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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Lampen an einem
Elektronischen Vorschaltgerät
gemäß des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 und ein Elektronisches Vorschaltgerät für Lampen.
Unter dem Begriff Lampen werden im Sinn der Erfindung alle Arten
von elektrisch betriebenen Lichtquellen verstanden. Insbesondere
werden unter diesem Begriff Hochdruckentladungslampen, Niederdruckentladungslampen,
Leuchtstofflampen, Glühlampen,
Halogenglühlampen
und Leuchtdioden subsummiert. Als Elektronisches Vorschaltgerät werden solche
Vorschaltgeräte
für den
Betrieb von Lampen bezeichnet, die aus der Netzwechselspannung eine Spannung
mit deutlich höherer
Frequenz generieren, um daraus die Versorgungsspannung für die Lampen abzuleiten.
Beispielsweise sind das Elektronische Vorschaltgeräte zum Betrieb
von einer oder mehreren Entladungslampen, Elektronische Transformatoren
zum Betrieb von Niedervolt-Halogenglühlampen oder Treiberschaltungen
für Leuchtdioden.
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I. Stand der Technik
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Die
Offenlegungsschrift WO 02/41671 A2 beschreibt eine Beleuchtungsanlage
mit mehreren Elektronischen Vorschaltgeräten zum Betreiben von daran
angeschlossenen Lampen und einer zentralen Steuervorrichtung für diese
Vorschaltgeräte.
Die Elektronischen Vorschaltgeräte
tauschen mit der zentralen Steuervorrichtung digitale Daten aus.
Diese Kommunikation erfolgt gemäß des standardisierten
sogenannten DALI-Protokolls. Die Abkürzung DALI steht für Digital
Addressable Lighting Interface.
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II. Darstellung der Erfindung
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben von Lampen
an einem Elektronischen Vorschaltgerät bereitzustellen, das eine
automatische Be standsaufnahme der in einer Beleuchtungsanlage angeordneten
Elektronischen Vorschaltgeräte
und der daran betreibbaren oder daran angeschlossenen Lampen ermöglicht.
Außerdem
ist es die Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Elektronisches
Vorschaltgerät
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 7 gelöst. Besonders vorteilhafte
Ausführungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Betreiben von Lampen an einem Elektronischen Vorschaltgerät zeichnet
sich dadurch aus, dass vor der Inbetriebnahme des Elektronischen
Vorschaltgerätes oder
während
einer Betriebsphase des Elektronischen Vorschaltgerätes vom
momentanen Betriebszustand unabhängige
Daten des Elektronischen Vorschaltgerätes oder der Lampen, die daran
betrieben werden können,
in einem Speicherelement des Elektronischen Vorschaltgerätes gespeichert
werden, so dass diese Daten auch bei ausgeschaltetem Elektronischen
Vorschaltgerät
oder im Bereitschaftsbetrieb, das heißt, im sogenannten Stand-By-Betrieb,
des Elektronischen Vorschaltgerätes
gespeichert bleiben.
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Dadurch
ist gewährleistet,
dass diese Daten für
eine Diagnose oder eine Auswertung, die beispielsweise mittels eines
Computers, der zu Diagnosezwecken an eine Schnittstelle der Beleuchtungsanlage
angeschlossen wird, oder aber mittels einer zentralen Steuervorrichtung,
die alle Elektronischen Vorschaltgeräte der Beleuchtungsanlage ansteuert, während einer
Inbetriebnahmephase der Beleuchtungsanlage, zu der das Elektronische
Vorschaltgerät
gehört,
zur Verfügung
stehen. Bei den Daten handelt es sich vorzugsweise um die Kennung
des Elektronischen Vorschaltgerätes
und die Kennungen der Lampentypen, die daran betrieben werden können. Mittels
dieser Daten kann eine Bestandsaufnahme der in einer Beleuchtungsanlage
integrierten Elektronischen Vorschaltgeräte und der daran betreibbaren Lampen
durchgeführt
werden.
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Das
Speicherelement für
diese Daten wird vorteilhaft ein EEPROM verwendet, da dieses Halbleiterbauteil
seinen Speicherinhalt dauerhaft, das heißt, auch bei ausgeschalteter
Versorgungsspannung aufbewahrt.
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Vorteilhafterweise
wird während
einer Betriebsphase der Lampentyp der an das Elektronische Vorschaltgerät angeschlossenen
Lampen ermittelt und diese Information in dem Speicherelement des Elektronischen
Vorschaltgerätes
gespeichert. Dadurch kann mittels eines Computers, der zu Diagnosezwecken
an eine Schnittstelle der Beleuchtungsanlage angeschlossen wird,
oder mittels einer zentralen Steuervorrichtung der Beleuchtungsanlage, die
das Elektronische Vorschaltgerät
ansteuert, eine Bestandsaufnahme der tatsächlich an den Elektronischen
Vorschaltgeräten
der Beleuchtungsanlage angeschlossenen Lampen durchgeführt werden.
Außerdem
wird dadurch ermöglicht,
an den angeschlossenen Lampen während
des Betriebs eine Fehlerdiagnose durchzuführen und deren Ergebnis ebenfalls in
dem Speicherelement zu speichern. Vorzugsweise werden während des
Betriebs die Informationen zum Resultat der an dem Elektronischen
Vorschaltgerät und
den daran angeschlossenen Lampen durchgeführten Fehlerdiagnosen in dem
Speicherelement des Elektronischen Vorschaltgerätes gespeichert. Dadurch können an
zentraler Stelle, beispielsweise mittels eines Computers, der zu
Diagnosezwecken an eine Schnittstelle der Beleuchtungsanlage angeschlossen
wird, oder mittels einer zentralen Steuervorrichtung der Beleuchtungsanlage,
defekte Elektronische Vorschaltgeräte und defekte Lampen an diesen
Elektronischen Vorschaltgeräten
detektiert werden.
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Besonders
vorteilhaft werden die Daten über eine
Schnittstelle des Elektronischen Vorschaltgerätes, die zum Anschließen einer
externen Steuervorrichtung zur digitalen Ansteuerung des Elektronischen
Vorschaltgerätes
vorgesehen ist, unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls
für die
digitale Ansteuerung des Elektronischen Vorschaltgerätes mittels
der vorgenannten zentralen Steuervorrichtung aus dem Speicherelement
ausgelesen oder in das Speicherelement geschrieben. Dadurch ist
gewährleistet,
dass die Auswertung der in dem Speicherelement jedes Elektronischen
Vorschaltgerätes gespeicherten
Daten oder die Diagnose des Systems nicht nur mittels eines zu Diagnosezwecken
angeschlossenen Computers durchgeführt werden kann, sondern auch
mittels der zentralen Steuervorrichtung, die mit den Elektronischen
Vorschaltgeräten der
Beleuchtungsanlage digitale Signale gemäß eines Kommunikationsprotokolls
austauscht, eine Diagnose und Fehlerbehandlung des Systems vorgenommen
werden kann. Vorzugsweise ist das Kommunikationsprotokoll, das der
Kommunikation zwischen den Elektronischen Vorschaltgeräten und
der zentralen Steuervorrichtung der Beleuchtungsanlage zugrunde
liegt, kompatibel zu dem standardisierten Kommunikationsprotokoll
gemäß DALI ausgelegt, damit
das erfindungsgemäße Verfahren
in Kombination mit dem vorgenannten standardisierten Kommunikationsprotokoll
verwendet werden kann. Für
das Auslesen der in dem Speicherelement eines jeden Elektronischen
Vorschaltgerätes
gespeicherten Daten und für
das Schreiben dieser Daten in das jeweilige Speicherelement werden
Codes verwendet, die gemäß des standardisierten
Kommunikationsprotokolls gemäß DALI keinem
Steuerbefehl und keiner Funktion zugeordnet sind.
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Das
erfindungsgemäße Elektronische
Vorschaltgerät
für Lampen
kann mittels eines Kommunikationsprotokolls gesteuert werden und
besitzt ein Speicherelement zur Speicherung von Informationen, das
erfindungsgemäß derart
ausgebildet ist, dass es vom momentanen Betriebszustand unabhängige Daten
des Elektronischen Vorschaltgerätes und/oder
der daran betreibbaren Lampen dauerhaft speichern kann. Das Speicherelement
ist vorteilhaft als EEPROM, das heißt als Electrical Erasable
Programmable Read Only Memory, ausgebildet, da dieses Speicherelement
die gespeicherte Information auch bei ausgeschalteter Versorgungsspannung
bewahrt.
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III. Beschreibung des
bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Aufbaus des Elektronischen Vorschaltgerätes gemäß eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung
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2 eine
schematische Darstellung einer Beleuchtungsanlage mit mehreren der
in 1 abgebildeten Elektronischen Vorschaltgeräten
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Das
in 1 schematisch abgebildete Elektronische Vorschaltgerät 1 dient
zum Betreiben einer Leuchtstofflampe 2. Dieses Vorschaltgerät 1 weist
einen Netzspannungsanschluss 31 zum Anschließen einer
Netzspannungsversorgungsleitung 32 und einen Steueranschluss 41 zum
Anschließen
einer Steuerleitung 41 auf. Der Netzspannungsanschluss 31 führt über ein
Funkentstörfilter 11 und
einen Gleichrichter mit Leistungsfaktorkorrekturschaltung 12 zu
einem Glättungskondensator 13,
der einen nachgeschalteten Wechselrichter 14, beispielsweise einen
Halbbrücken-Wechselrichter, mit
Gleichspannungsleistung versorgt. Der Wechselrichter 14 enthält im wesentlichen
die Funktionsblöcke
Lampenschaltung 14a zum Zünden und Betreiben der Gasentladung
in der Leuchtstofflampe 2 und Heizschaltung 14b zum
Heizen der Elektroden der Leuchtstofflampe 2 und ist über einen
Transformator 15 mit Abgriffen für das Heizen der Elektroden
an die Lampe 2 angeschlossen.
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Der
Steueranschluss 41 ist an eine digitale Schnittstelle 17 angeschlossen
und liefert über
diese ein Steuersignal an einen Mikrocontroller 16 mit
Speicher 16a. Dieser Mikrocontroller 16 dient
zur Steuerung des Wechselrichters 14 und der Leistungsfaktorkorrekturschaltung 12,
das heißt,
zur Steuerung des Lampenbetriebs einschließlich Heizen der Elektroden,
Zünden
der Gasentladung und Helligkeitssteuerung der Lampe 2.
Der Speicher 16a umfasst auch einen EEPROM, in dein vorzugsweise
vom momentanen Betriebszustand des Vorschaltgerätes 1 und der Lampe 2 unabhängige Daten
gespeichert werden. Insbesondere werden in dem EEPROM des Speichers 16a die
Kennung des Elektronischen Vorschaltgerätes 1 und die Kennungen
der Lampentypen, die an diesem Vorschaltgerät 1 betrieben werden
können,
gespeichert. Zusätzlich
werden in dem EEPROM auch die Kennung des Lampentyps der tatsächlich an
dem Vorschaltgerät 1 angeschlossenen Lampe 2 und
aktuelle Informationen über
das Resultat zuletzt durchgeführter
Fehlerdiagnosen an diesem Vorschaltgerät 1 und der Lampe 2 gespeichert.
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Die 2 zeigt
in schematischer Weise eine Beleuchtungsanlage, wobei die Bezugszeichen 1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m Elektronische
Vorschaltgeräte
des in 1 dargestellten Typs und die Bezugszeichen 2-11 bis 2-n sowie 2-21 bis 2-m daran
angeschlossene Leuchtstofflampen bezeichnen. Diese Vorschaltgeräte und die daran
angeschlossenen Lampen sind unterschiedlichen Räumen angeordnet. Zur Veranschaulichung
sind in 2 nur zwei Räume, nämlich Raum 1 und Raum 2 mittels
der gestrichelten horizontalen Linie dargestellt. Die Beleuchtungsanlage
weist außerdem
zwei Steuervorrichtungen 3a und 3b sowie Bedienungselemente
für die Steuervorrichtungen 3a, 3b auf,
die jeweils beide in dem Raum 1 angeordnet sind. In dem
Raum 2 ist ein gleichartiges Bedienungselement 7a für die Steuervorrichtung 3a angeordnet.
Die Steuervorrichtung 3a erfüllt Funktionen, die von beiden
Räumen
aus bedient werden können,
während
die Bedienungselemente 7b der Steuervorrichtung 3b nur
vom ersten Raum aus zugänglich
sind. Mittels der Steuervorrichtung 3a und ihrer Bedienungselemente 7a wird
beispielsweise die Beleuchtung in den einzelnen Räumen dezentral
gesteuert, während
die zentralen Funktionen der Beleuchtungsanlage, wie beispielsweise
ihre Inbetriebnahme und Überwachung
der Funktionsfähigkeit
ihrer Komponenten, mittels der zentralen Steuervorrichtung 3b und
ihrer Bedienungselemente 7b durch autorisiertes Personal
vom ersten Raum aus durchgeführt
wird. Beide Steuervorrichtungen 3a, 3b sind mit
Steuersignalausgängen
jeweils mit zwei Bussignalleitungen 42 verbunden, deren
Abzweigungen der in 1 abgebildeten Steuerleitung 42 entsprechen.
Die beiden Steuervorrichtungen 3a, 3b können naturlich
als bauliche Einheit ausgebildet sein. Die Netzspannungsversorgung 32 der
Elektronischen Vorschaltgeräte
ist in 2 nicht gezeigt.
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Die
Kommunikation zwischen den Steuervorrichtungen 3a, 3b und
den Elektronischen Vorschaltgeräten 1-11 bis 1-n sowie 1-21 bis 1-m ist
bidirektional, das heißt,
es werden über
die zweipolige Busleitung 42 digitale Daten in beide Richtungen ausgetauscht.
Diese Daten sind im 16 Bit-Format gemäß des standardisierten Kommunikationsprotokolls DALI
codiert. Das 16 Bit-Format ermöglicht
insgesamt 216 unterschiedliche Codes für den Datenaustausch,
die nicht alle von dem vorgenannten standardisierten Kommunikationsprotokoll
benutzt werden.
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Es
können
daher einige von dem standardisierten Kommunikationsprotokoll nicht
benutzte Codes mit Steuerbefehlen für eine Fehlerdiagnose oder Überwachung
der Beleuchtungsanlage belegt werden, die beispielsweise über die
Bedienungselemente 7b und die Steuervorrichtung 3b initiiert
wird. Insbesondere können
für jedes
einzel ne Elektronische Vorschaltgerät 1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m sowie für jede einzelne
der daran angeschlossenen Lampen 2-11 bis 2-n und 2-21 bis 2-22 Information
abgerufen werden, die in dem EEPROM des Speichers 16a eines
jeden dieser Vorschaltgeräte über das
jeweilige Vorschaltgerät
und die daran anschließbaren bzw.
angeschlossenen Lampen gespeichert sind. Beispielsweise sind in
dem EEPROM des Speichers 16a eines jeden Elektronischen
Vorschaltgerätes
die Kennung dieses Vorschaltgerätes
und die Kennungen der daran anschließbaren Lampentypen sowie die
Kennung der aktuell an dieses Vorschaltgerät angeschlossenen Lampe gespeichert.
Dadurch kann durch Abrufen dieser Informationen mittels der Steuervorrichtung 3b eine
Bestandsaufnahme aller Komponenten der Beleuchtungsanlage vorgenommen werden.
Zusätzlich
sind in dem EEPROM eines jeden Elektronischen Vorschaltgerätes 1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m Informationen über das
Ergebnis der zuletzt durchgeführten
Fehlerdiagnose an dem jeweiligen Vorschaltgerät und den daran angeschlossenen Lampen
gespeichert. Das heißt,
mittels der Steuervorrichtung 3b kann auch abgerufen werden,
welches der Elektronischen Vorschaltgeräte 1-11 bis 1-n und 1-21 bis 1-m sowie
welche der Lampen 2-11 bis 2-n und 2-21 bis 2-m defekt
ist.
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Die
vorgenannten Fehlerdiagnosen führt
jedes Elektronische Vorschaltgerät
für sich
und seine angeschlossenen Lampen selbsttätig während des Betriebs mittels
des im Mikrocontroller 16 gespeicherten Programms durch.
Der entsprechende Speicherinhalt des EEPROM wird mit dem aktuellen
Ergebnis der zuletzt durchgeführten
Fehlerdiagnose überschrieben,
wenn es von dem Ergebnis der zuvor durchgeführten Fehlerdiagnose abweicht.
Die Erkennung des Lampentyps der an das jeweilige Elektronische
Vorschaltgerät
angeschlossenen Lampe wird ebenfalls mittels des im Mikrocontroller 16 implementierten
Programms durchgeführt
und in dem EEPROM des Speichers 16a des jeweiligen Vorschaltgerätes gespeichert.
Zur Erkennung des Lampentyps der an das jeweilige Vorschaltgerät angeschlossenen Lampe
wird nach dem Einschalten der Lampe während der Vorheizphase der
Lampenelektroden deren Kalt- und
Warmwiderstand gemäß des in
der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 103
45 610.4 beschriebenen Verfahrens gemessen und ausgewertet.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht auf das oben näher
erläuterte
Beispiel. Die im EEPROM gespeicherten Daten müssen nicht unbedingt mittels
einer zentralen Steuervorrichtung der Beleuchtungsanlage abgerufen
werden. Es auch möglich,
zum Abruf dieser Daten aus dem EEPROM des Speichers 16a sowie
gegebenenfalls zum Schreiben von Daten in das EEPROM des Speichers 16a des
jeweiligen Vorschaltgerätes
einen Computer zu verwenden, der für die Dauer der Diagnose oder Überwachung
oder Programmierung der Beleuchtungsanlage über die Busleitungen 42 mit
den Vorschaltgeräten
verbunden ist. Die Kommunikation zwischen dem Computer und dem Mikrocontroller 16 des
jeweiligen Vorschaltgerätes
kann mittels eines zusätzlichen,
zweiten Kommunikationsprotokolls durchgeführt werden, das nicht unbedingt
mit dem standardisierten Kommunikationsprotokoll gemäß DALI kompatibel
sein muss. Ein Kommunikationsverfahren mittels eines zusätzlichen Kommunikationsprotokolls
ist in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen
103 23 689.9 beschrieben.