AT13365U1 - Control of lamps by means of defined manipulation of the supply voltage - Google Patents
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- AT13365U1 AT13365U1 ATGM141/2012U AT1412012U AT13365U1 AT 13365 U1 AT13365 U1 AT 13365U1 AT 1412012 U AT1412012 U AT 1412012U AT 13365 U1 AT13365 U1 AT 13365U1
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Abstract
Es wird vorgeschlagen ein Betriebsgerät (6) für Leuchtmittel (8), aufweisend einen Eingang für eine pulsierendeVersorgungsspannung, ausgehend von der mindestens einLeuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar ist,Erfassungsmittel (R1, R2, R3, R4) zur getrennten Erfassung der positivenSpannungskomponente und der negativen Spannungskomponente der Versorgungsspannung und zur Erzeugung eines Messsignals (Vacdc), welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind, eine Auswerteeinheit (13) zum Auswerten des Messsignals (Vacdc) mit Hilfe eines Schwellwertgebers (52, 53) und/oder einer Integrierschaltung (55) und/oder einer Differenzierschaltung (54), und eine Steuereinheit (15), die dazu ausgelegt ist, auf Basis der von der Auswerteeinheit (13) durchgeführten Auswertung auf einen logischen Zustand zu schließen, und abhängig von diesem logischen Zustand ein Steuersignal (18) zur Steuerung des Dimmgrads und/oder Farbe und/oder Farbtemperatur des angeschlossenen Leuchtmittels (8) zu erzeugen.It is proposed a lighting device (8) having an input for a pulsating supply voltage, from which at least one lamp can be supplied with electrical power, detection means (R1, R2, R3, R4) for separately detecting the positive voltage component and the negative Voltage component and for generating a measuring signal (Vacdc), to which both voltage components are weighted differently, an evaluation unit (13) for evaluating the measuring signal (Vacdc) by means of a threshold value transmitter (52, 53) and / or an integrating circuit (55) and / or a differentiating circuit (54), and a control unit (15) which is designed to close on the basis of the evaluation by the evaluation unit (13) carried out to a logical state, and depending on this logic state, a control signal (18) for control the degree of dimming and / or color and / or color temperature of the connected light by means of (8).
Description
österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15Austrian Patent Office AT13 365U1 2013-11-15
Beschreibungdescription
ANSTEUERUNG VON LEUCHTMITTELN MITTELS DEFINIERTER MANIPULATION DER VERSORGUNGSSPANNUNGCONTROL OF LUMINANCES BY DEFINED MANIPULATION OF THE SUPPLY VOLTAGE
[0001] Die Erfindung betrifft den Betrieb von mit Netzwechselspannung d.h. AC-Spannung versorgten Leuchtmitteln, z.B. LED-Lampen, insbesondere Retrofit LED-Lampen. Weiterhin betrifft die Erfindung die Ansteuerung von Leuchtmitteln über eine Versorgungsspannung und insbesondere das Beeinflussen oder Verändern des Lampenbetriebs z.B. in Form eines Dimmens auf Basis von Steuerinformationen.The invention relates to the operation of AC line voltage i. AC voltage supplied bulbs, e.g. LED lamps, especially retrofit LED lamps. Furthermore, the invention relates to the control of lighting means via a supply voltage and in particular the influencing or changing of the lamp operation, e.g. in the form of dimming based on control information.
[0002] Für die Übertragung von Steuerinformationen zum Dimmen von Leuchten gibt es unterschiedliche Möglichkeiten und Ansätze, wie z.B. Powerline-Verfahren, Codierungsverfahren mittels Phasenwinkel, kurzzeitige Netzunterbrechungen, Funksteuerungen usw.For the transmission of control information for dimming luminaires, there are different possibilities and approaches, such as e.g. Powerline method, coding method using phase angle, short-term power interruptions, radio controls, etc.
[0003] Glühlampen werden indessen zunehmend z.B. aus Gründen der Energie-Einsparung durch neue Lampen-Typen ersetzt, insbesondere durch LED-Lampen, vorzugsweise durch Retrofit LED-Lampen, wenn eine bestehende, für Glühlampen ausgelegte Infrastruktur weiterverwendet werden soll. Unter „Retrofit LED-Lampen" sind Lampen zu verstehen, die als Leuchtmittel eine oder mehrere LEDs verwenden, aber zur mechanischen und elektrischen Verbindung derart ausgebildet sind, dass sie als Ersatzmittel für andere Leuchtmittel, wie bspw. Glühlampen oder Halogenlampen verwendbar sind. Retrofit-LED-Lampen sind z.B. mit Schraub- oder Bajonett-Sockeln versehen, die zu den für Glühlampen entwickelten Fassungen passend sind.Meanwhile, incandescent lamps are increasingly being used e.g. replaced by new types of lamps for the sake of energy saving, in particular by LED lamps, preferably by retrofit LED lamps, if an existing, designed for incandescent infrastructure to be reused. Under "Retrofit LED bulbs " are to be understood lamps that use one or more LEDs as the light source, but are designed for mechanical and electrical connection such that they can be used as a substitute for other bulbs, such as incandescent or halogen lamps. Retrofit LED lamps are e.g. provided with screw or bayonet sockets which are compatible with the versions designed for incandescent lamps.
[0004] Typischerweise ist in eine derartige LED-Lampe ein Betriebsgerät zur Ansteuerung der LEDs integriert.Typically, an operating device for controlling the LEDs is integrated in such an LED lamp.
[0005] Diese mechanische Anpassung allein ist jedoch für den Ersatz noch nicht ausreichend. Wegen der unterschiedlichen Betriebsweisen von Glühlampen einerseits, welche Wechselspannungshalbwellen mit beiden Polaritäten verarbeiten können, und LED-Lampen andererseits, welche nur bei Wechselspannungshalbwellen einer bestimmten Polarität wirksam sind, können die speziell für Glühlampen entwickelten Dimmverfahren basierend z.B. auf einem Phasenanschnittsdimmer nicht ohne weiteres für Retrofit-LED-Lampen verwendet werden.However, this mechanical adjustment alone is not yet sufficient for the replacement. Because of the different modes of operation of incandescent lamps, on the one hand, which can handle alternating current half-waves with both polarities, and LED lamps, on the other hand, which are effective only on alternating half-waves of a certain polarity, the dimming methods developed especially for incandescent lamps can be based on e.g. on a phase gating dimmer are not readily used for retrofit LED lamps.
[0006] Zum Dimmen von LED-Lampen, insbesondere von Retrofit LED-Lampen ist es aus der DE 10 2011 003 593 bekannt, ein Dimmsignal durch vorübergehende Gleichrichtung der der LED-Lampe bzw. dem Betriebsgerät zur Verfügung gestellten Eingangswechselspannung zu übermitteln. Eine derartige Versorgungsspannung V3 ist in Fig. 3 in der Zeitdauer T3 gezeigt. Die negativen Halbwellen sind derart manipuliert, dass sie eine positive Spannung aufweisen. Über die Versorgungsspannung werden also zwei logische Zustände übermittelt, die das Dimm-Verhalten des Leuchtmittels beeinflussen können. Der erste logische Zustand wird von der nicht gleichgerichteten, also bipolaren AC-Spannung wiedergegeben, und der zweite logische Zustand von der gleichgerichteten AC-Spannung V3.For the dimming of LED lamps, in particular of retrofit LED lamps, it is known from DE 10 2011 003 593 to transmit a dimming signal by temporarily rectifying the input voltage provided to the LED lamp or the operating device. Such a supply voltage V3 is shown in FIG. 3 in the time period T3. The negative half waves are manipulated to have a positive voltage. So two logic states are transmitted via the supply voltage, which can affect the dimming behavior of the bulb. The first logic state is represented by the non-rectified, ie bipolar AC voltage, and the second logic state by the rectified AC voltage V3.
[0007] Aus der DE 10 2011 089 821 ist es weiterhin bekannt, dass der zweite logische Zustand nicht durch Gleichrichtung der Wechselspannung, sondern durch gezielte Ausblendung der negativen Halbwellen der Retrofit-LED-Lampe übermittelt wird. Die entsprechende Spannung V5 ist in Fig. 3 in der Zeitdauer T5 dargestellt. Dieser zweite logische Zustand, der durch ein vorübergehendes Ausblenden der negativen Halbwellen wiedergegeben wird, kann von der Lampe dahingehend interpretiert werden, dass in diesem Zeitraum T5 die Helligkeit kontinuierlich oder graduell verändert wird.From DE 10 2011 089 821 it is further known that the second logic state is not transmitted by rectification of the AC voltage, but by targeted suppression of the negative half-waves of the retrofit LED lamp. The corresponding voltage V5 is shown in FIG. 3 in the time period T5. This second logic state, which is represented by a temporary blanking of the negative half-waves, can be interpreted by the lamp in such a way that the brightness is changed continuously or gradually in this period T5.
[0008] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, diese bekannten Schaltungen zu verbessern, und insbesondere weitere Möglichkeiten des Manipulierens der Versorgungsspannung anzugeben, und insbesondere Möglichkeiten hinsichtlich der Auswertung der anliegenden Versorgungsspannung anzugeben.The invention is based on the technical problem of improving these known circuits, and in particular to specify further possibilities of manipulating the supply voltage, and in particular to specify possibilities with regard to the evaluation of the applied supply voltage.
[0009] Dieses Problem wird nunmehr durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen 1 /20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15This problem is now due to the combination of the features of the independent 1/20 Austrian Patent Office AT13 365U1 2013-11-15
Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung vorteilhaft weiter.Claims solved. The dependent claims further advantageously form the central idea of the invention.
[0010] In einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen ein Betriebsgerät für anzuschlies-sende Leuchtmittel, bspw. eine oder mehrere LED(s). „LED" umfasst stets auch „OLED". Das Betriebsgerät umfasst einen Eingang für eine vorzugsweise pulsierende Versorgungsspannung. Ausgehend von dieser Versorgungsspannung ist mindestens ein Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar. Das Betriebsgerät umfasst Erfassungsmittel zur getrennten Erfassung der positiven Spannungskomponente und der negativen Spannungskomponente der Versorgungsspannung. Die Erfassungsmittel dienen zur Erzeugung eines entsprechendes Messsignals, in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind. Das Betriebsgerät umfasst eine Auswerteeinheit zum Auswerten des Messsignals mit Hilfe eines Schwellwertgebers und/oder einer Integrierschaltung (Tiefpass) und/oder einer Differenzierschaltung (Hochpass). Das Betriebsgerät umfasst eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, auf Basis der von der Auswerteeinheit durchgeführten Auswertung auf einen logischen Zustand zu schließen, d.h. abhängig von diesem logischen Zustand erzeugt die Steuereinheit ein Steuersignal zur Steuerung eines Parameters der anschliessbaren Leuchtmittel.In a first aspect of the invention is provided an operating device for to be connected-emitting light source, for example. One or more LED (s). "LED " always includes "OLED". The operating device comprises an input for a preferably pulsating supply voltage. Starting from this supply voltage, at least one light source can be supplied with electrical power. The operating device comprises detection means for separately detecting the positive voltage component and the negative voltage component of the supply voltage. The detection means serve to generate a corresponding measurement signal in which both voltage components are weighted differently. The operating device comprises an evaluation unit for evaluating the measuring signal with the aid of a threshold value transmitter and / or an integrating circuit (low-pass filter) and / or a differentiating circuit (high-pass filter). The operating device comprises a control unit, which is designed to close on the basis of the evaluation carried out by the evaluation unit to a logical state, i. E. Depending on this logic state, the control unit generates a control signal for controlling a parameter of the connectable lamps.
[0011] In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Betriebsgerät für Leuchtmittel vorgesehen. Das Betriebsgerät umfasst einen Eingang für eine pulsierende Versorgungsspannung, ausgehend von der mindestens ein anschliessbares Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgbar ist. Das Betriebsgerät umfasst eine Auswerteeinheit umfassend eine Differenzierschaltung zum Auswerten, ob die Versorgungsspannung einen Phasenab- bzw. -anschnitt aufweist. Das Betriebsgerät umfasst eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, abhängig von dieser Auswertung ein Steuersignal zur Änderung eines Parameters des anschliessbaren Leuchtmittels zu erzeugen.In a further aspect of the invention, an operating device for lighting means is provided. The operating device comprises an input for a pulsating supply voltage, starting from which at least one connectable light source can be supplied with electrical power. The operating device comprises an evaluation unit comprising a differentiating circuit for evaluating whether the supply voltage has a Phasenab- or -anschnitt. The operating device comprises a control unit which is designed to generate a control signal for changing a parameter of the connectable luminous means as a function of this evaluation.
[0012] In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb mindestens eines Leuchtmittels vorgesehen. Ausgehend von einer pulsierenden Versorgungsspannung wird mindestens ein Leuchtmittel mit elektrischer Leistung versorgt. Die positive Spannungskomponente und die negative Spannungskomponente der Versorgungsspannung werden getrennt erfasst. Ein entsprechendes Messsignal, in welchem beide Spannungskomponenten unterschiedlich gewichtet sind, wird erzeugt. Das Messsignal wird mit Hilfe eines Schwellwertgebers und/oder einer Integrierschaltung und/oder einer Differenzierschaltung ausgewertet. Auf Basis der durchgeführten Auswertung wird auf einen logischen Zustand geschlossen. Abhängig von diesem logischen Zustand wird ein Steuersignal zur Steuerung eines Parameters des anschliessbaren Leuchtmittels erzeugt.In a further aspect of the invention, a method for operating at least one light source is provided. Starting from a pulsating supply voltage, at least one light source is supplied with electrical power. The positive voltage component and the negative voltage component of the supply voltage are detected separately. A corresponding measurement signal, in which both voltage components are weighted differently, is generated. The measuring signal is evaluated by means of a threshold value transmitter and / or an integrating circuit and / or a differentiating circuit. On the basis of the evaluation carried out, a logical state is concluded. Depending on this logic state, a control signal for controlling a parameter of the connectable light source is generated.
[0013] In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine integrierte Schaltung vorgesehen, insbesondere ASIC oder Mikrocontroller oder eine Hybridversion davon, die zur Implementierung eines derartigen Verfahrens ausgebildet ist.In a further aspect of the invention, an integrated circuit is provided, in particular ASIC or microcontroller or a hybrid version thereof, which is designed to implement such a method.
[0014] Das Betriebsgerät kann Gleichrichtungsmittel aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie die Versorgungsspannung in die positive und die negative Spannungskomponente zerlegen.The operating device may comprise rectifying means, which are designed so that they decompose the supply voltage into the positive and the negative voltage component.
[0015] Jede der beiden Spannungskomponenten kann eine Spannungsquelle für einen separaten Messstromkreis bilden. Die Erfassungsmittel können zwei Messwiderstände unterschiedlichen Werts umfassen, wobei diese Messwiderstände jeweils in einem der beiden Messstromkreise angeordnet sind.Each of the two voltage components can form a voltage source for a separate measuring circuit. The detection means may comprise two measuring resistors of different value, wherein these measuring resistors are each arranged in one of the two measuring circuits.
[0016] Das Messsignal kann eine Spannung über einem, beiden Messstromkreisen gemeinsamen Messwiderstand sein.The measuring signal may be a voltage across a measuring resistor common to both measuring circuits.
[0017] Der Schwellwertgeber kann bei einem unteren und einem oberen Schwellwert derart ansprechen, dass daraus das Vorhandensein einer positiven oder negativen Spannungskomponente in der Versorgungsspannung ableitbar ist.The threshold value can respond at a lower and an upper threshold value such that the presence of a positive or negative voltage component in the supply voltage can be derived therefrom.
[0018] Der Schwellwertgeber kann von zwei parallel geschalteten Komparatoren gebildet sein, von denen dem einen neben der Messspannung der untere Schwellwert und von denen dem anderen neben der Messspannung der obere Schwellwert zugeführt wird. Alternativ kann der 2/20 österreichisches Patentamt AT 13 365 U1 2013-11-15The threshold can be formed by two comparators connected in parallel, of which the one next to the measuring voltage of the lower threshold and of which the other in addition to the measuring voltage of the upper threshold is supplied. Alternatively, the 2/20 Austrian Patent Office AT 13 365 U1 2013-11-15
Schwellwertgeber von einem einzigen Komparator gebildet sein, dem neben der Messspannung einer der beiden Schwellwerte wechselweise zugeführt wird, wobei das wechselweise Zuführen der beiden Schwellwerte über einen Umschalter erfolgt.Threshold be formed by a single comparator, which is alternately supplied to one of the two thresholds in addition to the measurement voltage, wherein the alternating supply of the two threshold values via a switch.
[0019] Abhängig von der Frequenz, mit welcher der Schwellwertgeber beim unteren und beim oberen Schwellwert anspricht, und insbesondere abhängig davon ob diese Frequenz der Netzspannungsfrequenz oder der doppelten Netzspannungsfrequenz entspricht, kann die Steuereinheit die Verlaufsform und gegebenenfalls die Polarität der Versorgungsspannung identifizieren.Depending on the frequency with which the threshold responds at the lower and at the upper threshold, and in particular depending on whether this frequency corresponds to the mains voltage frequency or twice the mains voltage frequency, the control unit can identify the shape and optionally the polarity of the supply voltage.
[0020] Die Integrierschaltung oder Tiefpasschaltung kann einen Mittelwert der Versorgungsspannung bilden. Dieser Mittelwert kann mit mindestsens einem Schwellwert derart verglichen werden, dass die Steuereinheit die Verlaufsform und gegebenenfalls die Polarität der Versorgungsspannung identifiziert.The integrating circuit or Tiefpasschaltung may form an average value of the supply voltage. This average value can be compared with at least one threshold value in such a way that the control unit identifies the shape of the progression and optionally the polarity of the supply voltage.
[0021] Mindestens eine der folgenden Verlaufsformen kann identifizierbar sein: bipolare Wechselspannung, vollgleichgerichtete Wechselspannung, einweggleichgerichtete Wechselspannung, oder konstante Gleichspannung.At least one of the following forms may be identifiable: bipolar AC voltage, fully rectified AC voltage, half-wave rectified AC voltage, or constant DC voltage.
[0022] Abhängig von der identifizierten Verlaufsform und der gegebenenfalls identifizierten Polarität der Versorgungsspannung kann die Steuereinheit auf einen logischen Zustand schließen.Depending on the identified shape and the optionally identified polarity of the supply voltage, the control unit can conclude a logical state.
[0023] Die Differenzierschaltung oder Hochpasschaltung kann vorzugsweise den Differenzialwert der Versorgungsspannung bilden.The differentiating circuit or high-pass circuit may preferably form the differential value of the supply voltage.
[0024] Dieser Differenzialwert kann mit einem Schwellwert verglichen werden, so dass ausgewertet werden kann, ob die Versorgungsspannung einen Phasenab- bzw. -anschnitt aufweist. Abhängig von der Auswertung, ob ein Phasenab- bzw. -anschnitt vorhanden ist, kann die Steuereinheit auf einen logischen Zustand schließen.This differential value can be compared with a threshold value, so that it can be evaluated whether the supply voltage has a Phasenab- or -anschnitt. Depending on the evaluation of whether a Phasenab- or -anschnitt is present, the control unit can close to a logical state.
[0025] Der Parameter kann insbesondere der Dimmgrad und/oder die Farbe und/oder die Farbtemperatur des angeschlossenen Leuchtmittels sein.The parameter may in particular be the degree of dimming and / or the color and / or the color temperature of the connected lighting means.
[0026] Der Parameter kann schrittweise geändert werden, insbesondere erhöht oder gesenkt wird, solange der logische Zustand erkannt wird.The parameter can be changed stepwise, in particular increased or decreased, as long as the logic state is detected.
[0027] Mindestens zwei logische Zustände können erkannt werden, wobei bei Erkennung eines ersten bzw. zweiten logischen Zustands ein Steuersignal in Form eines Aufwärtsdimm- bzw. Abwärtsdimm-Signal erzeugt wird.At least two logic states can be detected, wherein upon detection of a first or second logic state, a control signal in the form of an up-dimming or down-dimming signal is generated.
[0028] Zur Erzeugung des Steuersignals kann die zeitliche Dauer des logischen Zustands erfasst werden.To generate the control signal, the temporal duration of the logic state can be detected.
[0029] Mit der vorliegenden Erfindung soll nunmehr eine Möglichkeit geschaffen werden, zumindest eine der folgenden Möglichkeiten des Manipulierens der Versorgungsspannung für das Betriebsgerät zu erkennen: eine bipolare Wechselspannung, eine vollgleichgerichtete Wechselspannung, eine einweggleichgerichtete Wechselspannung, eine phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung, und eine konstante Gleichspannung. Ziel ist es, unterschiedlichste Situationen erkennen zu können und die Lichtquellen dementsprechend zu betreiben.With the present invention, now a way to create at least one of the following ways of manipulating the supply voltage for the operating device to recognize: a bipolar AC voltage, a fully rectified AC voltage, a half-rectified AC voltage, a phase-cut pulsating AC voltage, and a constant DC voltage , The aim is to be able to recognize different situations and to operate the light sources accordingly.
[0030] Hierzu wird die dem Betriebsgerät zur Verfügung gestellte Eingangsspannung mit Hilfe eines Spannungsteilers abgegriffen und dann über einen weiteren Spannungsteiler derart herabgesetzt, dass eine Messspannung generiert wird. Diese wird dann in unterschiedlicher Weise analysiert, um die verschiedenen Situationen erkennen zu können.For this purpose, the input device provided to the input voltage is tapped by means of a voltage divider and then reduced via another voltage divider such that a measurement voltage is generated. This is then analyzed in different ways to recognize the different situations.
[0031] Die nachfolgend angeordnete Logik bewertet diese Messspannung in unterschiedlicher Weise bzw. weist unterschiedliche Möglichkeiten auf, um die verschiedenen Arten der Manipulation der Versorgungsspannung erkennen zu können. Insbesondere sind Komparatoren vorgesehen, über die eine Schwellwertüber- bzw. -unterschreitung erkannt wird. Auch ein Tiefpassfilter ist vorhanden, mit dessen Hilfe eine andere bzw. zusätzliche Art der Untersuchung der Spannung vorgenommen wird. Eine weitere dritte wesentliche Komponente sind Mittel zum 3/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15The subsequently arranged logic evaluates this measurement voltage in different ways or has different possibilities to recognize the different types of manipulation of the supply voltage can. In particular, comparators are provided, via which a Threshold over- or undershooting is detected. There is also a low-pass filter, with the help of another or additional type of investigation of the voltage is made. Another third essential component is funds for the 3/20 Austrian Patent Office AT13 365U1 2013-11-15
Ableiten bzw. Differenzieren der Spannung. Diese sind insofern von hoher Relevanz, als zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Versorgungsspannung nunmehr auch erkannt werden soll, ob ein beispielsweise zum Übertragen von Dimmsig-nalen vorgenommenes Anschneiden der Phasen der AC-Versorgungsspannung erfolgt. Mit Hilfe der Mittel zum Ableiten der untersuchten Messspannung kann ein entsprechender Phasenab- bzw. -anschnitt erkannt werden, da die im Rahmen der Ableitung hierbei entstehende Stufe detektiert werden kann.Deriving or differentiating the voltage. These are of high relevance insofar as, in addition to the previously described options for influencing the supply voltage, it is now also to be recognized whether an intersection of the phases of the AC supply voltage is carried out, for example, for transmitting dimming signals. With the aid of the means for deriving the examined measuring voltage, a corresponding Phasenab- or -anschnitt can be detected, since the resulting in the derivation here stage can be detected.
[0032] Diese drei beschriebenen Möglichkeiten zur Auswertung der Messspannung sind als Beispiele zu verstehen. Selbstverständlich existieren noch weitere Möglichkeiten zur Bewertung dieser Spannung. Beispielsweise kann insbesondere auch der Zeitraum, über den eine entsprechende Anpassung bzw. Manipulation der Versorgungsspannung vorgenommen wird, in die Überprüfung einfließen.These three described possibilities for the evaluation of the measuring voltage are to be understood as examples. Of course, there are other options for evaluating this voltage. For example, in particular, the period over which a corresponding adjustment or manipulation of the supply voltage is made to flow into the review.
[0033] Das erfindungsgemäße Gerät ist in der Lage, durch vielfältige Auswertung der zugeführten Versorgungsspannung unterschiedlichste Möglichkeiten der Beeinflussung der Spannung zu erkennen, um das Übertragen von Dimminformationen zu erlauben.The device according to the invention is able to detect a variety of evaluation of the supplied supply voltage different ways of influencing the voltage to allow the transmission of dimming information.
[0034] Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr anhand der Figuren der begleitenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert werden.Further features, advantages and features of the present invention will now be explained with reference to the figures of the accompanying drawings and the detailed description of embodiments.
[0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043][0043] [0041] [0043] [0043] [0043]
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung,1 is a schematic representation of a system according to the present invention,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels, insbesondere einer Retrofit-LED-Lampe, gemäß der vorliegenden Erfindung,2 is a schematic representation of a lighting means, in particular a retrofit LED lamp, according to the present invention,
Fig. 3 den möglichen zeitlichen Verlauf der Versorgungsspannung für ein Leuchtmittel gemäß der vorliegenden Erfindung,3 shows the possible time profile of the supply voltage for a luminous means according to the present invention,
Fig. 4 den zeitlichen Verlauf eines Messsignals einer Auswerteeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,4 shows the time profile of a measuring signal of an evaluation unit according to the present invention,
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf eines ersten Auswertesignals gemäß der vorliegenden Erfindung,5 shows the time profile of a first evaluation signal according to the present invention,
Fig. 6 den zeitlichen Verlauf eines zweiten Auswertesignals gemäß der vorliegenden Erfindung,6 shows the time profile of a second evaluation signal according to the present invention,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit eines Leuchtmittels gemäß der vorliegenden Erfindung, und7 shows a schematic illustration of an evaluation unit of a luminous means according to the present invention, and
Fig. 8 eine Auswertung der Versorgungsspannung basierend auf einer Mittelwertbildung gemäß der vorliegenden Erfindung.8 shows an evaluation of the supply voltage based on an averaging according to the present invention.
[0044] Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf dem Gebiet der sog. Retrofit LED-Lampen, die als Ersatz z.B. von Glühlampen oder Halogenlampen zum Einsatz kommen. Retrofit Lampen weisen dementsprechend Verbindungs-Sockel auf, mit denen sie in bekannte Lampenfassungen eingebracht, z.B. eingeschraubt oder eingesteckt, werden können.The invention finds particular application in the field of so-called retrofit LED lamps, which are used as a replacement e.g. used by incandescent or halogen lamps. Retrofit lamps accordingly have connection bases with which they are incorporated into known lamp sockets, e.g. screwed or plugged, can be.
[0045] Die LED-Lampen weisen eine oder mehrere LED(s) auf, von denen wenigstens eine vorzugsweise mit Farbkonversion weisses Licht ausstrahlt. Es können indessen alternativ oder zusätzlich zu der/den weissen LED(s) auch monochromatische, vorzugsweise im roten Spektrum emittierende LEDs vorliegen.The LED lamps have one or more LED (s), of which at least one preferably emits white light with color conversion. However, alternatively or in addition to the white LED (s), monochromatic LEDs, preferably emitting in the red spectrum, may also be present.
[0046] Mit Blick auf Fig. 1 wird nun ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen Lampe bzw. Retrofit-Lampe, insbesondere Retrofit LED-Lampen, beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass auch andere, entsprechend ausgestaltete Betriebsgeräte für Leuchtmittel umfasst sein sollen. Die Retrofit LED-Lampe L gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schraubsockel 2, einen Glaskolben 3 und Leuchtmittel, z.B. eine oder mehrere anorganische 4/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15 LED oder OLED-Leuchtmittel 8. Auch andere Leuchtmittel, wie bspw. Halogenlampen oder Gasentladungslampen können durch das Betriebsgerät betrieben werden.With reference to Fig. 1, a schematic structure of a lamp or retrofit lamp according to the invention, in particular retrofit LED lamps will now be described. However, it is to be understood that other, appropriately designed operating devices for lighting means should be included. The retrofit LED lamp L according to the present invention comprises a screw base 2, a glass bulb 3 and lighting means, e.g. one or more inorganic light bulbs 4/20 Austrian Patent Office AT13 365U1 2013-11-15 LED or OLED bulbs 8. Other bulbs, such as halogen bulbs or gas discharge bulbs can be operated by the operating device.
[0047] Der Schraubsockel 2 ist passend zu einer Fassung einer entsprechenden Glühlampe, die durch die Retrofit LED-Lampe L ersetzt werden soll. Ein metallenes Schraubgewinde 5 und Ein Endpol 4 der Lampe L bilden Anschluss-Kontakte, über die der Retrofit LED-Lampe L von einer Signalgeber 1 eine Versorgungsspannung Vmains zugeführt wird. Die Versorgungsspannung Vmains wird ausgehend von der Netz-Wechselspannung VN vom Signalgeber 1 erzeugt. Mögliche Formen der Versorgungsspannung Vmains sind in Fig. 3 gezeigt.The screw base 2 is suitable for a socket of a corresponding incandescent lamp, which is to be replaced by the retrofit LED lamp L. A metal screw thread 5 and an end pole 4 of the lamp L form connection contacts, via which the retrofit LED lamp L is fed by a signal generator 1 with a supply voltage Vmains. The supply voltage Vmains is generated by the signal generator 1, starting from the mains AC voltage VN. Possible forms of the supply voltage Vmains are shown in FIG.
[0048] Der Signalgeber umfasst einen Schalter S und einen Taster T. Beim Betätigen des Schalters S wird der Signalgeber von der Netz-Wechselspannung getrennt, so dass ausgangsseitig keine Versorgungsspannung Vmains vorhanden ist. Der Taster T ist für das Manipulieren der Netzspannung VN zuständig. Ist dieser Taster T nicht gedrückt, so entspricht die Versorgungsspannung Vmains der Netzspannung VN. Hingegen wird die Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains geändert solange der Taster gedrückt wird. Es können auch mehrere Taster vorgesehen sein, so dass auch mehrere unterschiedliche Formen der Versorgungsspannung Vmains erzeugt werden können.The signal generator comprises a switch S and a push-button T. Upon actuation of the switch S, the signal generator is disconnected from the mains AC voltage, so that the output side no supply voltage Vmains is present. The button T is responsible for manipulating the mains voltage VN. If this button T is not pressed, the supply voltage Vmains corresponds to the mains voltage VN. On the other hand, the waveform of the supply voltage Vmains is changed as long as the button is pressed. It is also possible to provide a plurality of buttons, so that a plurality of different forms of the supply voltage Vmains can also be generated.
[0049] Der Pfeil 9 deutet an, dass und wie die Versorgungsspannung Vmains z.B in Form von Wechselspannungshalbwellen an ein in der LED-Lampe L befindlichen Betriebsgerät 6 weitergeleitet wird. Diese wird nachfolgend in Zusammenhang mit Fig. 2 und Fig. 7 noch genauer erläutert. Das Betriebsgerät 6 erzeugt eine Gleichspannung, welche - wie durch den Pfeil 10 angedeutet ist - einem LED-Modul 7 zugeführt wird, auf dem die das Licht emittierenden LEDs 8 sitzen.The arrow 9 indicates that and how the supply voltage Vmains is forwarded, for example in the form of alternating voltage half-waves, to an operating device 6 located in the LED lamp L. This will be explained in more detail below in connection with FIGS. 2 and 7. The operating device 6 generates a DC voltage which - as indicated by the arrow 10 - is supplied to an LED module 7, on which sit the light emitting LEDs 8.
[0050] Das in Fig. 2 etwas detaillierter aber dennoch schematisch dargestellte Betriebsgerät 6 enthält einen AC/DC-Wandler 11, einen DG/DC-Wandler 12, eine Auswerteeinheit 13 und eine Steuereinheit 15.The somewhat more detailed but still schematically illustrated in FIG. 2 operating device 6 includes an AC / DC converter 11, a DG / DC converter 12, an evaluation unit 13 and a control unit 15th
[0051] Die Versorgungsspannung Vmains wird dem AC/DC-Wandler 11 zugeführt. Dieser richtet die Versorgungsspannung Vmains gleich und liefert eine pulsierende Gleichspannung an den DC/DC-Wandler 12. Dieser reduziert wiederum die Amplitude der Gleichspannung auf einen für die LEDs 8 geeigneten Wert und führt sie dem LED-Modul 7 zu, auf welchem die LEDs 8 montiert sind.The supply voltage Vmains is supplied to the AC / DC converter 11. This rectifies the supply voltage Vmains equal and delivers a pulsating DC voltage to the DC / DC converter 12. This in turn reduces the amplitude of the DC voltage to a value suitable for the LEDs 8 and leads them to the LED module 7, on which the LEDs are mounted.
[0052] Der Auswerteeinheit 13 wird ebenfalls vom Signalgeber 1 die Versorgungsspannung Vmains zugeführt. Die Auswerteeinheit 13 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, mindestens eine von den folgenden möglichen zeitlichen Verlaufsformen der Versorgungsspannung Vmains zu erkennen bzw. identifizieren: [0053] - vollgleichgerichtete Wechselspannung, [0054] - einweggleichgerichtete Wechselspannung, [0055] - phasenab- bzw. -angeschnittene pulsierende Wechselspannung, und [0056] - konstante Gleichspannung.The evaluation unit 13 is also supplied from the signal generator 1, the supply voltage Vmains. The evaluation unit 13 is preferably designed to identify or identify at least one of the following possible time profiles of the supply voltage Vmains: [0053] fully rectified AC voltage, [0054] single-ended rectified AC voltage, phase-cut or pulsed pulsed output AC voltage, and [0056] - constant DC voltage.
[0057] Die Auswerteeinheit 13 ist vorzugsweise auch dazu ausgelegt, zu erkennen, ob die Versorgungsspannung Vmains eine bipolare Wechselspannung ist. Zur entsprechenden Auswertung der Versorgungsspannung Vmains kann die Auswerteeinheit 13 einen Polaritäts-Sensor 14, einen Phasenanschnitt-Sensor 16, und einem Zeitmessgerät 17 aufweisen.The evaluation unit 13 is preferably also designed to detect whether the supply voltage Vmains is a bipolar AC voltage. For evaluation of the supply voltage Vmains, the evaluation unit 13 may have a polarity sensor 14, a phase-angle sensor 16, and a timepiece 17.
[0058] Wenn die Auswerteeinheit 13 die Versorgungsspannung Vmains als eine vollgleichgerichtete Wechselspannung, einweggleichgerichtete Wechselspannung, oder phasenab- bzw. -angeschnittene pulsierende Wechselspannung identifizieren kann, wird dies der Steuereinheit 15 gemeldet. Es kann der Steuereinheit 15 insbesondere übermittelt werden, ob die Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains einer vollgleichgerichteten Wechselspannung, einer einweggleichgerichteten Wechselspannung, oder einer phasenab- bzw. angeschnittenen pulsierenden Wechselspannung entspricht, z.B. auf Basis des Polaritäts-Sensors 14 oder des Pha- 5/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15 senanschnitt-Sensors 16. Weiterhin können der Steuereinheit 15 Parameter betreffend die identifizierte Verlaufsform übermittelt werden, wie z.B. die zeitliche Gesamtlänge der identifizierten Verlaufsform, z.B. auf Basis des Zeitmessgeräts 17.If the evaluation unit 13 can identify the supply voltage Vmains as a fully rectified AC voltage, half-wave rectified AC voltage, or phase-cut or -angeschnittene pulsating AC voltage, this is reported to the control unit 15. In particular, it can be communicated to the control unit 15 as to whether the waveform of the supply voltage Vmains corresponds to a fully rectified AC voltage, a half-wave rectified AC voltage, or a phase-cut or truncated pulsating AC voltage, e.g. on the basis of the polarity sensor 14 or the phase sensor 16. Furthermore, the control unit 15 can be provided with parameters relating to the identified type of progression, such as, for example, the control unit 15. the total temporal length of the identified waveform, e.g. based on the timepiece 17.
[0059] Aus den von der Auswerteeinheit 13 erhaltenen Informationen generiert die Steuereinheit 15 ein Steuersignal 18 z.B. in Form eines Dimmsignals. Dieses wird dem DC/DC-Wandler 12 zugeführt, dessen Ausgangssignal entsprechend variiert wird. Die Helligkeit der Retrofit-LED-Lampe kann demnach entsprechend der erkannten Verlaufsform bzw. derer zeitlicher Gesamtlänge angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch die Farbe oder die Farbtemperatur der Retrofit LED-Lampe L angepasst werden.From the information obtained by the evaluation unit 13, the control unit 15 generates a control signal 18, e.g. in the form of a dimming signal. This is fed to the DC / DC converter 12, whose output signal is varied accordingly. The brightness of the retrofit LED lamp can therefore be adjusted according to the detected shape or its overall time length. Alternatively or additionally, the color or the color temperature of the retrofit LED lamp L can be adjusted.
[0060] Fig. 3 zeigt den möglichen zeitlichen Verlauf der Versorgungsspannung Vmains.3 shows the possible time profile of the supply voltage Vmains.
[0061] In den Zeiträumen T1, T2 entspricht die Versorgungsspannung Vmains einer bipolaren Wechselspannung V1, V2 mit alternierenden positiven und negativen Halbwellen. Die Verlaufsform der Spannung V1 entspricht der der Netzspannung VN mit aufeinander folgenden Halbwellen unterschiedlicher Polarität. Die Spannung V2 ist gegenüber der Netzspannung VN um 180° phasenverschoben.In the periods T1, T2, the supply voltage Vmains corresponds to a bipolar alternating voltage V1, V2 with alternating positive and negative half-waves. The waveform of the voltage V1 corresponds to the mains voltage VN with successive half-waves of different polarity. The voltage V2 is phase-shifted by 180 ° with respect to the mains voltage VN.
[0062] Die an der Retrofit-LED-Lampe L anliegende Versorgungsspannung Vmains kann eine vollgleichgerichtete Wechselspannung V3, V4 sein. Diese wird vorzugsweise vom Signalgeber 1 beim Andrücken des Tasters T erzeugt. Auch die weiteren in Fig. 3 gezeigten Signalformen V5 bis V8 können beim Andrücken des Tasters T oder eines nicht gezeigten weiteren Tasters generiert werden. Während der Zeitdauer des Andruckens durch einen Benutzer sorgt der Signalgeber 1 dafür, dass die Polarität jeder zweiten Netzspannungshalbwelle umgekehrt wird, so dass die Wechselspannung V3, V4 nur aus Netzspannungshalbwellen gleicher Polarität besteht. Die Spannung V3 besteht nur aus positiven Halbwellen, und die Spannung V4 nur aus negativen Halbwellen. Der vom Messgerät 17 gemessene Zeitraum, überden diese Gleichrichtung stattfindet, kann dann von der Steuereinheit 15 dahingehend interpretiert werden, dass für diese Zeitdauer eine veränderte Helligkeit der LEDs vorgenommen werden sollte bzw. dass für diese Zeitdauer die Helligkeit kontinuierlich oder graduell zu verändern ist. Die Spannung V3 mit positiven Halbwellen kann z.B. eine Erhöhung der Helligkeit verursachen, während die Spannung V4 mit negativen Halbwellen ein Absenken der Helligkeit zur Folge haben kann.The voltage applied to the retrofit LED lamp L supply voltage Vmains can be a fully rectified AC voltage V3, V4. This is preferably generated by the signal generator 1 when pressing the button T. The other signal forms V5 to V8 shown in FIG. 3 can also be generated when the pushbutton T or a further pushbutton (not shown) is pressed. During the period of pressure by a user, the signal generator 1 ensures that the polarity of each second mains half-wave is reversed, so that the AC voltage V3, V4 consists only of mains half-waves of the same polarity. The voltage V3 consists only of positive half-waves, and the voltage V4 only of negative half-waves. The period of time measured by the measuring device 17, via which this rectification takes place, can then be interpreted by the control unit 15 in such a way that a changed brightness of the LEDs should be made for this period or that the brightness is to be changed continuously or gradually for this period of time. The positive half-wave voltage V3 may be e.g. cause an increase in brightness, while the voltage V4 with negative half-waves can result in a lowering of the brightness.
[0063] Die Netzspannung kann auch von dem Signalgeber 1 derart transformiert werden, dass an der Retrofit-LED-Lampe L eine einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6 anliegt. Hierbei wird die Netzspannung VN von dem Signalgeber 1 nicht gleichgerichtet, sondern es werden gezielt die Halbwellen einer bestimmten Polarität ausgeblendet. Beispielsweise werden bei der Spannung V5 die positiven oder bei der Spannung V6 die negativen Halbwellen ausgeblendet. Auch in diesem Fall kann das vorübergehende Ausblenden der Halbwellen dahingehend von der Steuereinheit 15 interpretiert werden, dass zu diesem Zeitraum die Helligkeit vorzugsweise kontinuierlich oder graduell gehoben oder reduziert werden sollte. Auch hier kann die Steuereinheit 15 die positive oder negative Polarität der Halbwellen der einweggleichgerichteten Wechselspannung jeweils als Befehl zum Erhöhen oder zum Absenken der Helligkeit der LEDs 8 interpretieren.The mains voltage can also be transformed by the signal generator 1 such that a half-wave rectified AC voltage V5, V6 is applied to the retrofit LED lamp L. In this case, the mains voltage VN is not rectified by the signal generator 1, but it selectively targeted the half-waves of a certain polarity hidden. For example, at the voltage V5, the negative or at the voltage V6, the negative half-waves are hidden. Also in this case, the temporary hiding of the half-waves may be interpreted by the control unit 15 that at this time period the brightness should preferably be raised or lowered continuously or gradually. Again, the control unit 15 can interpret the positive or negative polarity of the half-waves of the half-wave rectified AC voltage respectively as a command to increase or decrease the brightness of the LEDs 8.
[0064] Eine dritte Art der Manipulation der Netzversorgung VN durch den Signalgeber 1 besteht in einem Phasenab- bzw. -anschnitt der Netzversorgung VN. Die resultierende phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung ist in Fig. 3 als V7 bezeichnet. Die Spannung V8 wurde zusätzlich phasenverschoben. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Möglichkeiten zur Beeinflussung der Versorgungsspannung via Vollgleichrichtung oder Einweggleichrichtung soll nunmehr auch erkannt werden, ob ein beispielsweise zum Übertragen von Dimmsignalen vorgenommenes Anschneiden der Phasen der Netzspannung VN erfolgt. Solange ein derartiger Phasenab- bzw. -anschnitt von der Auswerteeinheit 13 erkannt wird, kann die Steuereinheit 15 z.B. die Helligkeit der LEDs 8 vorzugsweise kontinuierlich oder graduell verändern. Z.B. können nur die positiven oder nur die negative Halbwellen der Netzspannung VN einen Phasenanschnitt aufweisen, was wiederum von der Auswerteeinheit 13 erkannt wird, und von der Steuereinheit 15 jeweils als Befehl zum Erhöhen oder Absenken der Helligkeit der LEDs 8 interpretie- 6/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15 ren wird.A third type of manipulation of the mains supply VN by the signal generator 1 consists in a Phasenab- or -anschnitt the mains supply VN. The resulting phase-cut pulsating AC voltage is designated V7 in FIG. The voltage V8 was additionally phase-shifted. In addition to the possibilities described above for influencing the supply voltage via full rectification or half-wave rectification, it should now also be recognized whether an intersection of the phases of the mains voltage VN is carried out, for example, for transmitting dimming signals. As long as such a phase cut-off or gate is detected by the evaluation unit 13, the control unit 15 can be used e.g. the brightness of the LEDs 8 preferably continuously or gradually change. For example, Only the positive or only the negative half-waves of the mains voltage VN can have a phase angle, which in turn is detected by the evaluation unit 13, and interpreted by the control unit 15 respectively as a command to increase or decrease the brightness of the LEDs 8 365U1 2013-11-15 will be.
[0065] In Zusammenhang mit Figs. 4 bis 8 wird nunmehr die Auswertung der Versorgungsspannung Vmains näher erläutert.In connection with Figs. 4 to 8, the evaluation of the supply voltage Vmains will now be explained in more detail.
[0066] Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Auswerteeinheit 13 zum Identifizieren der Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains und vorzugsweise zum Ermitteln von weiteren Parametern derselben.Fig. 7 shows an embodiment of the evaluation unit 13 for identifying the shape of the supply voltage Vmains and preferably for determining further parameters thereof.
[0067] Die zu prüfende Versorgungsspannung Vmains kann als Wechselspannung mit aufeinander folgenden Halbwellen unterschiedlicher Polarität V1, V2, als pulsierende vollgleichgerichtete Spannung mit aufeinander folgenden Halbwellen gleicher Polarität V3, V4, als einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6, oder als phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung V7, V8 vorliegen. Mit der Auswerteeinheit 13 soll die Art der Spannung identifiziert werden. Dazu kann sie zunächst ein optionales Filter in Form eines parallel geschalteten Kondensators C4 passieren.The supply voltage Vmains to be tested can be used as alternating voltage with successive half waves of different polarity V1, V2, as a pulsating fully rectified voltage with successive half waves of the same polarity V3, V4, as a half-wave rectified AC voltage V5, V6, or as phase-cut pulsating AC voltage V7, V8 available. With the evaluation unit 13, the type of voltage should be identified. For this purpose, it can first pass through an optional filter in the form of a parallel-connected capacitor C4.
[0068] Der Ausgang des Kondensators C4 liegt an Anschlüssen A1 und A2 der einen Diagonalen eines Brückengleichrichters an, der von vier Brückendioden D1, D2, D3 und D4 gebildet ist. Vorzugsweise liegt an den Anschlüssen A1 und A2 die Versorgungsspannung Vmains an. Der Brückengleichrichter entspricht dem AC/DC-Wandler 11. Ein Anschluss A4 der anderen Diagonalen des Brückengleichrichters liegt an Masse. Der andere Anschluss A3 der anderen Brückendiagonalen führt eine Spannung, die vorzugweise dem DC/DC-Wandler 12 zugeführt wird.The output of the capacitor C4 is applied to terminals A1 and A2 of the one diagonal of a bridge rectifier, which is formed by four bridge diodes D1, D2, D3 and D4. The supply voltage Vmains is preferably applied to the terminals A1 and A2. The bridge rectifier corresponds to the AC / DC converter 11. A port A4 of the other diagonals of the bridge rectifier is grounded. The other terminal A3 of the other bridge diagonal leads a voltage which is preferably supplied to the DC / DC converter 12.
[0069] Die Schaltung enthält zwei Messstromkreise M1 und M2. Der erste Messstromkreis M1 ist in strichpunktierten Linien dargestellt. Der Strom des ersten Messstromkreises M1 geht vom Anschluss A1 des Brückengleichrichters aus und fließt weiter durch einen separaten Widerstand R1, einen beiden Stromkreisen gemeinsamen Vorwiderstand R3, einen ebenfalls beiden Stromkreisen gemeinsamen Messwiderstand R4, über Masse, durch die Brückendiode D4 zu dem Anschluss A2 des Brückengleichrichters.The circuit includes two measuring circuits M1 and M2. The first measuring circuit M1 is shown in dotted lines. The current of the first measuring circuit M1 starts from the terminal A1 of the bridge rectifier and continues to flow through a separate resistor R1, a series resistor R3 common to both circuits, a measuring resistor R4, also common to both circuits, via ground, through the bridge diode D4 to the terminal A2 of the bridge rectifier ,
[0070] Der zweite Messstromkreis M2 ist in gestrichelten Linien dargestellt. Der Strom des zweiten Messstromkreises M2 geht von dem Anschluss A2 des Brückengleichrichters aus und fließt weiter durch den separaten Widerstand R2, den gemeinsamen Vorwiderstand R3, den gemeinsamen Messwiderstand R4, über Masse, durch die Brückendiode D2 zu dem Anschluss A1 des Brückengleichrichters.The second measuring circuit M2 is shown in dashed lines. The current of the second measuring circuit M2 starts from the terminal A2 of the bridge rectifier and continues to flow through the separate resistor R2, the common series resistor R3, the common measuring resistor R4, via ground, through the bridge diode D2 to the terminal A1 of the bridge rectifier.
[0071] An den Anschlüssen A1 und A2 der einen Brückendiagonalen entstehen zwei Teilspannungen unterschiedlicher Polarität, die die Spannungsquellen für die beiden Messstromkreise M1 und M2 bilden und Ursache für den Fluss der Ströme in den beiden Messstromkreisen sind. In dem Messstromkreis M1 fließt ein Strom 11, solange der Anschluss A1 positiv ist und der Anschluss A2 negativ. Umgekehrt fließt in dem Messstromkreis M2 ein Strom I2, wenn der Anschluss A2 positiv und der Anschluss A1 negativ ist.At the terminals A1 and A2 of a bridge diagonal two partial voltages of different polarity arise, which form the voltage sources for the two measuring circuits M1 and M2 and are the cause of the flow of currents in the two measuring circuits. In the measuring circuit M1, a current flows 11, as long as the terminal A1 is positive and the terminal A2 negative. Conversely, in the measuring circuit M2, a current I2 flows when the terminal A2 is positive and the terminal A1 is negative.
[0072] Beide Ströme 11, I2 fließen durch den Vorwiderstand R3 und den Messwiderstand R4 in gleicher Richtung. Um die durch den Messwiderstand R4 fließenden Ströme danach unterscheiden zu können, ob sie zum Messstromkreis M1 oder zum Messstromkreis M2 gehören, sind die Widerstandswerte der separaten Widerstände R1 und R2 unterschiedlich gewählt. Dadurch sind auch die Ströme der beiden Messstromkreise M1, M2 unterschiedlich, denn der Widerstand R1 gehört nur zum Messstromkreis M1 und der Widerstand R2 nur zum Messstromkreis M2. Dies dient dazu, in der an dem Messwiderstand R4 abfallenden Messspannung Vacdc die positive und die negative Spannungskomponente der Versorgungsspannung Vmains unterschiedlich zu gewichten.Both currents 11, I2 flow through the series resistor R3 and the measuring resistor R4 in the same direction. In order to distinguish the currents flowing through the measuring resistor R4 according to whether they belong to the measuring circuit M1 or to the measuring circuit M2, the resistance values of the separate resistors R1 and R2 are chosen differently. As a result, the currents of the two measuring circuits M1, M2 are different, because the resistor R1 belongs only to the measuring circuit M1 and the resistor R2 only to the measuring circuit M2. This serves to weight the positive and negative voltage components of the supply voltage Vmains differently in the measuring voltage Vacdc dropping across the measuring resistor R4.
[0073] Fig. 4 zeigt für jede der in Fig. 3 gezeigten Art der Versorgungsspannung Vmain die entsprechende Spannung Vacdc, die an dem Messwiderstand R4 abfällt. Die am Messwiderstand erfasste Spannung V1' bis V8' entspricht jeweils die Versorgungsspannung V1 bis V8.FIG. 4 shows, for each of the types of supply voltage Vmain shown in FIG. 3, the corresponding voltage Vacdc which drops across the measuring resistor R4. The voltage V1 'to V8' detected at the measuring resistor corresponds in each case to the supply voltage V1 to V8.
[0074] Die über den Messwiderstand R4 gemessene Spannung Vacdc ist eine pulsierende Gleichspannung, die positive Halbwellen aufweist, wobei diese Halbwellen gegebenenfalls 7/20 österreichisches Patentamt AT 13 365 Ul 2013-11-15 phasenab- bzw. -angeschnitten sind. Es gibt Halbwellen mit höherer und solchen mit niedrigerer Amplitude. Dies ist durch den unterschiedlichen Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 bedingt. Die Halbwellen mit höherer Amplitude sind kennzeichnend für den Strom in dem zweiten Messstromkreis M2 und spiegeln die negativen Halbwellen der Versorgungsspannung Vmains wieder, während die Halbwellen mit niedrigerer Amplitude kennzeichnend für den Strom im ersten Messstromkreis M1 und für positive Halbwellen der Versorgungsspannung Vmains sind. Alternativ können die Halbwellen mit höherer bzw. niedrigerer Amplitude auch jeweils den anderen Messstromkreis M1 bzw. M2 kennzeichnen, wobei die folgenden Erläuterungen entsprechend anzupassen sind.The measured via the measuring resistor R4 voltage Vacdc is a pulsating DC voltage having positive half-waves, these half-waves are optionally Phasenab- or -angeschnitten 7/20 Austrian Patent Office AT 13 365 Ul 2013-11-15. There are half waves with higher and those with lower amplitude. This is due to the different resistance of the resistors R1 and R2. The higher amplitude halfwaves are indicative of the current in the second sense circuit M2 and reflect the negative half waves of the supply voltage Vmains, while the lower amplitude halfwaves are indicative of the current in the first sense circuit M1 and positive halfwaves of the supply voltage Vmains. Alternatively, the half-waves with a higher or lower amplitude can also identify the other measuring circuit M1 or M2 in each case, with the following explanations being adapted accordingly.
[0075] Es sind erfindungsgemäß verschiedene Möglichkeiten zum Erkennen der Art bzw. Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains vorgesehen. Diese Erkennung wird vorzugsweise mittels der gemessenen Spannung Vacdc durchgeführt, wobei diese Spannung Vacdc zunächst vorzugsweise von einem Analog-Digital-Wandler 51 verarbeitet wird.According to the invention, various possibilities are provided for recognizing the type or profile of the supply voltage Vmains. This detection is preferably carried out by means of the measured voltage Vacdc, wherein this voltage Vacdc is first preferably processed by an analog-to-digital converter 51.
[0076] Die erste Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart basiert auf der Benutzung von Komparatoren. Einem Komparator 52 wird einerseits die über R4 abfallende Messspannung Vacdc zugeführt und andererseits als Schwellwert die Spannung Vrefl. Einem Komparator R3 wird ebenfalls die Messspannung Vacdc zugeführt und dazu als Schwellwert die Spannung Vref2. Die Ausgangsspannung des Komparators 52 ist mit Voutl bezeichnet, während die Ausgangsspannung des Komparators 53 mit Vout2 bezeichnet ist. Fig. 5 und Fig. 6 zeigen nun den Verlauf der Ausgangsspannung Voutl, Vout2 des jeweiligen Komparators 52, 53.The first way of detecting the voltage type is based on the use of comparators. A comparator 52, on the one hand, is supplied with the measuring voltage Vacdc, which drops across R4, and, on the other hand, as the threshold value, the voltage Vref. A comparator R3 is likewise supplied with the measuring voltage Vacdc and, as a threshold value, the voltage Vref2. The output voltage of the comparator 52 is designated Voutl, while the output voltage of the comparator 53 is designated Vout2. FIGS. 5 and 6 now show the profile of the output voltage Vout1, Vout2 of the respective comparator 52, 53.
[0077] Während der Zeitdauer T1, T2 bei Anliegen der bipolaren Wechselspannung V1, V2, lässt der Komparator 53 mit dem niedrigeren Schwellwert Vref2 an seinem Ausgang Vout2 eine Impulsfolge entstehen, die derjenigen des gemessenen Signals V1', V2' in Fig. 4 entspricht. Dagegen können am Ausgang Voutl des Komparators 52 mit dem höheren Schwellwert Vrefl nur die Halbwellen mit der höheren Amplitude eine Reaktion hervorrufen, so dass gemäß Fig. 5 nur jede zweite Halbwelle, und zwar die mit der höheren Amplitude, einen Ausgangsimpuls produziert. Wenn die Versorgungsspannung Vmains eine gewöhnliche Netzspannung mit der Frequenz von 50 Hz ist, so treten am Ausgang des Komparators 52 Impulse mit der Pulsfolgefrequenz von 50Hz auf, während am Ausgang des Komparators 53 Impulse mit der Pulsfolgefrequenz von 100Hz auftreten. Diese Kombination erlaubt es also, eine gewöhnliche Netzspannung als Betriebsspannung zu identifizieren.During the period T1, T2 when applying the bipolar AC voltage V1, V2, the comparator 53 with the lower threshold Vref2 at its output Vout2 can be a pulse train corresponding to that of the measured signal V1 ', V2' in Fig. 4 , In contrast, at the output Voutl of the comparator 52 with the higher threshold value Vref, only the half waves with the higher amplitude can cause a reaction, so that according to FIG. 5 only every second half wave, and that with the higher amplitude, produces an output pulse. If the supply voltage Vmains is an ordinary mains voltage with the frequency of 50 Hz, so occur at the output of the comparator 52 pulses at the pulse repetition frequency of 50Hz, while at the output of the comparator 53 pulses occur at the pulse repetition frequency of 100Hz. This combination thus makes it possible to identify an ordinary mains voltage as the operating voltage.
[0078] Während der Zeitdauer T3 bei Anliegen der vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3, fließt ein Strom nur in dem Messstromkreis M1. Am Ausgang Voutl des Komparators 52 tritt keine Spannung auf, während am Ausgang Vout2 des Komparators 53 Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 100 Hz - doppelte Netzfrequenz - auftreten. Dieses Spannungsmuster ist kennzeichnend für die vollgleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3.During the period T3 when applying the fully rectified AC voltage with positive half-waves V3, a current flows only in the measuring circuit M1. At the output Voutl of the comparator 52 no voltage occurs, while at the output Vout2 of the comparator 53 pulses with a pulse repetition frequency of 100 Hz - double mains frequency - occur. This voltage pattern is indicative of the fully rectified AC voltage with positive half waves V3.
[0079] Während der Zeitdauer T4 bei Anliegen der vollgleichgerichteten Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4, fließt ein Strom nur in dem Messstromkreis M2. Am Ausgang Voutl, Vout2 von beiden Komparatoren 52, 53 treten nunmehr Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 100 Hz auf. Dieses Muster der Spannungen Voutl, Vout2 ist kennzeichnend für die vollgleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4.During the period of time T4 when the fully rectified AC voltage is applied with negative half-waves V4, a current flows only in the measuring circuit M2. At the output Voutl, Vout2 of both comparators 52, 53 pulses now occur at a pulse repetition frequency of 100 Hz. This pattern of the voltages Voutl, Vout2 is indicative of the fully rectified AC voltage with negative half-waves V4.
[0080] Während der Zeitdauer T5 wird das Anliegen der einweggleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V5 dadurch von der Auswerteeinheit 13 erkannt, dass am Ausgang Voutl des Komparators 52 keine Spannung auftritt, während am Ausgang Vout2 des Komparators 53 Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 50 Hz, was der Netzfrequenz entspricht, auftreten.During the period of time T5, the application of the half-wave rectified AC voltage with positive half waves V5 is detected by the evaluation unit 13 that no voltage occurs at the output Voutl of the comparator 52, while at the output Vout2 of the comparator 53 pulses having a pulse repetition frequency of 50 Hz, what the mains frequency corresponds to occur.
[0081] Während der Zeitdauer T6 wird das Anliegen der einweggleichgerichteten Wechselspannung mit negativen Halbwellen V6 dadurch von der Auswerteeinheit 13 erkannt, dass am Ausgang Voutl, Vout2 von beiden Komparatoren 52, 53 Impulse mit einer Pulsfolgefrequenz von 50 Hz - d.h. Netzfrequenz - auftreten. 8/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15 [0082] Auch eine Versorgungsspannung in Form einer konstanten Gleichspannung kann detek-tiert werden, in dem die Ausgänge Voutl, Vout2 der Komparatoren 52, 53 bei einem konstanten Wert bleiben. Eine konstante Gleichspannung kann beispielsweise im Falle einer Notbeleuchtungssituation als Versorgungsspannung angelegt werden. Dies kann beispielsweise mittels einer zentralgespeisten Notlichtversorgung erfolgen, welche einen Ausfall der Versorgungsspannung auf dem Netz erkennt und eine beispielsweise batteriegepufferte Notlichtversorgung aufschaltet. Oft speisen derartige zentralgespeiste Notlichtversorgungen eine konstante Gleichspannung als Versorgungsspannung ein. Mittels der Auswerteeinheit 13 kann das Betriebsgerät 6 eine derartige Notbeleuchtungssituation anhand des Anliegens einer konstanten Gleichspannung erkennen und beispielsweise die Helligkeit des Leuchtmittels 8 entsprechend begrenzen, um die Energieaufnahme und damit den Verbrauch der durch die Batterie der zentralgespeisten Notlichtversorgung zur Verfügung stehende Energie zu verringern.During the period of time T6, the presence of the half-wave rectified AC voltage with negative half-waves V6 is detected by the evaluation unit 13 that at the output Voutl, Vout2 of both comparators 52, 53 pulses having a pulse repetition frequency of 50 Hz -. Mains frequency - occur. A supply voltage in the form of a constant DC voltage can also be detected, in which the outputs Vout1, Vout2 of the comparators 52, 53 remain at a constant value. A constant DC voltage can be applied, for example, in the case of an emergency lighting situation as a supply voltage. This can be done for example by means of a central-fed emergency lighting, which detects a failure of the supply voltage on the network and turns on, for example, a battery-backed emergency lighting. Often, such centrally supplied emergency lighting supplies feed a constant DC voltage as the supply voltage. By means of the evaluation unit 13, the operating device 6 can detect such an emergency lighting situation on the basis of the concern of a constant DC voltage and, for example, limit the brightness of the light source 8 accordingly, in order to reduce the energy consumption and thus the consumption of energy available by the battery of the centrally supplied emergency light supply.
[0083] Alternativ kann auch eine vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven oder negativen Halbwellen als Versorgungsspannung in einer Notbeleuchtungssituation aufgeschaltet werden.Alternatively, a fully rectified AC voltage with positive or negative half-waves can be connected as a supply voltage in an emergency lighting situation.
[0084] Da eine Notlichtversorgung in einer Notbeleuchtungssituation meist über einen längeren Zeitraum, beispielsweise von mehreren Minuten bis zu einigen Stunden, aufgeschaltet wird, kann die Auswerteeinheit 13 auch unterscheiden, ob die Änderung der Versorgungsspannung über einen kurzen Zeitraum oder einen längeren Zeitraum erfolgt. Bei einer Änderung über einen kurzen Zeitraum kann eine derartige Änderung als Dimmsignal erfasst werden, bei einer Änderung über einen längeren Zeitraum kann dies als eine Information über eine Notbeleuchtungssituation erfasst werden.Since an emergency lighting supply in an emergency lighting situation is usually switched on over a relatively long period of time, for example from several minutes to several hours, the evaluation unit 13 can also distinguish whether the change in the supply voltage takes place over a short period of time or a longer period of time. In the event of a change over a short period of time, such a change can be detected as a dimming signal; in the case of a change over a longer period of time, this can be detected as information about an emergency lighting situation.
[0085] In einer zu Fig. 7 alternativen Ausführungsform der Auswerteeinheit 13 ist es auch möglich, statt der beiden Komparatoren 52, 53 einen einzigen Komparator vorzusehen, dessen Eingang für die Bezugsspannung über einen Umschalter wechselweise eine höhere und eine niedrigere Bezugsspannung Vrefl bzw. Vref2 zugeführt wird. Um die Ausgangsspannung des einzigen Komparators auswerten zu können, muss dann zusätzlich noch die Umschaltfrequenz des Umschalters berücksichtigt werden. Dieser Fall ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.In an alternative to the Fig. 7 embodiment of the evaluation unit 13, it is also possible, instead of the two comparators 52, 53 to provide a single comparator whose input for the reference voltage via a switch alternately a higher and a lower reference voltage Vref or Vref2 is supplied. In order to be able to evaluate the output voltage of the single comparator, the switching frequency of the changeover switch must then additionally be taken into account. This case is not shown in the drawings.
[0086] Eine zweite Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart basiert auf der Benutzung einer Integrierschaltung bzw. Integratorstufe z.B. in Form eines Tiefpassfilters 55. Mit Hilfe des Tiefpassfilters 55 kann eine andere Art der Untersuchung der Versorgungsspannung Vmains vorgenommen werden.A second way of detecting the type of voltage is based on the use of an integrating circuit or integrator stage, e.g. in the form of a low-pass filter 55. With the aid of the low-pass filter 55, a different type of investigation of the supply voltage Vmains can be made.
[0087] Im Tiefpassfilter wird der Mittelwert MW der gemessenen Spannung Vacdc gebildet. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, hängt dieser Mittelwert direkt von der Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains. Je nach Höhe des Mittelwerts kann auf eine bipolare Wechselspannung V1, V2, auf eine vollgleichgerichtete Wechselspannung V3, V4, oder auf eine einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6 geschlossen werden.In the low-pass filter, the mean value MW of the measured voltage Vacdc is formed. As can be seen from FIG. 4, this mean value depends directly on the shape of the supply voltage Vmains. Depending on the height of the mean value, a bipolar alternating voltage V1, V2, a fully rectified AC voltage V3, V4, or a one-way rectified AC voltage V5, V6 can be deduced.
[0088] Die vollgleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4 verursacht, wie bereits gesehen, in der entsprechenden gemessenen Spannung V4' eine ununterbrochenen Folge von Halbwellen mit höherer Amplitude. Der Mittelwert ist in diesem Fall am größten unter der genannten Verlaufsformen V1 bis V6.The fully rectified AC voltage with negative half-waves V4 causes, as already seen, in the corresponding measured voltage V4 'an uninterrupted series of half waves with a higher amplitude. The mean value in this case is the largest among the mentioned courses V1 to V6.
[0089] Die Verlaufsform mit dem nächstniedrigen Mittelwert ist die bipolare Wechselspannung V1, V2. Diese weist in der gemessenen Spannung V1', V2' nämlich eine alternierende Folge von Halbwellen mit höherer und niedrigerer Amplitude.The waveform with the next lowest mean value is the bipolar AC voltage V1, V2. This has in the measured voltage V1 ', V2' namely an alternating sequence of half-waves with higher and lower amplitude.
[0090] Die Verlaufsform mit dem nächstniedrigen Mittelwert wäre dann die einweggleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V6. In der entsprechenden gemessenen Spannung V6' fehlen nämlich gegenüber der Spannung VT, V2 die Halbwellen mit niedrigeren Amplitude.The waveform with the next lowest mean value would then be the one-way rectified AC voltage with negative half-waves V6. Namely, in the corresponding measured voltage V6 ', the half-waves with a lower amplitude are missing with respect to the voltage VT, V2.
[0091] Die gemessene Spannung V3', die sich bei Anliegen einer vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3 ergibt, besteht wiederum aus einer kontinuierlichen Folge von Halbwellen mit niedrigerer Amplitude, s. Zeitraum T3 in Fig. 4. Die Widerstandswerte 9/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15 der separaten Widerstände R1 und R2 sind vorzugsweise so gewählt, dass der Mittelwert der Spannung V6' oberhalb vom Mittelwert der Spannung V6' liegt.The measured voltage V3 ', which results when applying a fully rectified AC voltage with positive half-waves V3, again consists of a continuous series of half-waves with lower amplitude, s. Period T3 in Fig. 4. The resistances 9/20 Austrian Patent Office AT13 365U1 2013-11-15 the separate resistors R1 and R2 are preferably selected so that the average value of the voltage V6 'above the average of the voltage V6' is.
[0092] Die Spannungsform mit dem niedrigsten Mittelwert ist die einweggleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V5, da die Spannung V5' nur halb so viel Halbwellen mit niedrigerer Amplitude aufweist wie die Spannung V3'.The lowest mean voltage waveform is the one-way rectified AC voltage with positive half-waves V5, since the voltage V5 'has half the half-waves of lower amplitude than the voltage V3'.
[0093] Wie in Fig. 8 gezeigt, können verschiedene Schwellwerte MWrefl, MWref2, MWref3, MWref4 festgesetzt werden, um anhand vom gebildeten Mittelwert MW der gemessenen Spannung Vacdc auf die Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains zu schließen. Der Wert der Schwellwerte hängt von der Höhe der Halbwellen der gemessenen Spannung Vacdc und somit vom Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 ab.As shown in FIG. 8, different thresholds MWref, MWref2, MWref3, MWref4 can be set in order to deduce the form of the supply voltage Vmains based on the mean value MW of the measured voltage Vacdc. The value of the threshold values depends on the height of the half-waves of the measured voltage Vacdc and thus on the resistance of the resistors R1 and R2.
[0094] Die Identifizierung der Versorgungsspannung Vmains auf Basis von Komparatoren 52, 53 oder der Integrierschaltung 55 ist entsprechend anzupassen, wenn die Widerstände R1, R2 derart gewählt sind, dass eine positive bzw. negative Halbwelle der Versorgungsspannung Vmains in der Messspannung Vacdc durch eine Halbwelle größerer bzw. niedrigerer Amplitude wiedergegeben ist.The identification of the supply voltage Vmains on the basis of comparators 52, 53 or the integrating circuit 55 is adapted accordingly when the resistors R1, R2 are selected such that a positive or negative half-wave of the supply voltage Vmains in the measuring voltage Vacdc by a half-wave larger or lower amplitude is reproduced.
[0095] Eine Erkennung der Verlaufsform bzw. der Polarität der Versorgungsspannung Vmains kann auf den Komparatoren 52, 53, oder auf der Integrierschaltung 55, oder auf einer Kombination der Komparatoren 52, 53 und der Integrierschaltung 55 beruhen.Detection of the profile or the polarity of the supply voltage Vmains can be based on the comparators 52, 53, or on the integrating circuit 55, or on a combination of the comparators 52, 53 and the integrating circuit 55.
[0096] Mit der ersten und der zweiten Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart können gezielt folgende Spannungsformen identifiziert werden: [0097] - bipolare Wechselspannung V1, V2, [0098] - vollgleichgerichteten Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3, [0099] - vollgleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4, [00100] - einweggleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V5, [00101] - einweggleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V6, [00102] - konstante Gleichspannung (nicht dargestellt).The following voltage forms can be identified with the first and the second option for detecting the voltage type: [0097] - bipolar alternating voltage V1, V2, [0098] - fully rectified alternating voltage with positive half waves V3, [0099] - fully rectified alternating voltage with negative Half-waves V4, [00100] - half-wave rectified AC voltage with positive half waves V5, [00101] - half-wave rectified AC voltage with negative half waves V6, [00102] - constant DC voltage (not shown).
[00103] Die Identifizierung kann indessen auf zwei, drei oder vier dieser fünf Spannungsformen begrenzt werden. Jede Spannungsform entspricht einem logischen Zustand.Meanwhile, the identification can be limited to two, three or four of these five voltage forms. Each voltage form corresponds to a logical state.
[00104] Eine dritte Möglichkeit zur Erkennung der Spannungsart basiert auf der Benutzung einer Differenzierschaltung 54 bzw. eines Mittels zum Ableiten bzw. Differenzieren. Dadurch kann eine phasenab- bzw. -angeschnittene Wechselspannung V7, V8 identifiziert werden.A third way of detecting the type of voltage is based on the use of a differentiating circuit 54 or a means for deriving or differentiating. As a result, a phase-cut or -anged AC voltage V7, V8 can be identified.
[00105] Die Differenzierschaltung ist z.B. in Form eines Hochpasses ausgestaltet. Der Differenzierschaltung 54 wird eingangsseitig die gemessene Spannung Vacdc zugeführt. Dessen Ausgang AA wird mit einem Schwellwert verglichen. Wenn der Ausgang AA oder der Absolutwert des Ausgangs AA den vorgegeneben Schwellwert überschreitet, schließt die Auswerteeinheit 13 auf das Vorhandensein eines Phasenab- bzw. -anschnitts bzw. auf eine phasenangeschnittene pulsierende Wechselspannung V7, V8. Eine Versorgungsspannung Vmains mit Phasenab- bzw. -anschnitt bildet einen logischen Zustand, eine Versorgungsspannung Vmains ohne Phasenab- bzw. -anschnitt bildet einen weiteren logischen Zustand.The differentiating circuit is e.g. designed in the form of a high pass. The differentiating circuit 54 is supplied on the input side, the measured voltage Vacdc. Its output AA is compared with a threshold value. If the output AA or the absolute value of the output AA exceeds the prevailing threshold value, the evaluation unit 13 concludes the presence of a phase cut-off or a phase-cut pulsating alternating voltage V7, V8. A supply voltage Vmains with Phasenab- or -anschnitt forms a logical state, a supply voltage Vmains without Phasenab- or -anschnitt forms another logical state.
[00106] Diese drei Möglichkeiten zur Erkennung der Verlaufsform der an der Lampe anliegenden Versorgungsspannung Vmains können separat oder in Kombination in der Auswerteeinheit 13 bzw. Steuereinheit 15 implementiert werden, je nachdem welche mögliche Verlaufsform der Versorgungsspannung Vmains zu identifizieren ist.These three ways of detecting the shape of the voltage applied to the lamp supply voltage Vmains can be implemented separately or in combination in the evaluation unit 13 and control unit 15, depending on which possible waveform of the supply voltage Vmains is to identify.
[00107] Die Komparatoren 52, 53 und/oder die Integrierschaltung 55 können eingesetzt werden, um mindestens eine der folgenden Verlaufsformen zu identifizieren: vollgleichgerichtete Wechselspannung V3, V4, und einweggleichgerichtete Wechselspannung V5, V6.The comparators 52, 53 and / or the integrating circuit 55 can be used to identify at least one of the following waveforms: fully rectified AC voltage V3, V4, and half-wave rectified AC voltage V5, V6.
[00108] Die Differenzierschaltung 54 wird eingesetzt, um eine phasenangeschnittene pulsie- 10/20 österreichisches Patentamt AT13 365U1 2013-11-15 rende Wechselspannung V7, V8 zu erkennen.The differentiating circuit 54 is used to detect a phase-cut pulsating AC voltage V7, V8.
[00109] Diese Verlaufsformen bilden logische Zustände, von denen abhängig die LEDs 8, 8' von der Steuereinheit 15 gesteuert werden.These waveforms form logical states, of which depending on the LEDs 8, 8 'are controlled by the control unit 15.
[00110] Wenn am Eingang ein bestimmter logischer Zustand erkannt wird, beispielsweise eine vollgleichgerichtete Wechselspannung mit positiven Halbwellen V3, wird die Helligkeit der LEDs 8, 8' angepasst. Der logische Zustand wird als Dimmbefehl erkannt. Die Anpassung der Helligkeit der LEDs 8, 8' kann insbesondere durch eine Änderung der Ansteuerung der LEDs 8, 8' durch den DC/DC-Wandler 12 erfolgen.When a certain logic state is detected at the input, for example, a fully rectified AC voltage with positive half-waves V3, the brightness of the LEDs 8, 8 'is adjusted. The logical state is recognized as a dimming command. The adaptation of the brightness of the LEDs 8, 8 'can be effected in particular by a change in the control of the LEDs 8, 8' by the DC / DC converter 12.
[00111] Ausgehend von diesen logischen Zuständen lassen sich analoge oder digitale Signalprotokolle implementieren. Analog ist bspw. eine Auswertung durch eine Steuereinheit im Betriebsgerät des Leuchtmittels, z.B. bezüglich der Dauer und/oder einer Wiederholrate des jeweiligen logischen Zustands. Diese Protokolle können adressiert oder unadressiert sein. Im Falle einer Adressierung können Daten oder Signale Teil des Protokolls sein.Based on these logic states, analog or digital signal protocols can be implemented. Analogously, for example, an evaluation by a control unit in the operating device of the luminous means, e.g. with regard to the duration and / or a repetition rate of the respective logical state. These protocols may be addressed or unaddressed. In the case of addressing, data or signals may be part of the protocol.
[00112] Die Netzwechselspannung, die dem Betriebsgerät ohnehin für dessen Betrieb zugeführt werden muss, wird also so modifiziert, dass sie die Steuerinformationen zum Beeinflussen oder Verändern mindestens eines Parameters des Leuchtmittels, insbesondere einer Retrofit LED-Lampe, enthält. Dies gelingt durch Identifikation der Verlaufsform bzw. eines Phasenanschnitts der Versorgungsspannung.The AC line voltage, which must anyway be supplied to the operating device for its operation, is thus modified so that it contains the control information for influencing or changing at least one parameter of the lighting means, in particular a retrofit LED lamp. This is achieved by identifying the shape of the waveform or a phase angle of the supply voltage.
[00113] Das vorübergehende Anliegen einer vollgleichgerichteten Wechselspannung V3, V4, einer einweggleichgerichteten Wechselspannung V5, V6, oder einer phasenangeschnittenen pulsierenden Wechselspannung V7, V8 an der Retrofit-LED-Lampe L wird von der Auswerteeinheit 13 erkannt und von der Steuereinheit dahingehend interpretiert, dass z.B. eine Anpassung der Helligkeit vorgenommen werden soll.The temporary concern of a fully rectified AC voltage V3, V4, a one-way rectified AC voltage V5, V6, or a phase-cut pulsating AC voltage V7, V8 on the retrofit LED lamp L is detected by the evaluation unit 13 and interpreted by the control unit to the effect that eg an adjustment of the brightness should be made.
[00114] Wie bereits erwähnt, kann auch die Farbe oder die Farbtemperatur der Retrofit-LED-Lampe L angepasst werden. Die Farbe kann z.B. zwischen zwei Farben abgeändert werden. Eine Erhöhung der Farbe kann eine Abänderung von einer ersten Farbe zu einer zweiten Farbe bedeuten, und eine Absenkung der Farbe kann sich dann auf eine Abänderung zurück in Richtung der ersten Farbe beziehen. Die Farbtemperatur kann erhöht oder gesenkt werden. Diese Anpassung der Farbe oder Farbtemperatur ist besonders sinnvoll bei Retrofit-Lampen mit LEDs unterschiedlicher Farbe oder mit mehreren LED-Modulen, wobei jedes LED-Modul LEDs 8 einer bestimmten Farbe bzw. eines bestimmten Wellenlängenbereichs aufweist. In Fig. 2 ist entsprechend die Versorgung eines zusätzlichen LED-Moduls 7' aufweisend LEDs 8' mit einer Gleichspannung 10' in gestrichelten Linie dargestellt. Bei einer Anpassung der Farbe oder der Farbtemperatur der Retrofit-LED-Lampe L wird dann die Helligkeit der LEDs von zumindest einem der LED-Module 7, 7' geändert.As already mentioned, the color or the color temperature of the retrofit LED lamp L can be adjusted. The color may e.g. be changed between two colors. An increase in color may mean a change from a first color to a second color, and a decrease in color may then refer to a change back toward the first color. The color temperature can be increased or decreased. This adjustment of the color or color temperature is particularly useful in retrofit lamps with LEDs of different colors or with multiple LED modules, each LED module having LEDs 8 of a specific color or a specific wavelength range. In Fig. 2, the supply of an additional LED module 7 'having LEDs 8' with a DC voltage 10 'is shown correspondingly in dashed line. When adjusting the color or the color temperature of the retrofit LED lamp L, the brightness of the LEDs of at least one of the LED modules 7, 7 'is then changed.
[00115] Die Antwort der Steuereinheit 15 auf das Erkennen eines bestimmten logischen Zustands kann unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die Lichtleistung z.B. alle 10 oder 20 ms erhöht oder verringert werden, solange dieser bestimmte logische Zustand erkannt wird. Statt 10 oder 20 ms ist auch ein anderer Zeitabstand bis zur nächsten Erhöhung bzw. Verringerung denkbar.The response of the control unit 15 to the detection of a particular logical state may be different. For example, the light output may be e.g. be increased or decreased every 10 or 20 ms as long as this particular logical state is detected. Instead of 10 or 20 ms, another time interval is conceivable until the next increase or decrease.
[00116] Die Helligkeit wird Schritt für Schritt geändert. Wenn der logische Zustand wieder verlassen wird, so ist die am Ende des logischen Zustands erreichte Helligkeit vorzugsweise konstant beizubehalten. Durch entsprechend kurzes oder langes Drücken des Tasters T kann somit ein Benutzer die Lichtleistung und ein gewünschtes Dimm-Level einstellen.[00116] The brightness is changed step by step. When the logic state is left again, the brightness reached at the end of the logic state is preferably to be maintained constant. By correspondingly short or long pressing of the button T, a user can thus set the light output and a desired dimming level.
[00117] Der logische Zustand und somit die Verlaufsform und/oder der Phasenanschnitt können z.B. die Dimmrichtung oder die Dimmgeschwindigkeit festlegen.The logic state, and thus the waveform and / or the phase gating may be e.g. determine the dimming direction or the dimming speed.
[00118] Eine zusätzliche Information kann in der Polarität der Versorgungsspannung Vmains stecken. Die Polarität einer Folge von Netzspannungshalbwellen gleicher Polarität kann z.B. ebenfalls die Dimmrichtung oder die Dimmgeschwindigkeit (Dimmrate) festlegen.Additional information may be in the polarity of the supply voltage Vmains. The polarity of a series of mains voltage half-waves of the same polarity can e.g. also set the dimming direction or the dimming speed (dimming rate).
[00119] Die vollgleichgerichtete bzw. einweggleichgerichtete Wechselspannung mit positiven 11 /20 österreichisches Patentamt AT 13 365 Ul 2013-11-15The fully rectified or one-way rectified AC voltage with positive 11/20 Austrian Patent Office AT 13 365 Ul 2013-11-15
Halbwellen V3, V5 kann entsprechend eine erste Dimmrichtung oder eine erste Dimmge-schwindigkeit definieren. Die vollgleichgerichtete bzw. einweggleichgerichtete Wechselspannung mit negativen Halbwellen V4, V6 definiert dann eine zweite, entgegengesetzte Dimmrichtung oder eine zweite Dimmgeschwindigkeit.Half-waves V3, V5 may respectively define a first dimming direction or a first dimming speed. The fully rectified or half-rectified AC voltage with negative half-waves V4, V6 then defines a second, opposite dimming direction or a second dimming speed.
[00120] Die zeitliche Gesamtlänge des logischen Zustands bestimmt vorzugsweise den Grad der Beeinflussung oder der Änderung des Parameters für den Betrieb des Leuchtmittels.The overall time length of the logic state preferably determines the degree of influence or the change of the parameter for the operation of the luminous means.
[00121] Während der Zeitdauer eines bestimmten logischen Zustands kann z.B. zyklisch ein Aufwärts- und Abwärtsdimmen („switch dimm") durchgeführt werden, bis der Benutzer die manuelle Betätigung des Tasters T wieder stoppt.During the period of a certain logical state, e.g. cyclically up and down dimming ("switch dimming") are performed until the user stops manual operation of the T button again.
[00122] Dies kann auch in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Dimmvorgang erfolgen, z.B. abhängig davon, ob vorher ein Aufwärts-/Abwärtsdimmen erfolgte. Bei einem folgenden Dimmvorgang kann dann entsprechend ein Dimmen in entgegengesetzte Dimmrichtung (ein Abwärts-/Aufwärtsdimmen) erfolgen.This may also be done in response to a previous dimming operation, e.g. depending on whether an up / down dimming was done before. In a subsequent dimming operation, dimming in the opposite dimming direction (down / up dimming) can then take place accordingly.
[00123] Das Auftreten eines bestimmten logischen Zustands kann auch z.B. einen vorgegebenen Dimmsprung auslösen. Für die Zeitdauer des logischen Zustands kann das Leuchtmittel auch auf einen bestimmten reduzierten oder erhöhten Dimmlevel betrieben werden, z.B. nachdem ein Sensor wie z.B. ein Bewegungs- und/oder Lichtsensor ein Ereignis registriert.The occurrence of a particular logic state may also be e.g. trigger a predetermined dimming jump. For the duration of the logic state, the illuminant may also be operated at a certain reduced or increased dimming level, e.g. after a sensor such as e.g. a motion and / or light sensor registers an event.
[00124] Die Steuereinheit 15 kann auf Basis der von der Auswerteeinheit 13 durchgeführten Auswertung auch die Betriebsweise des AC/DC-Wandlers 11 und / oder des DC/DC-Wandlers 12 anpassen oder ändern. Beispielsweise können auch Parameter einer Regelschleife angepasst werden oder bestimmte Funktionen oder Schaltungsteile aktiviert oder deaktiviert werden (beispielsweise eine teilweise Abschaltung von Zusatzfunktionen im Falle des Erkennens einer Notbeleuchtungssituation).The control unit 15 may also adjust or change the operation of the AC / DC converter 11 and / or the DC / DC converter 12 based on the evaluation carried out by the evaluation unit 13. For example, parameters of a control loop can also be adapted or certain functions or circuit parts can be activated or deactivated (for example a partial shutdown of additional functions in the event of detection of an emergency lighting situation).
[00125] Die Steuereinheit 15 kann auch dazu ausgelegt sein, während der Zeitdauer des Anliegens einer einweggleichgerichteten Wechselspannung mit negativen oder positiven Halbwellen den Betrieb von anderen Bauteilen des Betriebsgeräts 6, beispielsweise die Betriebsweise des AC/DC-Wandlers 11, und/oder elektrischen Verbrauchern zur zumindest teilweisen Kom-pensierung einer verringerten Leistungsversorgung während der Zeitdauer des Anliegens der einweggleichgerichteten Wechselspannung zu verändern.The control unit 15 may also be designed, during the duration of the application of a half-wave rectified AC voltage with negative or positive half waves, the operation of other components of the operating device 6, for example, the operation of the AC / DC converter 11, and / or electrical consumers for at least partially compensating a reduced power supply during the period of application of the half-wave rectified AC voltage.
[00126] Das Betriebsgerät 6 kann beispielsweise als Treiberschaltung nur einen einstufigen Konverter wie beispielsweise einen potentialgetrennten Sperrwandler (Flyback-Konverter) aufweisen, der die Funktionalität des AC/DC-Wandlers 11 mit der des DC/DC-Wandlers 12 kombiniert.The operating device 6, for example, as a driver circuit only a single-stage converter such as a floating flyback converter (flyback converter), which combines the functionality of the AC / DC converter 11 with that of the DC / DC converter 12.
[00127] Das Betriebsgerät 6 und das LED-Modul 7 können auch innerhalb einer Leuchte als einzelne Einheiten angeordnet sein. 12/20 AT 13 365 Ul 2013-11-15 österreichischesThe operating device 6 and the LED module 7 can also be arranged within a lamp as individual units. 12/20 AT 13 365 Ul 2013-11-15 Austrian
Patentamt BEZUGSZEICHENLISTE: L Retrofit LED-Lampe S Schalter T Taster Vacdc gemessene Spannung Vmains Versorgungsspannung VN Netz-Wechselspannung 1 Signalgeber 2 Schraubsockel 3 Glaskolben 4 Endpol 5 Schraubgewinde 6 Betriebsgerät 7, 7' LED-Modul 8, 8' LED 6 Betriebsgerät 7 LED-Modul 8 LEDs 9 weitergeleitete Versorgungsspannung Vmains 10, 10' Gleichspannung 11 AC/DC-Wandler 12 DC/DC-Wandler 13 Auswerteeinheit 14 Polaritäts-Sensor 15 Steuereinheit 16 Phasenanschnitt-Sensor 17 Zeitmessgerät 18 Steuersignal 51 Analog-Digital-Wandler 52, 53 Komparator 54 Differenzierschaltung 55 Integrierschaltung 13/20Patent office CODE LIST: L Retrofit LED lamp S switch T button Vacdc voltage measured Vmains supply voltage VN mains AC voltage 1 signal transmitter 2 screw base 3 glass bulb 4 end pole 5 screw thread 6 operating device 7, 7 'LED module 8, 8' LED 6 operating device 7 LED Module 8 LEDs 9 Forwarded supply voltage Vmains 10, 10 'DC 11 AC / DC converter 12 DC / DC converter 13 Evaluation unit 14 Polarity sensor 15 Control unit 16 Phase gating sensor 17 Timing device 18 Control signal 51 Analog-to-digital converter 52, 53 Comparator 54 differentiating circuit 55 integrating circuit 13/20
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20170430 |