EP2938165A1 - Vorrichtung zum Treiben mindestens eines Leuchtmittels - Google Patents

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EP2938165A1
EP2938165A1 EP14165686.8A EP14165686A EP2938165A1 EP 2938165 A1 EP2938165 A1 EP 2938165A1 EP 14165686 A EP14165686 A EP 14165686A EP 2938165 A1 EP2938165 A1 EP 2938165A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bus
control unit
electrical
light source
driver
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14165686.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephen Roberts
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Recom Engineering & Co KG GmbH
Original Assignee
Recom Engineering & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Recom Engineering & Co KG GmbH filed Critical Recom Engineering & Co KG GmbH
Priority to EP14165686.8A priority Critical patent/EP2938165A1/de
Publication of EP2938165A1 publication Critical patent/EP2938165A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • the invention relates to a device for driving at least one lamp with a control unit having an electrical bus interface to a bus, in particular DALI bus, a galvanic isolation, a galvanic isolated from the bus electrical signal output, and a switch, and with a separate from the control unit and from the bus galvanically isolated light source driver having an electrically connected to the signal output of the controller signal input for control signals from the controller, a supply input for electrical operating power and a driver output for driving the bulb, wherein the switch of the controller is electrically connected to the supply input of the phosphor driver to electrical operating energy for the power supply of the lamp driver on / from the supply input depending on switch position and switch off.
  • a control unit having an electrical bus interface to a bus, in particular DALI bus, a galvanic isolation, a galvanic isolated from the bus electrical signal output, and a switch
  • a separate from the control unit and from the bus galvanically isolated light source driver having an electrically connected to the signal output of the controller signal input for control signals from the controller,
  • the control unit interprets the signals at the bus interface, for example a DALI bus, and prepares them for the light source driver.
  • the light source driver receives information from the signal output of the control unit as to how the connected light source is to be supplied with energy.
  • the control unit is able to turn on and off the electrical operating energy of the light source driver, so as to save energy when the light source switched off. This is usually done via a switch of the controller in the current path of the operating power supply of the lamp driver.
  • the disadvantage of such a device the energy consumption of the control unit, which remains upright even when switched off light source driver.
  • the EP 2255599B1 shows a control gear for lighting, which supplies in the start-up phase using a start-up circuit galvanically isolated from the bus control electronics with energy via the electrical bus interface. To operate the lamps, the operating power is turned on, which also supplies the control electronics with energy in the episode. Corresponding operating devices allow a complete shutdown of the operating energy with switched off bulbs. Disadvantageously, the power supply of the control electronics is feasible only during a short start-up phase, which brings a problem with respect to the timely provision of operating energy with it. In addition, this can also lead to increased energy consumption during operation.
  • the invention is therefore based on the object, starting from the above-described prior art, to improve a device in such a way that the energy consumption in all modes, but especially in stand-by mode with switched off bulbs, is reduced and still a reliable transition in the operation is ensured with the light source switched on.
  • control unit is designed for electrical power supply exclusively via the connected bus and on the one hand as a switch has a bistable relay and on the other hand cooperates with the light source driver for galvanic isolation of its signal output from the bus by the driven by the control unit galvanic Separation on the output side is electrically connected to the lamp driver.
  • the controller on the one hand as a switch on a bistable relay and on the other hand with the light source driver for galvanic isolation of its signal output from the bus together by the drive driven by the control unit electrical isolation is electrically connected to the output side with the light source driver, the energy requirement of the controller can be reduced so that so that the control unit exclusively via the connected bus with electrical energy can be supplied.
  • This is achieved essentially by the fact that the electrical energy of the energy-supplied lamp driver contributes to the electrical isolation, which relieves the electrical power supply of the control unit.
  • the galvanic isolation of the device is not made as usual at the bus interface, but moved between the control unit and the lamp driver.
  • the energy consumption of the control unit can thus be reduced in such a way that the total energy requirement required can be obtained even from the bus interface, which may in most cases be charged only slightly. Therefore, even a DALI bus with a maximum of 2 mA with a minimum input voltage of 9.5 V can be sufficient to ensure stable operation.
  • the use of a bistable relay does not significantly increase power consumption at the controller.
  • the bus is loaded during the change of the switch position namely only a short time with an energy pulse, which can avoid high standby loads on the bus.
  • the control unit is supplied exclusively by the bus interface, so any occurring problems when switching the operating power for the control unit can be avoided in a secure manner.
  • the power loss during stand-by operation can be kept low.
  • control unit as a switch to a bistable relay and cooperates with the light source driver for galvanic isolation of its signal output from the bus by the control unit driven electrical isolation on the output side is electrically connected to the light source driver, so that its electrical power supply exclusively via the connected bus be able to train or cover.
  • a device for operating at least one light source can thus be created which can operate the connected light source (s) reliably with the aid of a special control device as well as with reduced energy requirement.
  • the galvanic separation of the electrical signal output from the bus has at least one optocoupler
  • the external supply to the output side of the galvanic isolation can be carried out particularly advantageously by the light source driver become.
  • a possibly existing output side V CC input of the optocoupler can namely be supplied via the light source driver, whereby the energy consumption of the control unit can be kept low.
  • control signals for controlling the illuminant driver have a pulse width modulation, then the control information for the illumination intensity can be transmitted from the control device to the illuminant driver in a circuit-wise simple manner.
  • control unit has control electronics which are galvanically connected to the electrical interface of the bus, it is possible to avoid energy consumption caused by electrical isolation. Accordingly, the overall power consumption of the controller may decrease.
  • the energy consumption of the control unit can be reduced again if the control unit has an active full wave rectifier which is connected to the bus interface and is connected on the output side to the control electronics for its power supply. Namely, by using the active full wave rectifier, the energy losses inevitably occurring at the diodes of a passive rectifier can be avoided. Thus, the loss of energy and thus the energy consumption of the device is again reduced.
  • a circuitally simple realization of the device can be achieved if the active full wave rectifier MOS-FET has as switching elements.
  • control unit has an electrical energy store connected to the bus interface, which is connected to the switch for its power supply, the short-term high energy requirement of the bistable relay can be covered when switching over.
  • a block diagram of the device 1 for operating a luminous means 2 is shown.
  • one or more LED bulbs are operated with it.
  • the device 1 further shows a on the bus 3, preferably a DALI bus, connected control unit 4 and a light source driver 5.
  • Control unit 4 and 5 Leuchtstoffreiber are separate and thus separate modules, as required, for example, close to the bus and close to order the light bulb 2 can.
  • the control unit 4 is connected via its electrical bus interface 6 to the bus 3 and receives via this interface 6 bus-specific commands 7, for example, for luminous intensity control of the bulb 2.
  • the device shows a separate from the control unit 4 and the bus 3 galvanically isolated light source driver 5.
  • a switch output 8 is provided to the supply with electrical operating power 9 of the lamp driver 5 depending on the switch position 10 on / from the supply input 14 on or off - see Fig. 2 ,
  • the switch 11 on the one hand via the electrical line 28 to a pole 12 of the operating power 9 (for example, from a 230V mains power supply, DC power supply or the like) and on the other hand via the electrical line 29 to the supply input 14 of Lamp driver 5 connected.
  • the second terminal of the supply input 14 of the lamp driver 5 is accordingly connected to the electrical line 30 with the other pole 13 of the operating power 9.
  • the control unit 4 has a galvanically isolated from the bus electrical signal output 15 which is connected to the signal input 16 of the lamp driver 5 via the electrical lines 31, 32.
  • the light source driver 5 has a driver output 17, which is electrically connected to the light source 2.
  • the lamp 2 is supplied with electrical operating power 9.
  • the luminous intensity of the luminous means 2 is set in accordance with the control signal 18 from the control unit 4 at the signal input 16 of the illuminant driver 5.
  • This bus 3 provides only 2 mA at 9.5 V under worst-case conditions - and not continuously, but in the form of a signal with a rectangular shape.
  • Fig. 2 shows a more detailed circuit diagram of the controller 4 of the device 1.
  • the arrangement of the electrical components is shown only schematically and the circuitry of well known electrical and electronic components is not fully shown.
  • the galvanic isolation 20 of the electrical signal output 15 is realized by the bus 3 with an optocoupler 21. Because the galvanic isolation 20 driven by the control unit 4 is electrically connected on the output side to the light source driver 5, the voltage supply 22 of the opto-coupler 21 can take place in accordance with the block diagram with the aid of the light source driver 5. For this purpose, voltage is applied to the output side of the optocoupler 21 via the signal input 16 of the lamp driver 5. The control unit 4 thus interacts with the light source driver 5 for the galvanic separation 20 of its signal output 15 from the bus 3. As a result of this external supply of the galvanic isolation 20, the energy requirement of the control unit 4 is further reduced, which allows the exclusive supply of the control unit 4 with electrical energy from the bus 3.
  • the control signal 18 at the signal output 15 of the control unit 5 transmits the information for controlling the light source 2 to the light source driver 5 by means of a pulse width modulation 23.
  • electrical operating energy 9 is transmitted to the light source 2, thus adjusting the brightness of the light source.
  • control electronics 24 of the controller 4 is electrically connected to the electrical interface 6 of the bus 3.
  • the galvanic separation 20 takes place only at the transition to the light source driver 5.
  • the total energy consumption of the control unit 5 is further reduced - and thus also taken from the bus 3 electrical energy.
  • a full-wave rectifier 25 is arranged on the input side to the bus interface 6, a full-wave rectifier 25 is arranged. As in Fig. 2 shown is the full-wave rectifier 25 realized with MOS-FET 26. The circuit design of the full-wave rectifier 25 is shown only schematically. With the active structure of the full wave rectifier 25, the power loss compared to a diode rectifier can be significantly reduced. In fact, instead of the diode voltage of 0.7 V, only a relatively small voltage drop occurs at the contact resistance of the MOS-FET 26. Thus, energy loss and thus additional energy consumption of the device 1 are avoided.
  • an electrical energy storage 27 is provided for energy buffering.
  • This energy storage 27 is electrically connected to the bistable relay 19 to cover the short-term high energy demand of the relay 19 when switching.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Treiben mindestens eines Leuchtmittels (2) mit einem Steuergerät (4), das eine elektrische Busschnittstelle (6) zu einem Bus (3), insbesondere DALI Bus, eine galvanische Trennung (20), einen galvanisch vom Bus getrennten elektrischen Signalausgang (15), und einen Schalter (11) aufweist, und mit einem vom Steuergerät (4) separaten und vom Bus (3) galvanisch getrennten Leuchtmitteltreiber (5), der einen mit dem Signalausgang (15) des Steuergeräts (4) elektrisch verbundenen Signaleingang (16) für Steuersignale (18) vom Steuergerät (4), einen Versorgungseingang (14) für elektrische Betriebsenergie (9) und einen Treiberausgang (17) zum Treiben des Leuchtmittels (2) aufweist, wobei der Schalter (11) des Steuergeräts (4) mit dem Versorgungseingang (14) des Leuchtmitteltreibers (5) elektrisch verbunden ist, um elektrische Betriebsenergie (9) zur Energieversorgung des Leuchtmitteltreibers (5) auf/von dessen Versorgungseingang (14) je nach Schalterstellung (10) zu- und wegzuschalten. Um den Energieverbrauch in allen Betriebsarten gering zu halten, wird vorgeschlagen, dass das Steuergerät (4) zur elektrischen Energieversorgung ausschließlich über den angeschlossenen Bus (3) ausgebildet ist und hierfür einerseits als Schalter (11) ein bistabiles Relais (19) aufweist und andererseits mit dem Leuchtmitteltreiber (5) zur galvanischen Trennung (20) seines Signalausgangs (15) vom Bus (3) zusammenwirkt, indem die vom Steuergerät (4) getriebene galvanische Trennung (20) ausgangsseitig mit dem Leuchtmitteltreiber (5) elektrisch verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Treiben mindestens eines Leuchtmittels mit einem Steuergerät, das eine elektrische Busschnittstelle zu einem Bus, insbesondere DALI Bus, eine galvanische Trennung, einen galvanisch vom Bus getrennten elektrischen Signalausgang, und einen Schalter aufweist, und mit einem vom Steuergerät separaten und vom Bus galvanisch getrennten Leuchtmitteltreiber, der einen mit dem Signalausgang des Steuergeräts elektrisch verbundenen Signaleingang für Steuersignale vom Steuergerät, einen Versorgungseingang für elektrische Betriebsenergie und einen Treiberausgang zum Treiben des Leuchtmittels aufweist, wobei der Schalter des Steuergeräts mit dem Versorgungseingang des Leuchtmitteltreibers elektrisch verbunden ist, um elektrische Betriebsenergie zur Energieversorgung des Leuchtmitteltreibers auf/von dessen Versorgungseingang je nach Schalterstellung zu- und wegzuschalten.
  • Bekannt sind aus dem Stand der Technik zweigeteilte Betriebsgeräte für Leuchtmittel, bestehend aus einem an einen Bus anschließbaren Steuergerät und einem Leuchtmitteltreiber. Dabei interpretiert das Steuergerät die Signale an der Busschnittstelle, beispielsweise einem DALI-Bus, und bereitet diese für den Leuchtmitteltreiber auf. Über seinen Signaleingang erhält der Leuchtmitteltreiber vom Signalausgang des Steuergeräts die Information, wie das verbundene Leuchtmittel mit Energie zu versorgen ist. Zudem ist das Steuergerät in der Lage, die elektrische Betriebsenergie des Leuchtmitteltreibers ein- und auszuschalten, um so bei ausgeschaltetem Leuchtmittel Energie sparen zu können. Üblicherweise erfolgt dies über einen Schalter des Steuergeräts im Strompfad der Betriebsenergieversorgung des Leuchtmitteltreibers. Nachteilig ist an einer derartigen Vorrichtung der Energieverbrauch des Steuergeräts, der auch bei ausgeschaltetem Leuchtmitteltreiber aufrecht bleibt.
  • Die EP 2255599B1 zeigt ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, das in der Anlaufphase mithilfe einer Anlaufschaltung eine galvanisch vom Bus getrennte Steuerelektronik mit Energie über die elektrische Busschnittstelle versorgt. Zum Betrieb der Leuchtmittel wird die Betriebsenergie eingeschaltet, die in der Folge auch die Steuerelektronik mit Energie versorgt. Entsprechende Betriebsgeräte ermöglichen ein vollständiges Abschalten der Betriebsenergie bei ausgeschalteten Leuchtmitteln. Unvorteilhaft ist die Energieversorgung der Steuerelektronik nur während einer kurzen Anlaufphase durchführbar, was eine Problematik hinsichtlich des zeitgerechten Bereitstellens von Betriebsenergie mit sich bringt. Zudem kann dies auch zu einem erhöhten Energieverbrauch während des Betriebs führen.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik, eine Vorrichtung dahin gehend zu verbessern, dass der Energieverbrauch in allen Betriebsarten, aber insbesondere im Stand-by-Betrieb bei ausgeschaltetem Leuchtmittel, reduziert wird und dennoch ein zuverlässiger Übergang in den Betrieb mit eingeschaltetem Leuchtmittel gewährleistet wird.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Steuergerät zur elektrischen Energieversorgung ausschließlich über den angeschlossenen Bus ausgebildet ist und hierfür einerseits als Schalter ein bistabiles Relais aufweist und andererseits mit dem Leuchtmitteltreiber zur galvanischen Trennung seines Signalausgangs vom Bus zusammenwirkt, indem die vom Steuergerät getriebene galvanische Trennung ausgangsseitig mit dem Leuchtmitteltreiber elektrisch verbunden ist.
  • Weist das Steuergerät einerseits als Schalter ein bistabiles Relais auf und wirkt andererseits mit dem Leuchtmitteltreiber zur galvanischen Trennung seines Signalausgangs vom Bus zusammen, indem die vom Steuergerät getriebene galvanische Trennung ausgangseitig mit dem Leuchtmitteltreiber elektrisch verbunden ist, kann der Energiebedarf des Steuergeräts derart reduziert werden, dass damit das Steuergerät ausschließlich über den angeschlossenen Bus mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass zur galvanischen Trennung die elektrische Energie des energieversorgten Leuchtmitteltreibers beiträgt, was die elektrische Energieversorgung des Steuergeräts entlastet. Erfindungsgemäß wird daher die galvanische Trennung der Vorrichtung nicht wie üblich an der Busschnittstelle vorgenommen, sondern zwischen Steuergerät und Leuchtmitteltreiber verlegt. Vorteilhaft kann damit der Energieverbrauch des Steuergeräts derart reduziert werden, dass der gesamt erforderliche Energiebedarf selbst von der Busschnittstelle, die meist nur geringfügig belastet werden darf, bezogen werden kann. Daher kann selbst ein DALI-Bus mit maximal 2 mA bei einer minimalen Eingangspannung von 9,5 V ausreichen, einen standfesten Betrieb zu gewährleisten. Hinzu kommt, dass sich mit der Verwendung eines bistabiles Relais der Energieverbrauch am Steuergerät nicht wesentlich erhöht. Der Bus wird während der Veränderung der Schalterstellung nämlich nur kurzfristig mit einem Energieimpuls belastet, was hohe Stand-by Belastungen am Bus vermeiden kann. Da zudem das Steuergerät ausschließlich von der Busschnittstelle versorgt wird, so allfällig auftretende Probleme beim Zuschalten der Betriebsenergie für das Steuergerät auf sichere Weise vermieden werden. Zudem kann damit auch die Verlustleistung im Stand-by Betrieb gering gehalten werden. Erfindungsgemäß weist nun das Steuergerät als Schalter ein bistabiles Relais auf und wirkt mit dem Leuchtmitteltreiber zur galvanischen Trennung seines Signalausgangs vom Bus zusammen, indem die vom Steuergerät getriebene galvanische Trennung ausgangsseitig mit dem Leuchtmitteltreiber elektrisch verbunden ist, um damit seine elektrische Energieversorgung ausschließlich über den angeschlossenen Bus ausbilden bzw. decken zu können. Eine Vorrichtung zum Betrieb mindestens eines Leuchtmittels kann damit geschaffen werden, die das/die angeschlossene/n Leuchtmittel mithilfe eines besonderen Steuergeräts zuverlässig sowie mit reduziertem Energiebedarf betreiben kann.
  • Weist die galvanische Trennung des elektrischen Signalausgangs vom Bus mindestens einen Optokoppler auf, kann die Fremdversorgung der Ausgangsseite der galvanischen Trennung besonders vorteilhaft durch den Leuchtmitteltreiber durchgeführt werden. Ein eventuell vorhandener ausgangsseitiger VCC-Eingang des Optokopplers kann nämlich über den Leuchtmitteltreiber versorgt werden, wodurch der Energiebedarf des Steuergeräts gering gehalten werden kann.
  • Weisen die Steuersignale zur Steuerung des Leuchtmitteltreibers eine Pulsweitenmodulation auf, kann damit die Steuerungsinformation für die Beleuchtungsstärke vom Steuergerät zum Leuchtmitteltreiber schaltungstechnisch einfach übertragen werden.
  • Weist das Steuergerät eine Steuerelektronik auf, die mit der elektrischen Schnittstelle des Busses galvanisch verbunden ist, kann ein durch eine galvanische Trennung verursachter Energieverbrauch vermieden werden. Dementsprechend kann sich der gesamte Energieverbrauch des Steuergeräts verringern.
  • Nochmals reduziert werden kann der Energieverbrauch des Steuergeräts, falls das Steuergerät einen an die Busschnittstelle angeschossenen aktiven Vollwellengleichrichter aufweist, der ausgangseitig mit der Steuerelektronik zu deren Energieversorgung verbunden ist. Durch Verwendung des aktiven Vollwellengleichrichters können nämlich die Energieverluste, die zwangsläufig an den Dioden eines passiven Gleichrichters auftreten, vermieden werden. Somit ist die Verlustenergie und damit der Energieverbrauch der Vorrichtung nochmals reduzierbar.
  • Eine schaltungstechnisch einfache Realisierung der Vorrichtung kann erreicht werden, falls der aktive Vollwellengleichrichter MOS-FET als Schaltelemente aufweist.
  • Weist das Steuergerät einen an die Busschnittstelle angeschossenen elektrischen Energiespeicher auf, der mit dem Schalter zu dessen Energieversorgung verbunden ist, kann der kurzfristig hohe Energiebedarf des bistabilen Relais beim Umschalten abgedeckt werden.
  • Im Allgemeinen wird erwähnt, dass im Steuergerät noch andere Mechanismen der Energiespeicherung bzw. für die Änderung des Spannungsniveaus implementiert sein können. Abhängig von der Versorgungsspannung der Bauteile der Steuerungselektronik kann unter anderem ein Step-Up oder Step-Down Konverter zur Anpassung der Spannungsniveaus von Vorteil sein.
  • In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausführungsvariante näher dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    ein Blockschaltbild eine Vorrichtung zum Treiben mindestens eines Leuchtmittels und
    Fig. 2
    ein detaillierteres Schaltbild des Steuergeräts der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Gemäß Fig. 1 wird beispielsweise ein Blockschaltbild der Vorrichtung 1 zum Betrieb eines Leuchtmittels 2 gezeigt. Vorzugsweise werden damit ein oder mehrere LED-Leuchtmittel betrieben. Die Vorrichtung 1 zeigt weiter ein am Bus 3, vorzugsweise einem DALI-Bus, angeschlossenes Steuergerät 4 und einen Leuchtmitteltreiber 5. Steuergerät 4 und Leuchtmitteltreiber 5 sind separat und stellen damit voneinander getrennte Baugruppen dar, um je nach Bedarf diese beispielsweise nahe am Bus und nahe am Leuchtmittel 2 anordnen zu können.
  • Das Steuergerät 4 ist über seine elektrische Busschnittstelle 6 mit dem Bus 3 verbunden und empfängt über diese Schnittstelle 6 busspezifische Kommandos 7 beispielsweise zur Leuchtstärkensteuerung des Leuchtmittels 2. Zudem zeigt die Vorrichtung einen vom Steuergerät 4 separaten und vom Bus 3 galvanisch getrennten Leuchtmitteltreiber 5. Ausgangsseitig ist im Steuergerät 4 ein Schalterausgang 8 vorgesehen, um die Versorgung mit elektrischer Betriebsenergie 9 des Leuchtmitteltreibers 5 je nach Schalterstellung 10 auf/von dessen Versorgungseingang 14 zu- oder wegzuschalten - siehe Fig. 2. Dazu ist der Schalter 11 einerseits über die elektrische Leitung 28 mit einem Pol 12 der Betriebsenergie 9 (beispielsweise von einer 230V Netzstromversorgung, Gleichspannungsversorgung oder dergleichen) und andererseits über die elektrische Leitung 29 an den Versorgungseingang 14 des Leuchtmitteltreibers 5 angeschlossen. Der zweite Anschluss des Versorgungseingangs 14 des Leuchtmitteltreibers 5 ist dementsprechend mit der elektrischen Leitung 30 mit dem anderen Pol 13 der Betriebsenergie 9 verbunden. Zudem besitzt das Steuergerät 4 einen galvanisch vom Bus getrennten elektrischen Signalausgang 15, der mit dem Signaleingang 16 des Leuchtmitteltreibers 5 über die elektrischen Leitungen 31, 32 verbunden ist. Ausgangsseitig hat der Leuchtmitteltreiber 5 einen Treiberausgang 17, der mit dem Leuchtmittel 2 elektrisch verbunden ist. Über diesen Treiberausgang 17 wird das Leuchtmittel 2 mit elektrischer Betriebsenergie 9 versorgt. Die Leuchtstärke des Leuchtmittels 2 wird dabei entsprechend dem Steuersignal 18 vom Steuergerät 4 am Signaleingang 16 des Leuchtmitteltreibers 5 eingestellt.
  • Erfindungsgemäß wird nun ausschließlich über die elektrische Busschnittstelle 6 Strom zur Energieversorgung des Steuergeräts 4 übertragen. Dadurch kann eine separate Energieversorgung des Steuergeräts 4 entfallen, was den Energiebedarf der Vorrichtung 1 im Betrieb reduziert. Noch vorteilhafter stellt sich dieser Verzicht auf eine separate Energieversorgung für das Steuergerät 4 im Stand-by-Betrieb dar, da hier die Verlustleistung von Netzteilen besonders ins Gewicht fällt. Diese technische Wirkung wird erstens dadurch geschaffen, in dem der Schalter 11 mithilfe eines bistabilen Relais 19 realisiert ist. So wird nur während der Veränderung der Schalterstellung 10 kurzfristig Energie benötigt. Gegenüber einem monostabilen Relais bewirkt dies eine deutliche Reduktion im Energiebedarf. Zweitens wird die galvanische Trennung 20 ausgangseitig vom Leuchtmitteltreiber 5 versorgt, also zwischen Steuergerät 4 und Leuchtmitteltreiber 5 verlegt. Die Summe dieser Maßnahmen erlaubt, dass der Energiebedarf des Steuergeräts 4 so weit reduziert ist, dass dieser auch vom DALI-Bus 3 abgedeckt werden kann. Dieser Bus 3 stellt nämlich bei ungünstigsten Bedingungen lediglich 2 mA bei 9,5 V zur Verfügung - und das nicht kontinuierlich, sondern in Form eines Signals mit Rechteckverlauf.
  • Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Schaltbild des Steuergeräts 4 der Vorrichtung 1. Allerdings ist die Anordnung der elektrischen Bauelemente nur schematisch dargestellt und die Beschaltung von allgemein bekannten elektrischen und elektronischen Bauelementen nicht vollständig gezeigt.
  • Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, wird die galvanische Trennung 20 des elektrischen Signalausgangs 15 vom Bus 3 mit einem Optokoppler 21 realisiert. Dadurch, dass die vom Steuergerät 4 getriebene galvanische Trennung 20 ausgangsseitig mit dem Leuchtmitteltreiber 5 elektrisch verbunden ist, kann die Spannungsversorgung 22 des Optokopplers 21 entsprechend dem Blockschaltbild mithilfe des Leuchtmitteltreibers 5 erfolgen. Dazu wird über den Signaleingang 16 des Leuchtmitteltreibers 5 Spannung an die Ausgangsseite des Optokopplers 21 angelegt. Das Steuergerät 4 wirkt also mit dem Leuchtmitteltreiber 5 zur galvanischen Trennung 20 seines Signalausgangs 15 vom Bus 3 zusammen. Durch diese Fremdversorgung der galvanischen Trennung 20 wird der Energiebedarf des Steuergeräts 4 weiter reduziert, was die ausschließliche Versorgung des Steuergeräts 4 mit elektrischer Energie vom Bus 3 erlaubt.
  • Das Steuersignal 18 am Signalausgang 15 des Steuergeräts 5 überträgt mithilfe einer Pulsweitenmodulation 23 die Information zur Ansteuerung des Leuchtmittels 2 an den Leuchtmitteltreiber 5. Entsprechend diesem Steuersignal 18 wird elektrische Betriebsenergie 9 zum Leuchtmittel 2 übertragen und damit die Leuchtmittelhelligkeit eingestellt.
  • Wie dem detaillierten Blockschaltbild in Figur 2 zu entnehmen, ist die Steuerelektronik 24 des Steuergeräts 4 mit der elektrischen Schnittstelle 6 des Busses 3 galvanisch verbunden. Die galvanische Trennung 20 erfolgt erst beim Übergang zum Leuchtmitteltreiber 5. So kann der zusätzlich Energieverbrauch einer galvanische Trennung 20 im Steuergerät 5 verhindert werden. Der gesamte Energieverbrauch des Steuergeräts 5 wird so weiter reduziert - und damit auch die vom Bus 3 entnommene elektrische Energie.
  • Eingangsseitig an der Busschnittstelle 6 ist ein Vollwellengleichrichter 25 angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt ist der Vollwellengleichrichter 25 mit MOS-FET 26 realisiert. Dabei ist der schaltungstechnische Aufbau des Vollwellengleichrichters 25 nur schematisch dargestellt. Mit dem aktiven Aufbau des Vollwellengleichrichters 25 kann die Verlustleistung gegenüber einem Diodengleichrichter deutlich reduziert werden. Anstelle der Diodenspannung von 0,7 V entsteht nämlich nur ein vergleichsweise geringer Spannungsabfall am Durchgangswiderstand des MOS-FET 26. Somit wird Verlustenergie und damit zusätzlicher Energieverbrauch der Vorrichtung 1 vermieden.
  • Zwischen Vollwellengleichrichter 25 und Steuerelektronik 24 ist ein elektrischer Energiespeicher 27 zur Energiepufferung vorgesehen. Dieser Energiespeicher 27 ist mit dem bistabilen Relais 19 elektrisch verbunden, um den kurzfristig hohen Energiebedarf des Relais 19 beim Umschalten abzudecken.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Treiben mindestens eines Leuchtmittels (2) mit einem Steuergerät (4), das eine elektrische Busschnittstelle (6) zu einem Bus (3), insbesondere DALI Bus, eine galvanische Trennung (20), einen galvanisch vom Bus getrennten elektrischen Signalausgang (15), und einen Schalter (11) aufweist, und mit einem vom Steuergerät (4) separaten und vom Bus (3) galvanisch getrennten Leuchtmitteltreiber (5), der einen mit dem Signalausgang (15) des Steuergeräts (4) elektrisch verbundenen Signaleingang (16) für Steuersignale (18) vom Steuergerät (4), einen Versorgungseingang (14) für elektrische Betriebsenergie (9) und einen Treiberausgang (17) zum Treiben des Leuchtmittels (2) aufweist, wobei der Schalter (11) des Steuergeräts (4) mit dem Versorgungseingang (14) des Leuchtmitteltreibers (5) elektrisch verbunden ist, um elektrische Betriebsenergie (9) zur Energieversorgung des Leuchtmitteltreibers (5) auf/von dessen Versorgungseingang (14) je nach Schalterstellung (10) zu- und wegzuschalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (4) zur elektrischen Energieversorgung ausschließlich über den angeschlossenen Bus (3) ausgebildet ist und hierfür einerseits als Schalter (11) ein bistabiles Relais (19) aufweist und andererseits mit dem Leuchtmitteltreiber (5) zur galvanischen Trennung (20) seines Signalausgangs (15) vom Bus (3) zusammenwirkt, indem die vom Steuergerät (4) getriebene galvanische Trennung (20) ausgangsseitig mit dem Leuchtmitteltreiber (5) elektrisch verbunden ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennung (20) des elektrischen Signalausgangs (15) vom Bus (3) mindestens einen Optokoppler (21) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignale (18) zur Steuerung des Leuchtmitteltreibers (5) eine Pulsweitenmodulation (23) aufweisen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (4) eine Steuerelektronik (24) aufweist, die mit der elektrischen Schnittstelle (6) des Busses (3) galvanisch verbunden ist.
  5. Vorrichtung Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (4) einen an die Busschnittstelle (6) angeschossenen aktiven Vollwellengleichrichter (25) aufweist, der ausgangseitig mit der Steuerelektronik (24) zu deren Energieversorgung verbunden ist.
  6. Vorrichtung Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Vollwellengleichrichter (25) MOS-FET (26) als Schaltelemente aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (4) einen an die Busschnittstelle (6) angeschossenen elektrischen Energiespeicher (27) aufweist, der mit dem Schalter (11) zu dessen Energieversorgung verbunden ist.
EP14165686.8A 2014-04-23 2014-04-23 Vorrichtung zum Treiben mindestens eines Leuchtmittels Withdrawn EP2938165A1 (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005004552A1 (de) * 2003-07-02 2005-01-13 Tridonicatco Gmbh & Co. Kg Schnittstelle für lampenbetriebsgeräte mit niedrigen standby-verlusten
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EP2255599B1 (de) 2008-03-25 2011-11-30 Tridonic GmbH & Co KG Betriebsgerät für leuchtmittel und beleuchtungssystem
EP2512207A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-17 ATLAS Elektronik GmbH Treiberschaltung und Verfahren zum Versorgen einer LED sowie Leuchtmittel

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