DE3205287A1 - System zur speisung von niedervoltlampen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein System zur Speisung von Niedervolt-
• lampen, insbesondere zur Speisung einer Gruppe von in Scheinwerfern eingesetzten Halogenlampen, bestehend aus einer Zentraleinheit, zu den einzelnen Lampen führenden Anschlußleitungen und den einzelnen Lampen zugeordneten Spannungswandlern.
• Bekannte Systeme dieser Art werden beispielsweise zur Beleuchtung von Ausstellungsräumen, Schaufenstern und dergleichen eingesetzt. Da eine Zuführung der von den einzelnen Lampen benötigten Leistung bei der im Regelfall 12 Volt betragenden Lampen-Nennspannung wegen der dabei auftretenden Leitungsverluste nicht möglich ist, werden in die mit Halogenlampen bestückten Scheinwerfer Plransformatoren eingebaut, welche die anliegende Netzspannung auf die Lampen-Nennspannung von 12 Volt reduzieren.
• Die Hauptnachteile dieser Lösung bestehen darin, daß jeder Scheinwerfer aufgrund des benötigten großen Transformators sehr schwer und auch teuer wird, daß die auftretende lastabhängige Spannungsdifferenz zwischen Leerlauf und Vollast die Lebensdauer der teuren Halogenlampen beeinträchtigt und sich in dieser Hinsicht auch der jeweils auftretende Einschaltschock ungünstig auswirkt und daß sich die 50 Hz-Restwelligkeit der Speisespannung störend auswirken kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Speisung von Niedervoltlampen, insbesondere von Halogenlampen zu schaffen, das es gestattet, Gruppen derartigen Lampen mit geringstmöglichen Verlusten und unter Gewährleistung der optimalen Lichtausbeute zu speisen und gleichzeitig eine wesentliche Gewichtsersparnis bei dem jeweils insgesamt zu installierenden System zu erreichen.
• Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die mit konstanter Leistung gespeiste Zentraleinheit aus einem Schaltnetzteil besteht, das primärseitig einen Netzspannungseingang aufweist und sekundärseitig eine im Vergleich zur Netzspannung verringerte, jedoch deutlich über die Lampen-Nennspannung liegende Spannung hoher Frequenz liefert, und daß jeder Lampe ein Miniaturtransformator zugeordnet ist, der die primärseitige Spannung zumindest im wesentlichen auf die Lampen-Nennspannung erniedrigt.
• Durch die Verwendung eines Schaltnetzteiles, das eine hochfrequente Ausgangsspannung liefert, deren Höhe eine Minimierung der Ubertragungsverluste gewährleistet, und die Transformation dieser hochfrequenten Spannung auf die Lampen-Nennspannung unmittelbar am Ort der Lampe wird erreicht, daß auch bei größeren Leitungslängen keine die Funktion der Halogenlampen beeinträchtigenden Anschlußverluste entstehen. Dies ist von ganz besonderer Bedeutung, da Halogenlampen mit einer Unterspannung von 2 Volt praktisch keine Leuchtkraft mehr besitzen.
• Von ganz wesentlicher Bedeutung ist auch die durch das erfindungsgemäße System erzielte Gewichtsersparnis, da es aufgrund der hochfrequenten Leistungsübertragung möglich ist, die bei konventionellen Systemen benötigten schweren Lampen-Transformatoren durch räumlich kleine und geringgewichtige Miniaturtransformatoren zu ersetzen. Diese lampen- bzw. scheinwerferbezogene Gewichtsersparnis, die einem Faktor 10 entsprechen kann, führt auch zu einer Verbesserung und Erleichterung der Einsatz- und Montagemöglichkeiten.
• Ferner ist in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System von Bedeutung, daß die bei den herkömmlichen Transformatoren vorhandene lastabhängige Spannungsdifferenz zwischen Leerlauf und Vollast entfällt und weder ein Einschaltschock noch die 50 Hz-Restwelligkeit zum Tragen kommen, was zu einem schonenden Betrieb der Halogenlampen und zur einer wesentlichen Lebensdauerverlängerung führt.
• Als Anschlußleitungen werden bei dem erfindungsgemäßen System vorzugsweise Lichtschienen verwendet, und es wird im Schaltnetzteil eine Speisespannung mit einer Frequenz im Bereich von 40 kHz gewählt.
• Derartige Lichtschienen werden bis maximal 25 Amp. zugelassen.
• Bei einer Einspeisung mit einer der Lampen-Nennspannung entsprechenden Spannung von 12 Volt könnte über diese Lichtschienen eine Leistung von 400 Watt übertragen werden, was es ermöglichen würde, lediglich 8 Scheinwerfer mit je 50 Watt Leistungsaufnahme zu betreiben. Ein auf derart wenige Scheinwerfer beschränktes System scheidet in der Praxis wegen Unrentabilität aus.
• Erfindungsgemäß wird bei Lichtschienensystemen mit einer Hochfrquenzspannung von 48 Volt und der maximalen Lichtschienenbelastung von 25 Amp. gearbeitet, wodurch es möglich ist, eine Leistung von 1200 Watt zu übertragen. In jedem an die Lichtschienenanordnung angeschlossenen Scheinwerfer wird mittels eines Miniaturtransformators die Spannung von 48 Volt auf 12 Volt reduziert. Damit ergibt sich bei Leitungsverlusten von 0,01 zu po laufendem Meter ein Spannungsverlust von 0,25 Volt.
• Daraus resultiert für eine angeschlossene Halogenlampe mit unmittelbar zugeordnetem Zwischen- bzw. Miniaturtransformator untersetzungsbedingt ein Anschlußverlust von 1/4 Volt : 4=1/16 V, was gleichbedeutend damit ist, daß sich für die jeweils angeschlossene Halogenlampe erst nach einer Leitungslänge von 16m ein Spannungsverlust von 1 Volt ergibt. Aus dieser Betrachtung ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße System sowohl den Anschluß einer ausreichenden Anzahl von einzelnen Niedervoltlampen als auch die Verwendung ausreichend langer Anschlußleitungen gestattet.
• Dadas Schaltnetzteil mit Einrichtungen zur Konstanthaltung der Eingangs- und Ausgangsspannung sowie des Ausgangsstromes ausgestattet ist, kann stets ein konstantes Strom-Spannungsverhältnis gewährleistet werden, was sich für die Lebensdauer der Niedervoltlampen, insbesondere der Halogenlampen besonders günstig auswirkt.
• Zweckmäßigerweise wird im Schaltnetzteil auch eine Dimmeranordnung zur Lichtreduzierung und Stromeinsparung verwendet, und es kann auch eine vom Tageslicht abhängige Lichtsteuerung vorgesehen werden, die sich wiederum stromsparend bemerkbar macht.
• Das erfindungsgemäße System weist demgemäß gegenüber bisher bekannten Anordnungen offensichtlich eine Reihe von Vorteilen auf, die sowohl bei den Einzelkomponenten, z.B. Gewichtsersparnis bei den Scheinwerfern und Verlängerung der Lebensdauer der Halogenlampen, als auch beim Gesamtsystem, z.B. hinsichtlich der Anzahl anschließbarer Lampen, der möglichen Leitungslänge und der Energieeinsparung, zum Tragen kommen.

Claims (9)

1. System zur Speisung von Niedervoltlampen Patentansprüche System zur Speisung von Niedervoltlampen, insbesondere zur Speisung einer Gruppe von in Scheinwerfern eingesetzten Halogenlampen, bestehend aus einer Zentraleinheit, zu den einzelnen Lampen führenden Anschlußleitungen und den einzelnen Lampen zugeordneten Spannungswandlern, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die mit konstanter Leistung gespeiste Zentraleinheit aus einem Schaltnetzteil besteht, das primärseitig einen Netzspannungseingang aufweist und sekundärseitig eine im Vergleich zur Netzspannung verringerte, jedoch deutlich über der Lampen-Nennspannung liegende Spannung hoher Frequenz liefert, und daß jeder Lampe ein Miniaturtransformator zugeordnet ist, der die primärseitige Spannung zumindest im wesentlichen auf die Lampen-Nennspannung erniedrigt.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Anschlußleitungen aus Lichtschienen bestehen und in jedem mit einer Halogenlampe versehenen Scheinwerfergehäuse ein Miniaturtranformator angeordnet ist.
3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die vom Schaltnetzteil sekundärseitig gelieferte Spannung eine Frequenz im Kilohertzbereich aufweist.
4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Frequenz im Bereich von 40 kHz liegt.
5. 5. System nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spannungsuntersetzungsfaktor des Schaltnetzteils entsprechend der für die Anschlußleitungen maximal zulässigen Stromstärke gewählt ist.
6. 6. System nach einem oder mehreren Anspüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von Lichtschienen mit einem Innenwiderstand von etwa O,O1/m als Anschlußleitungen auf der Sekundärseite des Schaltnetz teils die höchstzulässige Niederspannung von 48 Volt gewählt und diese Spannung unter entsprechender Erhöhung der Stromstärke mittels des lampenseitigen Miniaturtransformators auf die Lampennennspannung von 12 Volt erniedrigt wird.
7. 7. System nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Schaltnetzteil mit einer Dimmereinheit zur gleichzeitigen Steuerung aller angeschlossenen Lampen versehen ist.
8. 8. System nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Schaltnetzteil eine in Abhängigkeit vom Tageslichteinfall arbeitende Lichtsteuereinheit aufweist.
9. 9. System nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Schaltnetzteil Einrichtungen zur Konstanthaltung der Eingangs- und Ausgangsspannung sowie des Ausgangsstromes aufweist.