteilen und bevorzugten Ausgestaltungen eines solchen elektrischen Geräts bzw. Systems auf die obigen Ausführungen verwiesen werden darf.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in Art eines Schaltplans verschiedene Elektronik- Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Busteilnehmers mit erfindungsgemäßer
Hilfsschaltung, wobei der Busteilnehmer 1 an die zwei Busleitungen DA+, DA- eines DALI -Busses anschließbar ist .
Dabei ist im links oberen Bereich der Schaltskizze unmittelbar folgend auf die Anschlüsse für die beiden Busleitungen DA+ und DA- zunächst eine übliche Schutz - Schaltung gegen Überspannung vorgesehen, welche aus den beiden Varistoren U4 , U5 und dem Widerstand R15 gebildet wird. Dieser Überspannungsschutzschaltung schließt sich sodann ein aus den vier Dioden Dl - D4 gebildeter Brückengleichrichter üblicher Bauart an, an dessen in der Zeichnung rechts dargestelltem Ausgang das gleichgerichtete Potential DAint+ anliegt, welches in der dargestellten Schaltung verschiedenen Funktionsblöcken 2, 3, 4a der Elektronik des Busteilnehmers 1 zugeführt wird.
Der in der Zeichnung rechts oben dargestellte Funktionsblock 2, welcher mit der Bezeichnung "Receive circu- it" versehen ist und welcher eingangsseitig mit dem Potential DAint+ beaufschlagt ist, stellt einen Teil der Empfangseinheit das Busteilnehmers 1 dar, mit welcher unter Zuhilfenahme des darin verbauten Optokopplers (engl.: photocoupler) Ul die - durch kurzzeitige Kurzschlüsse in den Busleitungen DA+, DA- übertragenen Daten - verarbeitet werden können. Dabei wird aus dem anodenseitig anliegenden Eingangssignal der Fotodiode des Optokopplers Ul ein - am emitterseitigen Ausgang des Fototransistors des Optokopplers Ul ausgegebenes - Signal RX erzeugt, das dann durch geeignete (nicht dar- gestellte) Elektronikelemente des Busteilnehmers 1 digital weiterverarbeitet werden kann. Auf eine weitergehende Erläuterung der Funktionsweise des in üblicher Bauart ausgestalteten "Receive circuit" und der nachgeschalteten (nicht dargestellten) Elektronik zur Datenverarbeitung kann im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung jedoch mangels näherer Relevanz verzichtet werden.
Der in der Zeichnung rechts mittig dargestellte Funktionsblock 3, welcher mit der Bezeichnung "Transmit circuit" versehen ist und welcher eingangsseitig ebenfalls mit dem Potential DAint+ beaufschlagt ist, stellt einen Teil der Sendeeinheit des Busteilnehmers 1 dar, mit dessen Hilfe die zum Empfang durch andere Busteilnehmer bestimmten Daten bzw. Bitfolgen durch Herstellen kurzzeitiger Kurzschlüsse der Busleitungen DA+, DA- erzeugt werden können. Dabei wird ein digitales Signal TX, welches die Taktfolge der zum Zwecke des Datenversands zu erzeugenden Kurzschlüsse vorgibt, über einen Widerstand R8 dem anodenseitigen Eingang der Photodiode des dortigen Optokopplers U2 zugeführt. Mit dem von der Photodiode erzeugten Lichtsignal wird sodann der Fototransistor des Optokopplers U2 geschaltet, d.h. bei Vorliegen eines ausreichenden Lichtsignals werden dessen Kollektor und Emitter durchgeschaltet. Hierdurch wird sodann auf die Basis des im "Transmit Circuit" angeordneten Transistors Q3 eingewirkt, wobei bei durchgeschaltetem Transistor bzw. Schalter Q3 die beiden Busleitungen DA+, DA- kurzgeschlossen werden. Dies ergibt sich daraus, dass bei durchgeschaltetem Transistor bzw. Schalter Q3 das im "Transmit circuit" gemäß Funktionsblock 3 eingangsseitig anliegende Potential DAint+ zu einem Kurzschlussstrom führt, welcher über den mit der Bezeichnung "TX current limiter" versehenen Funktionsblock 4b, nämlich über den darin enthaltenen und grundsätzlich ebenfalls durchgeschalteten Transistor Q5 und den niedrig dimensionierten Widerstand R6 zu einem Bezugspotential abgeleitet wird. Dieses Bezugspotential wird vorteilhaft durch das zwischen den Dioden D2 und D4 der Brückengleichrichterschaltung anliegende Potential definiert.
Durch diesen Stromfluss, welcher nicht durch die strombegrenzte Spannungsquelle des DALI -Busses ausgeglichen werden kann, fällt das Potential DAint+ in kurzer Zeit auf Null ab. Dies führt dann - in Rückwirkung über den aus den Dioden Dl, D2, D3 , D4 gebildeten Brückengleichrichter - letztlich zu dem gewünschten Kurzschluss der Busleitungen DA+, DA-, womit in Entsprechung des DALI- Standards Daten übertragen werden können.
Erwähnt sei an dieser Stelle, dass die aus dem Stand der Technik bekannte Elektronik von an einen DALI-Bus anschließbaren Busteilnehmern nicht über die beiden nachstehend noch näher erläuterten Funktionsblöcke 4a und 4b verfügt, sondern dass dort stattdessen der untere Ausgang des den "Transmit circuit" darstellenden Funktionsblocks 3 über einen niedrig dimensionierten Widerstand (entsprechend dem Widerstand R6 im "TX cur- rent limiter") mit dem Bezugspotential verbunden ist. Wenn nun also im Stand der Technik z.B. durch eine feh lerhafte Erzeugung des Signals TX, welches - wie bereits weiter oben erläutert - in der Regel softwaretechnisch erzeugt wird, ein dauerhafter Kurzschluss de Busleitungen DA+, DA- erzeugt wird (durch permanent durchgeschalteten Transistor Q3) , so ist der Bus dauer haft blockiert und kann auch nicht mehr von anderen Busteilnehmern zur Kommunikation genutzt werden.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eines mit einer erfindungsgemäßen Hilfsschaltung ausgestatteten Busteilnehmers 1 verschafft nun zu dieser Problematik im erfindungsgemäßen Sinn Abhilfe. Die Hilfsschaltung umfasst dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die beiden links mittig und unten dargestellten Funktionsblöcke 4a, 4b, wobei letzter wegen seiner erweiterten Funktionalität als "TX current limi ter" bezeichnet ist.
Dabei ist zunächst zu verweisen auf den ebenfalls ein- gangsseitig mit dem Potential DAint+ beaufschlagten Funktionsblock 4a, welcher eine Diode D8 , einen Widerstand R4 und einen gegen das Bezugspotential aufladbaren Kondensator Cl umfasst . Der Kondensator Cl wird be Betrieb des Systems mit von Null verschiedenem (und stets positivem) Potential DAint+, also wenn DA+ und DA- nicht kurzgeschlossen sind, stets aufgeladen, so dass er im Kurzschlussfall eine den späteren Entlade- ström erzeugende PufferSpannung VBuf bereitstellen kann.
Der weitere Funktionsblock 4b ("TX current limiter") weist zwei Eingänge El, E2 auf, von welchen der links dargestellte Eingang El mit dem Potential des Kondensators Cl beaufschlagt ist, während der rechts dargestellte Eingang E2 mit dem Emitter des Transistors Q3 des "Transmit circuits" (Funktionsblock 3) verbunden ist. Von zentraler Bedeutung für die Funktionsweise des dargestellten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, dass über einen Schalter Q5, Q6 , der vorliegend zwei in einer Darlington-Schaltung angeordnete Transistoren Q5, Q6 aufweist, der durch den "TX current limiter" fließende Kurzschlussstrom geschalten werden kann.
Solange die beiden Busleitungen DA+, DA- nicht durch den als Schalter fungierenden Transistor Q3 des
"Transmit Circuit" (Funktionsblock 3) kurzgeschlossen werden, sorgt der vom Eingang El des "TX current limiter" (Funktionsblock 4b) über den Widerstand R5 kontinuierlich zur Basis des Transistors Q6 fließende Strom dafür, dass der Transistor Q6 durchgeschaltet bleibt, wodurch in Folge auch der Transistor Q5 durchgeschaltet ist .
Wenn nun jedoch der Transistor Q3 des "Transmit Circuit" (Funktionsblock 3) zum Zwecke der Herstellung eines Kurzschlusses der Busleitungen DA+, DA- (oder aufgrund eines Softwarefehlers bzw. eines Hardwaredefekts) durchgeschaltet wird, so führt dies - wie bereits weiter oben beschrieben - zu einem den Kurzschluss der beiden Busleitungen DA+, DA- herbeiführenden Strom durch den "TX current limiter" (Funktionsblock 4b) von dessen Eingang E2 durch den Transistor Q5 und durch den Widerstand R6 zum Bezugspotential . Gleichzeitig beginnt sich dann der Kondensator Cl über den "TX current limiter" (Funktionsblock 4b) zu entladen. Der Entladestrom sorgt dafür, jedenfalls solange er die zur Durchschaltung des Transistors Q6 notwendige Stromstärke überschreitet, dass der aus den beiden Transistoren Q6 und Q5 gebildete Schalter trotz des gegen Null fallenden Potentials DAint+ noch für einen gewissen Zeitraum durchgeschaltet bleibt. Sobald dann jedoch der Kondensator Cl so weit entladen ist, dass der Transistor Q6 (und damit auch der Transistor Q5 bzw. der aus beiden Transistoren gebildete Schalter) nicht mehr durchgeschaltet ist, wird der gegebene Kurzschluss der Busleitungen DA+, DA- aufgehoben, sodass - selbst im Falle einer weiterhin dauerhaften Durchschaltung des Transistors Q3 - der DALI-Bus wieder frei gegeben wird und der Busbetrieb weiterlaufen kann. Dabei kommt es ggfs. zur Durchschaltung des weiteren Transistors Q4 im "TX current limiter", wodurch ein nachteiliges Durchschalten des aus den zwei Transistoren Q5 , Q6 bestehenden Schalters unterbunden werden kann, solange die ungewünschte und dauerhafte Durchschaltung des Transistors Q3 im "Transmit circuit" nicht abgestellt ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die weiteren Komponenten (Widerstände R9, RIO, RH, Kondensator C2) des "TX current limiter" gemäß Funktionsblock 4b eine Schaltung zur Begrenzung des durch den "TX Current limiter" fließenden Stroms darstellen, dessen Schwellwert vorliegend jedoch (deutlich) über dem üblichen Schwell- wert für die Strombegrenzung der Spannungsquelle des DALI-Busses liegt. Ferner sei zur Vermeidung von Missverständnissen erwähnt, dass aufgrund der im Vergleich zum Widerstandswert des Widerstands R6 deutlich höheren Widerstandswerte der Widerstände R9, RIO und RH gesichert ist, dass der hierdurch - bei nicht durchgeschaltetem Schalter Q5, Q6 - ggfs. gegen das Bezugspotential abfließende Strom so gering ist, dass der hierdurch gegebene Leistungsverlust durch die strombegrenzte Spannungsquelle des DALI-Busses nachgeliefert werden kann, mithin also selbst bei dauerhaft durchgeschaltetem Transistor Q3 im "Transmit circuit" dann der Kurz- schluss der Busleitungen DA+, DA- tatsächlich im erfindungsgemäßen Sinne begrenzt ist.

Claims

Patentansprüche
Elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) zur Verwendung in Zusammenhang mit einem an einen DALI-Bus angeschlossenen Busteilnehmer (1) , wobei der DALI - Bus zwei Busleitungen (DA+, DA-) und eine zwischen den zwei Busleitungen (DA+, DA-) angeordnete strombegrenzte Spannungsquelle umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hilfsschaltung (4a, 4b) derart gestaltet ist, dass sie einen von der Sendeeinheit (3) des Busteilnehmers (1) verursachten Kurzschluss der beiden Busleitungen (DA+, DA-) zeitlich begrenzt und dass die Hilfsschaltung (4a, 4b) eine Diode (D8) und einen sich bei nicht kurzgeschlossenen Busleitungen (DA+, DA-) über die Diode (D8) aufladenden Kondensator (Cl) umfasst, welcher im Falle eines Kurzschlusses der Busleitungen (DA+, DA-) einen Entladestrom erzeugt, der derart auf einen dem Kondensator (Cl) nachgeschalteten
Schalter (Q6, Q5) einwirkt, dass ein etwaiger Kurzschluss zwischen den beiden Busleitungen (DA+, DA-) nur solange aufrecht erhalten bleibt, solange der Entladestrom eine vorgegebene Stromstärke übersteigt .
Elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hilfsschaltung (4a, 4b) gleichzeitig als Strombegrenzerschaltung fungiert. Elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) nach einem der vorangehenden Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hilfsschaltung (4a, 4b) in den
betreffenden Busteilnehmer (1) integriert ist.
Elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) nach einem der Ansprüche 1 - 2 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hilfsschaltung (4a, 4b) in einem
separaten Gehäuse angeordnet ist.
Elektrisches Gerät (1) zum Anschluss an einen DALI -Bus umfassend wenigstens eine Sende- und eine Empfangseinheit (2, 3) zum Senden bzw. Empfangen von nach dem DALI-Busstandard vorgegebenen Daten und eine elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) nach einem der vorangehenden Patentansprüche.
System aus einer Mehrzahl an über einen DALI -Bus verbundenen Busteilnehmern,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens einem Busteilnehmer (1) eine elektrische Hilfsschaltung (4a, 4b) nach einem der Patentansprüche 1 - 4 zugeordnet ist.
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