DE3345559C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorschaltgerät, welches eine Einrichtung zum Dimmen der Lampenhelligkeit mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist. Ein derartiges Vorschaltgerät ist aus der US-PS 39 27 349 bekannt; es dient zum Dimmen von Glühlampen.

Ein Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen ist aus der DE-OS 21 33 232 bekannt. Dabei sind in der Speiseleitung vom Spartransformator in einer Elektrode der Leuchtstofflampe über Schalter an- bzw. abschaltbare, zueinander parallel angeordnete Vorschaltkondensatoren vorgesehen. Eine Ausgestaltung dieses Gerätes besteht darin, daß einem fest in der Speiseleitung liegenden Vorschaltkondensator über je ein vornehmlich mittels Gleichstrom steuerbares Schaltrelais ein oder mehrere Kondensatoren parallel schaltbar sind. Hierdurch ist das Gerät fernsteuerbar.

Von Nachteil ist jedoch folgendes:

• - Durch Anschalten der Kondensatoren wird das Bordnetz mit einer entsprechenden Blindleistung belastet.
• - Zum Schalten der Relais ist eine zusätzliche elektrische, vom Bordnetz aufzubringende Leistung erforderlich.
• - Die Fernsteuerung der Relais erfordert praktisch für jede Schaltstufe eine eigene Leitung.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vermindern der Lampenhelligkeit (Dimmen) einer Leuchtstofflampe sowie Möglichkeiten aufzuzeigen, wodurch ein System von Steuerleitungen mit geringstem Aufwand realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Unteranspruch angegeben.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand der Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt die Figur ein Schaltschema eines Vorschaltgerätes mit einem Triac.

Die Figur zeigt ein Schaltungsbeispiel eines an eine bei Flugzeugen übliche Bordnetzspannung U_B=115 V, 4000 Hz angeschlossenen Vorschaltgerätes 1a zum Betrieb einer Leuchtstofflampe 2a. Eine mit ihrem unteren Ende auf Masse liegende Primärwicklung 3a eines Spartransformators 4a ist über eine Sicherung 5 mit der Spannung U_B verbunden. Zwei Sekundärwicklungen 6 und 7a liefern den Heizstrom für die Glühfäden der Lampe 2a, wovon der mit der Wicklung 6 verbundene auf Masse liegt.

Eine weitere Sekundärwicklung 8 bildet zusammen mit der Primärwicklung 3a die Sparwicklung des Transformators 4a und liefert an ihrem oberen Ende eine zum Zünden der Lampe 2a ausreichende Spannung von ca. 350 V, die dem mit der Wicklung 7a verbundenen Heizfaden über einen Triac 9 und einen Vorwiderstand 10a zugeleitet wird. Zur Erzeugung der Steuerimpulse dient ein integrierter Schaltkreis 11 vom Typ 8748, der wie folgt angeschlossen ist. Die Anschlüsse 7 und 20 liegen an Masse. Die Stromversorgung von minimaler Leistung mit einer Spannung Vcc erfolgt über die Anschlüsse 26 und 40. Die an den Anschlüssen 2 und 3 angebrachte externe Beschaltung des Taktgebers besteht, wie dargestellt, aus einem Schwingquarz 12 sowie zwei Kondensatoren 13 und 14. Ein Resetkondensator 15 liegt zwischen dem Anschluß 4 und Masse. Über eine Diode 16 und einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 17 und 18, wird, ausgehend von der Betriebsspannung U_B, dem Anschluß 1 des Schaltkreises 11 ein Referenzsignal zugeleitet, wobei eine weitere auf Vcc vorgespannte Diode 19 sicherstellt, daß dieses Signal die Spannung von Vcc nicht übersteigt. Die Anschlüsse 21 bis 24 des Schaltkreises 11 sind jeweils mit einem einpoligen Umschalter S1 bis S4 verbunden, so daß jeder dieser Anschlüsse auf Masse oder auf Vcc geschaltet werden kann. Die Leuchtdiode eines Optokopplers 25 ist einerseits an die Versorgungsspannung Vcc, andererseits über einen Widerstand 26a an den Ausgang 27 des Schaltkreises 11 angeschlossen. Der Ausgang des Optokopplers 25 wirkt auf einen Transistor 28, der Bestandteil einer Steuerschaltung zum Steuern des Triacs 9 ist. Diese Steuerschaltung, an sich bekannter Art, besteht, wie dargestellt, aus zwei Widerständen 29 und 30, drei Dioden 31, 32 und 33 sowie einem Kondensator 34 und einem Widerstand 35.

Bei der Diode 32 handelt es sich um eine Zenerdiode, wodurch die Versorgungsspannung für den Transistor 28 konstant gehalten wird. Der elektrisch programmierbare Schaltkreis 8748 ist in der gezeigten Schaltung derart programmiert, daß er die Wechselspannungsperioden der Spannung U_B abzählt und je nach Stellung der Schalter S1 und S4 bestimmte Perioden oder Gruppen von Perioden zyklisch ausblendet. Hierzu gibt das am Anschluß 1 ankommende Signal an, wann eine positive Halbwelle beginnt und endet. Durch den Schaltkreis 11 wird die Leuchtdiode des Optokopplers 25 programmgemäß ein- und ausgeschaltet, so daß auch der Triac 9 und damit die Lampe 2a entsprechend geschaltet werden. Der Optokoppler 25 bewirkt dabei eine galvanische Trennung zwischen dem Triac 9 und dem Schaltkreis 11. Der Funktionsablauf des Gerätes ist je nach Programmierung in weiten Grenzen variabel. Beispielsweise ergibt sich bei Ausblendung jeder dritten Periode eine Verminderung der Helligkeit auf 66,7%, bei Ausblendung jeder zweiten Periode eine Helligkeit von 50%, bei Ausblendung jeder zweiten und dritten Periode eine Helligkeit von 33,3% usw. Diese Werte ergeben sich theoretisch, d. h. ohne Berücksichtigung der Vorgänge innerhalb der Lampe 2a. Messungen der tatsächlichen Helligkeiten ergaben z. B. bei Ausblendung jeder zweiten und dritten Periode eine Helligkeit von nur 25%. Der Schaltkreis 11 ist derart programmierbar, daß die Schaltvorgänge exakt während des Nulldurchgangs des Lampenstromes erfolgen. Hierdurch wird eine hochfrequente Störabstrahlung der Schaltung vermieden. Bei Betrieb ohne Ausblendungen, d. h. bei einer Helligkeit von 100%, wird der Lampenstrom durch den ohmschen Widerstand 10a auf den zulässigen Höchstwert begrenzt. Die gleiche Wirkung kann auch durch einen induktiven und/oder kapazitiven Widerstand erreicht werden.

Zur Realisierung einer Fernsteuerung können die Schalter S1 bis S4 über entprechende Relais geschaltet werden.

Das vorbeschriebene Vorschaltgerät weist eine Schnittstelle zu einem seriellen Datenbus derart auf, daß die jeweilige Zähl- und Schaltlogik des integrierten Schaltkreises digital angesteuert werden kann. Damit sind das Vorschaltgerät oder Gruppen davon über ein sehr einfaches System elektrischer oder optischer Leitungen fernsteuerbar. Der in der Figur gezeigte Schaltkreis 8748 stellt einen hochintegrierten Mikrocomputer dar, der einerseits Bereiche zur Durchführung der in Verbindung mit der Figur genannten Funktionen und andererseits als Schnittstelle zu einem seriellen Datenbus verwendbare Bereiche aufweist.

Claims (2)

1. Vorschaltgerät mit einer Einrichtung zum Dimmen der Lampenhelligkeit, in der vorbestimmte Zahlen von Perioden durch Abzählen der Perioden einer Wechselspannung annähernd konstanter Frequenz zyklisch ausblendbar sind, wobei das Ein- bzw. Ausschalten des Lampenstromes durch ein Paar antiparalleler gesteuerter Halbleiter im Nulldurchgang erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschaltgerät für den starterlosen Betrieb einer über einen Spartransformator gespeisten Leuchtstofflampe vorgesehen ist, daß die Einrichtung einen programmierbaren integrierten Schaltkreis (11) enthält, der derart programmiert ist, daß je nach gewünschter Helligkeitsstufe bestimmte Perioden oder Gruppen von Perioden in ausgewählten Zyklen ausblendbar sind, wobei das Halbleiterpaar ein Triac (9) ist, der aufgrund eines am Ausgang (27) des Schaltkreises (11) erscheinenden Signals über einen Optokoppler (25) und eine Steuerschaltung geschaltet wird, und daß die Einrichtung eine Schnittstelle zu einem seriellen Datenbus aufweist.

2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die integrierten Schaltkreise mit geeigneten peripheren Bauelementen zu einer Hybridschaltung zusammengefaßt sind.