Technisches Gebiet
[0001] Die meisten Lampen lassen sich in unterschiedlichen Modi betreiben, die sich durch
die von der Lampe abgegebene Lichtintensität unterscheiden. Üblicherweise werden Lampen
so betrieben, dass sie in einem Normalmodus Licht in recht großer Intensität abstrahlen,
und es ist ein Wechsel in einen Dimm-Modus möglich, in dem die Lampe mit deutlich
geringerer Intensität Licht abstrahlt. Im Dimmbetrieb wird Energie eingespart. Andererseits
ist häufig eine hohe Intensität der Lichtabstrahlung gewünscht. Es ist somit eine
Steuerung erforderlich, wann vom Normalbetrieb auf den Dimmbetrieb gewechselt werden
soll. Bei Straßenbeleuchtung ist es üblich, nach einer vorbestimmten Zeitdauer von
zwischen vier und sechs Stunden seit dem Einschalten der Lampe auf einen Dimmbetrieb
zu wechseln.
[0002] Die Erfindung befasst sich mit diesem Wechsel zwischen zwei Betriebsmodi der Lampe
und betrifft somit ein Verfahren zum Betreiben einer Lampe. Sie stellt hierfür eine
neuartige Anordnung aus einem elektronischen Vorschaltgerät und einem an diesem angeschlossenen
Dimm-Steuergerät bereit.
Stand der Technik
[0003] Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, dass ein herkömmliches elektronisches Vorschaltgerät
verwendet wird. Herkömmliche elektronische Vorschaltgeräte weisen eine bestimmte Art
von Schnittstelle auf: An zwei Anschlüsse (bzw. zwischen zwei Anschlüssen) des elektronischen
Vorschaltgeräts legt selbiges im Betrieb eine Spannung an. Nun ist das elektronische
Vorschaltgerät in der Lage, unterschiedliche an den Anschlüssen angeschlossene Lasten
voneinander zu unterscheiden. Typischerweise umfasst ein elektronisches Vorschaltgerät
einen Transformator, wobei der Transformator an seiner Primärseite mit einer Wechselspannung
beaufschlagt wird. Die besagten beiden Anschlüsse des elektronischen Vorschaltgeräts
sind mit der Sekundärseite gekoppelt, an der auch ein Gleichrichter vorgesehen ist.
Dann liegt eine konstante Spannung an. Wird zwischen die beiden Anschlüsse eine Last
geschaltet, so beeinflusst diese die Gesamtanordnung und bewirkt insbesondere eine
Änderung von Potentialen an der Primärseite des Transformators. Wird ein solches Potential
an der Primärseite gemessen, so lässt sich aus diesem auf die Last zurückschließen.
Im Extremfall wird an die beiden Anschlüsse eine Spannungsquelle angeschlossen, und
weil eine solche Spannungsquelle einen sehr hohen Innenwiderstand aufweist somit eine
sehr große Last. Die an der Spannungsquelle anliegende Spannung beeinflusst dann das
an der Primärseite des Transformators im elektronischen Vorschaltgerät gemessene Potential.
[0004] Eine Schnittstelle der beschriebenen Art ist z. B. in der Norm IEC 60929, in deren
Annex E2 definiert. Die Norm betrifft den Spezialfall eines elektronischen Vorschaltgeräts
für eine Leuchtstofflampe. Die Erfindung ist auch für elektronische Vorschaltgeräte
für Halogenlampen, Hochdrucklampen und LEDs anwendbar, bei denen die Schnittstelle
dann analog zu besagter Schnittstelle für Leuchtstofflampen ausgestaltet sein kann.
[0005] Die Schnittstelle wird üblicherweise dazu verwendet, Steuerbefehle an das elektronische
Vorschaltgerät zu übermitteln.
[0006] Üblicherweise wird in einer Anordnung aus einer Vielzahl von Lampen mit zugehörigen
elektronischen Vorschaltgeräten eine zentrale Steuereinheit bereitgestellt, die mit
den jeweiligen Schnittstellen gekoppelt ist. Es erscheint aber nicht sinnvoll, eine
solche Anordnung lediglich zum Mitteilen des Verstreichens einer vorbestimmten Dimmdauer
an die elektronischen Vorschaltgeräte vorzusehen, denn der Verkabelungsaufwand ist
sehr groß: Jedes elektronische Vorschaltgerät muss einzeln mit der zentralen Steuereinheit
verbunden werden.
Darstellung der Erfindung
[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie einem elektronischen
Vorschaltgerät das Verstreichen einer Dimmdauer in unaufwendiger Weise mitgeteilt
werden kann.
[0008] Die Aufgabe wird durch das Bereitstellen einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Besonders vorteilhafte
Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
[0009] Das elektronische Vorschaltgerät der Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass es
ausgelegt ist, eine an es angeschlossene Lampe in Abhängigkeit von dem Ergebnis der
Analyse anzusteuern, die die an den Anschlüssen angeschlossene Last betrifft.
[0010] Vor allem aber ist an den beiden Anschlüssen ein (Dimm-) Steuergerät angeschlossen,
welches (insbesondere ausschließlich) über eine an den beiden Anschlüssen anliegende
Spannung Energie zu seinem Betrieb bezieht. Zwar erlaubt die herkömmliche Schnittstelle
keine große Leistungsabgabe, sondern es fließen höchstens Ströme im µA-Bereich über
die beiden Anschlüsse, aber das Dimm-Steuergerät kann verbrauchsarm gestaltet werden,
indem ausschließlich elektronische Komponenten verwendet werden. Das Dimm-Steuergerät
weist eine Uhr auf und ist in der Lage, die zwischen den beiden Anschlüssen anliegende
Last durch elektronische Steuerung in Abhängigkeit von eine von der Uhr bereitgestellten
Information bzw. aufgrund von von der Uhr abgegebenen Signalen zu ändern. Im einfachsten
Fall wird eine Schaltung mit einem Transistor verwendet und durch die elektronische
Steuerung das an dessen Steuereingang (Basis bzw. Gate) anliegende Potential geändert,
während über weitere Elemente wie eine Zenerdiode, eine Mehrzahl von Dioden und/oder
Widerstände die beiden anderen Anschlüsse (Kollektor bzw. Source andererseits und
Emitter bzw. Drain andererseits) des Transistors mit den beiden Anschlüssen des elektrischen
Vorschaltgeräts gekoppelt sind.
[0011] Durch das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Anordnung kann eine Zeitsteuerung einer
an das elektronische Vorschaltgerät angeschlossenen Lampe erfolgen, ohne dass übermäßiger
Verkabelungsaufwand betrieben werden muss. Das Dimm-Steuergerät kann hierbei zusammen
mit dem elektronischen Vorschaltgerät im Körper einer Leuchte untergebracht werden,
und es sind keine externen Steuerleitungen zur Leuchte hin erforderlich. Das Dimm-Steuergerät
kann einfach mit dem elektronischen Vorschaltgerät gekoppelt werden, ohne dass eine
Abnahme durch eine Prüforganisation erforderlich ist.
[0012] Durch das Bereitstellen der Uhr sind komplexe Zeitvorgaben möglich.
[0013] Im einfachsten Fall, für den die erfindungsgemäße Anordnung hauptsächlich vorgesehen
ist, soll durch das Dimm-Steuergerät seinem Namen entsprechend festgelegt werden,
wann eine an das elektronische Vorschaltgerät angeschlossene Lampe gedimmt werden
soll. Es muss also nur zwischen zwei Zuständen, nämlich "ungedimmt" und "gedimmt"
unterschieden werden. Demgemäß ist das Dimm-Steuergerät im einfachsten Fall dazu ausgelegt,
von einem ersten Zustand betreffend die anliegende Last in einen zweiten Zustand zu
wechseln. Das elektronische Vorschaltgerät muss lediglich dazu ausgelegt sein, zwischen
diesen beiden Zuständen des an es angeschlossenen Dimm-Steuergeräts zu unterscheiden,
und es soll bei dem ersten Zustand eine an es angeschlossene Lampe so ansteuern, dass
diese Licht mit einer ersten Intensität abgibt, und bei dem zweiten Zustand die Lampe
so ansteuern, dass diese Licht mit einer zweiten, gegenüber der ersten Intensität
verringerten Licht (also gedimmt) abgibt.
[0014] In einem besonders einfachen Fall ist es nicht einmal erforderlich, dass nach dem
Dimmen wieder in den Normalbetrieb zurückgewechselt wird. Im einfachsten Fall soll
ein Dimm-Steuergerät einfach bewirken, dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer seit
dem Einschalten der Lampe selbige gedimmt wird. Besagte Zeitdauer soll durch das Dimm-Steuergerät
festgelegt sein. Es ist möglich, zu unterschiedlichen solchen Zeitdauern jeweils unterschiedliche
Dimm-Steuergeräte bereitzustellen, so dass dann jeweils das benötigte Dimm-Steuergerät
an das elektronische Vorschaltgerät anzuschließen ist. Die vorbestimmte Zeitdauer
kann jedoch auch als Datenwert im Dimm-Steuergerät abgelegt sein und über Eingaben
veränderlich sein. Auf jeden Fall ermöglicht es die Erfindung, eine Lampe nach einer
vorbestimmten Zeitdauer seit Beginn ihres Betriebs zu dimmen, ohne dass diese Zeitdauer
im elektronischen Vorschaltgerät selbst abgelegt sein muss. Vielmehr ist eben zu dem
Dimm-Steuergerät die vorbestimmte Zeitdauer vorgegeben, und selbiges ist bevorzugt
dazu ausgelegt, ab dem Beginn seiner Versorgung mit Spannung (nämlich über die beiden
Anschlüsse des elektronischen Vorschaltgeräts) ein Verstreichen genau dieser vorbestimmten
Zeitdauer abzuwarten und sodann einen Wechsel in der zwischen den beiden Anschlüssen
anliegenden Last zu bewirken.
[0015] Bei dem Dimm-Steuergerät kann vorgesehen sein, dass sich beim Beginn seiner Versorgung
mit Spannung automatisch ein Grundzustand einstellt, also der erste Zustand, und dass
es einer aktiven Maßnahme bedarf, um zu einem anderen, nämlich dem zweiten Zustand
zu wechseln. Das Dimm-Steuergerät funktioniert dann wie eine Zeitschaltuhr, mit dem
Unterschied, dass es selbst seine Spannung von dem elektronischen Vorschaltgerät bezieht,
dem es gewissermaßen über die Spannungsanschlüsse Mitteilungen gibt, welche von dem
elektronischen Vorschaltgerät quasi wie ein Steuerbefehl verarbeitet werden.
[0016] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Lampe umfasst die Schritte:
- Koppeln der Lampe mit einem elektronischen Vorschaltgerät,
- Anschließen eines Dimm-Steuergeräts an zwei Eingangsanschlüsse des elektronischen
Vorschaltgeräts,
- Beginnen des Anlegens einer Spannung an (bzw. zwischen) zwei Netzanschlüsse(n) des
elektronischen Vorschaltgeräts,
- sodann erstens Beginnen durch das elektronische Vorschaltgerät, die Lampe für einen
ersten Betriebsmodus anzusteuern, also die Lampe durch Steuerung der Zufuhr einer
Spannung an selbige und ggf. durch Steuersignale in einen ersten Betriebsmodus zu
versetzen, und zweitens Beginnen durch das elektronische Vorschaltgerät an den Eingangsanschlüssen
eine Spannung anzulegen und so das Dimm-Steuergerät in Betrieb zu setzen,
- Abwarten einer vorbestimmten Zeitdauer durch das Dimm-Steuergerät nach seinem In-Betrieb-Gesetzt-Werden,
und nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer
- Bewirken eines Wechsels in der an den Eingangsanschlüssen liegenden Last und
- Erkennen des Lastwechsels durch das elektronische Vorschaltgerät und deswegen nachfolgend
Ansteuern der Lampe für einen zweiten Betriebsmodus (also Bewirken durch geeignete
Zufuhr von Spannung und ggf. Steuersignalen, dass die Lampe in einem zweiten Betriebsmodus
arbeitet).
[0017] Bevorzugt ist der erste Betriebsmodus ein Modus, in dem die Lampe normal arbeitet
und der zweite Betriebsmodus ein Modus, in dem die Lampe gedimmt arbeitet. Mit anderen
Worten gibt die Lampe bevorzugt im zweiten Betriebsmodus Licht in geringerer Intensität
ab als im ersten Betriebsmodus.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
[0018] Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Anordnung aus elektronischem Vorschaltgerät mit daran angeschlossenem Dimmgerät
gemäß der Erfindung und ferner daran angeschlossener Lampe,
- Fig. 2
- den prinzipiellen Aufbau des Dimm-Steuergeräts aus Fig. 1 anhand einer Blockdarstellung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
[0019] Eine Lampe 10 wird von einem elektronischen Vorschaltgerät 12 in an sich bekannter
Weise angesteuert. Das elektronische Vorschaltgerät 12 ist über Netzanschlüsse 14a,
14b mit einem Stromversorgungsnetz koppelbar. Interne Schaltungen in dem elektronischen
Vorschaltgerät 12 bewirken, dass die Lampe 10 mit einer geeigneten Betriebsspannung
angesteuert wird, wobei die Energie über das an den Netzanschlüssen 14a und 14b angeschlossene
Stromversorgungsnetz bezogen wird. Das elektronische Vorschaltgerät 12 weist eine
Schnittstelle mit zwei Eingangsanschlüssen 16a und 16b auf. Das elektronische Vorschaltgerät
12 legt, sobald an seinen Netzanschlüssen 14a und 14b eine Spannung anliegt, seinerseits
eine Spannung an den Anschlüssen 16a und 16b an. Über diese Spannung wird ein Dimm-Steuergerät
18 mit elektrischer Energie versorgt.
[0020] Das Dimm-Steuergerät 18 umfasst eine Zeitsteuerung 20. In der Zeitsteuerung 20 ist
eine vorbestimmte Zeitdauer vorgegeben, und die Zeitsteuerung 20 beginnt die Zeit
seit dem Einschalten des Dimm-Steuergeräts, das automatisch mit einem Anlegen der
Spannung an die Anschlüsse 16a und 16b erfolgt, zu erfassen und gibt nach dem Verstreichen
der vorbestimmten Zeitdauer entsprechend dem Pfeil 22 ein Signal ab.
[0021] Nun sind in dem Dimm-Steuergerät 18 parallel zu der Zeitsteuerung 20 Mittel 24 zum
Begrenzen einer Spannung und ein Schaltaktor 26 in Reihe geschaltet. Die Mittel 24
sowie der Schaltaktor 26 liegen somit als Last an bzw. zwischen den Anschlüssen 16a
und 16b an. Die Mittel zur Spannungsbegrenzung 24 sind z. B. als Zener-Diode ausgeführt,
als Serienschaltung von von Zener-Dioden verschiedenen Dioden, ggf. nur als Widerstände
ausgebildet, oder sie umfassen eine Kombination von Zener-Dioden, herkömmlichen Dioden
und/oder Widerständen.
[0022] Der Schaltaktor 26 ist im einfachsten Beispiel ein Transistor, der mit dem Ausgang
eines integrierten Schaltkreises oder eines Mikrocontrollers gekoppelt ist. Er kann
auch direkt der Ausgang eines Mikrocontrollers sein. Wird der Transistor 26 geschaltet,
nämlich durch den Steuerbefehl von der Steuerung 20 gemäß dem Pfeil 22, ändert sich
kurzfristig die Last, die an den Anschlüssen 16a und 16b anliegt. Das elektronische
Vorschaltgerät 12 kann eine Änderung dieser Last erkennen und ändert sein Ansteuerverhalten.
So kann das elektronische Vorschaltgerät 12, sobald es eingeschaltet ist, also über
die Netzanschlüsse 14a und 14b elektrische Energie bezieht, die Lampe 10 in einem
Normalbetrieb ansteuern. Gleichzeitig beginnt die Zeitsteuerung 20 in dem Dimm-Steuergerät
18 mit der Erfassung der Zeit, und nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer
aufgrund des Steuerbefehls gemäß dem Pfeil 22 wird die Last geändert, das elektronische
Vorschaltgerät 12 erkennt dieses und wechselt die Ansteuerung der Lampe 10 dahingehend,
dass diese nachfolgend im Dimmbetrieb betrieben wird.
[0023] Bei einer herkömmlichen Schnittstelle des elektronischen Vorschaltgeräts 12 mit Anschlüssen
16a und 16b, die auch als 1 bis 10 V-Schnittstelle bezeichnet wird, sollte das Dimm-Steuergerät
nach seinem Einschalten zunächst die Spannung zwischen den Anschlüssen 16a und 16b
auf über 10 V belassen, und nach dem Betätigen des Schaltaktors 26 sollte diese Spannung
auf einen Wert zwischen 1 und 10 V sinken. Eine 1 bis 10 V-Schnittstelle weist zwei
Eingangsanschlüsse auf, die über einen Gleichrichter mit der Sekundärseite eines Transformators
gekoppelt sind. Bei Wechsel der Last an den Eingangsanschlüssen 16a und 16b ändert
sich die an der Primärseite des Transformators bei Beaufschlagung mit Wechselspannung
abfallende Spannung, und diese kann gemessen werden, damit das elektronische Vorschaltgerät
12 vorliegend erkennt, dass der Schaltaktor 26 aktiviert worden ist.
[0024] Durch die Anbindung des Dimm-Steuergeräts 18 an eine bei herkömmlichen elektronischen
Vorschaltgeräten 12 ohnehin vorhandene Schnittstelle ist in unaufwendiger Weise eine
Zeitsteuerung für das elektronische Vorschaltgerät 12 und damit mittelbar für die
Lampe 10 bereitgestellt. Die Zeitsteuerung ist nicht intern in dem elektronischen
Vorschaltgerät 12 bereitgestellt. Durch Verwendung eines anderen Dimm-Steuergeräts,
zu dem eine andere vorbestimmte Zeit vordefiniert ist, lässt sich eine Änderung in
der Zeitsteuerung vornehmen.
[0025] Der zu treibende Verkabelungsaufwand ist gering, weil das Dimm-Steuergerät 18 die
Energie zu seinem Betrieb ausschließlich über die Anschlüsse 16a und 16b bezieht.
Gesonderte Netzanschlüsse für das Dimm-Steuergerät 18 sind daher nicht erforderlich.
Ein Dimm-Steuergerät 18 mit den beschriebenen Eigenschaften ist als einfache elektronische
Schaltung, ggf. mit einigen intelligenten Elementen wie Mikrocontrollern, etc. bereitstellbar,
welche wenig elektrische Energie verbraucht und gleichzeitig wenig Platz einnimmt.
Somit kann das Dimm-Steuergerät 18 zusammen mit dem elektronischen Vorschaltgerät
12 in einer Leuchte, welche die Lampe 10 umfasst, ohne weiteres untergebracht werden.
1. Anordnung mit:
- einem elektronischen Vorschaltgerät (12), das zwei Anschlüsse (16a, 16b) aufweist,
an denen das elektronische Vorschaltgerät im Betrieb eine Spannung anlegt, wobei das
elektronische Vorschaltgerät in der Lage ist, unterschiedliche an den Anschlüssen
(16a, 16b) angeschlossene Lasten zu unterscheiden und so ein Analyseergebnis zu gewinnen,
wobei es ausgelegt ist, eine an es angeschlossene Lampe (10) in Abhängigkeit von dem
Analyseergebnis anzusteuern,
- einem an den beiden Anschlüssen (16a, 16b) angeschlossenen Steuergerät (18), das
über eine an den beiden Anschlüssen (16a, 16b) anliegende Spannung Energie zu seinem
Betrieb bezieht, und das eine Uhr (20) aufweist und in der Lage ist, die zwischen
den beiden Anschlüssen (16a, 16b) anliegende Last durch elektronische Steuerung (22)
in Abhängigkeit von von der Uhr (20) bereitgestellten Information oder Signalen zu
ändern.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät als Dimm-Steuergerät (18) dazu
ausgelegt ist, von einem ersten Zustand betreffend die anliegende Last in einen zweiten
Zustand betreffend die anliegende Last zu wechseln, wobei das elektronische Vorschaltgerät
(12) dazu ausgelegt ist, zwischen diesen beiden Zuständen zu unterscheiden und bei
dem ersten Zustand eine an es angeschlossene Lampe (10) so anzusteuern, dass diese
Licht mit einer ersten Intensität abgibt, und bei dem zweiten Zustand die Lampe so
anzusteuern, dass diese Licht mit einer zweiten, gegenüber der ersten Intensität verringerten
Intensität abgibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zu dem Dimm-Steuergerät (18) eine vorbestimmte
Zeitdauer vorgegeben ist und dieses dazu ausgelegt ist, ab dem Beginn seiner Versorgung
mit Spannung ein Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer abzuwarten und sodann einen
Wechsel in der zwischen den beiden Anschlüssen (16a, 16b) anliegenden Last zu bewirken.
4. Verfahren zum Betreiben einer Lampe (10), mit den Schritten:
- Koppeln der Lampe (10) mit einem elektronischen Vorschaltgerät (12)
- Anschließen eines Dimm-Steuergeräts (18) an zwei Eingangsanschlüsse (16a, 16b) des
elektronischen Vorschaltgeräts (12)
- Beginnen des Anlegens einer Spannung an zwei Netzanschlüsse (14a, 14b) des elektronischen
Vorschaltgeräts,
- sodann erstens Beginnen durch das elektronische Vorschaltgerät (12), die Lampe (10)
für einen ersten Betriebsmodus anzusteuern, und zweitens Beginnen durch das elektronische
Vorschaltgerät, an den Eingangsanschlüssen (16a, 16b) eine Spannung anzulegen und
so das Dimm-Steuergerät (18) in Betrieb zu setzen
- Abwarten einer vorbestimmten Zeitdauer durch das Dimm-Steuergerät (18) nach einem
In-Betrieb-Gesetzt-Werden,
und nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer
- Bewirken eines Wechsels in der an den Eingangsanschlüssen (16a, 16b) anliegenden
Last,
- Erkennen des Wechsels in der Last durch das elektronische Vorschaltgerät (12) und
deswegen nachfolgend Ansteuern der Lampe für einen zweiten Betriebsmodus.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Lampe im zweiten Betriebsmodus Licht in geringerer
Intensität abgibt als im ersten Betriebsmodus.