DE9014982U1

DE9014982U1 - Dimmbare Leuchtenanordnung

Info

Publication number: DE9014982U1
Application number: DE9014982U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1991-01-10
Anticipated expiration: 2000-10-31

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Dimmbare Leuchtenanordnung
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Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine dimmbare Leuchtenanordnung mit wenigstens einer Leuchtstofflampe, bei der die Leuchtenan-Ordnung mit dem Netz über drei Leitungen, und zwar unmittelbar mit dem Leiter "Null" und einem Leiter "Phase" sowie mittelbar mit dem einen Leiter "Phase" über eine den Dimmer darstellende steuerbare Phasenanschnittsschaltung in Verbindung steht.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Dimmbare Leuchtenanordnungen der genannten Art sind beispielsweise durch die Literaturstelle DE 32 32 592 Cl bekannt und in großer Zahl im Einsatz. Das Dimmen von über Phasenanschnittsschaltungen mit der Netzspannung in Verbindung stehenden Leuchtstofflampen entspricht nicht mehr dem heutigen Stand der Technik auf diesem Gebiet. Mit Netzwechselspannung betriebene Leuchtstofflampen geben kein flimmerfreies Licht ab, da die 50 Hz Wechselspannung bei dem von der Leuchtstofflampe ausgesandten Licht eine 50 Hz Lichtschwankung verursacht. Auch ist der Dimmbereich nach unten begrenzt, weil bei größeren Phasenanschnittswinkeln der Netzspannung die Entladungsstrecke der Leuchtstofflampe instabil wird.

Bei modernen Komfortleuchten wird die Leuchtstofflampe von einem elektronischen Vorschaltgerät mit hochfrequenter Energie versorgt. Ist ein solches elektronisches Vorschaltgerät mit einer Dimmeinrichtung versehen, so ist hierfür ein Dimm-Steuersignaleingang vorhanden, über den in Abhängigkeit der Größe der Steuersignalspannung die Frequenz des Wechselrichters bzw. das Tastverhältnis der hochfrequenten Wechselspannung für die

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Leuchtstofflampe und damit deren Helligkeit änderbar ist.

Die Verkabelung solcher mit dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten versehenen Leuchten erfordert vier Leitungen, die bei bestehenden alten dimmbaren Leuchtenanordnungen nicht vorhanden sind. Eine Umrüstung solcher alten dimmbaren Leuchtenanordnungen durch Austausch der Leuchten gegen Komfortleuchten mit dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten ist daher nicht ohne weiteres möglich.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Umrüstung von alten dimmbaren Leuchtenanordnungen durch Austausch der Leuchten gegen Komfortleuchten mit dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten eine einfache Lösung aufzuzeigen, die mit der bei den alten dimmbaren Leuchtenanordnungen vorhandenen Verkabelung auskommt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der bei alten dimmbaren Leuchtenanordnungen vorhandene Dimmer mit Phasenanschnittssteuerung auch zum Dimmen moderner Komfortleuchten mit dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten dadurch verwendet werden kann, daß die Dimmer-Ausgangswechselspannung unmittelbar am Ort der neuen Komfortleuchte einem Signalumsetzer zugeführt wird. Der Signalumsetzer ist ausgangsseitig mit dem Dimm-Steuersignaleingang des elektronischen Vorschaltgerätes verbunden und setzt die Phasenanschnittsinformation der Dimmer-Ausgangswechselspannung in eine für die Dimmeinrichtung des elektronischen Vorschaltgerätes geeignete Steuersignalspannung um. Dadurch wird ein Leiter in der Verkabelung eingespart. Die vorhandene Dreileiterverkabelung reicht dann auch für moderne Komfortleuchten aus.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes nach dem 72A 01 02

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.3 ■ " Anspruch 1 sind in den weiteren Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung bedeuten die der näheren Erläuterung der Erfindung dienenden Figuren

Fig. 1 das Schaltbild einer bekannten dimmbaren Leuchtenanordnung,

Fig. 2 das Schaltbild der dimmbaren Leuchtenanordnung nach Fig. 1 bei Austausch der Altleuchte gegen eine mit einem dimmbaren elektronischen Vorschaltgerät versehene Komfortleuchte,

Fig. 3 ein bevorzugtes Schaltungsbeispiel für einen Signalumsetzer bei der Anordnung nach Fig. 2 und

Fig. A die Schaltung nach Fig. 3 erläuternde Zeit-Spannungsdiagramme.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine dimmbare Leuchtenanordnung LA mit einem eine Phasenanschnittsschaltung aufweisenden Dimmer DR und eine Leuchte LE, die über drei Leitungen mit der Netzwechselspannung UN in Verbindung steht.

Der Leiter "Null" N und der eine Leiter "Phase" L sind unmittelbar mit der Leuchte LE verbunden. Der eine Leiter "Phase" L ist ferner über eine Leitung, die über den Dimmer DR geht, ebenfalls mit der Leuchte LE verbunden. Der Dimmer DR prägt der eingangsseitigen sinusförmigen Netzwechselspannung UN die Dimminformation in Form eines Phasenanschnittswinkels ^f auf, der bewirkt, daß die Helligkeit der Lampe der Leuchte LE umso mehr abnimmt, je größer der Phasenanschnittswinkel ^f ist. Die Dimmer-Ausgangswechselspannung ist mit UDR bezeichnet.

Die Leuchtenanordnung LA¹ nach Fig. 2 entspricht der nach Fig. 1 mit der Maßgabe, daß hier die Leuchte LE durch eine moderne Leuchte LE¹ mit einem dimmbaren elektronischen Vorschaltgerät EVG und einem Signalumsetzer SU ersetzt ist. Der Signalumsetzer

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SU hat dabei die Aufgabe, die an sich erforderlichen vier Anschlußleitungen des elektronischen Vorschaltgerätes EVG auf drei Anschlußleitungen zu reduzieren. Das elektronische Vorschaltgerät EVG besteht eingangsseitig aus einem Gleichrichter GL, der die Netzspannung UN gleichrichtet und ausgangsseitig mit dem Wechselrichter WR in Verbindung steht. Der Wechselrichter WR setzt die vom Gleichrichter GL gelieferte Gleichspannung in eine hochfrequente Wechselspannung um. Diese hochfrequente Wechselspannung wird dann auf der Ausgangsseite des Wechselrichters WR dem Lastkreis LS zugeführt. Der Lastkreis LS besteht aus der eigentlichen Leuchtstofflampe G sowie einem der Leuchtstofflampe G parallel geschalteten Zündkondensator Cz und einer in Reihe zu dieser Parallelschaltung angeordneten Drossel L.

Das Dimmen der Leuchtstofflampe G erfolgt durch Verändern der Frequenz der hochfrequenten Wechselspannung am Ausgang des Wechselrichters WR. Hierzu weist der Wechselrichter WR einen Dimm-Steuersignaleingang es auf, der mit den beiden Ausgangsanschlössen des Signalumsetzers SU verbunden ist. Der Signalumsetzer SU setzt die Phasenanschnittswinkelinformation der ihm eingangsseitig zugeführten Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR in eine entsprechende Steuersignalspannung für den Wechselrichter WR um, so daß hier in einfacher Weise unter Verwendung des Dimmers DR der alten Leuchtenanordnung LA die neue Leuchte LE¹ gedimmt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Schaltung des Signalumsetzers SU nach Fig. 2, der so gestaltet ist, daß die ihm eingangsseitig zugeführte Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR in eine Steuersignalspannung Ust umgesetzt wird, die umgekehrt proportional zum Phasenanschnittswinkel der Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR ist.

Der Signalumsetzer SU weist eingangsseitig ebenfalls einen Gleichrichter GL auf, der die ihm zugeführte Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR gleichrichtet. Die Ausgangsspannung UGL

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des Gleichrichters GL wird einerseits zur Potentialtrennung und andererseits zur Signalformung dem Optokoppler OK zugeführt, dessen Ausgangsspannung UbI am Steuereingang eines durch einen Transistor realisierten Schalters Vl anliegt. Der Schalter Vl ist einem Ladekondensator Cl parallel geschaltet, der immer dann, wenn der Schalter Vl nicht geschlossen ist, vom Strom der Konstantstromquelle SQ aufgeladen wird. Die Ladespannung am Ladekondensator Cl wird über die in Flußrichtung gepolte Diode Dl dem RC-Glied aus der Parallelschaltung des Kondensators C2 mit dem Widerstand R2 zugeführt, das seinerseits dem Steuereingang des ebenfalls durch einen Transistor realisierten Verstärkers V2 parallel liegt. Der als Emitterfolger gestaltete Verstärker V2 liefert an seinem Ausgang die Steuersignalspannung Ust. Im Ausgangskreis des Signalumsetzers SU ist noch die Sicherung F angebracht und außerdem parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des Verstärkers V2 eine Schutzdiode D2 vorgesehen.

Anhand der in Fig. A dargestellten Zeitdiagramme für die Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR, die Ausgangsspannung UGL des Gleichrichters GL, die Optokoppler-Ausgangsspannung UbI, die Ladespannung UCl am Ladekondensator Cl und die Spannung UC2 am Kondensator C2 des RC-Gliedes C2/R2 soll nunmehr die Funktion des Signalumsetzers SU noch näher erläutert werden.

Das Diagramm der Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR zeigt die am Eingang des Signalumsetzers SU ankommende Netzwechselspannung UN über der Zeit t bzw. dem Phasenwinkel "^f. Der Phasenanschnittswinkel )fl sowie ein weiterer größerer Phasenanschnittswinkel ^f 2 - in unterbrochener Linie - sind in das Diagramm eingetragen. Nach Gleichrichtung der Dimmer-Ausgangswechselspannung UDR ergibt sich die Ausgangsspannung UGL am Gleichrichter GL im zweiten Diagramm von oben. Diese Ausgangsspannung wird nunmehr dem Optokoppler OK zugeführt, der ausgangsseitig immer dann, wenn eingangsseitig eine Spannung anliegt, einen Kurzschluß erzeugt. Die Optokoppler-Ausgangsspannung UbI stellt somit eine Rechteckspannung dar, deren Tastverhältnis von Spannung zu Pause dem Phasenwinkel ^P der Dimmer-

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1 Ausgangswechselspannung UDR proportional ist.

Wie die Ladespannung UCl am Ladekondensator UCl zeigt, wird die im Rhythmus einer Halbperiode der Netzwechselspannung erreichte

5 maximale Spannung umso größer, je kleiner der Phasenanschnittswinkel y ist. Die Spannung UC2 am Kondensator C2 ist eine Gleichspannung, die dem pro Halbperiode der Netzwechselspannung erreichten maximalen Spannungswert der dreieckförmigen Ladespannung UCl entspricht. Diese Gleichspannung wird über den

10 Verstärker V2 verstärkt und ergibt ausgangsseitige Steuersignalspannung Ust des Signalumsetzers SU.

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Claims

G 177 9 DE ■ 7 ■ : Ansprüche

1. Dimmbare Leuchtenanordnung mit wenigstens einer Leuchtstofflampe, bei der die Leuchtenanordnung mit dem Netz über drei Leitungen, und zwar unmittelbar mit dem Leiter "Null" und einem Leiter "Phase" sowie mittelbar mit dem einen Leiter "Phase" über eine den Dimmer darstellende steuerbare Phasenanschnittsschaltung in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines dimmbaren elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) zur hochfrequenten Energieversorgung der Leuchtstofflampe (G) der Leuchte (LE¹) zusätzlich in der Leuchte (LE¹) ein Signalumsetzer (SU) vorgesehen ist, der eingangsseitig an den Leiter "Null" (N) und an den einen Leiter "Phase"

(L) angeschlossen ist, der mit dem Dimmer (DR) verbunden ist und der ausgangsseitig an den Dimm-Steuersignaleingang (es) des elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) angeschlossen ist und
daß der Signalumsetzer (SU) die Phasenanschnittswinkelinformation der ihm eingangsseitig zugeführten Dimmer-Ausgangswechselspannung (UDR) in eine entsprechende Steuersignalspannung (Ust) am Dimm-Steuersignaleingang (es) des elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) umsetzt.

2. Dimmbare Leuchte nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumsetzer (SU) die Phasenanschnittswinkelinformation der ihm eingangsseitig zugeführten Dimmer-Ausgangswechselspannung (UDR) in eine Steuersignalspannung (Ust) umsetzt, die umgekehrt proportional zum Phasenanschnittswinkel (¥ 1, ,if 2) der Dimmer-Ausgangswechselspannung (UDR) ist.

3. Dimmbare Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumsetzer (SU) eingangsseitig einen Gleichrichter

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1 (GL) aufweist, der ausgangsseitig über einen Optokoppler (OK) mit dem Steuereingang eines einem Ladekondensator (Cl) parallel liegenden Schalters (Vl) verbunden ist, daß der Ladekondensator (Cl) in Reihe mit einer Konstantstrom-

5 quelle (SQ) liegt und weiterhin über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (Dl) mit einem RC-Glied (C2/R2) in Verbindung steht, das seinerseits dem Steuereingang eines Verstärkers (V2) parallel geschaltet ist, dessen Ausgang den Ausgang des Signalumsetzers (SU) abgibt.

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