WO2015135848A1 - Schaltungsanordnung zum betreiben von leuchtmitteln über ein master-slave-system - Google Patents

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WO2015135848A1
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master
bmi
signal
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Marco Antretter
Helmut Endres
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Osram Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement for operating at least one luminous means comprising at least egg ⁇ ner master device, at least one slave device and a bus system with at least one bus to which said at least one master device and a slave device coupled to at least.
  • elements for automation ⁇ mation of lighting systems may contain. This may be at ⁇ play as light sensors that prevent switching on the LE at sufficiently high ambient light levels of relationships as they LE automatically turn on when the entitiesshel ⁇ ltechnik falls below a predetermined value.
  • a motion sensor can also be integrated on an LE which switches on the LE or changes its brightness if a movement, for example a moving person, is detected in a target field.
  • the present invention is concerned with the problem of describing a simple way of how control signals from a luminaire with a sensor, hereinafter referred to as a master, can be transmitted to a luminaire without a sensor, hereinafter referred to as a slave.
  • bus Bezie ⁇ hung as master-slave systems are known, for example, under the designation I 2 C or DALI.
  • the AT discloses 11444 Ul an interface for a bus device of aumpssanla ⁇ ge, wherein the interface comprises a rectifier for ⁇ judge the voltage of the bus line, and means for electrical isolation of the bus line, wherein the rectifier and the means for potential separation contained in an integrated interface.
  • the GB 2115240 A discloses a control device for Steue ⁇ tion is applied from an AC power supply to a load the current through the phase control of an electrically triggerable switch which is connected between load and power supply, wherein the control device comprises a Phasendetek- gate device for Generation of a sequence of clock signals ⁇ at respective times, to which the AC power supply is at a predetermined point in its waveform.
  • DE discloses 20 2005 021 023 Ul aphilin ⁇ stallationssystem consisting of two different Bussys- warmth, which each have at least one bus device that communicate with each other for the purpose of communication, the demand-function ⁇ fulfillment and commissioning a Busübertragungsmodul, wherein incoming information of the first bus system in transmitted commands the second bus system and / or incoming information from the second bus ⁇ systems in transferable commands of the first bus system vice ⁇ sets are, all bus devices have such a structure that the bus devices of the first bus system are only using a custom physical layer as adapted bus devices for use in the second bus system ⁇ bar ,
  • the object of the present invention is therefore to develop a generic circuit arrangement such that a cost-effective transmission of control signals from a master to at least one slave is made possible. This object is achieved by a circuit arrangement having the features of patent claim 1.
  • the present invention is based on the finding that ei ⁇ ne cost-effective solution of the above object is made possible when the bus is designed as a simple two-wire line to which the master device applies a control signal.
  • the invention further based on the fact that the Mastervorrich ⁇ tung, in particular different master devices, and the at least one slave device, in particular different slave devices can usually be coupled in nonstisag ⁇ Barer manner with the different phases of alternating ⁇ grid.
  • the bus is according to the invention therefore, as mentioned, carried out as a two-wire line ⁇ .
  • the master device has at least a feeding terminal coupled to the bus and configured to apply a control signal to the bus, wherein the master device is coupled to a first power supply.
  • the at least one slave device includes a non-feeding port that is coupled to the bus, where ⁇ summarizes a connection for at least one light source, a second power supply and an off ⁇ reading device for reading the control signal on the bus to ⁇ at the slave device.
  • the read-out device in turn comprises a potential-altrennvoriques, wherein the terminal for the at least one lighting means and the second voltage supply to the electrically isolated from the bus side of the readout device is vorgese ⁇ hen.
  • the Mastervor ⁇ direction also comprises a non-feeding terminal which can be coupled to another bus
  • the master device comprises a connection for at least one lamp and a read-out device for reading the control signal on the wei ⁇ nic bus
  • the read-out device a potential separation ⁇ device comprises and the connection for the at least one light source is provided on the isolated from the further bus side of the read-out device.
  • the non-feeding port of the master device further comprises a short-circuit device ⁇ is Pelbar with the other bus LAD, wherein the short-circuit device gear, a control inputs for applying a short-circuit signal comprises and out ⁇ sets, the two lines of the other bus upon application of a short-circuit signal at its control input sakezuschlie ⁇ SEN, wherein the short-circuit device comprises a Potentialtrennvor ⁇ direction for separating the potential of the control input from polyvinyl tential of the other bus.
  • a master device which is coupled only with its non-feeding terminal to a bus
  • the control signal of the master device which is coupled with its feeding terminal to the bus, override, that is to say cancel.
  • the basis is created that several Mastervor ⁇ directions, which are preferably each coupled to at least one slave device via its feeding terminal, can cooperate, each with a bus of Busys ⁇ tems only a master device with its dining on - coupled circuit, however, several master devices can be coupled with their non-feeding terminals.
  • gekop ⁇ -coupled master devices can the potential, and thus the control signal, determine on the bus and thus control the Mastervor- direction, which is connected with its feeding connection with the ⁇ sem bus, as well as to Slave devices coupled to this bus.
  • the circuit arrangement comprises at least a first and a second bus, at least a first and a second master device, each with a feeding terminal and a non-feeding terminal, wherein at least the feeding terminal of the first master device is coupled to the first bus, the feeding terminal of the second master device being coupled to the second bus, the non-feeding terminal of the second master device being connected to the second bus first bus is coupled.
  • the second master device via its non-feeding terminal, can affect the potential, and thus the control signal, on the first bus, which is actually fed by the first master device.
  • a long corridor at one end of which the first master device is positioned and at the opposite end of which the second master device is positioned.
  • a plurality of slave devices which are the first master device zugeord ⁇ net are distributed between the first and the second Mastervor ⁇ direction and are electrically isolated coupled to the first bus. Both master devices are equipped with a motion sensor. Now, if the first master device detected no movement and thus the coupled with her bulbs and coupled to the associated slave ⁇ devices bulbs by appropriate control by applying a corresponding control signal in a resting state, for example, off or dimmed leaves, can second master device, if it detects a BEWE ⁇ tion, override this switch-off and thus activate themselves, ie their own light source, the light source of the first master device and the light source of the coupled to the first bus slave devices. In this way, several master-slave devices according to the invention can thus be used. Systems are interconnected, for example, to control the Be ⁇ lighting in a long corridor sections.
  • the respective potential separation device preferably comprises an opto-coupler. If a transformer were used instead, the control signal would have to be present as an AC signal. In Ver ⁇ use of an optocoupler, however, in an inexpensive and simple way a DC signal can be transmitted. EMC problems can be reliably prevented.
  • the optocoupler preferably comprises a transmitting diode and a phototransistor, wherein a current limiting device, in particular an ohmic resistor, is coupled in series with the transmitting diode. This current limiting device is particularly advantageous when the forward voltages of several connected to the bus ⁇ ner readout devices are different in size. The current limitation can ensure that approximately the same current flows in all the transmitting diodes connected to the bus.
  • the feeding terminal of a master device preferably comprises a first current limiting device, which is arranged between the positive terminal of its voltage supply and the bus or between the minus terminal of its voltage supply and the bus.
  • a first current limiting device With this current limiting device, it can be ensured that the non-feeding terminal of another master device connected to the bus can short-circuit the bus voltage in order to override, ie to deactivate, the control signal of the master device, which is coupled with its supply terminal to the bus.
  • the current limiting device also contributes to the fact that the bulbs take no damage even in the case of a wrong connection.
  • game as to allow examples accidental coupling of the supply tension ⁇ voltage on the bus or by joining two dining connec ⁇ se two master, may be provided, that the feeding port of a master device, a first Di ⁇ ode and a second diode, wherein the first diode between a first connection of its power supply and a first line of the bus is coupled and the second diode between a second terminal of its voltage supply ⁇ supply and a second line of the bus, wherein the first and the second diode are arranged in antiparallel.
  • the feeding port of a master device may comprise a second current ⁇ limiting device, wherein one of Strombegren ⁇ wetting devices between the minus terminal of its clamping ⁇ voltage supply and the bus and the other current limiting ⁇ device between the plus terminal of itsistsver ⁇ supply and the bus is arranged.
  • This measure ensures that take in case of accidental connection of mains voltage to the bus terminals connected Mas ⁇ ter and slave devices no harm.
  • the non-SpeI ⁇ transmitting terminal includes a rectifier which is disposed on the bus coupled to the side of the potential separation device to the DC ⁇ direction of the control signal on the bus. In this way, whatever the polarity of the tax nals on the bus a transmission with one and the same opto ⁇ coupler take place.
  • the non-feeding terminal ei ⁇ ne evaluation which is designed to evaluate the control signal on the bus to which the non-feeding terminal is coupled, whose input to the phototransistor of Op ⁇ tokopkopers the respective potential separation device and the output with the respective lighting means is coupled, wherein the control signal represents a PWM signal.
  • the evaluation device is provided isolated from the bus, the possibility is created by dock ⁇ by varying the PWM signal different operating states of coupled to the non-feeding terminals illuminant ⁇ .
  • the evaluation device is designed to implement the PWM signal as follows: A bus-controlled operation of the respective luminous ⁇ means with nominal power or a nominal luminous flux is activated by a PWM signal with 0% pulse width and / or a busplexer off state of the respective light-emitting ⁇ means is activated by a PWM signal having a Malawis ⁇ th permissible pulse width and / or bus-operating with dimming levels between the off state and the nominal Leis ⁇ tung or the nominal luminous flux are activated by a PWM signal with pulse widths which are larger than the smallest permissible pulse width, in particular also by a PWM signal with 100% pulse width.
  • the at least one master device includes a sensor, in particular a brightness sensor and / or a motion sensor that is adapted to provide a Sen ⁇ sorsignal at its output, wherein the at least one master ⁇ device is adapted to generate the control signal in dependence on the sensor signal.
  • a sensor in particular a brightness sensor and / or a motion sensor that is adapted to provide a Sen ⁇ sorsignal at its output
  • the at least one master ⁇ device is adapted to generate the control signal in dependence on the sensor signal.
  • Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a more detailed illustration of the embodiment of Fig. 1;
  • Fig. 3 shows an embodiment of a supply circuit with two
  • Fig. 4 shows an embodiment of an analog Austicianvorrich ⁇ tung.
  • Fig. 5 examples of control signals for setting different ⁇ Licher light fluxes in an inventive scarf ⁇ processing arrangement.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a principalsbei ⁇ game of a circuit arrangement according to the invention.
  • the master M1 comprises a feeding terminal SPM1, which is designed to apply a control signal to a bus BMI.
  • the master M1 further comprises a non-feeding terminal NSPM1, which is coupled to a bus BMO.
  • a Po ⁇ tentialtrennvorraum PTM11 is provided between the bus BMO and an output AMI of the master Ml a potential separation device PTM12 is provided.
  • the master Ml is connected to a supply voltage Ver ⁇ UVM1 that can exchange clamping ⁇ voltage source, such as a mains voltage present.
  • Ver ⁇ UVM1 a supply voltage
  • ⁇ voltage source such as a mains voltage present.
  • the master Ml several slaves SL1-1 and SL1-N assigned, where N represents a natural number. These also have a non feeding An ⁇ circuit which is coupled via a respective potential separation device PTS1- 1 and PTSL N bus BMI.
  • Each slave SL1-1, SL1-N is coupled via a corresponding input ES11 or ES1N to the respective potential separation device PTS11 or PTS1N.
  • the slave SL1-1 is coupled to a voltage source UVM1S1, the slave SL1-N to a voltage source ⁇ UVM1S2.
  • the master M2 is powered by a voltage source UVM2. Its non-feeding terminal NSPM2 comprises an input EM2 on the one hand and an output AM2 on the other hand and is coupled to the bus BMI.
  • the corresponding potential separation devices are designated PTM21 and PTM22.
  • the master M2 controls the bus BM2 with its feeding terminal SPM2.
  • a slave SL21 is coupled with its input E21 via a potential ⁇ separating device PTS21 to the bus BM2.
  • This slave SL2-1 is supplied by a power supply UVM2S1.
  • a slave SL2-N is coupled with its input E2N via a potential ⁇ separating device PTS2N to the bus BM2.
  • This slave SL2-N is powered by a power supply UVM2SN.
  • the power supplies mentioned can be coupled in any Wei ⁇ se, ie with arbitrary phases, with an AC voltage network.
  • the devices connected to the respective buses BMI and BM2 slaves can only read the voltage or voltage waveform at each ⁇ réelle bus and its operation set the respective ⁇ .
  • neither sensors of the master Ml, M2 nor their bulbs, nor the Leuchtmit ⁇ tel of the slaves are located. How these within the jeweili ⁇ gen device (slave or master) must be supplied from a supplychrosversor ⁇ , the skilled person is well known, but by way of example explained in more detail in connection with FIG. 2.
  • each master Ml, M2 has a non spei ⁇ send port that is connected to the corresponding bus BMI and BM2.
  • this master Ml, M2 in the same Way as slaves query the voltage signal of the bus to ⁇ additionally but change the signal.
  • FIG. 1 it can be achieved that a number of light sources consisting of two masters and N slaves can be controlled by the master M1 via its feeding terminal and also the master M2 impresses the operation of the arrangement via its non-feeding terminal NSPM2 ⁇ can flow.
  • Each master M1, M2 can thus query the voltage signal of another bus, via its non-feeding connection NSPM1 or NSPM2, in the same way as the slaves, to which it is connected via its non-feeding connection.
  • the non-feeding terminal NSPM1 of the master Ml is coupled to a bus BMO, the non-feeding terminal NSPM2 of the master M2 to the bus BMI.
  • the state of the "neighbor bus” is queried via the Dio ⁇ the distance in the optocoupler of the non-feeding Masteranschlus ⁇ ses.
  • the Abfra ⁇ gen of "own bus", which is integrally ⁇ closed at the dining connector can be done in two ways: first, as described below in conjunction with Figure 2a illustrated by the example of the master Ml without optocoupler directly in the dining At ⁇ . conclusion by an interrogation device AFM1, which includes a voltage sensor voltage ⁇ over which the master Ml can recognize that the master M2 short-circuits the bus BMI. Second, via a structure, not shown, as in the non-feeding An ⁇ circuit, but the device is internally connected to the bus BMI.
  • FIG. 2 a shows a circuit realization of the exemplary embodiment of a circuit arrangement according to the invention shown schematically in FIG. 1.
  • the circuit-technical idea consists in the fact that the supply ⁇ de connection of a first master Ml is not carried out electrically isolated, but all other connections, that is the slaves SL1-1, SL1-2, SL1-N and the non-feeding port NSPM2 a second master M2 are only connected via potential-separating devices, such as optocouplers, to the bus BMI.
  • each serves an optocoupler to ⁇ summarizes a transmitting diode and a phototransistor.
  • the transmitting diode is denoted by D51, the phototransistor not shown for clarity.
  • the transmitting diode is denoted by D14, the phototransistor by Q8.
  • the transmitting diode is denoted by D52, the phototransistor again not shown.
  • the respective transmission diode is in series with a Strombegren ⁇ pollution, for example, by a resistor (R15 at the master Ml, R7 SL1-1 for the slave, the master R16 M2) can be formed, with correct polarity applied to the output of the corresponding DC rectifier ,
  • the LE in this case using the example of the slaves SL1-1 represented by two LEDs, can thereby poten ⁇ tialok via the phototransistor Q8 of the optocoupler evaluate the lying on the bus BMI control signal USM1.
  • the supply voltage UVM1S1 of the slave SL1-1 is rectified by means of the diodes D52 to D55 and applied to the series connection of an ohmic resistor R17 and the phototransistor Q8 ⁇ .
  • the potential at the collector of transistor Q8 is supplied ei ⁇ nem pCl microprocessor which controls a series to the LEs between the outputs of the rectifier D52 to D55 oppel- th transistor Q7.
  • a circuit extension for a non-feeding master connection allows the master Ml the bus voltage of a "neighbor ⁇ busses" can also short out.
  • a Kurzrörich ⁇ tung is further coupled to the output of the rectifier D15 to D17, which includes the series connection of an optional rule ⁇ ohm resistor R5 and a transistor Q2.
  • the transistor Q2 is designed as a phototransistor and cooperates with a transmitter diode D65. With a suitable control of the transmitting diode D65 this includes the phototransistor Q2 short and thereby specifies a short-circuit signal to the "Nachbarbus" ⁇ before lying the bus BMO.
  • an interrogator is provided in the master M1 AFM1 provided, which includes a voltage sensor, via which the master Ml can detect whether the master M2 shorts the bus BMI
  • the feeding terminal SPM1 of the master Ml includes a current limiting SBM11 and two diodes D26 and D20.
  • the current limitation SBM11 ensures that the non-feeding terminal NSPM2 of another master M2 connected to the bus BMI can short-circuit the bus voltage without destroying the components of the master M1.
  • tra ⁇ gen current limiting SBM11 and the two diodes D20, D26 to the fact that LEs are not damaged in the event of incorrect installation. A faulty connection would be at ⁇ before game as if accidentally each feeding arrival circuits, SPM1 of the master Ml and M2 of the master SPM2, would be connected to the same bus line BMI.
  • the power supply of the master Ml is realized by applying a rectifier comprising the diodes D5 to D8 to an AC voltage source UVM1, for example a mains voltage.
  • a rectifier comprising the diodes D5 to D8 to an AC voltage source UVM1, for example a mains voltage.
  • a rectified AC voltage ready At the output of the rectifier D5 to D8 is a rectified AC voltage ready, which is smoothed by means of a parallel circuit comprising a capacitor C2 and an ohmic resistor RIO.
  • This rectified AC voltage serves on the one hand to operate the components of the master Ml, in particular also its LE, not shown.
  • Fig. 2b is calculated from the voltage and the control signal UVM1 USM1 Won ⁇ NEN, the present is a PWM signal having a level between 0 V and 10 V.
  • the rectified change is Selvoltage UVM1 the series circuit of an ohmic ⁇ resistance R18 and a Zener diode ZI supplied, wherein the Zener diode is an electronic switch, in this case the Bipo ⁇ lartransistor Q9, connected in parallel. Its base is coupled to the output of a microprocessor pC2, which is just ⁇ if supplied by the rectifier D5 to D8.
  • the micropro cessor ⁇ pC2 BS has an input via which it a Steuersig ⁇ nal, for example, a brightness sensor or a BEWE ⁇ supply sensor, is supplied.
  • the microprocessor pC2 is formed off, steer the transistor Q9 in response to the signal BS at ⁇ . This will be described in more detail below with reference to FIG.
  • the serially connected to the control signal USM1ciphersbegren ⁇ tion SBM11 includes the transistors Ql and Q4 and the ohmic resistors Rl and R8.
  • the ohmic resistor Rl connected between the collector and the base of transistor Ql is coupled ge ⁇
  • the base of transistor Q4 is coupled to the emitter of transistor Ql and the collector of transistor Q4 is coupled to the base of transistor Ql.
  • Another current limiting device SBM12 is coupled between the negative terminal of the voltage source USM1 and the bus BMI. This measure ensures that even in the case of accidental connection of the mains voltage UVM1 to the bus connections, the devices connected to the bus are not damaged.
  • Fig. 3 shows a more detailed view and a Abwand ⁇ development of a section of Fig. 2a, namely, the current limiting Tonging devices of the master Ml.
  • the Strombegrenzungsvor ⁇ SBM11 direction corresponds to that shown in Fig. 2a, wherein le ⁇ diglich the transistor Ql is designed as a Darlington stage.
  • the current limiting device SBM12 comprises the series connection of a transistor Q15 and an ohmic resistor R18, which are coupled between a bus line and the reference potential. Between the base of transistor Q15 and the diode D61 blurspo ⁇ tential a coupled.
  • the collector-emitter path of a transistor Q14 overall is on, its base through the series connection of an ohmic resistor R19 and a diode D60 to a bus line is gekop ⁇ pelt.
  • the base of transistor Q15 is coupled via a resistor R23 ohm ⁇ rule to the plus terminal of the voltage source USM1.
  • Fig. 2 represents the evaluation circuit is provided in digital form with ⁇ means of the microprocessor pCl the example of the slave SL1-1 ⁇
  • Fig. 4 shows a similar evaluation on the example of the slave SL1-1, the different PWM signals converted so that certain conditions in the LEs activated ⁇ to.
  • Such an evaluation circuit 10 can be used in all slaves or for the non-feeding connections of the master Ml, M2.
  • this evaluation circuit 10 is coupled to the bus BMI via an opto ⁇ coupler, which comprises the transmitting diode D14 and the phototransistor Q8.
  • ⁇ evaluation circuit 10 of the slave SL1-1 which usually represents the mains voltage
  • a DC voltage from the supply voltage is UVMS1 UVM1S1 'derived, which in the diarylistic ⁇ game 10V.
  • the base-emitter path of the transistor Q21 is connected in parallel with the parallel connection of an ohmic resistor R74 and a capacitor C13.
  • the base terminal of the transistor Q21 is coupled via a resistor R71 to the collector of Fototran ⁇ sistor Q8. Between the collector of Q8 Fototransis ⁇ gate and the voltage source UVMS1 'is an ohmic reflection ⁇ was coupled R70. Between the terminals of the voltage source UVMS1 ', the series circuit of a transistor Q20 and an ohmic resistor R75 is coupled. The base of the transistor Q21 is on the one hand coupled via the parallel circuit ei ⁇ nes capacitor C12 and an ohmic resistance R72 to the plus terminal of the voltage source UVMS1 '. Ande ⁇ hand, this base via a transistor Q22 to the low- pressure connection of the voltage source is coupled UVMS1 '.
  • the base of transistor Q22 is coupled to the collector of the phototransistor Q8, and via the series circuit of a Kondensa ⁇ tors CIO, an ohmic resistor R77 and an ohmic resistor R76, the connection point between the Kon ⁇ capacitor CIO and resistor R77 via a diode D80 is coupled to the negative terminal of the voltage source UVMS1 'and the connection point between the ohmic Widerstän ⁇ the R77 and R76 via the parallel circuit of a capacitor Cll and a resistor R78.
  • an off-output is formed by the emitter of the transistor Q20 and a dimming output by the collector of the transistor Q21.
  • the following important conditions result: 1.
  • An OV signal ie a PWM signal with a duty cycle of 0% or a non-connected input, causes the base of the transistor Q21 receives a sufficiently high voltage through the ohmic resistors R70 and R71 and the Kollek - Gate-emitter voltage U C E of the transistor Q21 goes to 0V, where ⁇ by the signal "Dimming" goes to 0V (low).
  • the base of the transistor Q22 remains at 0V because of the con ⁇ densators CIO. Any voltage peaks during switching are strongly attenuated by the capacitor Cll and the ohmic resistors R78 and R77. Characterized the base of the Tran ⁇ sistors Q20 remains over the ohmic resistor R72 to the potential of UVMS1, whereby the "Off" on the ohm resistor R75 ⁇ 's signal remains at 0V (low).
  • a PWM signal with the smallest permissible size at the input of the opto-coupler leads at the collector of the transistor Q8 to an inverted PWM signal with a very high duty cycle. This leads via the high-pass from the ohmic resistances R77 and R78 and the capacitor CIO to a sufficiently high Sig ⁇ nalpegel at the transistor Q22. Through the resistor R76, the current will continue to be limited in ⁇ the base of transistor Q22.
  • the capacitor CII provides for buffering the Sig ⁇ Nalles and cooperates with the resistor R77 together as a low pass. About the ohmic resistance R78 of the capacitor ⁇ Cll is discharged in other operating conditions in a defined time.
  • the diode D80 ensures that during the short on-time at the input of the optocoupler (0V at the collector of Tran ⁇ sistor Q8) of the capacitor Cll is not significantly discharged, but then current in the circuit D80, CIO and Q8 can flow.
  • the capacitor Cll and the ohmic resistor R78 act as additional low-pass for changing signal states at the base of the transistor Q20, which is pulled in this state via the transistor Q22 to OV. As a result, the signal "OFF" almost takes on the potential of UVMS1 (high).
  • the ohmic resistor R80 limits the current through the base of the Transis ⁇ sector Q20.
  • a PWM signal with almost 100% duty cycle or a DC voltage at the input of the optocoupler causes the Kol ⁇ lector-emitter voltage U C E of the transistor Q8 is almost 0V and thus the base of the transistor Q21 is pulled to 0V.
  • the "dimming" signal via the ohmic resistance is ⁇ was raised to R73 UVMS1 (high).
  • the network of the ohm resistors ⁇ rule R71, R74 and capacitor C13 also acts as a low pass for any spikes.
  • the base of the transistor Q22 in this state via the resistor R78 at 0V, thus leaving the base of the transistor Q20 via the resistor R72 on the Po ⁇ tential of UVMS1.
  • the signal "Off" remains at 0V (low) via the ohmic resistor R75.
  • the following table shows, in conjunction with FIG. 5, the behavior of the evaluation circuit 10 of FIG. 4:
  • a PWM pulse width on the bus line BMI of 0% that is, a short circuit between the two Busleitun ⁇ gen, leads to a low signal at the node Off and a low signal at the node dimming. Characterized the respective LE is operated with nominal Leis ⁇ processing. If a PWM signal with the smallest permissible pulse width is given to the bus line, a signal high at the node Off, an undefined signal at the node Dimm, which results in the OFF state of the LE.
  • a DC voltage signal that is, a PWM signal having a pulse width of 100% defined, produces a low signal, which is operated ⁇ by the LE in a predetermined dimming state at node dimming a high signal, ,
  • FIG. 5 shows an example of a further operation state in which a PWM signal with egg ⁇ ner pulse width is set by 95% on the bus line, which leads to a further dimmed state, which can be arranged according to darker or brighter than the dimming status which results at a PWM pulse width of 100%.
  • each master which is connected with its feeding or non-feeding terminal with egg ⁇ ner bus line, put all the connected LEs in the nominal operating state.
  • the master which is integrally joined ⁇ with its feeding port on the bus, sets to at detected movement no clamping ⁇ lation (PWM signal of 0% duty cycle) to the bus.
  • the master which is connected to the bus with its non-feeding connection, closes the bus lines briefly when movement is detected, whereby no voltage (PWM signal with 0% duty cycle) is present on the bus. This is possible because, as described above, the supply circuit of the feeding master is current limited.
  • the master creates a PWM signal of the smallest allowable pulse width ⁇ on the bus, resulting in that all LEs, which are connected to this bus, generate no light (off state).
  • the power of masters and slaves is minimized in this standby mode because the Ener gy ⁇ is minimal for the operation of the receiving devices on the slaves and the masters and the signal generation in the dining Master required.
  • the master applies a PWM signal with a pulse width greater than the smallest permissible pulse width to the bus.
  • This condition causes all LEs connected to this bus to produce light of a predefinable fixed value or to generate an amount of light proportional to the PWM signal pulse width (dimming condition).
  • the motion detector may be provided with a time control, so that the corresponding control signal is applied over a bare vorgeb ⁇ time on the respective bus.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben zumindest eines Leuchtmittels mit zumindest einer Mastervorrichtung (M1); zumindest einer Slavevorrichtung (SL1-1); und einem Bussystem mit zumindest einem Bus (BM1), mit dem die zumindest eine Mastervorrichtung und die zumindest eine Slavevorrichtung gekoppelt ist; wobei der Bus als Zweidrahtleitung ausgeführt ist, wobei die zumindest eine Mastervorrichtung zumindest einen speisenden Anschluss (SPM1) aufweist, der mit dem Bus gekoppelt und ausgelegt ist, ein Steuersignal (USM1) auf den Bus zu legen, wobei die zumindest eine Mastervorrichtung mit einer ersten Spannungsversorgung (UVM1) gekoppelt ist; wobei die zumindest eine Slavevorrichtung (SL1-1) einen nicht speisenden Anschluss umfasst, der mit dem Bus gekoppelt ist, wobei die Slavevorrichtung (SL1-1) einen Anschluss für zumindest ein Leuchtmittel, eine zweite Spannungsversorgung (UVM1S1) sowie eine Auslesevorrichtung zum Auslesen des Steuersignals auf dem Bus umfasst, wobei die Auslesevorrichtung eine Potentialtrennvorrichtung (D14, Q8) umfasst und der Anschluss für das zumindest eine Leuchtmittel sowie die zweite Spannungsversorgung auf der vom Bus potentialgetrennten Seite der Auslesevorrichtung vorgesehen ist.

Description

Besehreibung
SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM BETREIBEN VON LEUCHTMITTELN ÜBER
EIN MASTER-SLAVE-SYSTEM
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben zumindest eines Leuchtmittels mit zumindest ei¬ ner Mastervorrichtung, zumindest einer Slavevorrichtung und einem Bussystem mit zumindest einem Bus, mit dem die zumindest eine Mastervorrichtung und die zumindest eine Slavevorrichtung gekoppelt ist.
Stand der Technik Lampen beziehungsweise Leuchtmittel, im Folgenden auch als LE (= Light Engines) bezeichnet, können Elemente für eine Automa¬ tisierung von Beleuchtungssystemen enthalten. Dies können bei¬ spielsweise LichtSensoren sein, die ein Einschalten der LE bei ausreichend großer Umgebungshelligkeit verhindern beziehungs- weise diese LE automatisch einschalten, wenn die Umgebungshel¬ ligkeit einen vorgebbaren Wert unterschreitet. Des Weiteren kann auch ein Bewegungssensor auf einer LE integriert werden, der die LE einschaltet oder deren Helligkeit verändert, wenn in einem Zielfeld eine Bewegung, beispielsweise eine sich be- wegende Person, detektiert wird.
In manchen Anwendungsfällen kann es allerdings sinnvoll sein, aus beleuchtungstechnischen Gründen eine relativ hohe Anzahl an Leuchten vorzusehen, aber nicht in jeder dieser Leuchten Sensoren bereitzustellen. Vorteilhaft ist es, Sensoren nur in einem Teil der Leuchten einzubauen und vorzusehen, die anderen Leuchten von der Leuchte mit Sensor fernzusteuern.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Problematik, eine einfache Möglichkeit zu beschreiben, wie Steuersignale von einer Leuchte mit Sensor, im Nachfolgenden als Master be¬ zeichnet, zu einer Leuchte ohne Sensor, im Nachfolgenden als Slave bezeichnet, übertragen werden können.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Bussysteme bezie¬ hungsweise Master-Slave-Systeme bekannt, beispielsweise unter der Bezeichnung I2C oder DALI.
In diesem Zusammenhang offenbart die AT 11 444 Ul eine Schnittstelle für einen Busteilnehmer einer Beleuchtungsanla¬ ge, wobei die Schnittstelle einen Gleichrichter zum Gleich¬ richten der Spannung der Busleitung sowie Mittel zur Potenti- altrennung der Busleitung aufweist, wobei der Gleichrichter und die Mittel zur Potentialtrennung in einer integrierten Schnittstelle enthalten sind.
Die GB 2 115 240 A offenbart eine Steuervorrichtung zur Steue¬ rung des Stroms, der von einer Wechselstromversorgung an eine Last angelegt wird, durch Phasensteuerung eines elektrisch auslösbaren Schalters, der zwischen Last und Stromversorgung geschaltet ist, wobei die Steuervorrichtung eine Phasendetek- torvorrichtung umfasst zur Erzeugung einer Abfolge von Takt¬ signalen zu jeweiligen Zeitpunkten, zu denen die Wechselstrom- Versorgung an einem vorgegebenen Punkt in ihrer Wellenform ist .
Weiterhin offenbart die DE 20 2005 021 023 Ul ein Gebäudein¬ stallationssystem bestehend aus zwei unterschiedlichen Bussys- temen, welche jeweils zumindest ein Busgerät aufweisen, die zum Zwecke der Kommunikation, der bedarfsgerechten Funktions¬ erfüllung und Inbetriebnahme über ein Busübertragungsmodul miteinander in Verbindung stehen, wobei eintreffende Informa- tion des ersten Bussystems in übertragbare Befehle des zweiten Bussystems und/oder eintreffende Information des zweiten Bus¬ systems in übertragbare Befehle des ersten Bussystems umge¬ setzt werden, wobei alle Busgeräte einen derartigen Aufbau aufweisen, dass die Busgeräte des ersten Bussystems lediglich unter Verwendung eines angepassten Physical Layer als ange- passte Busgeräte zur Verwendung im zweiten Bussystem einsetz¬ bar sind.
Aus der DE 10 2009 009 535 AI ist eine Schaltung zur Ansteue- rung eines Betriebsgeräts für eine Lichtanwendung bekannt, mit einem galvanisch getrennten Übertrager, an den ein Steuersig¬ nal anlegbar ist, und mit einem Leistungsteil, das von dem galvanisch getrennten Übertrager abhängig von dem Steuersignal aktivierbar ist.
Allerdings erfordern diese Systeme einen nicht unerheblichen Schaltungs-, Installations- und Kostenaufwand. Für einfache Anwendungen ist eine derart hohe Komplexität und Funktionali¬ tät aus Kostengründen nicht erwünscht.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass eine kostengünstige Übertragung von Steuersignalen von einem Master zu mindestens einem Slave ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ei¬ ne kostengünstige Lösung der obigen Aufgabe ermöglicht wird, wenn der Bus als schlichte Zweidrahtleitung ausgeführt ist, auf den die Mastervorrichtung ein Steuersignal aufbringt. Die Erfindung basiert weiterhin darauf, dass die Mastervorrich¬ tung, insbesondere unterschiedliche Mastervorrichtungen, sowie die mindestens eine Slavevorrichtung, insbesondere unter- schiedliche Slavevorrichtungen, gewöhnlich in nicht vorhersag¬ barer Weise mit den unterschiedlichen Phasen eines Wechsel¬ stromnetzes gekoppelt sein können. Würden ohne weitere Vorkeh¬ rungen Slavevorrichtungen demnach zum Auslesen des von der Mastervorrichtung aufgebrachten Steuersignals elektrisch lei- tend mit dem Bus gekoppelt, so könnte es bei unglücklicher Wahl der Spannungsversorgung des Masters und der Spannungsver¬ sorgung des mindestens einen Slaves zu einem Kurzschluss kom¬ men, der nicht nur ein Auslesen des Steuersignals durch den Slave verhindert, sondern sowohl Bauelemente des Masters als auch des Slaves zerstören könnte. Dieses Problem wird vermie¬ den, wenn das Auslesen potentialgetrennt, das heißt galvanisch getrennt, erfolgt. Auf diese Weise können Master und Slave in beliebiger Weise mit der Spannungsversorgung gekoppelt sein, ohne dass dadurch Kurzschlüsse oder eine Zerstörung der ent- sprechenden Schaltungen zu befürchten wäre. Die Master und die Slaves können ohne weitere Vorkehrungen an das Wechselstrom¬ netz angeschlossen werden.
Erfindungsgemäß ist deshalb, wie erwähnt, der Bus als Zwei¬ drahtleitung ausgeführt. Die Mastervorrichtung weist zumindest einen speisenden Anschluss auf, der mit dem Bus gekoppelt und ausgelegt ist, ein Steuersignal auf den Bus zu legen, wobei die Mastervorrichtung mit einer ersten Spannungsversorgung ge¬ koppelt ist. Die zumindest eine Slavevorrichtung umfasst einen nicht speisenden Anschluss, der mit dem Bus gekoppelt ist, wo¬ bei die Slavevorrichtung einen Anschluss für zumindest ein Leuchtmittel, eine zweite Spannungsversorgung sowie eine Aus¬ lesevorrichtung zum Auslesen des Steuersignals auf dem Bus um¬ fasst. Die Auslesevorrichtung umfasst ihrerseits eine Potenti- altrennvorrichtung, wobei der Anschluss für das zumindest eine Leuchtmittel sowie die zweite Spannungsversorgung auf der vom Bus potentialgetrennten Seite der Auslesevorrichtung vorgese¬ hen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Mastervor¬ richtung auch einen nicht speisenden Anschluss, der mit einem weiteren Bus koppelbar ist, wobei die Mastervorrichtung einen Anschluss für zumindest ein Leuchtmittel umfasst sowie eine Auslesevorrichtung zum Auslesen des Steuersignals auf dem wei¬ teren Bus, wobei die Auslesevorrichtung eine Potentialtrenn¬ vorrichtung umfasst und der Anschluss für das zumindest eine Leuchtmittel auf der von dem weiteren Bus potentialgetrennten Seite der Auslesevorrichtung vorgesehen ist. Durch diese Ma߬ nahme ist grundsätzlich die Möglichkeit geschaffen, dass die Mastervorrichtung ein Steuersignal von einem weiteren Bus aus¬ lesen kann. Dies wird insbesondere dann besonders relevant, wenn, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, eine zweite Mastervorrichtung mit dem Bus gekoppelt ist, mit dem die erste Mastervorrichtung mit ihrem speisenden Anschluss gekoppelt ist . In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn der nicht speisende Anschluss der Mastervorrichtung weiterhin eine Kurzschlussvorrichtung umfasst, die mit dem weiteren Bus kop¬ pelbar ist, wobei die Kurzschlussvorrichtung einen Steuerein- gang zum Anlegen eines Kurzschlusssignals umfasst und ausge¬ legt ist, die beiden Leitungen des weiteren Busses bei Anlegen eines Kurzschlusssignals an ihrem Steuereingang kurzzuschlie¬ ßen, wobei die Kurzschlussvorrichtung eine Potentialtrennvor¬ richtung zum Trennen des Potentials des Steuereingangs vom Po- tential des weiteren Busses umfasst. Auf diese Weise kann eine Mastervorrichtung, die lediglich mit ihrem nicht speisenden Anschluss mit einem Bus gekoppelt ist, das Steuersignal der Mastervorrichtung, die mit ihrem speisenden Anschluss mit dem Bus gekoppelt ist, übersteuern, das heißt aufheben. Auf diese Weise wird die Grundlage geschaffen, dass mehrere Mastervor¬ richtungen, die bevorzugt jeweils mit mindestens einer Slave- vorrichtung über ihren speisenden Anschluss gekoppelt sind, zusammenwirken können, wobei mit jeweils einem Bus des Bussys¬ tems immer nur eine Mastervorrichtung mit ihrem speisenden An- schluss gekoppelt ist, jedoch mehrere Mastervorrichtungen mit ihren nicht speisenden Anschlüssen gekoppelt sein können. Da¬ durch können die mit ihren nicht speisenden Anschlüssen gekop¬ pelten Mastervorrichtungen das Potential, und dadurch das Steuersignal, auf dem Bus bestimmen und damit die Mastervor- richtung steuern, die mit ihrem speisenden Anschluss mit die¬ sem Bus verbunden ist, sowie die an diesen Bus gekoppelten Slavevorrichtungen .
In einem Ausführungsbeispiel umfasst daher die Schaltungsan¬ ordnung zumindest einen ersten und einen zweiten Bus, zumin- dest eine erste und eine zweite Mastervorrichtung mit jeweils einem speisenden Anschluss und einem nicht speisenden An- schluss, wobei zumindest der speisende Anschluss der ersten Mastervorrichtung mit dem ersten Bus gekoppelt sind, wobei der speisende Anschluss der zweiten Mastervorrichtung mit dem zweiten Bus gekoppelt ist, wobei der nicht speisende Anschluss der zweiten Mastervorrichtung mit dem ersten Bus gekoppelt ist. In dieser Konstellation kann die zweite Mastervorrichtung über ihren nicht speisenden Anschluss das Potential, und damit das Steuersignal, auf dem ersten Bus beeinflussen, der eigent- lieh von der ersten Mastervorrichtung gespeist wird. In einem konkreten Anwendungsbeispiel kann man sich einen langen Flur vorstellen, an dessen einem Ende die erste Mastervorrichtung positioniert ist und an dessen gegenüberliegendem Ende die zweite Mastervorrichtung positioniert ist. Eine Vielzahl von Slavevorrichtungen, die der ersten Mastervorrichtung zugeord¬ net sind, sind zwischen der ersten und der zweiten Mastervor¬ richtung verteilt angeordnet und sind potentialgetrennt mit dem ersten Bus gekoppelt. Beide Mastervorrichtungen sind mit einem Bewegungssensor ausgestattet. Wenn nun die erste Master- Vorrichtung keine Bewegung detektiert und damit die mit ihr gekoppelten Leuchtmittel sowie die mit den zugehörigen Slave¬ vorrichtungen gekoppelten Leuchtmittel durch entsprechende An- steuerung durch Anlegen eines entsprechendes Steuersignals in einem Ruhezustand, beispielsweise ausgeschaltet oder gedimmt, lässt, kann die zweite Mastervorrichtung, wenn sie eine Bewe¬ gung detektiert, dieses Ausschaltsignal übersteuern und damit sich selbst, d.h. ihre eigenen Leuchtmittel, die Leuchtmittel der ersten Mastervorrichtung sowie die Leuchtmittel der an den ersten Bus gekoppelten Slavevorrichtungen aktivieren. Auf die- se Weise können somit mehrere erfindungsgemäße Master-Slave- Systeme miteinander verbunden werden, um zum Beispiel die Be¬ leuchtung in einem langen Flur abschnittsweise zu steuern.
Bevorzugt umfasst die jeweilige Potentialtrennvorrichtung ei¬ nen Optokoppler. Würde anstatt dessen ein Übertrager verwen- det, müsste das Steuersignal als AC-Signal vorliegen. Bei Ver¬ wendung eines Optokopplers hingegen kann in kostengünstiger und einfacher Weise ein DC-Signal übertragen werden. EMV- Probleme können zuverlässig verhindert werden. Der Optokoppler umfasst bevorzugt eine Sendediode und einen Fototransistor, wobei seriell zur Sendediode eine Strombegrenzungsvorrichtung, insbesondere ein ohmscher Widerstand, gekoppelt ist. Diese Strombegrenzungsvorrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Vorwärtsspannungen mehrerer an den Bus angeschlosse¬ ner Auslesevorrichtungen unterschiedlich groß sind. Durch die Strombegrenzung kann sichergestellt werden, dass in allen am Bus angeschlossenen Sendedioden in etwa der gleiche Strom fließt. Dies gewährleistet eine zuverlässige Funktion der Op¬ tokoppler bzw. der an den Bus angeschlossenen Auslesevorrich¬ tungen unabhängig von deren Anzahl. Bevorzugt umfasst der speisende Anschluss einer Mastervorrich¬ tung eine erste Strombegrenzungsvorrichtung, die zwischen dem Plus-Anschluss seiner Spannungsversorgung und dem Bus oder zwischen dem Minus-Anschluss seiner Spannungsversorgung und dem Bus angeordnet ist. Mit dieser Strombegrenzungsvorrichtung kann sichergestellt werden, dass der nicht speisende Anschluss einer anderen an den Bus angeschlossenen Mastervorrichtung die Busspannung schadlos kurzschließen kann, um das Steuersignal der Mastervorrichtung, die mit ihrem speisenden Anschluss mit dem Bus gekoppelt ist, zu übersteuern, d.h. zu deaktivieren. Die Strombegrenzungsvorrichtung trägt auch dazu bei, dass die Leuchtmittel auch im Falle eines falschen Anschlusses keinen Schaden nehmen.
Um einen Schutz des Busses gegen falsches Anschließen, bei- spielsweise einem versehentlichen Koppeln der Versorgungsspan¬ nung an den Bus oder dem Verbinden zweier speisender Anschlüs¬ se zweier Master, zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass der speisende Anschluss einer Mastervorrichtung eine erste Di¬ ode und eine zweite Diode umfasst, wobei die erste Diode zwi- sehen einem ersten Anschluss seiner Spannungsversorgung und einer ersten Leitung des Busses gekoppelt ist und die zweite Diode zwischen einen zweiten Anschluss seiner Spannungsversor¬ gung und einer zweiten Leitung des Busses, wobei die erste und die zweite Diode antiparallel angeordnet sind.
Zur weiteren Verbesserung der Schaltungsanordnung kann der speisende Anschluss einer Mastervorrichtung eine zweite Strom¬ begrenzungsvorrichtung umfassen, wobei eine der Strombegren¬ zungsvorrichtungen zwischen den Minus-Anschluss seiner Span¬ nungsversorgung und dem Bus und die andere Strombegrenzungs¬ vorrichtung zwischen dem Plus-Anschluss seiner Spannungsver¬ sorgung und dem Bus angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass auch im Falle eines versehentlichen Anschlusses der Netzspannung an die Busanschlüsse die angeschlossenen Mas¬ ter- und Slavevorrichtungen keinen Schaden nehmen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst der nicht spei¬ sende Anschluss einen Gleichrichter, der auf der mit dem Bus gekoppelten Seite der Potentialtrennvorrichtung zur Gleich¬ richtung des Steuersignals auf dem Bus angeordnet ist. Auf diese Weise kann unabhängig von der Polarität des Steuersig- nals auf dem Bus eine Übertragung mit ein und demselben Opto¬ koppler stattfinden.
In bevorzugter Weise umfasst der nicht speisende Anschluss ei¬ ne Auswertevorrichtung, die ausgelegt ist, das Steuersignal auf dem Bus, mit dem der nicht speisende Anschluss gekoppelt ist, auszuwerten, deren Eingang mit dem Fototransistor des Op¬ tokopplers der jeweiligen Potentialtrennvorrichtung und deren Ausgang mit dem jeweiligen Leuchtmittel gekoppelt ist, wobei das Steuersignal ein PWM-Signal darstellt. Auf diese Weise ist die Auswertevorrichtung potentialgetrennt vom Bus vorgesehen, wobei die Möglichkeit geschaffen wird, durch Variation des PWM-Signals unterschiedliche Betriebszustände der mit den nicht speisenden Anschlüssen gekoppelten Leuchtmittel einzu¬ stellen . In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Auswertevorrichtung ausgelegt ist, das PWM-Signal wie folgt umzusetzen: Ein busgesteuerter Betrieb des jeweiligen Leucht¬ mittels mit nominaler Leistung oder einem nominalen Lichtstrom wird aktiviert durch ein PWM-Signal mit 0 % Pulsbreite und/oder ein busgesteuerter Auszustand des jeweiligen Leucht¬ mittels wird aktiviert durch ein PWM-Signal mit einer kleins¬ ten zulässigen Pulsbreite und/oder busgesteuerte Betriebsmodi mit Dimmstufen zwischen dem Auszustand und der nominalen Leis¬ tung oder dem nominalen Lichtstrom werden aktiviert durch ein PWM-Signal mit Pulsbreiten, die größer sind als die kleinste zulässige Pulsbreite, insbesondere auch durch ein PWM-Signal mit 100 % Pulsbreite. Durch diese Vereinbarung ergeben sich verschiedene Vorteile: Dadurch, dass ein nominaler Betrieb ak¬ tiviert wird durch ein PWM-Signal mit 0 % Pulsbreite, das heißt zwischen den Busleitungen liegt keine Spannung an, wird ermöglicht, dass die Slavevorrichtungen in dem Fall, in dem sie nicht an einen Bus angeschlossen sind, mit nominaler Leis¬ tung beziehungsweise nominalem Lichtstrom arbeiten. Dadurch, dass für einen busgesteuerten Auszustand des jeweiligen Leuchtmittels ein PWM-Signal mit einer kleinsten zulässigen Pulsbreite vereinbart wird, werden Standby-Verluste optimal mininiert . Durch die Vereinbarung, dass mit einem PWM-Signal mit Pulsbreiten, die größer sind als die kleinste zulässige Pulsbreite, busgesteuerte Betriebsmodi mit verschiedenen Dimmstufen aktiviert werden können, ergibt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad, da die den Leuchtmitteln zugeführte Leis¬ tung beispielsweise von der Umgebungshelligkeit abhängig ge¬ macht werden kann. Besonders einfach kann hier auch beispiels- weise durch ein PWM-Signal mit 100 % Tastverhältnis, was einem Gleichspannungssignal entspricht, eine fest in den Master- be¬ ziehungsweise in den Slavevorrichtungen hinterlegte Dimmstufe aktiviert werden.
Bevorzugt umfasst die mindestens eine Mastervorrichtung einen Sensor, insbesondere einen Helligkeitssensor und/oder einen Bewegungssensor, der ausgelegt ist, an seinem Ausgang ein Sen¬ sorsignal bereitzustellen, wobei die mindestens eine Master¬ vorrichtung ausgelegt ist, das Steuersignal in Abhängigkeit des Sensorsignals zu erzeugen. Mit anderen Worten brauchen nur die jeweiligen Mastervorrichtungen mit einem Sensor versehen werden, die dann die daran angeschlossenen Slavevorrichtungen oder sogar weitere Mastervorrichtungen (auch über deren nicht speisenden Eingang) entsprechend dem Sensorsignal steuern kön¬ nen . Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Un¬ teransprüchen .
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vor¬ liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
Fig. 1 in schematischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine detailliertere Darstellung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Speiseschaltung mit zwei
StrombegrenzungsVorrichtungen;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer analogen Auswertevorrich¬ tung; und
Fig. 5 Beispiele für Steuersignale zur Einstellung unterschied¬ licher Lichtströme bei einer erfindungsgemäßen Schal¬ tungsanordnung .
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Im Nachfolgenden werden für gleiche und gleich wirkende Bau¬ elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingeführt. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbei¬ spiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Diese um- fasst einen ersten Master Ml sowie einen zweiten Master M2. Der Master Ml umfasst einen speisenden Anschluss SPM1, der ausgelegt ist, ein Steuersignal auf einen Bus BMI aufzubrin- gen. Der Master Ml umfasst weiterhin einen nicht speisenden Anschluss NSPM1, der mit einem Bus BMO gekoppelt ist. Zwischen dem Bus BMO und einem Eingang EMI des Masters Ml ist eine Po¬ tentialtrennvorrichtung PTM11 vorgesehen. Zwischen dem Bus BMO und einem Ausgang AMI des Masters Ml ist eine Potentialtrenn- Vorrichtung PTM12 vorgesehen. Der Master Ml ist an eine Ver¬ sorgungsspannung UVM1 angeschlossen, die eine Wechselspan¬ nungsquelle, beispielsweise eine Netzspannung, darstellen kann. Über den Bus BMI sind dem Master Ml mehrere Slaves SL1-1 und SL1-N zugeordnet, wobei N eine natürliche Zahl darstellt. Diese verfügen ebenfalls über einen nicht speisenden An¬ schluss, der über jeweils eine Potentialtrennvorrichtung PTS1- 1 beziehungsweise PTSl-N mit dem Bus BMI gekoppelt ist.
Jeder Slave SL1-1, SL1-N ist über einen entsprechenden Eingang ES11 bzw. ES1N mit der jeweiligen Potentialtrennvorrichtung PTS11 bzw. PTS1N gekoppelt. Der Slave SL1-1 ist mit einer Spannungsquelle UVM1S1, der Slave SL1-N mit einer Spannungs¬ quelle UVM1S2 gekoppelt. Der Master M2 wird aus einer Spannungsquelle UVM2 gespeist. Sein nicht speisender Anschluss NSPM2 umfasst einen Eingang EM2 einerseits sowie einen Ausgang AM2 andererseits und ist mit dem Bus BMI gekoppelt. Die entsprechenden Potentialtrenn- Vorrichtungen sind mit PTM21 und PTM22 bezeichnet. Der Master M2 steuert den Bus BM2 mit seinem speisenden Anschluss SPM2. Ein Slave SL21 ist mit seinem Eingang E21 über eine Potential¬ trennvorrichtung PTS21 mit dem Bus BM2 gekoppelt. Dieser Slave SL2-1 wird aus einer Spannungsversorgung UVM2S1 versorgt. Ein Slave SL2-N ist mit seinem Eingang E2N über eine Potential¬ trennvorrichtung PTS2N mit dem Bus BM2 gekoppelt. Dieser Slave SL2-N wird aus einer Spannungsversorgung UVM2SN gespeist.
Die erwähnten Spannungsversorgungen können in beliebiger Wei¬ se, d.h. mit beliebigen Phasen, mit einem Wechselspannungsnetz gekoppelt sein.
Die an die jeweiligen Busse BMI und BM2 angeschlossenen Slaves können nur die Spannung beziehungsweise Spannungsform am je¬ weiligen Bus auslesen und entsprechend ihre Betriebsweise ein¬ stellen. In dieser Übersichtsdarstellung sind weder Sensoren der Master Ml, M2 noch deren Leuchtmittel, noch die Leuchtmit¬ tel der Slaves eingezeichnet. Wie diese innerhalb der jeweili¬ gen Vorrichtung (Slave oder Master) aus einer Spannungsversor¬ gung zu versorgen sind, ist dem Fachmann hinlänglich bekannt, wird jedoch beispielhaft im Zusammenhang mit Fig. 2 näher er- läutert.
Um einen Betrieb als so genanntes Multi-Master-System zu er¬ möglichen, verfügt jeder Master Ml, M2 über einen nicht spei¬ senden Anschluss, der mit dem entsprechenden Bus BMI bzw. BM2 verbunden ist. Über diesen kann der Master Ml, M2 in gleicher Weise wie Slaves das Spannungssignal des Busses abfragen, zu¬ sätzlich aber das Signal auch verändern.
Mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur kann erreicht werden, dass eine Reihe von Leuchtmitteln bestehend aus zwei Mastern und N Slaves vom Master Ml über dessen speisenden Anschluss gesteuert werden kann und auch der Master M2 über dessen nicht speisenden Anschluss NSPM2 den Betrieb der Anordnung beein¬ flussen kann.
Jeder Master Ml, M2 kann also über seinen nicht speisenden An- schluss NSPM1 bzw. NSPM2 in gleicher Weise wie die Slaves das Spannungssignal eines weiteren Busses abfragen, mit dem er über seinen nicht speisenden Anschluss verbunden ist. So ist vorliegend der nicht speisende Anschluss NSPM1 des Masters Ml mit einem Bus BMO gekoppelt, der nicht speisende Anschluss NSPM2 des Masters M2 mit dem Bus BMI. Dann wird über die Dio¬ denstrecke im Optokoppler des nicht speisenden Masteranschlus¬ ses nur der Zustand des "Nachbar-Busses" abgefragt. Das Abfra¬ gen des "eigenen Busses", der am speisenden Anschluss ange¬ schlossen ist, kann auf zwei Arten erfolgen: Erstens, wie im Folgenden im Zusammenhang mit Fig. 2a am Beispiel des Masters Ml dargestellt, ohne Optokoppler direkt im speisenden An¬ schluss durch eine Abfragevorrichtung AFM1, die einen Span¬ nungssensor umfasst, über den der Master Ml erkennen kann, dass der Master M2 den Bus BMI kurzschließt. Zweitens, über eine nicht dargestellte Struktur wie im nicht speisenden An¬ schluss, die aber Geräte-intern mit dem Bus BMI verbunden ist.
Fig. 2a zeigt eine schaltungstechnische Realisierung des in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Wie zu erkennen ist, besteht die schaltungstechnische Idee darin, dass der speisen¬ de Anschluss eines ersten Masters Ml nicht potentialgetrennt ausgeführt ist, jedoch alle anderen Anschlüsse, also die der Slaves SL1-1, SL1-2, SL1-N und der nicht speisende Anschluss NSPM2 eines zweiten Masters M2 nur über potentialtrennende Einrichtungen, beispielsweise Optokoppler, mit dem Bus BMI verbunden sind.
In den nachfolgenden Ausführungen wird der Aufbau bzw. die Funktionsweise bestimmter Elemente der erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung beispielhaft an bestimmten Baugruppen erklärt. Wie für den Fachmann offensichtlich, sind entspre¬ chende Baugruppen anderer Elemente der gleichen Kategorie (Slaves, Master, etc.) entsprechend aufgebaut.
Ein Schaltungsbeispiel für einen nicht speisenden Anschluss:
Die am Eingang der nicht speisenden Anschlüsse, NSPM1 beim Master Ml, ES11 beim Slave SL1-1, NSPM2 beim Master M2, anlie¬ genden Steuersignale werden gleichgerichtet, wodurch die ent¬ sprechenden Busse BMI bzw. BMO verpolungssicher sind. Zur Gleichrichtung dienen im Master Ml die Dioden D15 bis D18, im Slave SL1-1 die Dioden D9 bis D12 und im Master M2 die Dioden D21 bis D24. Zum Auslesen dient jeweils ein Optokoppler, um¬ fassend eine Sendediode und einen Fototransistor. Im Master Ml ist die Sendediode mit D51 bezeichnet, der Fototransistor der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Beim Slave SL1-1 ist die Sendediode mit D14 bezeichnet, der Fototransistor mit Q8. Beim Master M2 ist die Sendediode mit D52 bezeichnet, der Fototransistor wiederum nicht dargestellt. Die jeweilige Sendediode wird in Serie mit einer Strombegren¬ zung, die zum Beispiel durch einen Widerstand (R15 beim Master Ml, R7 beim Slave SL1-1, R16 beim Master M2) gebildet sein kann, polungsrichtig an den Ausgang des entsprechenden Gleich- richters gelegt. Die LE, vorliegend am Beispiel des Slaves SL1-1 dargestellt durch zwei Leuchtdioden, kann dadurch poten¬ tialfrei über den Fototransistor Q8 des Optokopplers das auf dem Bus BMI liegende Steuersignal USM1 auswerten. Dazu wird die Versorgungsspannung UVM1S1 des Slaves SL1-1 mittels der Dioden D52 bis D55 gleichgerichtet und an die Serienschaltung eines ohmschen Widerstands R17 und des Fototransistors Q8 an¬ gelegt. Das Potential am Kollektor des Transistors Q8 wird ei¬ nem Mikroprozessor pCl zugeführt, der einen seriell zu den LEs zwischen die Ausgänge des Gleichrichters D52 bis D55 gekoppel- ten Transistor Q7 ansteuert.
Eine Schaltungserweiterung für einen nicht speisenden Master- anschluss, beispielsweise den Anschluss NSPM1 des Masters Ml, ermöglicht, dass der Master Ml die Busspannung eines "Nachbar¬ busses" auch kurzschließen kann. Dazu ist mit dem Ausgang des Gleichrichters D15 bis D17 weiterhin eine Kurzschlussvorrich¬ tung gekoppelt, die die Serienschaltung eines optionalen ohm¬ schen Widerstands R5 sowie eines Transistors Q2 umfasst. Der Transistor Q2 ist als Fototransistor ausgebildet und wirkt mit einer Sendediode D65 zusammen. Bei geeigneter Ansteuerung der Sendediode D65 schließt diese den Fototransistor Q2 kurz und legt dadurch ein Kurzschlusssignal auf den "Nachbarbus", vor¬ liegend den Bus BMO .
Um zu erkennen, dass der Master M2 ein Kurzschlusssignal auf den Bus BMI legt, ist im Master Ml eine Abfragevorrichtung AFM1 vorgesehen, die einen Spannungssensor umfasst, über den der Master Ml erkennen kann, ob der Master M2 den Bus BMI kurzschließt
Der speisende Anschluss SPM1 des Masters Ml enthält eine Strombegrenzung SBM11 sowie zwei Dioden D26 und D20. Mit der Strombegrenzung SBM11 kann sichergestellt werden, dass der nicht speisende Anschluss NSPM2 eines anderen an den Bus BMI angeschlossenen Masters M2 die Busspannung kurzschließen kann, ohne die Bauteile des Masters Ml zu zerstören. Zusätzlich tra¬ gen die Strombegrenzung SBM11 und die beiden Dioden D20, D26 dazu bei, dass LEs auch im Falle eines falschen Anschlusses keinen Schaden nehmen. Ein fehlerhafter Anschluss läge bei¬ spielsweise vor, wenn versehentlich die jeweils speisenden An- Schlüsse, SPM1 des Masters Ml und SPM2 des Masters M2, mit der gleichen Busleitung BMI verbunden würden.
Die Spannungsversorgung des Masters Ml ist dadurch realisiert, dass ein Gleichrichter, der die Dioden D5 bis D8 umfasst, an eine Wechselspannungsquelle UVM1, beispielsweise eine Netz- Spannung, angelegt wird. Am Ausgang des Gleichrichters D5 bis D8 steht eine gleichgerichtete Wechselspannung bereit, die mittels einer Parallelschaltung umfassend einen Kondensator C2 und einen ohmschen Widerstand RIO geglättet wird. Diese gleichgerichtete Wechselspannung dient einerseits dazu, die Bauelemente des Masters Ml zu betreiben, insbesondere auch dessen nicht dargestellte LE . Wie aus Fig. 2b zu erkennen ist, wird aus der Spannung UVM1 auch das Steuersignal USM1 gewon¬ nen, das vorliegend ein PWM-Signal mit einem Pegel zwischen 0 V und 10 V darstellt. Dazu wird die gleichgerichtete Wech- selspannung UVM1 der Serienschaltung eines ohmschen Wider¬ stands R18 und einer Zenerdiode ZI zugeführt, wobei der Zener- diode ein elektronischer Schalter, in diesem Fall der Bipo¬ lartransistor Q9, parallelgeschaltet ist. Dessen Basis ist mit dem Ausgang eines Mikroprozessors pC2 gekoppelt ist, der eben¬ falls vom Gleichrichter D5 bis D8 versorgt wird. Der Mikropro¬ zessor pC2 hat einen Eingang BS, über den ihm ein Steuersig¬ nal, beispielsweise eines Helligkeitssensors oder eines Bewe¬ gungssensors, zugeführt wird. Der Mikroprozessor pC2 ist aus- gebildet, den Transistor Q9 in Abhängigkeit des Signals BS an¬ zusteuern. Dies wird weiter unten mit Bezug auf Fig. 5 näher beschrieben .
Die seriell zum Steuersignal USM1 geschaltete Spannungsbegren¬ zung SBM11 umfasst die Transistoren Ql und Q4 sowie die ohm- sehen Widerstände Rl und R8. Dabei ist der ohmsche Widerstand Rl zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors Ql ge¬ koppelt, der ohmsche Widerstand R8 zwischen die Basis und den Emitter des Transistors Q4. Die Basis des Transistors Q4 ist gekoppelt mit dem Emitter des Transistors Ql und der Kollektor des Transistors Q4 ist gekoppelt mit der Basis des Transistors Ql.
Eine weitere Strombegrenzungsvorrichtung SBM12 ist zwischen den Minusanschluss der Spannungsquelle USM1 und den Bus BMI gekoppelt. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass auch im Falle eines versehentlichen Anschlusses der Netzspannung UVM1 an die Busanschlüsse die an den Bus angeschlossenen Geräte keinen Schaden nehmen.
Fig. 3 zeigt eine detailliertere Darstellung bzw. eine Abwand¬ lung eines Ausschnitts aus Fig. 2a, und zwar die Strombegren- Zungsvorrichtungen des Masters Ml . Die Strombegrenzungsvor¬ richtung SBM11 entspricht der in Fig. 2a gezeigten, wobei le¬ diglich der Transistor Ql als Darlingtonstufe ausgebildet ist. Die Strombegrenzungsvorrichtung SBM12 umfasst die Serienschal- tung eines Transistors Q15 und eines ohmschen Widerstands R18, die zwischen eine Busleitung und das Bezugspotential gekoppelt sind. Zwischen die Basis des Transistors Q15 und das Bezugspo¬ tential ist eine Diode D61 gekoppelt. Parallel zur Diode D61 ist die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors Q14 ge- schaltet, dessen Basis über die Serienschaltung eines ohmschen Widerstands R19 und eine Diode D60 mit einer Busleitung gekop¬ pelt ist. Die Basis des Transistors Q15 ist über einen ohm¬ schen Widerstand R23 mit dem Plusanschluss der Spannungsquelle USM1 gekoppelt.
Während in Fig. 2 die Auswerteschaltung in digitaler Form mit¬ tels des Mikroprozessors pCl am Beispiel des Slaves SL1-1 dar¬ gestellt ist, zeigt Fig. 4 eine analoge Auswerteschaltung am Beispiel des Slaves SL1-1, die unterschiedliche PWM-Signale so umwandelt, dass bestimmte Zustände in den LEs aktiviert wer¬ den. Eine derartige Auswerteschaltung 10 kann in allen Slaves bzw. für die nicht speisenden Anschlüsse der Master Ml, M2 verwendet werden.
Eingangsseitig ist diese Auswerteschaltung 10 über einen Opto¬ koppler, der die Sendediode D14 und den Fototransistor Q8 um- fasst, mit dem Bus BMI gekoppelt. Zur Versorgung dieser Aus¬ werteschaltung 10 wird aus der Versorgungsspannung UVM1S1 des Slaves SL1-1, die üblicherweise die Netzspannung darstellt, eine Gleichspannung UVMS1' abgeleitet, die im Ausführungsbei¬ spiel 10 V beträgt. Zwischen die Anschlüsse der Spannungsquel- le UVMS1' ist die Serienschaltung eines ohmschen Widerstands R43 und eines Transistors Q21 gekoppelt. Der Basis-Emitter- Strecke des Transistors Q21 ist die Parallelschaltung eines ohmschen Widerstands R74 und eines Kondensators C13 parallel geschaltet. Der Basisanschluss des Transistors Q21 ist über einen ohmschen Widerstand R71 mit dem Kollektor des Fototran¬ sistors Q8 gekoppelt. Zwischen den Kollektor des Fototransis¬ tors Q8 und die Spannungsquelle UVMS1' ist ein ohmscher Wider¬ stand R70 gekoppelt. Zwischen die Anschlüsse der Spannungs- quelle UVMS1' ist die Serienschaltung eines Transistors Q20 und eines ohmschen Widerstands R75 gekoppelt. Die Basis des Transistors Q21 ist einerseits über die Parallelschaltung ei¬ nes Kondensators C12 und eines ohmschen Widerstands R72 mit dem Plusanschluss der Spannungsquelle UVMS1' gekoppelt. Ande¬ rerseits ist diese Basis über einen Transistor Q22 mit dem Mi- nusanschluss der Spannungsquelle UVMS1' gekoppelt. Die Basis des Transistors Q22 ist mit dem Kollektor des Fototransistors Q8 gekoppelt und zwar über die Serienschaltung eines Kondensa¬ tors CIO, eines ohmschen Widerstands R77 und eines ohmschen Widerstands R76, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Kon¬ densator CIO und ohmschen Widerstand R77 über eine Diode D80 mit dem Minusanschluss der Spannungsquelle UVMS1' gekoppelt ist und der Verbindungspunkt zwischen den ohmschen Widerstän¬ den R77 und R76 über die Parallelschaltung eines Kondensators Cll und eines ohmschen Widerstands R78.
Zur Funktionsweise: Wie der Darstellung zu entnehmen ist, wird ein Off-Ausgang gebildet durch den Emitter des Transistors Q20 und ein Dimm-Ausgang durch den Kollektor des Transistors Q21. Es ergeben sich folgende wichtigen Zustände: 1. Ein OV-Signal, d.h. ein PWM-Signal mit einem Duty Cycle von 0% bzw. ein nicht verbundener Eingang, führt dazu, dass die Basis des Transistors Q21 über die ohmschen Widerstände R70 und R71 eine ausreichend hohe Spannung erhält und die Kollek- tor-Emitter-Spannung UCE des Transistors Q21 gegen 0V geht, wo¬ durch das Signal "Dimm" gegen 0V (low) geht.
Die Basis des Transistors Q22 bleibt hingegen wegen des Kon¬ densators CIO auf 0V. Etwaige Spannungsspitzen beim Umschalten werden durch den Kondensator Cll und die ohmschen Widerstände R78 und R77 stark gedämpft. Dadurch bleibt die Basis des Tran¬ sistors Q20 weiterhin über den ohmschen Widerstand R72 auf dem Potential von UVMS1, wodurch das Signal "Off" über den ohm¬ schen Widerstand R75 weiterhin auf 0V (low) bleibt.
2. Ein PWM-Signal mit der kleinsten zulässigen Größe am Ein¬ gang des Optokopplers führt am Kollektor des Transistors Q8 zu einem invertierten PWM-Signal mit sehr hohem Duty Cycle. Dies führt über den Hochpass aus den ohmschen Widerständen R77 und R78 sowie den Kondensator CIO zu einem ausreichend hohen Sig¬ nalpegel am Transistor Q22. Durch den ohmschen Widerstand R76 wird der Strom in die Basis des Transistors Q22 weiter be¬ grenzt. Der Kondensator Cll sorgt für eine Pufferung des Sig¬ nals und wirkt mit dem ohmschen Widerstand R77 zusammen als Tiefpass. Über den ohmschen Widerstand R78 wird der Kondensa¬ tor Cll in anderen Betriebszuständen in einer definierten Zeit entladen. Die Diode D80 sorgt dafür, dass während der kurzen ON-Zeit am Eingang des Optokopplers (0V am Kollektor des Tran¬ sistors Q8) der Kondensator Cll nicht merklich entladen wird, sondern dann Strom im Kreis D80, CIO und Q8 fließen kann. Der Kondensator Cll und der ohmsche Widerstand R78 wirken als zu- sätzlicher Tiefpass für sich ändernde Signalzustände an der Basis des Transistors Q20, welche in diesem Zustand über den Transistor Q22 gegen OV gezogen wird. Dadurch nimmt das Signal "OFF" nahezu das Potential von UVMS1 an (high) . Der ohmsche Widerstand R80 begrenzt den Strom durch die Basis des Transis¬ tors Q20.
3. Ein PWM-Signal mit nahezu 100% Duty Cycle bzw. eine DC- Spannung am Eingang des Optokopplers führt dazu, dass die Kol¬ lektor-Emitter-Spannung UCE des Transistors Q8 nahezu 0V wird und damit auch die Basis des Transistors Q21 auf 0V gezogen wird. Dadurch wird das Signal "Dimm" über den ohmschen Wider¬ stand R73 auf UVMS1 gehoben (high) . Das Netzwerk aus den ohm¬ schen Widerständen R71, R74 und dem Kondensator C13 wirkt gleichzeitig als Tiefpass für eventuelle Spannungsspitzen. Die Basis des Transistors Q22 ist in diesem Zustand über den ohmschen Widerstand R78 bei 0V, was folglich die Basis des Transistors Q20 über den ohmschen Widerstand R72 auf dem Po¬ tential von UVMS1 belässt. Dadurch bleibt das Signal "Off" über den ohmschen Widerstand R75 auf 0V (low) . Die nachfolgende Tabelle zeigt in Zusammenschau mit der Fig. 5 das Verhalten der Auswerteschaltung 10 von Fig. 4:
PWM-Puls- Signal am Signal am Betriebs zustand breiten auf Knoten „Off" Knoten der LE
Busleitung „Dimm"
0 % low low nom. Leistung kleinste zu¬ high nicht Aus zustand
lässige Grö- ße definiert
100 % low high Dimmzustand
Demnach führt eine PWM-Pulsbreite auf der Busleitung BMI von 0 %, das heißt ein Kurzschluss zwischen den beiden Busleitun¬ gen, zu einem Low-Signal am Knoten Off und einem Low-Signal am Knoten Dimm. Dadurch wird die jeweilige LE mit nominaler Leis¬ tung betrieben. Wird auf die Busleitung ein PWM-Signal mit der kleinsten zulässigen Pulsbreite gegeben, entsteht ein Signal high am Knoten Off, ein nicht definiertes Signal am Knoten Dimm, was den Auszustand der LE zur Folge hat. Wird hingegen auf der Busleitung ein Gleichspannungssignal, das heißt ein PWM-Signal mit einer Pulsbreite von 100 % gelegt, entsteht am Knoten Off ein Low-Signal, am Knoten Dimm ein High-Signal, wo¬ durch die LE in einen vorgegebenen Dimmzustand betrieben wird.
Neben diesen drei Betriebszuständen zeigt Fig. 5 beispielhaft einen weiteren Betriebszustand, bei dem ein PWM-Signal mit ei¬ ner Pulsbreite von 95 % auf die Busleitung gelegt wird, welche zu einem weiteren Dimmzustand führt, der vereinbarungsgemäß dunkler oder heller sein kann als der Dimmzustand, der sich bei einer PWM-Pulsbreite von 100 % ergibt. Aus der Architektur gemäß Fig. 5 ergibt sich folgende vorteil¬ hafte Betriebsweise des Master-Slave-Systems gemäß Fig. 2:
- Es wird festgelegt, dass der busgesteuerte Betrieb der Slaves und der Master, die über ihren nicht speisenden Anschluss mit derselben Busleitung verbunden sind, mit nominaler Leistung bzw. nominalem Lichtstrom dadurch aktiviert wird, dass ein PWM-Signal mit 0 % Busbreite auf der Busleitung liegt, das heißt keine Spannung zwischen den Busleitungen. Dadurch wird ermöglicht, dass die Slaves in dem Fall, in dem sie nicht an einen Bus angeschlossen sind, mit nominaler Leistung (bzw. nominalem Lichtstrom) arbeiten.
- Um Standby-Verluste zu minimieren, wird weiterhin festgelegt, dass der busgesteuerte Auszustand der Slaves und der Master, die über ihren nicht speisenden Anschluss mit derselben Bus¬ leitung verbunden sind, dadurch aktiviert wird, dass ein PWM- Signal mit der kleinsten zulässigen Pulsbreite auf der Bus¬ leitung liegt.
- Weitere busgesteuerte Betriebsmodi der Slaves und der Master, die über ihren nicht speisenden Anschluss mit derselben Bus¬ leitung verbunden sind, werden durch PWM-Signale mit größeren Pulsbreiten als der kleinsten zulässigen Pulsbreite akti¬ viert. Besonders einfach kann beispielsweise durch ein PWM- Signal mit 100 % Tastverhältnis (entspricht einem Gleichspan¬ nungssignal) eine fest in den Mastern und Slaves vorgegebene Dimmstufe aktiviert werden. Diese Festlegung der Betriebszustände ermöglicht die folgende Funktionsweise :
Im Falle einer detektierten Bewegung kann jeder Master, der mit seinem speisenden oder nicht speisenden Anschluss mit ei¬ ner Busleitung verbunden ist, alle angeschlossenen LEs in den nominalen Betriebszustand versetzen.
Der Master, der mit seinem speisenden Anschluss am Bus ange¬ schlossen ist, legt dazu bei detektierter Bewegung keine Span¬ nung (PWM-Signal mit 0 % Tastverhältnis) an den Bus. Der Master, der mit seinem nicht speisenden Anschluss am Bus angeschlossen ist, schließt dazu bei detektierter Bewegung die Busleitungen kurz, wodurch keine Spannung (PWM-Signal mit 0 % Tastverhältnis) auf dem Bus liegt. Dies ist möglich, weil wie oben beschrieben, die Speiseschaltung des speisenden Masters strombegrenzt ist.
Im Ruhezustand, das heißt keine Detektion einer Bewegung, legt der Master, der mit seinem speisenden Anschluss mit einer Bus¬ leitung verbunden ist, ein PWM-Signal mit einem Tastverhältnis >0 auf den Bus. Für diesen Ruhezustand gibt es mehrere Mög¬ lichkeiten :
- Der Master legt ein PWM-Signal der kleinsten zulässigen Puls¬ breite auf den Bus, was dazu führt, dass alle LEs, die mit diesem Bus verbunden sind, kein Licht erzeugen (Auszustand) . Dadurch wird in diesem Standby-Betrieb die Leistungsaufnahme der Master und Slaves minimiert, weil die für den Betrieb der Empfangseinrichtungen in den Slaves und in den Mastern sowie die Signalerzeugung im speisenden Master erforderliche Ener¬ gie minimal ist.
- Der Master legt ein PWM-Signal mit einer größeren als der kleinsten zulässigen Pulsbreite auf den Bus. Dieser Zustand führt dazu, dass alle LEs, die mit diesem Bus verbunden sind, Licht mit einem vorgebbaren festen Wert erzeugen oder eine Lichtmenge erzeugen, die zur Pulsbreite des PWM-Signals pro- portional ist (Dimmzustand) .
Die Bewegungsmelder können mit einer ZeitSteuerung versehen sein, sodass das entsprechende Steuersignal über eine vorgeb¬ bare Zeit auf den jeweiligen Bus gelegt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung zum Betreiben zumindest eines Leucht¬ mittels mit
- zumindest einer Mastervorrichtung (Ml) ;
- zumindest einer Slavevorrichtung (SL1-1) ; und
- einem Bussystem mit zumindest einem Bus (BMI), mit dem die zumindest eine Mastervorrichtung und die zumindest eine Slavevorrichtung gekoppelt ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bus (BMI) als Zweidrahtleitung ausgeführt ist, wobei die zumindest eine Mastervorrichtung (Ml) zumindest einen speisenden Anschluss (SPM1) aufweist, der mit dem Bus (BMI) gekoppelt und ausgelegt ist, ein Steuersignal (USM1) auf den Bus (BMI) zu legen, wobei die zumindest eine Master¬ vorrichtung (Ml) mit einer ersten Spannungsversorgung (UVM1) gekoppelt ist;
wobei die zumindest eine Slavevorrichtung (SL1-1) einen nicht speisenden Anschluss (ES11) umfasst, der mit dem Bus (BMI) gekoppelt ist, wobei die Slavevorrichtung (SL1-1) ei¬ nen Anschluss für zumindest ein Leuchtmittel, eine zweite Spannungsversorgung (UVM1S1) sowie eine Auslesevorrichtung zum Auslesen des Steuersignals (USM1) auf dem Bus (BMI) um¬ fasst, wobei die Auslesevorrichtung eine Potentialtren¬ nvorrichtung (D14, Q8) umfasst und der Anschluss für das zu¬ mindest eine Leuchtmittel sowie die zweite Spannungsversor¬ gung (UVM1S1) auf der vom Bus (BMI) potentialgetrennten Sei¬ te der Auslesevorrichtung vorgesehen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Mastervorrichtung (Ml) einen nicht speisenden An- schluss (NSPM1) umfasst, der mit einem weiteren Bus (BMO) koppelbar ist, wobei die Mastervorrichtung (Ml) einen An- schluss für zumindest ein Leuchtmittel umfasst sowie eine Auslesevorrichtung zum Auslesen des Steuersignals (USM1) auf dem weiteren Bus (BMO) , wobei die Auslesevorrichtung eine Potentialtrennvorrichtung umfasst und der Anschluss für das zumindest eine Leuchtmittel auf der von dem weiteren Bus (BMO) potentialgetrennten Seite der Auslesevorrichtung vor¬ gesehen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nicht speisende Anschluss der Mastervorrichtung (Ml) weiterhin eine Kurzschlussvorrichtung (D65, R5, Q2) um¬ fasst, die mit dem weiteren Bus (BMO) koppelbar ist, wobei die Kurzschlussvorrichtung (D65, R5, Q2) einen Steuereingang zum Anlegen eines Kurzschlusssignals umfasst und ausgelegt ist, die beiden Leitungen des weiteren Busses (BMO) bei An¬ liegen eines Kurzschlusssignals an ihrem Steuereingang kurz¬ zuschließen, wobei die Kurzschlussvorrichtung (D65, R5, Q2) eine Potentialtrennvorrichtung (D65, Q2) zum Trennen des Po¬ tentials des Steuereingangs vom Potential des weiteren Bus¬ ses (BMO) umfasst.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltungsanordnung umfasst:
- zumindest einen ersten (BMI) und einen zweiten Bus (BM2) ; - zumindest eine erste (Ml) und eine zweite Mastervorrich¬ tung (M2) mit jeweils einem speisenden Anschluss (SPM1; SPM2) und einem nicht speisenden Anschluss (NSPM1; NSPM2), wobei zumindest der speisende Anschluss (SPM1) der ersten
Mastervorrichtung (Ml) mit dem ersten Bus (BMI) gekoppelt ist ,
wobei der speisende Anschluss (SPM2) der zweiten Mastervor¬ richtung (M2) mit dem zweiten Bus (BM2) gekoppelt ist, wobei der nicht speisende Anschluss (NSPM2) der zweiten Mastervor¬ richtung (M2) mit dem ersten Bus (BMI) gekoppelt ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Potentialtrennvorrichtung (D51; Q2,D65; D14, Q8) einen Optokoppler umfasst.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Optokoppler eine Sendediode (D51; D14; D65) und ei¬ nen Fototransistor (Q8; Q2) umfasst, wobei seriell zur Sen¬ dediode (D51; D14, D65) eine Strombegrenzungsvorrichtung (R15; R7) , insbesondere ein ohmscher Widerstand, gekoppelt ist .
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
dadurch gekennzeichnet,
dass der speisende Anschluss (SPM1) einer Mastervorrichtung (Ml) eine erste Strombegrenzungsvorrichtung (SBM11; SBM12) umfasst, die zwischen dem Plus-Anschluss seiner Spannungs¬ versorgung (UVM1) und dem Bus (BMI) oder zwischen dem Minus- Anschluss seiner Spannungsversorgung (UVM1) und dem Bus (BMI ) angeordnet ist. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der speisende Anschluss (SPM1) einer Mastervorrichtung (Ml) eine erste Diode (D26) und eine zweite Diode (D20) um¬ fasst, wobei die erste Diode (D26) zwischen einem ersten An¬ schluss seiner Spannungsversorgung (UVM1) und einer ersten Leitung des Busses gekoppelt ist und die zweite Diode (D20) zwischen einen zweiten Anschluss seiner Spannungsversorgung (UVM1) und eine zweite Leitung des Busses, wobei die erste (D26) und die zweite Diode (D20) antiparallel angeordnet sind. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der speisende Anschluss (SPM1) einer Mastervorrichtung (Ml) eine zweite Strombegrenzungsvorrichtung (SBM12; SBM11) umfasst, wobei eine Strombegrenzungsvorrichtung (SBM11; SBM12) zwischen dem Minus-Anschluss seiner Spannungsversor¬ gung (UVM1) und dem Bus (BMI) und eine Strombegrenzungsvor¬ richtung (SBM12; SBM11) zwischen dem Plus-Anschluss seiner Spannungsversorgung (UVM1) und dem Bus (BMI) angeordnet ist. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
dadurch gekennzeichnet, dass der nicht speisende Anschluss (NSPM1; ES11) einen Gleichrichter (D15 bis D18; D52 bis D55) umfasst, der auf der mit dem Bus (BMI) gekoppelten Seite der Potentialtrenn¬ vorrichtung zur Gleichrichtung des Steuersignals (USM1) auf dem Bus (BMI) angeordnet ist.
1. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
dadurch gekennzeichnet,
dass der nicht speisende Anschluss (NSPM1; ES11) eine Aus¬ wertevorrichtung (10) umfasst, die ausgelegt ist, das Steu¬ ersignal (USM1) auf dem Bus (BMI), mit dem der nicht spei¬ sende Anschluss (NSPM1; ES11) gekoppelt ist, auszuwerten, deren Eingang mit dem Fototransistor des Optokopplers der jeweiligen Potentialtrennvorrichtung und deren Ausgang mit dem jeweiligen Leuchtmittel gekoppelt ist, wobei das Steuer¬ signal (USM1) ein PWM-Signal darstellt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswertevorrichtung (10) ausgelegt ist, das PWM- Signal wie folgt umzusetzen:
- ein busgesteuerter Betrieb des jeweiligen Leuchtmittels mit nominaler Leistung oder einem nominalen Lichtstrom wird aktiviert durch ein PWM-Signal mit 0% Pulsbreite; und/oder
- ein busgesteuerter Auszustand des jeweiligen Leuchtmittels wird aktiviert durch ein PWM-Signal mit einer kleinsten zulässigen Pulsbreite; und/oder - busgesteuerte Betriebsmodi mit Dimmstufen zwischen dem Auszustand und der nominalen Leistung oder dem nominalen Lichtstrom werden aktiviert durch ein PWM-Signal mit Puls¬ breiten, die größer sind als die kleinste zulässige Puls- breite, insbesondere auch durch ein PWM-Signal mit 100%
Pulsbreite .
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Mastervorrichtung (Ml; M2) einen Sensor, insbesondere einen Helligkeitssensor und/oder einen Bewegungssensor, umfasst, der ausgelegt ist, an seinem Aus¬ gang ein Sensorsignal bereitzustellen, wobei die mindestens eine Mastervorrichtung (Ml; M2) ausgelegt ist, das Steuer¬ signal in Abhängigkeit des Sensorsignals zu erzeugen.
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