EP2065919A1 - Device and system for controlling and/or surveillance of a signal light - Google Patents

Abstract

The device (10) has a lamp (P1) e.g. LED lamp, between a pair of light sources including a main filament (HF) and a secondary filament (NF), respectively. A power source (G1) i.e. direct current power source, for feeding energy to the lamp and a monitoring device (30) for monitoring the operability of the lamp are connected with the lamp by lines (A, B). The lines have two cables, where the energy from the power source for the lamp and monitoring signals of the lamp for the monitoring device are transferred by the cables. The power source is controlled by control signals (CTRL3). An independent claim is also included for a system for controlling and/or monitoring a lamp.

Description

Sachgebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe, in welcher Lampe zwischen mindestens einer ersten Lichtquelle und einer zweiten Lichtquelle umschaltbar ist, wobei eine Stromquelle zur Energieanspeisung der Lampe und eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Lampe über eine Leitung mit der Lampe verbunden sind. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine solche Vorrichtung und ein solches System zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Signallampe, bei welchen diese Ansteuerung bzw. diese Überwachung auf eine eindeutig einfachere und kostengünstigere, jedoch keinesfalls weniger zuverlässige Art und Weise realisiert werden können.The present invention relates to a device and a system for controlling and / or monitoring a lamp, in which lamp switchable between at least a first light source and a second light source, wherein a power source for energizing the lamp and a monitoring device for monitoring the functionality of the lamp via a line are connected to the lamp. In particular, this invention relates to such a device and such a system for controlling and / or monitoring a signal lamp, in which this control or monitoring can be realized in a clearly simpler and more cost-effective, but by no means less reliable way.

Stand der TechnikState of the art

Bei den Eisenbahn- und Strassenverkehrssignalen werden oft die so genannten Mehrfadenlampen verwendet. Dabei handelt es sich um Glühbirnen oder -lampen mit zwei oder mehreren Lampenfäden, so dass zumeist einer der verfügbaren Fäden als Reserve dient, wenn die üblicherweise betätigten Fäden durchbrennen oder aus einem anderen Grund nicht mehr einsatzfähig sind. Bei diesen Mehrfadenlampen wird daher grundsätzlich zwischen einem Hauptfaden und einem Nebenfaden unterschieden, wobei es sich in den beiden Fällen nicht nur um einzelne, sondern auch um mehrere zusammengefasste oder gebündelte Fäden handeln kann.Railway and road traffic signals often use the so-called multi-filament lamps. These are bulbs or lamps with two or more lamp filaments, so that usually one of the available threads serves as a reserve when the commonly operated threads burn through or are no longer operational for any other reason. In these multi-filament lamps, therefore, a distinction is basically made between a main thread and a secondary thread, which in the two cases can not only be individual, but also several combined or bundled threads.

Diese Mehrfadenlampen umfassen deshalb in der Regel mindestens eine Kontrolleinrichtung, dank welcher festgestellt werden kann, ob der Strompfad über den Hauptfaden geschlossen ist. Wenn dies effektiv der Fall ist, wird im Normbetrieb der Hauptfaden der Mehrfadenlampe betätigt. Wenn aber der Hauptfaden durchbrennt oder aus einem anderen Grund nicht mehr einsatzfähig ist, wird dies durch die Kontrolleinrichtung detektiert, so dass nunmehr der Stromkreis über den Nebenfaden geschlossen werden kann. Gleichzeitig wird bei den herkömmlichen Mehrfadenlampen durch die Kontrolleinrichtung auch ein Überwachungssignal ausgegeben, welches die verantwortlichen Personen auf einen Defekt beim Hauptfaden hinweist. Diese Warnung kann durch Aufleuchten besonderer Warnleuchten, einen akustischen Warnton oder auf eine andere Weise realisiert werden. Anschliessend können Mechaniker vor Ort die Störung beheben, so dass der reguläre Betrieb (auf dem Hauptfaden) wieder aufgenommen werden kann.Therefore, these multi-filament lamps usually comprise at least one control device, thanks to which it can be determined whether the current path is closed over the main thread. If this is effectively the case, the main thread of the multi-filament lamp is operated in normal operation. But if the main thread burns or for some other reason no longer operational is, this is detected by the control device, so that now the circuit can be closed via the secondary thread. At the same time in the conventional multi-filament lamps by the control device also outputs a monitoring signal, which indicates the responsible persons to a defect in the main thread. This warning can be realized by lighting special warning lights, an audible warning sound or some other way. Afterwards, local mechanics can correct the fault so that regular operation (on the main thread) can be resumed.

Grundsätzlich wird der Strom bei den Mehrfadenlampen sowohl für den Haupt-, als auch für den Nebenfadenstromkreis von derselben Stromquelle geliefert, wobei die Umstellung vom Haupt- zum Nebenfaden bzw. umgekehrt durch eine Schalteinrichtung erfolgt. Daher hängt die Funktionstüchtigkeit der Lampe auch wesentlich vom einwandfreien Betrieb dieser Stromquelle und allen anderen Komponenten ab. Weil im Bereich der Eisenbahn- bzw. Strassensignalisierung die Sicherheit eine äusserst wichtige Rolle spielt, kann eine inkorrekt oder überhaupt nicht funktionierende Signallampe ein erhebliches Risiko für Personen und Güter darstellen. Bei den heute geläufigen Mehrfadenlampen wird daher auch der korrekte Betrieb der Stromquelle durch die Kontrolleinrichtung überprüft, und ein entsprechendes Warnsignal wird bei einer festgestellten Inkonsistenz ausgesendet.Basically, the power is supplied in the multi-filament lamps for both the main and the secondary filament circuit of the same power source, the change from the main to the secondary thread or vice versa by a switching device. Therefore, the functionality of the lamp also depends largely on the proper operation of this power source and all other components. Because safety plays a very important role in the field of railway signaling, an incorrect or even non-functioning signaling light can pose a significant risk to people and goods. In the case of the multi-filament lamps known today, therefore, the correct operation of the power source is also checked by the control device, and a corresponding warning signal is emitted in the event of a detected inconsistency.

Allerdings benötigen die herkömmlichen Mehrfadenlampen grundsätzlich mindestens drei Zuleitungsadern, um korrekt funktionieren zu können. Zwei dieser Adern dienen der Stromanspeisung von der Stromquelle, während die dritte Ader für die Übertragung von Überwachungs- bzw. Warnsignalen zu der Überwachungseinheit dienen. Diese Lösung hat erhebliche Nachteile, was die Wirtschaftlichkeit der Lampen angeht, da die Zuleitungen zum Teil relativ lang sein können, wodurch der Kabelverbrauch auch erhöht wird. Andererseits besteht bei diesen herkömmlichen Mehrfadenlampen die Gefahr, dass ein Fehler bei der Ader, welche die Warnsignale von der Lampe an die Überwachungseinheit überträgt, passiert. In diesem Fall kann ein solcher Defekt nicht direkt festgestellt werden, so dass auch die notwendige Überwachung der Lampe nicht zweifellos korrekt durchgeführt werden kann. Somit besteht das Risiko, dass Menschen und/oder Güter infolge einer fehlerhaften Warnanzeige in Gefahr gebracht würden.However, the conventional multi-filament lamps basically require at least three supply wires in order to work properly. Two of these wires are used to supply electricity from the power source, while the third wire is used for the transmission of monitoring or warning signals to the monitoring unit. This solution has significant disadvantages in terms of the efficiency of the lamps, since the leads can be relatively long in part, whereby the cable consumption is also increased. On the other hand, in these conventional multi-filament lamps there is a risk that an error in the wire, which transmits the warning signals from the lamp to the monitoring unit, happens. In this case, such a defect can not be detected directly, so that the necessary monitoring of the lamp can not undoubtedly be performed correctly. Thus, that exists Risk that people and / or goods would be endangered due to a faulty warning display.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Vorrichtung und ein neues System zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Signallampe vorzuschlagen, welche nicht die Nachteile des Standes der Technik aufweisen. Dabei ist es insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Vorrichtung und ein neues System zur Ansteuerung und/ oder Überwachung einer Signallampe anzubieten, welche eine kleinere Anzahl von Adern in der Zuleitung zur Lampe ermöglichen, wobei gleichzeitig die Übertragung von Überwachungssignalen von der Lampe zur Überwachungseinheit auf eine sicherere Weise realisiert werden kann.It is therefore an object of the present invention to propose a new device and a new system for driving and / or monitoring a signal lamp, which do not have the disadvantages of the prior art. It is in particular an object of the present invention to provide a new device and a new system for controlling and / or monitoring a signal lamp, which allow a smaller number of wires in the supply line to the lamp, at the same time the transmission of monitoring signals from the lamp to Monitoring unit can be realized in a safer way.

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele ausdrücklich durch die Elemente der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.According to the present invention, these objects are expressly achieved by the elements of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description.

Insbesondere werden diese Ziele der Erfindung dadurch erreicht, dass in einer Vorrichtung zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe, in welcher Lampe zwischen mindestens einer ersten Lichtquelle und einer zweiten Lichtquelle umschaltbar ist, wobei eine Stromquelle zur Energieanspeisung der Lampe und eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Lampe über eine Leitung mit der Lampe verbunden sind, die Leitung zwei Adern umfasst, wobei sowohl die Energie von der Stromquelle zur Lampe als auch Überwachungssignale von der Lampe zur Überwachungseinrichtung über diese zwei Adern übertragbar sind. Diese Erfindung hat insbesondere den Vorteil, dass sowohl die Stromanspeisung der Lampe (d.h. der ersten und der zweiten Lichtquelle), als auch die Übertragung der Überwachungssignale zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Lampe über lediglich zwei Adern in der Zuleitung realisiert werden kann. Dadurch kann einerseits eine wesentliche Materialeinsparung erreicht werden (grundsätzlich kann mindestens ein Drittel der Leitungskosten eingespart werden, da die herkömmlichen Mehrfadenlampen mindestens drei und oft sogar noch mehr Adern benötigen), und andererseits kann jede Störung (in der Lampe, in der Stromquelle, in der Leitung) sofort detektiert werden, so dass das Risiko für Personen und Güter, welches von einer inkorrekt funktionierenden Lampe ausgehen würde, auf das kleinstmögliche Niveau reduziert werden.In particular, these objects of the invention are achieved in that in a device for controlling and / or monitoring a lamp, in which lamp switchable between at least a first light source and a second light source, wherein a power source for energizing the lamp and a monitoring device for monitoring the Functionality of the lamp are connected via a line to the lamp, the line comprises two wires, wherein both the energy from the power source to the lamp and monitoring signals from the lamp to the monitoring device via these two wires are transferable. This invention has the particular advantage that both the current supply of the lamp (ie, the first and the second light source), as well as the transmission of the monitoring signals for monitoring the operation of the lamp can be realized via only two wires in the supply line. As a result, on the one hand a substantial saving of material can be achieved (basically At least one third of the line costs are saved, since the conventional multi-filament lamps require at least three and often even more wires), and on the other hand, any disturbance (in the lamp, in the power source, in the line) can be detected immediately, so that the risk for Persons and goods, which would emanate from an incorrectly functioning lamp, are reduced to the lowest possible level.

In einer Ausführungsvariante ist die Stromquelle eine Gleichstrom-Stromquelle. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante liegt unter anderem darin, dass sich Gleichstrom-Stromquellen aufgrund ihrer Eigenschaften besonders eignen für die Realisierung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Insbesondere kann der Einsatz einer Gleichstrom-Stromquelle dazu führen, dass das gesamte System auf eine sehr einfache Art und Weise sowohl in einer positiven, als auch in einer negativen Richtung betrieben werden kann, indem lediglich die Stromrichtung umgeschaltet wird.In one embodiment, the power source is a DC power source. The advantage of this embodiment is, inter alia, that DC current sources are particularly suitable for the realization of the inventive device due to their properties. In particular, the use of a DC power source can result in the entire system being able to operate in a very simple manner in both a positive and a negative direction merely by switching the current direction.

In einer anderen Ausführungsvariante wird die Stromquelle durch eine Gleichstrom-Schutzkleinspannung (SELV) gespeist. Die Abkürzung SELV ist in den Fachkreisen üblich und bezeichnet den englischen Ausdruck "Safety Extra Low Voltage" (Extrakleine Schutzspannung). Von einer Schutzkleinspannung spricht man bei sehr kleinen elektrischen Spannungen, welche aufgrund ihrer geringen Höhe und der Isolierung gegenüber Stromkreisen mit höheren Spannungen einen besonderen Schutz gegen einen elektrischen Schlag bieten. In diesem Fall ist die Spannung nämlich so klein, dass elektrische Ströme im menschlichen Körper im Normalfall ohne Folgen bleiben. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante liegt unter anderem darin, dass grundsätzlich ungefährliche und sichere Spannungsleitungen zum Betrieb der Lampe und des gesamten Systems verwendet werden können. Deshalb werden auch keine besonderen Isolationsmassnahmen benötigt, so dass das gesamte System viel günstiger konzipiert und aufgebaut werden kann. Zusammen mit der Tatsache, dass die Anzahl der Adern in der Zuleitung reduziert wird, ergibt sich bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung eine noch deutlichere Einsparung beim Aufbau der Leitungen.In another embodiment variant, the current source is fed by a DC protective extra-low voltage (SELV). The abbreviation SELV is common in the art and refers to the English term "Safety Extra Low Voltage". From a safety extra-low voltage one speaks at very small electrical voltages, which offer special protection against electric shock due to their low height and the isolation from circuits with higher voltages. In this case, the voltage is so small that electrical currents in the human body normally remain without consequences. The advantage of this variant is, inter alia, that fundamentally safe and safe voltage lines can be used to operate the lamp and the entire system. Therefore, no special insulation measures are required, so that the entire system can be much cheaper designed and built. Together with the fact that the number of wires in the supply line is reduced, this embodiment of the invention results in an even more significant saving in the construction of the lines.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Stromquelle mittels eines Kontrollsignals steuerbar. Diese Ausführungsvariante hat unter anderem den Vorteil, dass die Stromquelle nach Bedarf eingeschaltet oder ausgeschaltet werden kann. So wird nicht unnötige Energie verbraucht, wenn die Lampe gar nicht verwendet wird. Ausserdem kann die verwendete Stromquelle so gewählt werden, dass sie zwei oder mehrere verschiedene Stromstärken liefern kann. In diesem Fall kann dank dem Kontrollsignal zwischen diesen verschiedenen Stromstärken gewechselt werden. So kann von der Stromquelle insbesondere einerseits auch ein Arbeitsstrom und andererseits ein Prüfstrom generiert werden, welche dann durch das Kontrollsignal angewählt werden können.In a further embodiment variant, the current source can be controlled by means of a control signal. This embodiment variant has the advantage, among other things, that the current source can be switched on or off as required. Thus, unnecessary energy is consumed when the lamp is not used. In addition, the power source used can be chosen to deliver two or more different current levels. In this case, you can switch between these different currents thanks to the control signal. Thus, in particular on the one hand, a working current and, on the other hand, a test current can be generated by the current source, which can then be selected by the control signal.

In einer anderen Ausführungsvariante umfasst die Überwachungseinheit mindestens ein Messmodul, mittels welchem der Spannungsabfall zwischen den beiden Zuleitungsadern messbar ist. Diese Ausführungsvariante hat insbesondere den Vorteil, dass durch die Messung des Spannungsabfalls eine Information über die Funktionstüchtigkeit der Lampe gemacht werden kann. In einem störungsfreien Betrieb kann der Spannungsabfall aufgrund der verschiedenen Komponenten vorgesehen werden. Bei jeder Störung in der Lampe oder in einer anderen Systemkomponente entsteht eine kleinere oder grössere Änderung des gemessenen Spannungsabfalls, welche ausgewertet werden kann. So wird in dieser Ausführungsvariante keine gesonderte Zuleitungsader für die Übertragung der Überwachungssignale benötigt.In another embodiment, the monitoring unit comprises at least one measuring module, by means of which the voltage drop between the two supply wires can be measured. This embodiment variant has the particular advantage that information about the functionality of the lamp can be made by measuring the voltage drop. In a trouble-free operation, the voltage drop due to the various components can be provided. Each time there is a fault in the lamp or in another system component, a smaller or larger change in the measured voltage drop occurs, which can be evaluated. Thus, in this embodiment, no separate supply line for the transmission of the monitoring signals needed.

In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst die Überwachungseinheit mindestens ein Umwandlungsmodul, mittels welchem der gemessene Spannungsabfallwert in ein Kontrollstromsignal umwandelbar ist. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante liegt vor allem darin, dass die Änderungen des Spannungsabfalls durch die Änderungen der Stromstärke des Kontrollstromsignals angezeigt werden können. Dank einer kontinuierlichen Umwandlung können nicht nur Störungen angezeigt werden, sondern es kann aufgrund der dynamischen Veränderung des Stromsignals auf die Änderung der Eigenschaften der einzelnen Komponenten geschlossen werden. Grundsätzlich kann durch die Überwachung der Änderungen auch ein zukünftiger Ausfall einer Komponente vorhergesagt werden.In a further embodiment, the monitoring unit comprises at least one conversion module, by means of which the measured voltage drop value can be converted into a control current signal. The advantage of this embodiment lies in the fact that the changes in the voltage drop can be indicated by the changes in the current intensity of the control current signal. Thanks to a continuous conversion, not only can disturbances be indicated, but due to the dynamic change of the current signal it can be concluded that the characteristics of the individual components have changed. Basically, by monitoring the changes, a future failure of a component can also be predicted.

In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst die Überwachungseinheit ein Offset-Modul, mittels welchem ein beliebiger Offset-Wert zum gemessenen Spannungsabfallwert addierbar ist. Diese Ausführungsvariante hat insbesondere den Vorteil, dass die gemessenen Spannungsabfallwerte durch den frei wählbaren Offset-Wert in einen Bereich gebracht werden können, welcher eine sehr einfache und intuitive Auswertung der Überwachungssignale ermöglicht. So kann sehr einfach zwischen den verschiedenen Zuständen des Systems unterschieden werden: Normalbetrieb, Reservenbetrieb, Kurzschluss, und unterbrochene Leitung bzw. Lichtquelle.In a further embodiment, the monitoring unit comprises an offset module, by means of which an arbitrary offset value can be added to the measured voltage drop value. This embodiment variant has the particular advantage that the measured voltage drop values can be brought into a range by the freely selectable offset value, which enables a very simple and intuitive evaluation of the monitoring signals. It is thus very easy to distinguish between the various states of the system: normal operation, reserve operation, short circuit, and interrupted line or light source.

In einer anderen Ausführungsvariante ist die Schalteinrichtung als eine H-Brücke ausgebildet. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante liegt unter anderem darin, dass zur Realisierung der Schalteinrichtung ein sehr wohl bekanntes elektronisches Bauelement verwendet werden kann. Eine H-Brücke, oft auch Vierquadrantensteller genannt, besteht aus vier unabhängigen Schaltern, welche eine Gleichspannung in eine Wechselspannung variabler Frequenz und variabler Pulsbreite umwandeln kann. Diese Schaltung wird vor allem zur Ansteuerung von Gleichstrommotoren zur Wahl der Drehrichtung verwendet, kann aber auch zum Speisen von Transformatoren aus Gleichspannungsnetzen dienen. Dank der korrekten Ansteuerung der H-Brücke kann einerseits die Stromfliessrichtung von der Stromquelle zur Lampe, und andererseits auch die entsprechende Stromstärke gesteuert werden. So kann bei der Mehrfadenlampe sehr einfach zwischen dem Hauptbetrieb (erste Lichtquelle) und dem Reservenbetrieb (Nebenfaden) umgeschaltet werden.In another embodiment, the switching device is designed as an H-bridge. The advantage of this embodiment is, inter alia, that for the realization of the switching device, a well-known electronic component can be used. An H-bridge, often called a four-quadrant controller, consists of four independent switches, which can convert a DC voltage into an AC voltage of variable frequency and variable pulse width. This circuit is mainly used to drive DC motors to select the direction of rotation, but can also serve to power transformers from DC networks. Thanks to the correct control of the H-bridge, on the one hand, the direction of current flow from the power source to the lamp and, on the other hand, the corresponding current intensity can be controlled. Thus, in the multi-filament lamp can be easily switched between the main operation (first light source) and the reserve operation (secondary thread).

Hierbei wird bei Brückenschaltungen zwischen Viertel- (ein Widerstand variabel), Halb- (zwei Widerstände variabel) und Vollbrücken (vier Widerstände variabel) unterschieden.In the case of bridge circuits, a distinction is made between quarter (one variable resistance), half (two variable resistors) and full bridges (four variable resistors).

In einer wieder anderen Ausführungsvariante ist die Schalteinrichtung mittels zwei Kontrollsignalen steuerbar. Diese Ausführungsvariante hat insbesondere den Vorteil, dass mindestens vier verschiedene Kontroll- bzw. Ansteuerungsstellungen der Schalteinrichtung möglich sind. Diese verschiedenen Stellungen können nach Bedarf belegt werden, so dass der Betrieb der Lampe stets gewährleistet ist, und dass auch jeweils die entsprechende Überwachung jederzeit durchgeführt werden kann. Insbesondere kann mittels der beiden Kontrollsignalen zwischen dem Betrieb der ersten Lichtquelle (Hauptfaden) und der zweiten Lichtquelle (Nebenfaden), sowie zwei Kontrollstellungen (kein Strom bzw. ein Prüfstrom) aktiv umgeschaltet werden.In yet another embodiment, the switching device is controllable by means of two control signals. This variant has the particular advantage that at least four different control or control positions of the switching device are possible. These different positions can be occupied as needed, so that the operation of the lamp is always guaranteed, and that in each case the appropriate monitoring can be performed at any time. In particular, by means of the two control signals between the operation of the first light source (main thread) and the second light source (secondary thread), as well as two control positions (no current or a test current) can be actively switched.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist mindestens eine der beiden Adern in der Leitung redundant ausgebildet. Diese Ausführungsvariante hat insbesondere den Vorteil, dass beim Ausfall einer Ader, beispielsweise aufgrund einer mechanischen Beschädigung der Leitung oder aufgrund eines elektrischen Fehlers, der Strom trotzdem über die redundante Leitung fliessen kann, so dass der Betrieb der Lampe nicht beeinträchtigt wird. So kann ein sicherer Betrieb der Lampe auch bei gröberen Fehlern stets gewährleistet werden, wodurch die Sicherheit dank der erfindungsgemässen Vorrichtung noch weiter ausgebaut werden kann.In a further embodiment, at least one of the two wires in the line is redundant. This embodiment variant has the particular advantage that in the event of failure of a wire, for example due to mechanical damage to the line or due to an electrical fault, the current can still flow over the redundant line, so that the operation of the lamp is not affected. Thus, a safe operation of the lamp can always be guaranteed even with grosser errors, whereby the safety thanks to the inventive device can be further expanded.

In einer anderen Ausführungsvariante ist die Lampe eine Leuchtdioden-Lampe, wobei die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle aus Leuchtdioden (LED-Dioden) aufgebaut sind. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante liegt unter anderem darin, dass sehr leistungsfähige LED-Dioden (Leucht- bzw. Lumineszenzdioden) als Lichtquellen in der Lampe verwendet werden können. Leuchtdioden sind elektronische Halbleiter-Bauelemente, welche Licht, Infrarot- oder auch Ultraviolettstrahlung ausstrahlen, wenn durch sie Strom in der Durchlassrichtung fliesst. Die Wellenlänge der ausgestrahlten Strahlung von Leuchtdioden hängt hauptsächlich vom Halbleitermaterial, welches bei der Konstruktion der Diode verwendet wird, ab. Die LED-Dioden emittieren ein praktisch monochromes Licht, was insbesondere bei Signalleuchten eine wichtige Rolle spielt, da Lampen teilweise auch ohne jegliche Farbfilter auskommen können. Zudem entsteht beim Einsatz von LED-Dioden praktisch keine Hitze, so dass auch die Lebensdauer der Leuchtdioden sehr gross ist.In another embodiment, the lamp is a light-emitting diode lamp, wherein the first light source and the second light source of light-emitting diodes (LED diodes) are constructed. The advantage of this embodiment is, inter alia, that very powerful LED diodes (light emitting or light emitting diodes) can be used as light sources in the lamp. Light-emitting diodes are semiconductor electronic components which emit light, infrared or even ultraviolet radiation when they flow current in the forward direction. The wavelength of the emitted radiation from light emitting diodes depends mainly on the semiconductor material used in the construction of the diode. The LED diodes emit a practically monochromatic light, which plays an important role especially in signal lights, since some lamps can do without any color filters. In addition, when using LED diodes practically no heat, so that the life of the LEDs is very large.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Anzahl der LED-Dioden der zweiten Lichtquelle um eins kleiner als die Anzahl der LED-Dioden der ersten Lichtquelle, wobei die zweite Lichtquelle einen Ohmschen Widerstand derart aufweist, dass der Spannungsabfall über den Ohmschen Widerstand beim Normalstrom denselben Wert aufweist wie der Spannungsabfall über die LED-Diode. Diese Ausführungsvariante hat insbesondere den Vorteil, dass ein Ausfall oder eine andere Störung der Stromquelle auch bei der Verwendung von LED-Dioden sehr einfach und zuverlässig detektiert werden kann. Der Spannungsabfall bei LED-Dioden ist definitionsgemäss konstant und nicht von der Stärke des durch die Diode fliessenden Stroms abhängig. Deshalb kann eine Reduktion der Stromstärke, welche über die Dioden fliesst, nicht detektiert werden. Aus diesem Grund wird der zweiten Lichtquelle ein Ohmscher Widerstand beigefügt, welcher beim Normalstrom einen Widerstandswert hat, welcher mit dem Spannungsabfall über die LED-Diode übereinstimmt. So wird beim Normalbetrieb keine Abweichung der Ströme festgestellt. Wenn jedoch der Strom variiert, ändert sich auch der Spannungsabfall über diesem Ohmschen Widerstand, da er zur Stromstärke grundsätzlich proportional ist. So kann ein Defekt der Stromquelle trotz den oben genannten Besonderheiten auch in diesem Fall einfach detektiert werden.In a further embodiment, the number of LED diodes of the second light source is one less than the number of LED diodes of the first light source, wherein the second light source has an ohmic resistance such that the voltage drop across the ohmic resistance at normal current has the same value like the voltage drop via the LED diode. This embodiment variant has the particular advantage that a failure or other fault of the power source can be detected very easily and reliably even when using LED diodes. The voltage drop in LED diodes is by definition constant and does not depend on the magnitude of the current flowing through the diode. Therefore, a reduction of the current flowing through the diodes can not be detected. For this reason, an ohmic resistance is added to the second light source, which has a resistance value at normal current, which coincides with the voltage drop across the LED diode. Thus, no deviation of the currents is detected during normal operation. However, as the current varies, so does the voltage drop across that ohmic resistance, which is basically proportional to the current. Thus, a defect of the power source despite the above-mentioned peculiarities can be easily detected in this case.

An dieser Stelle soll festgehalten werden, dass sich die vorliegende Erfindung neben der oben genannten erfindungsgemässen Vorrichtung mit den verschiedenen Ausführungsvarianten auch auf ein entsprechendes System, in welchem die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet wird, bezieht.It should be noted at this point that the present invention, in addition to the above-mentioned device according to the invention with the various design variants, also relates to a corresponding system in which the device according to the invention is used.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden die Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen beschrieben. Die Beispiele der Ausführungen werden durch folgende beigelegte Figuren illustriert:

• Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung und eines erfindungsgemässen Systems zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe mit den wichtigsten Komponenten;
• Figur 2 zeigt ein Elektronikschema einer möglichen Realisierung der Vorrichtung zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe gemäss einer ersten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung;
• Figur 3 zeigt ein Elektronikschema einer möglichen Realisierung der Vorrichtung zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe gemäss einer zweiten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung;
• Figur 4 zeigt ein Elektronikschema einer möglichen Realisierung der Vorrichtung zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe gemäss einer dritten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung.

Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described by way of examples. The examples of the embodiments are illustrated by the following enclosed figures:

• FIG. 1 shows a schematic view of an inventive device and a system according to the invention for controlling and / or monitoring a lamp with the most important components;
• FIG. 2 shows an electronic diagram of a possible realization of the device for controlling and / or monitoring a lamp according to a first embodiment of the present invention;
• FIG. 3 shows an electronic diagram of a possible realization of the device for controlling and / or monitoring a lamp according to a second embodiment of the present invention;
• FIG. 4 shows an electronic diagram of a possible implementation of the device for controlling and / or monitoring a lamp according to a third embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Figur 1 stellt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung 10 und eines erfindungsgemässen Systems zur Ansteuerung und/ oder Überwachung einer Lampe P1 dar. Das erfindungsgemässe System umfasst grundsätzlich vier Komponenten:

1. 1) die Lampe P1, welche mindestens eine erste Lichtquelle HF und eine zweite Lichtquelle NF umfasst,
2. 2) eine Stromquelle G1 zur Anspeisung der Lampe P1 (d.h. sowohl der ersten Lichtquelle HF als auch der zweiten Lichtquelle NF),
3. 3) eine Schalteinheit 20, mittels welcher zwischen der ersten Lichtquelle HF und der zweiten Lichtquelle NF umgeschaltet werden kann, und
4. 4) eine Überwachungseinheit 30, mittels welcher die Funktionstüchtigkeit der Lampe P1 überwacht werden kann.

FIG. 1 FIG. 3 shows a schematic view of a device 10 according to the invention and of a system according to the invention for controlling and / or monitoring a lamp P1. The system according to the invention fundamentally comprises four components:

1. 1) the lamp P1, which comprises at least a first light source HF and a second light source NF,
2. 2) a current source G1 for supplying the lamp P1 (ie both the first light source HF and the second light source NF),
3. 3) a switching unit 20, by means of which can be switched between the first light source HF and the second light source NF, and
4. 4) a monitoring unit 30, by means of which the functionality of the lamp P1 can be monitored.

Die Lampe P1 kann beispielsweise eine handelsübliche Mehrfadenlampe mit einem Hauptglühfaden HF und einem Nebenglühfaden NF (wie z.B. in Figur 1 dargestellt), oder aber auch eine aus LED-Dioden zusammengesetzte Lampe sein. Die Lampe P1 ist über eine zweiadrige Leitung A, B einerseits mit der Schalteinheit 20 und andererseits mit der Überwachungseinheit 30 verbunden. Schliesslich ist die Stromquelle G1, mittels welcher die Lampe P1 gespeist werden kann, mit der Schalteinheit 20 verbunden. Es ist aber selbstverständlich, dass die in Figur 1 dargestellten Elemente des erfindungsgemässen Systems nicht zwingenderweise als selbständige, unabhängige Einheiten ausgebildet sein müssen, sondern auch in einem einzigen Gerät zusammengefasst werden können, ohne dass ihre Funktionalitäten dadurch irgendwie beeinträchtigt wären. Die Funktionsweise der einzelnen Komponenten des erfindungsgemässen Systems wird nachfolgend detaillierter beschrieben.The lamp P1 may, for example, a commercially available multi-filament lamp with a main filament HF and a secondary filament NF (such as in FIG. 1 shown), or else be a lamp composed of LED diodes. The lamp P1 is connected via a two-wire line A, B on the one hand to the switching unit 20 and on the other hand to the monitoring unit 30. Finally, the current source G1, by means of which the lamp P1 can be fed, is connected to the switching unit 20. But it goes without saying that the in FIG. 1 shown elements of the inventive system need not necessarily be designed as independent, independent units, but also in a single device can be summarized without their functionalities affected thereby somehow would. The mode of operation of the individual components of the system according to the invention will be described in more detail below.

In Figur 2 wird ein Elektronikschema einer möglichen Realisierung der Vorrichtung 10 zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe P1 gemäss einer ersten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die bereits in Figur 1 dargestellten Komponenten werden auch in Figur 1 mit denselben Bezugszeichen versehen. So bezieht sich das Bezugszeichen G1 auf die Stromquelle, das Bezugszeichen 20 auf die Schalteinheit, das Bezugszeichen 30 auf die Überwachungseinheit, und das Bezugszeichen P1 auf die Lampe.In FIG. 2 an electronic scheme of a possible implementation of the device 10 for controlling and / or monitoring a lamp P1 according to a first embodiment of the present invention is shown. The already in FIG. 1 components are also shown in FIG. 1 provided with the same reference numerals. Thus reference character G1 refers to the power source, reference numeral 20 to the switching unit, reference numeral 30 to the monitoring unit, and reference P1 to the lamp.

Die Lampe P1 ist in Figur 2 als eine Mehrfadenlampe ausgebildet und umfasst zwei Lichtquellen, nämlich eine erste Lichtquelle HF, sowie eine zweite Lichtquelle NF. Insbesondere können diese beiden Lichtquellen HF und NF als Glühfäden ausgeführt werden, wie aus einer gewöhnlichen Glühbirne oder einer ähnlichen Leuchtvorrichtung bekannt ist. Die erste Lichtquelle HF, oft Hauptfaden genannt, wird im Normbetrieb betätigt. Wenn jedoch dieser Hauptfaden HF durchbrennt oder aus irgendeinem anderen Grund nicht mehr einsatzfähig ist, wird der Stromkreis über die zweite Lichtquelle NF (auch Nebenfaden genannt) geschlossen. Die Lampe P1 kann aber beispielsweise auch als eine Kombination von Leuchtdioden realisiert werden, wobei der Hauptfaden HF und/oder der Nebenfaden NF durch eine oder mehrere dieser Leuchtdioden (LED) repräsentiert werden. Auf diese Ausführungsform wird mit Bezug auf Figur 4 näher eingegangen.The lamp P1 is in FIG. 2 is formed as a multi-filament lamp and comprises two light sources, namely a first light source HF, and a second light source NF. In particular, these two light sources HF and NF can be embodied as filaments, as is known from an ordinary light bulb or a similar light-emitting device. The first light source HF, often called main thread, is operated in standard operation. However, if this main thread blows HF or for some other reason is no longer operational, the circuit via the second light source NF (also called secondary thread) is closed. However, the lamp P1 can also be realized, for example, as a combination of light-emitting diodes, the main thread HF and / or the secondary thread NF being represented by one or more of these light-emitting diodes (LEDs). This embodiment will be described with reference to FIG FIG. 4 discussed in more detail.

Die Schalteinheit 20 dient dazu, den von der Stromquelle G1 eingespeisten Strom zur Lampe P1 weiterzuleiten. Die Stromquelle G1 kann insbesondere als eine Gleichstrom-Stromquelle ausgebildet werden, obwohl grundsätzlich auch andere Möglichkeiten denkbar wären. Diese Stromquelle G1 ist über eine entsprechende Leitung durch eine konstante Gleichstromspannung VCC gespeist. Diese Spannung VCC kann vorteilhaft eine erdfreie Gleichstrom-Schutzkleinspannung (SELV) sein und die Stromquelle G1 so eingestellt werden, dass an ihrem Ausgang ein konstanter Strom I_const geliefert wird. Ausserdem kann die Stromquelle G1 auch so eingerichtet werden, dass sie nach Bedarf zwei verschiedene konstante Stromstärken zur Verfügung stellen kann, nämlich eine erste Stromstärke (Arbeitsstrom) zum Normbetrieb der Lampe P1 und eine zweite Stromstärke (Prüfstrom) zur Funktionskontrolle der Lampe P1. Der Arbeitsstrom ist dabei grösser als der Prüfstrom, welcher genügend klein sein muss, damit die Lampe P1 noch nicht leuchtet, da ja in diesem Zustand lediglich ihre Funktionsweise getestet wird und keine ungewollten Signale ausgesendet werden sollen.The switching unit 20 serves to forward the current supplied by the current source G1 to the lamp P1. The current source G1 can be designed in particular as a DC current source, although in principle other possibilities would be conceivable. This current source G1 is fed via a corresponding line through a constant DC voltage VCC. This voltage VCC can advantageously be a floating DC safety extra-low voltage (SELV) and the current source G1 can be adjusted so that a constant current I _{const is} delivered at its output. In addition, the power source G1 can also be set up to Demand two different constant currents can provide, namely a first current (working current) to the standard operation of the lamp P1 and a second current (test current) for the functional control of the lamp P1. The working current is greater than the test current, which must be sufficiently small so that the lamp P1 is not lit, since in this state only their functioning is tested and no unwanted signals should be sent out.

Die Steuerung der Stromquelle G1 (d.h. die Ein-Aus-Regelung und die Umschaltung zwischen dem Arbeitsstrom und dem Prüfstrom) kann mittels eines Kontrollsignals CTRL3 realisiert werden, obwohl auch andere Realisationsmöglichkeiten denkbar sind. So kann die Stromquelle G1 beispielsweise mit einer bestimmten Gleichspannung +VCC eingespeist und mit diesem Logiksignal CTRL3 auf den Sollstrom (z.B. Arbeitsstrom) eingestellt werden. In einer besonderen Realisationsform kann das logische "0" beim Kontrollsignal CTRL3 den Arbeitsstrom I_Hell = 2.4ADC am Ausgang der Stromquelle G1 bedeuten (dabei leuchtet eine der beiden Lichtquellen HF oder NF der Lampe P1), während auf der anderen Seite das logische "1" in der Umstellung der Stromquelle G1 auf den Prüfstrom I_ounkel= 0.6ADC (entspricht 25% des Arbeitsstroms, so dass die Lampe P1 nicht leuchtet) resultieren kann.The control of the current source G1 (ie the on-off control and the switching between the working current and the test current) can be realized by means of a control signal CTRL3, although other implementation options are conceivable. For example, the current source G1 can be fed with a specific DC voltage + VCC and set to the desired current (eg working current) with this logic signal CTRL3. In a particular embodiment, the logic "0" in control signal CTRL3 may mean the operating current I _Hell = 2.4ADC at the output of current source G1 (one of the two light sources HF or NF of lamp P1 lights up), while on the other side the logic "1 "in the conversion of the power source G1 to the test current I _ounkel = 0.6ADC (corresponds to 25% of the working current, so that the lamp P1 does not light) may result.

Die Schalteinheit 20 wird durch die Stromquelle G1 mit dem Strom versorgt. Durch die Schalteinheit 20 kann zwischen dem Hauptfaden HF und dem Nebenfaden NF der Lampe P1 umgeschaltet werden. Dazu umfasst die Schalteinheit 20 eine so genannte H-Brücke 25. Die H-Brücke 25 ist eine elektronische Schaltung zum Zweck der Umpolung einer Gleichspannung, wie sie auch in anderen Anwendungen, zum Beispiel für die Richtungsumkehr (links/ rechts) von Gleichstrommotoren) verwendet wird. Die H-Brücke 25 ist dadurch ein integrierter Elektronikbaustein und besteht aus den vier Halbleiterschaltern K1, K2, K3 und K4, sowie der dazugehörenden Steuerlogik, welche in Figur 2 durch die Gatter T1, T2, T3 und T4 repräsentiert ist. Selbstverständlich ist es für einen Fachmann klar, dass auch andere Realisationsmöglichkeiten für die Schalteinheit 20 denkbar sind, welche aber nicht vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abweichen. Weiter kann in der Schalteinrichtung 20 zum Beispiel auch eine umfassende Schutzbeschaltung mit Kurzschluss- und/oder thermischem Schutz integriert werden (nicht dargestellt).The switching unit 20 is powered by the power source G1. By the switching unit 20 can be switched between the main thread HF and the secondary thread NF of the lamp P1. For this purpose, the switching unit 20 comprises a so-called H-bridge 25. The H-bridge 25 is an electronic circuit for the purpose of reversing a DC voltage, as used in other applications, for example for the direction reversal (left / right) of DC motors) becomes. The H-bridge 25 is thereby an integrated electronic component and consists of the four semiconductor switches K1, K2, K3 and K4, as well as the associated control logic, which in FIG. 2 is represented by the gates T1, T2, T3 and T4. Of course, it is clear to a person skilled in the art that other possibilities for realizing the switching unit 20 are conceivable, but which do not deviate from the basic concept of the present invention. Further, in the switching device 20 for Example, a comprehensive protection circuit with short-circuit and / or thermal protection are integrated (not shown).

Die Schalteinrichtung 20 ist über die Leitung A, B mit der Lampe P1 verbunden und kann die Lampe P1 derart steuern, dass entweder der Hauptfaden HF oder der Nebenfaden NF (oder die entsprechenden LED-Anordnungen) eingeschaltet werden, oder dass die Lampe P1 ausgeschaltet ist. Dazu können die Halbleiterschalter K1, K2, K3, K4 in der H-Brücke 25 zum Beispiel mittels der Kontrollsignalen CTRL1 und CTRL2 gesteuert werden, wodurch auch die Schaltung der Lampe P1 realisiert werden kann. Diese Kontrollsignale CTRL1 und/oder CTRL2 können, wie bereits das Kontrollsignal CTRL3, insbesondere auch als Logiksignale ausgeführt werden. Eine mögliche Kombination der Logiksignalwerte und die entsprechende Wirkung ist in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1: Eine mögliche H-Brücken-Steuerung CTRL1 CTRL2 K1 K2 K3 K4 Bedeutung 0 0 Sperrt Sperrt Leitet Leitet Lampe P1 dunkel, kurzgeschlossen auf 0V 1 0 Leitet Sperrt Leitet Sperrt Hauptfaden HF leuchtet, Stromrichtung A → B 0 1 Sperrt Leitet Sperrt Leitet Nebenfaden NF leuchtet, Stromrichtung B → A 1 1 Leitet Leitet Sperrt Sperrt Lampe P1 dunkel, kurzgeschlossen auf +VCC The switching device 20 is connected to the lamp P1 via the line A, B and can control the lamp P1 so that either the main thread HF or the sub-thread NF (or the corresponding LED devices) are turned on, or that the lamp P1 is turned off , For this purpose, the semiconductor switches K1, K2, K3, K4 can be controlled in the H-bridge 25, for example by means of the control signals CTRL1 and CTRL2, whereby the circuit of the lamp P1 can be realized. These control signals CTRL1 and / or CTRL2 can, like the control signal CTRL3, in particular also be implemented as logic signals. A possible combination of the logic signal values and the corresponding effect is shown in Table 1 below. <i> Table 1: A Possible H-Bridge Control </ i> CTRL1 CTRL2 K1 K2 K3 K4 importance 0 0 locks locks forwards forwards Lamp P1 dark, shorted to 0V 1 0 forwards locks forwards locks Main thread HF lights up, current direction A → B 0 1 locks forwards locks forwards Secondary thread NF lights up, current direction B → A 1 1 forwards forwards locks locks Lamp P1 dark, shorted to + VCC

Der erste und der vierte Fall (Kombination der Kontrollsignale CTRL1 und CTRL2 "0"-"0" oder "1"-"1" werden in Grundstellung benutzt, um die Lampe P1 dunkel zu schalten. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass, wenn LED-Signallampen verwendet werden, die Potentialbindung bewerkstelligt wird, und dadurch ein schwaches Leuchten durch eingekoppelte Störgrössen verhindert werden kann. Je nach Sicherheitsanforderung kann insbesondere auch ein zweiter Abschaltweg in der Einspeisung +VCC notwendig sein. Die Lampe P1 ist über eine zweiadrige Leitung A, B mit der Schalteinheit 20 verbunden. Die beiden Adern A und B der Leitung führen somit den Strom von der Stromquelle G1 über die Schalteinrichtung 20 zur Lampe P1. In der Ausführungsform, in welcher die Lampe P1 durch eine Gleichstromquelle G1 gespeist wird und durch die H-Brücke 25 die Richtung des Stroms geändert werden kann, wird jeweils eine Stromrichtung mit Gleichrichterdioden D1 und D2 gesperrt bzw. durchgeschaltet, damit stets der richtige Faden der Lampe P1 leuchten kann.The first and fourth cases (combination of the control signals CTRL1 and CTRL2 "0" - "0" or "1" - "1" are used in the home position to turn the lamp P1 dark, which has the particular advantage that when Depending on the safety requirement, a second switch-off path in the feed + VCC may also be necessary in particular, the lamp P1 being connected via a two-wire line A, B is thus connected to the switching unit 20. The two wires A and B of the line thus carry the current from the current source G1 to the lamp P1 via the switching means 20. In the embodiment in which the lamp P1 is fed by a DC power source G1 and through the H Bridge 25 the direction of the current can be changed, one current direction with rectifier diodes D1 and D2 is blocked or switched through, so always de r right thread of the lamp P1 can shine.

Das Bezugszeichen 30 in Figur 2 bezieht sich erneut auf die Überwachungseinheit. Die Umpolung der Stromrichtung durch die H-Brücke dient einerseits dem Betrieb eines Haupt- oder Nebenbetriebes mit nur zwei Adern A und B in der Leitung zwischen der Schalteinrichtung 20 und der Lampe P1, andererseits lässt sich die Messspannung für die Lampenüberwachung auf einfache Weise auskoppeln. Dazu werden die beiden Adern A, B der Leitung über die Widerstände R1 und R2 mit einem Differenzverstärker T6 verbunden. Aufgrund des gegebenen konstanten Stromes I_const und den gegebenen Eigenschaften der Lampe P1 (bzw. des Hauptfadens HF und des Nebenfadens NF oder der entsprechenden LED-Anordnungen) resultiert ein bestimmter Spannungsabfall zwischen den beiden Adern A, B der Leitung. Dieser Spannungsabfall kann mit dem Differenzverstärker T6 gemessen und angepasst werden. In Figur 2 bezieht sich das Bezugszeichen G2 ausserdem auf ein Offset-Modul. Mittels dieses Offset-Moduls G2 kann der durch den Differenzverstärker T6 gemessene Spannungsabfall beispielsweise auf halbe Speisespannung angehoben werden. Mittels des Strom-/Spannungswandlers T5 kann dann daraus ein normiertes Stromsignal MON1 geformt werden. Der Stromstärkewert dieses normierten Stromsignals MON1 kann beispielsweise zwischen 4 und 20mA betragen. Anschliessend kann das Stromsignal MON1 über einen analogen Eingang eingelesen und weiter ausgewertet werden. So kann zum Beispiel in der Grundstellung ein Stromsignal MON1 von 12mA erzeugt werden, welches sich anschliessend bei Hauptbetrieb (Hauptfaden HF leuchtet) in den oberen Bereich zwischen 12 und 20mA und bei Nebenbetrieb (Nebenfaden NF leuchtet) in den unteren Bereich zwischen 4 und 12mA proportional verschiebt.The reference numeral 30 in FIG FIG. 2 refers again to the monitoring unit. The polarity reversal of the current direction through the H-bridge serves on the one hand to operate a main or auxiliary operation with only two wires A and B in the line between the switching device 20 and the lamp P1, on the other hand, the measuring voltage for lamp monitoring can be coupled out in a simple manner. For this purpose, the two wires A, B of the line via the resistors R1 and R2 are connected to a differential amplifier T6. Due to the given constant current I _const and the given properties of the lamp P1 (or the main thread HF and the secondary thread NF or the corresponding LED arrangements) results in a certain voltage drop between the two wires A, B of the line. This voltage drop can be measured and adjusted with the differential amplifier T6. In FIG. 2 The reference G2 also refers to an offset module. By means of this offset module G2, the voltage drop measured by the differential amplifier T6 can be raised, for example, to half the supply voltage. By means of the current / voltage converter T5 can then be formed from a normalized current signal MON1. The current value of this normalized current signal MON1 can be, for example, between 4 and 20 mA. Subsequently, the current signal MON1 via an analog Input read in and further evaluated. Thus, for example, in the initial position a current signal MON1 of 12mA can be generated, which then in the main mode (main thread HF lights) in the upper range between 12 and 20mA and in secondary operation (secondary thread NF lights) in the lower range between 4 and 12mA proportional shifts.

Das Stromsignal MON1 kann von einem Steuergerät (nicht dargestellt) ausgewertet werden. Ein analoges Signal hat in dieser Anwendung gegenüber einem digitalen den Vorteil, dass nicht nur die Aussage "OK/Nicht OK" möglich ist, sondern alle Zwischenstufen inkl. Unterbruch und Kurzschluss. So kann anhand eines einzigen Signals MON1 ausgewertet werden, ob der Haupt- oder Nebenbetrieb aktiv ist. Zudem sind mit relativ geringem Aufwand mehr Tests möglich (z.B. Plausibilitätskontrollen, Funktionskontrolle der steuerbaren Stromquelle G1 etc.). Die Einstellung von Toleranzgrenzen kann beispielsweise in der Software vorgenommen werden, so dass daher die Hardware nicht tangiert wird. Ein normiertes Stromsignal MON1 von 4 bis 20mA hat gegenüber einem normierten Spannungssignal von 0 bis 10V den wesentlichen Vorteil, dass auch ein Unterbruch der Leitung A, B erkannt werden kann (d.h. wenn der gemessene Strom MON1 im oben genannten Beispiel kleiner als 4mA ist) und dass es auch weniger störungsanfällig ist.The current signal MON1 can be evaluated by a control unit (not shown). An analog signal in this application has the advantage over a digital that not only the statement "OK / Not OK" is possible, but all intermediate stages including interruption and short circuit. Thus, it can be evaluated on the basis of a single signal MON1, whether the main or auxiliary operation is active. In addition, more tests are possible with relatively little effort (for example, plausibility checks, functional control of the controllable current source G1, etc.). The setting of tolerance limits can, for example, be carried out in the software so that the hardware is not affected. A normalized current signal MON1 of 4 to 20mA has the significant advantage over a normalized voltage signal of 0 to 10V, that an interruption of the line A, B can be detected (ie if the measured current MON1 in the above example is less than 4mA) and that it is less susceptible to interference.

Der Differenzverstärker T6 der Überwachungseinheit 30 misst die Spannung zwischen den Adern A und B der Zuleitung. Die Überwachungseinheit 30 ist durch die Widerstände R1 und R2 vom Leistungskreis (Stromquelle G1, Schalteinheit 20, Lampe P1) entkoppelt. Diese Spannung ist ein proportionales Abbild des Produktes vom Arbeitsstrom der Signallampe P1 und deren Leitungswiderstand plus die Durchlassspannungen der einzelnen Fäden HF, NF (bzw. der LED-Anordnungen). Da der einstellbare Arbeitsstrom, welcher von der Stromquelle G1 geliefert wird, eine bekannte und konstante Grösse ist, kann bei der Verschiebung der gemessenen Spannung auf einen Fehler in der Signallampe P1 oder der Zuleitung A, B sehr leicht geschlossen werden. Die Messspannung erreicht bei unterbrochener Leitung A, B bzw. dem entsprechenden Faden HF, NF die maximale Aussteuerung (ca. +VCC) und bei kurzgeschlossener Leitung A, B die minimale Aussteuerung (0 VDC). Dieser Spannungshub von VCC ist vorzeichenabhängig (positiv bei Haupt- und negativ bei Nebenbetrieb). Damit er von der nachgeschalteten Elektronik verarbeitet werden kann, muss er jedoch abgeschwächt werden (mit einem Abschwächungsfaktor k) und zu einer Offsetspannung dazu addiert werden. Dadurch ergibt sich am Ausgang des Differenzverstärkers T6 eine Spannung, welche beim Hauptbetrieb (der Hauptfaden HF leuchtet) grösser als die Offsetspannung, und beim Nebenbetrieb (der Nebenfaden NF leuchtet) kleiner als die Offsetspannung ist. Bei Nichtansteuerung oder bei Kurzschluss im Ansteuerungsfall stellt sich die halbe Versorgungsspannung (= Offsetwert) ein.The differential amplifier T6 of the monitoring unit 30 measures the voltage between the wires A and B of the supply line. The monitoring unit 30 is decoupled from the power circuit (current source G1, switching unit 20, lamp P1) by the resistors R1 and R2. This voltage is a proportional image of the product of the operating current of the signal lamp P1 and its line resistance plus the forward voltages of the individual filaments HF, NF (or the LED assemblies). Since the adjustable working current, which is supplied by the current source G1, is a known and constant size, it can be concluded very easily when shifting the measured voltage to an error in the signal lamp P1 or the supply line A, B. The measured voltage reaches the maximum modulation (approx. + VCC) with interrupted line A, B or the corresponding thread HF, NF and with short-circuited line A, B the minimum modulation (0 VDC). This voltage swing of VCC is sign-dependent (positive for main and negative for In addition to operation). However, to be processed by the downstream electronics, it must be attenuated (with a mitigating factor k) and added to an offset voltage. This results in the output of the differential amplifier T6, a voltage which in the main mode (the main thread HF lights) greater than the offset voltage, and the secondary operation (the secondary thread NF lights) is smaller than the offset voltage. In the case of non-control or short-circuit in the control case, half the supply voltage (= offset value) is set.

Ein konkretes Beispiel ist das folgende: $${\mathrm{U}}_{\mathrm{Ltg}}\mathrm{=}\mathrm{10}\mathrm{VDC}\left(\mathrm{Spannung\; auf\; der\; Zuleitung}\right)$$

$$+\mathrm{VCC}=24\mathrm{VDC}\left(\mathrm{Versorgungsspannung}\right)$$

$${\mathrm{U}}_{\mathrm{Offset}}\mathrm{=}\mathrm{12}\mathrm{VDC}\left(\mathrm{Offsetspannung}\right)$$

$$\mathrm{k}\mathrm{=}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{3}\left(\mathrm{Abschwächungsfaktor}\right)$$

A concrete example is the following: $${\mathrm{U}}_{\mathrm{cond}}\mathrm{=}\mathrm{10}\mathrm{VDC}\left(\mathrm{Voltage\; on\; the\; supply\; line}\right)$$

$$+\mathrm{VCC}=24\mathrm{VDC}\left(\mathrm{supply\; voltage}\right)$$

$${\mathrm{U}}_{\mathrm{offset}}\mathrm{=}\mathrm{12}\mathrm{VDC}\left(\mathrm{offset\; voltage}\right)$$

$$\mathrm{k}\mathrm{=}\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{3}\left(\mathrm{attenuation\; factor}\right)$$

Die Ausgangsspannung am Differenzverstärker T6 beim Hauptbetrieb ist in diesem Fall: $$U_A={\mathit{U}}_{\mathit{Offset}}\mathit{+}{\mathit{U}}_{\mathit{Lig}}\cdot k=12\mathit{VDC}+\frac{10\mathit{VDC}}{3}=15.33\mathit{VDC}$$

The output voltage at the differential amplifier T6 in the main mode is in this case: $$U_A={\mathit{U}}_{\mathit{offset}}\mathit{+}{\mathit{U}}_{\mathit{Lig}}\cdot k=12\mathit{VDC}+\frac{10\mathit{VDC}}{3}=\mathrm{15:33}\mathit{VDC}$$

Und die Ausgangsspannung am Differenzverstärker T6 beim Nebenbetrieb: $$U_A={\mathit{U}}_{\mathit{Offset}}-{\mathit{U}}_{\mathit{Ltg}}\cdot k=12\mathit{VDC}-\frac{10\mathit{VDC}}{3}=8.67\mathit{VDC}$$

And the output voltage at differential amplifier T6 during secondary operation: $$U_A={\mathit{U}}_{\mathit{offset}}-{\mathit{U}}_{\mathit{cond}}\cdot k=12\mathit{VDC}-\frac{10\mathit{VDC}}{3}=8.67\mathit{VDC}$$

Wie oben bereits beschrieben, wird die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers T6 mit einem Spannungs-/Stromwandler T5 in ein normiertes Stromsignal MON1 zwischen 4 und 20mA umgewandelt. Die Umsetzung in ein Stromsignal erfolgt beispielsweise mit einer Steilheit s von 1 mA/V. Das heisst, bei Nichtansteuerung oder Kurzschluss im Ansteuerungsfall stellen sich 12mA ein. Bei Unterbruch der Zuleitung A, B bzw. der Fäden fliessen im Hauptbetrieb 20mA und im Nebenbetrieb 4mA. Für das obige Beispiel gilt also:As already described above, the output voltage of the differential amplifier T6 is converted with a voltage / current converter T5 into a normalized current signal MON1 between 4 and 20 mA. The conversion into a current signal takes place for example with a slope s of 1 mA / V. That means, with no control or short circuit in the control case, 12mA one. In case of interruption of the supply line A, B or the filaments flow 20mA in main operation and 4mA in auxiliary operation. For the example above, then:

Stromsignal MON1 beim Hauptbetrieb beträgt: $$I_{\mathit{MON}1}=U_A\cdot s=\frac{15.33\mathit{VDC}\cdot 1\mathit{mADC}}{\mathit{VDC}}=15.33\mathit{mA}$$

Current signal MON1 in main operation is: $$I_{\mathit{MON}1}=U_A\cdot s=\frac{\mathrm{15:33}\mathit{VDC}\cdot 1\mathit{mADC}}{\mathit{VDC}}=\mathrm{15:33}\mathit{mA}$$

Während der Stromsignal MON1 beim Nebenbetrieb beträgt: $$I_{\mathit{MON}1}=U_A\cdot s=\frac{8.6\mathit{VDC}\cdot 1\mathit{mADC}}{\mathit{VDC}}=8.67\mathit{mA}$$

While the current signal MON1 during secondary operation is: $$I_{\mathit{MON}1}=U_A\cdot s=\frac{8.6\mathit{VDC}\cdot 1\mathit{mADC}}{\mathit{VDC}}=8.67\mathit{mA}$$

In Figur 3 wird das Elektronikschema aus Figur 2 gezeigt, wobei die Leitung A, B redundant ausgebildet ist. Grundsätzlich entspricht diese Realisierung der oben beschriebenen Ausführungsform, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Dazu tragen die bereits mit Bezug auf Figuren 1 und 2 beschriebenen Elemente auch in Figur 3 dieselben Bezugszeichen. Auch beim Ausfall einer der beiden Adern in der Leitung A, B kann der Strom über die redundante Leitung fliessen. Auf diese Weise kann der Betrieb der Lampe weiterhin aufrecht erhalten werden.In FIG. 3 the electronics scheme is off FIG. 2 shown, wherein the line A, B is formed redundant. Basically, this implementation corresponds to the embodiment described above, so that can be dispensed with a detailed description. These already bear with reference to FIGS. 1 and 2 also described in elements FIG. 3 the same reference numerals. Even if one of the two cores in line A, B fails, the current can flow through the redundant line. In this way, the operation of the lamp can continue to be maintained.

Schliesslich wird in Figur 4 ein Elektronikschema einer weiteren möglichen Realisierung der Vorrichtung 10 zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe P1 illustriert. Das Schema in Figur 4 entspricht demjenigen aus Figur 2, wobei nun anstelle einer herkömmlichen Mehrfadenlampe P1 eine Anordnung von Leuchtdioden verwendet wird. In diesem Fall entspricht die eine LED-Anordnung LED Zeile_n im Wesentlichen dem Hauptfaden HF einer Mehrfadenlampe P1, während die andere LED-Anordnung LED Zeilen_n-1 dem Nebenfaden NF entspricht. So leuchten in der Hauptbetriebsrichtung n Stück LED-Dioden D1, während in der Nebenbetriebsrichtung eine Leuchtdiode weniger betätigbar ist (d.h. n-1 Stück von Dioden D2). Der Widerstand R_LED erzeugt in diesem Fall bei Nennstrom denselben Spannungsabfall wie eine LED D2 (der Spannungsabfall, welcher über eine Leuchtiode gemessen werden kann, hängt nicht von der Stromstärke ab, wohl aber derjenige über dem Ohmschen Widerstand R_LED. Aus diesem Grund ist die Spannung bei Nennstrom in beide Richtungen in engen Grenzen gleich. Weicht die Stromstärke zu sehr von diesem Nennstrom ab, lässt sich dies entsprechend detektieren. Eine defekte LED D2 würde ebenfalls eine zu grosse Abweichung der Vergleichswerte darstellen. Dabei ist es grundsätzlich irrelevant, ob es sich um einen Kurzschluss oder einen Unterbruch handelt.Finally, in FIG. 4 an electronic diagram of a further possible realization of the device 10 for controlling and / or monitoring a lamp P1 illustrated. The scheme in FIG. 4 equals that of FIG. 2 , wherein instead of a conventional multi-filament lamp P1, an array of LEDs is used. In this case, the one LED array LED line _n substantially corresponds to the main thread HF of a multi-filament lamp P1, while the other LED array LED lines _n-1 corresponds to the secondary filament NF. Thus, in the main operating direction, n pieces of LED diodes D1 shine, while in the sub operation direction one LED is less operable (ie, n-1 pieces of diodes D2). The resistance R _LED generates in this case at rated current the same voltage drop as a LED D2 (the voltage drop, which can be measured via a light emitting diode depends not on the current, but the one above the ohmic resistance R _LED Voltage at rated current in both directions within narrow limits the same. If the current deviates too much from this rated current, this can be detected accordingly. A defective LED D2 would also represent a too large deviation of the comparison values. It is basically irrelevant whether it is a short circuit or an interruption.

Zum Schluss sei darauf hingewiesen, dass die beispielhaft beschriebenen Ausführungsvarianten nur eine Auswahl an möglichen Realisierungen der erfindungsgemässen Gedanken darstellen und keinesfalls als limitierend angeschaut werden sollen. Der Fachmann wird verstehen, dass viele andere Implementierungen der Erfindung möglich sind, ohne dass vom wesentlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird.Finally, it should be pointed out that the exemplary embodiments described by way of example represent only a selection of possible implementations of the inventive concepts and should in no way be regarded as limiting. Those skilled in the art will understand that many other implementations of the invention are possible without departing from the essential spirit of the invention.

Claims (13)

Vorrichtung (10) zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe (P1), in welcher Lampe (P1) zwischen mindestens einer ersten Lichtquelle (HF, LED Zeile_n) und einer zweiten Lichtquelle (NF, LED Zeile_n-1) umschaltbar ist, wobei eine Stromquelle (G1) zur Energieanspeisung der Lampe (P1) und eine Überwachungseinrichtung (30) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Lampe (P1) über eine Leitung (A, B) mit der Lampe (P1) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leitung (A, B) zwei Adern umfasst, wobei sowohl die Energie von der Stromquelle (G1) zur Lampe (P1) als auch Überwachungssignale von der Lampe (P1) zur Überwachungseinrichtung (30) über diese zwei Adern übertragbar sind.Device (10) for controlling and / or monitoring a lamp (P1) in which lamp (P1) can be switched between at least one first light source (HF, LED line _n ) and a second light source (NF, LED line _n-1 ), wherein a current source (G1) for energizing the lamp (P1) and a monitoring device (30) for monitoring the operability of the lamp (P1) via a line (A, B) are connected to the lamp (P1),
characterized,
that the line (A, B) comprises two wires, wherein both the power from the power source (G1) to the lamp (P1) as well as monitor signals from the lamp (P1) to the monitoring device (30) via these two wires are transferable. Vorrichtung (10) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (G1) eine Gleichstrom-Stromquelle ist.Device (10) according to claim 1, characterized in that the current source (G1) is a DC current source. Vorrichtung (10) gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (G1) durch eine Gleichstrom-Schutzkleinspannung (SELV) gespeist ist.Device (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the current source (G1) is powered by a DC protective extra-low voltage (SELV). Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (G1) mittels eines Kontrollsignals (CTRL3) steuerbar ist.Device (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the current source (G1) by means of a control signal (CTRL3) is controllable. Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (30) mindestens ein Messmodul (T6) umfasst, mittels welchem der Spannungsabfall zwischen den beiden Zuleitungsadern (A, B) messbar ist.Device (10) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the monitoring unit (30) comprises at least one measuring module (T6), by means of which the voltage drop between the two supply wires (A, B) can be measured. Vorrichtung (10) gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (30) mindestens ein Umwandlungsmodul (T5) umfasst, mittels welchem der gemessene Spannungsabfallwert in ein Kontrollstromsignal (MON1) umwandelbar ist.Device (10) according to claim 5, characterized in that the monitoring unit (30) at least one conversion module (T5) comprising, by means of which the measured voltage drop value is convertible into a control current signal (MON1). Vorrichtung (10) gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (30) ein Offset-Modul (G2) umfasst, mittels welchem ein beliebiger Offset-Wert (U_offset) zum gemessenen Spannungsabfallwert addierbar ist.Device (10) according to claim 5 or 6, characterized in that the monitoring unit (30) comprises an offset module (G2), by means of which an arbitrary offset value (U _offset ) can be added to the measured voltage drop value. Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (20) als eine H-Brücke (25) ausgebildet ist.Device (10) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the switching device (20) as an H-bridge (25) is formed. Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (20) mittels zwei Kontrollsignalen (CTRL1, CTRL2) steuerbar ist.Device (10) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the switching device (20) by means of two control signals (CTRL1, CTRL2) is controllable. Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Adern in der Leitung (A, B) redundant ausgebildet ist.Device (10) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one of the two wires in the line (A, B) is redundant. Vorrichtung (10) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (P1) eine LED-Lampe ist, wobei die erste Lichtquelle (LED Zeile_n) und die zweite Lichtquelle (LED Zeile_n-1) aus LED-Dioden aufgebaut sind.Device (10) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the lamp (P1) is an LED lamp, wherein the first light source (LED line _n ) and the second light source (LED line _n-1 ) of LED Diodes are constructed. Vorrichtung (10) gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der LED-Dioden der zweiten Lichtquelle (LED Zeile_n-1) um eins kleiner ist als die Anzahl der LED-Dioden der ersten Lichtquelle (LED Zeile_n), wobei die zweite Lichtquelle (LED Zeile_n-1) einen Ohmschen Widerstand (R_LED) derart aufweist, dass der Spannungsabfall über den Ohmschen Widerstand (R_LED) beim Normalstrom denselben Wert aufweist wie der Spannungsabfall über die LED-Diode.Device (10) according to claim 11, characterized in that the number of LED diodes of the second light source (LED row _n-1 ) is one less than the number of LED diodes of the first light source (LED row _n ), wherein the second light source (LED row _n-1 ) has an ohmic resistance (R _LED ) such that the voltage drop across the ohmic resistance (R _LED ) at normal current has the same value as the voltage drop across the LED diode. System zur Ansteuerung und/oder Überwachung einer Lampe (P1), in welcher Lampe (P1) zwischen mindestens einer ersten Lichtquelle (HF, LED Zeile_n) und einer zweiten Lichtquelle (NF, LED Zeile_n-1) umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die Vorrichtung (10) zur Ansteuerung und/ oder Überwachung der Lampe (P1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.System for controlling and / or monitoring a lamp (P1), in which lamp (P1) between at least one first light source (HF, LED line _n ) and a second light source (NF, LED line _n-1 ) is switchable, characterized in that it comprises the device (10) for controlling and / or monitoring the lamp (P1) according to one of claims 1 to 12.

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