EP0572690B1 - Bordnetzspannungsversorgung für eine elektronische Regelschaltung. - Google Patents

Bordnetzspannungsversorgung für eine elektronische Regelschaltung. Download PDF

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EP0572690B1 EP92109215A EP92109215A EP0572690B1 EP 0572690 B1 EP0572690 B1 EP 0572690B1 EP 92109215 A EP92109215 A EP 92109215A EP 92109215 A EP92109215 A EP 92109215A EP 0572690 B1 EP0572690 B1 EP 0572690B1
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/613—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in parallel with the load as final control devices

Definitions

  • the invention relates to an on-board electrical system power supply for an electronic control circuit, for example for dimmer arrangements for lights, the output voltage of one or more circuit units connected in parallel is influenced, in detail according to the generic term of claim 1.
  • the outputs of the circuit units can be understood as retroactive control outputs.
  • At a retroactive control output is connected to a control voltage by a load resistance in one Stress circle can be reduced and with decreasing Voltage causes an adjustment process.
  • a retroactive control output is connected to a control voltage by a load resistance in one Stress circle can be reduced and with decreasing Voltage causes an adjustment process.
  • electronic ballasts for fluorescent lamps which have a voltage at the control outputs that are below Load in one at the control outputs more or less short-circuiting load circuit at the control outputs have a correspondingly falling voltage, which on a fluorescent lamp connected to the electronic ballast dimmed accordingly.
  • the one or more control outputs connected in parallel The voltage provided should be different Use cases between specified values are regulated.
  • the control outputs can be used as voltage sources with a Internal resistance can be viewed through a common variable resistance can be charged to to effect an actuating process on an input side.
  • variable resistance adjust the voltage drop so that the desired voltage is present at the control output, the one the corresponding desired input value is assigned.
  • Control outputs With several parallel ones Control outputs, the alternative internal resistance changes for all control outputs arranged in parallel in Depends on their number. In practice, therefore Regulation required.
  • Such a scheme by electronic circuitry is required in practice a dedicated on-board power supply, e.g. through a Power supply unit, however, requires additional circuitry has an unfavorable economic impact.
  • the invention has for its object an on-board power supply to develop the kind described no own on-board power supply required.
  • the on-board power supply for the electronic control circuit becomes from the actual value of the output voltage based.
  • the regulation is done by a variable Resistor, the control outputs, or the outputs of the circuit units, jointly loaded and its voltage drop the voltage drop at the imaginary internal resistance there so that the voltage at the control output is pending, the input side an assigned desired Condition corresponds.
  • the electronic control circuit from the respective Actual value of the voltage would in principle mean that the respective Actual amount of voltage for the on-board power supply is not could be exceeded. Exceeding the actual value However, it is possible that the electronic control circuit a reference element for forming a reference voltage contains which reference voltage as supply voltage for a demodulator is used. The reference link to education a reference voltage ensures that the lowest expected voltage is sufficient, the control circuit a measure to give for a unit in connection with the control signal a corresponding multiple as the target value for the Can derive control part.
  • the electronic control circuit can be from a receiving stage for coded control signals. Especially the control signals can be provided in pulse width modulation will. In particular, the vehicle electrical system voltage supply executed in detail according to claim 2 or claim 5 be.
  • control circuit In practice, it is often required that the control circuit should be galvanically isolated from the actuator.
  • the vehicle electrical system power supply can easily solve this requirement so that the receiving stage with an optocoupler works, in particular according to claim 6.
  • the power supply according to FIG 1 wins from a number from retroactive control outputs 1 to 4, generally to n, the on-board power supply for an electronic control circuit 5.
  • the voltage available for the electrical system supply UR corresponds to the regulated voltage UR. she is designated 8 below.
  • the common load through the load resistance 6 of the The voltage of the control outputs depends on Control signals 7.
  • the load resistance 6 becomes corresponding changed so that a regulated voltage 8 is achieved becomes. This also serves to obtain the vehicle electrical system voltage for the electronic control circuit 5.
  • FIG 2. An embodiment for the electronic control circuit 5 is shown in FIG 2. It works with a reference link 9 to form a reference voltage. This will from the voltage of the control outputs 1-4 to that for the regulation permissible lowest actual value obtained. This is ensures that the lowest actual value is a unit reproduces a corresponding multiple through the Control value can be formed.
  • the setpoint as a product the control value of the control signal 7, for example one pulse width modulated signal, and the reference voltage as Unit is fed to a control part 10.
  • a coded one Control signal is demodulated in a demodulator 11 and taking into account the reference voltage the control part 10 supplied as a setpoint via a setpoint line 12. Of the The actual value of the voltage 8 is via an actual value line 13 Control part 10 forwarded.
  • the control part acts on a valve 14, for example a controlled semiconductor valve, which is connected between conductors, between which the to regulating voltage 8 is present.
  • the input stage 15 works for the control signal 7 with an optocoupler, which creates a voltage separation between an actuator for the supply of the control signal 7 and the control circuit is achieved as it is by the dividing line 16th is illustrated.
  • the described power supply comes without an external one additional power supply as power supply for the electronic Control circuit off. This will make additional Terminals, wiring and components saved.
  • the reference member 9 can expediently provide a reference voltage of 1 V. 10 V can be used for dimmable electronic ballasts the highest brightness and 1 V the adjustable lowest brightness mean.
  • the use of individual power sources as they are on the market the disadvantage that the setting is temperature-dependent and would be relatively imprecise and that only a comparatively small one Number of control outputs could be switched.
  • the invention worked with a control signal 7 in pulse width modulation and a voltage separation by an optocoupler can be reached in reception level 15.
  • Essential is that the demodulator 11 only by the reference voltage of the reference member 9 is supplied, the one Voltage in the order of the lowest allowable Provides actual value voltage. This becomes the one to be regulated Tension 8 won.
  • the demodulated setpoint is the Control part 10 supplied, which corresponds to the load of the retroactive control outputs changes.
  • the burden can for example by a valve 14 in the form of a semiconductor valve, such as a transistor.
  • the entire voltage supply to the control circuit 5 takes place So by the voltage to be regulated 8 itself, without one additional external power supply would be required.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bordnetzspannungsversorgung für eine elektronische Regelschaltung, beispielsweise für Dimmeranordnungen für Leuchten, wobei die Ausgangsspannung von einer oder mehreren parallel geschalteten Schaltungseinheiten beeinflußt wird, im einzelnen nach Gattungsbegriff von Anspruch 1. Die Ausgänge der Schaltungseinheiten können als rückwirkende Steuerausgänge verstanden werden. Bei einem rückwirkenden Steuerausgang steht an diesem eine Steuerspannung an, die durch einen Belastungswiderstand in einem Belastungskreis vermindert werden kann und die mit sinkender Spannung einen Stellvorgang bewirkt. Beispielsweise sind auf dem Markt elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen, die an Steuerausgängen eine Spannung aufweisen, die unter Belastung in einem an den Steuerausgängen mehr oder weniger kurzschließenden Belastungskreis an den Steuerausgängen eine entsprechend sinkende Spannung aufweisen, die auf eine am elektronischen Vorschaltgerät (EVG) angeschlossene Leuchtstofflampe entsprechend helligkeitsvermindernd dimmend einwirkt.
Die von einem oder mehreren parallel geschalteten Steuerausgängen bereitgestellte Spannung soll bei verschiedenartigen Anwendungsfällen zwischen vorgegebenen Werten geregelt werden. Die Steuerausgänge können als Spannungsquellen mit einem Innenwiderstand angesehen werden, die durch einen gemeinsamen veränderlichen Widerstand belastet werden können, um auf einer Eingangsseite einen Stellvorgang zu bewirken. Bei rückwirkenden Steuerausgängen möchte man durch einen entsprechend veränderlichen Widerstand den Spannungsabfall so einstellen, daß die gewünschte Spannung am Steuerausgang anliegt, der ein entsprechender gewünschter Eingangswert zugeordnet ist. Am Beispiel von Leuchtstofflampen, die durch dimmbare EVGs betrieben werden, betrachtet, möchte man die Spannung an den Steuerausgängen so einstellen, daß ein gewünschter Dimmeffekt an den Leuchtstofflampen auftritt. Bei mehreren parallelen Steuerausgängen ändert sich der ersatzweise gedachte Innenwiderstand für alle parallel angeordneten Steuerausgänge in Abhängigkeit von deren Anzahl. In der Praxis ist daher eine Regelung erforderlich. Eine derartige Regelung, die durch eine elektronische Schaltung erreicht werden soll, erfordert in der Praxis eine eigene Bordnetzversorgung, z.B. durch ein Netzteil, bringt jedoch zusätzlichen Schaltungsaufwand, der sich wirtschaftlich betrachtet ungünstig auswirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bordnetzspannungsversorgung der geschilderten Art zu entwickeln, die keine eigene Bordnetzversorgung erfordert.
Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch eine Bordnetzspannungsversorgung nach Patentanspruch 1.
Die Bordnetzspannungsversorgung der elektronischen Regelschaltung wird aus dem jeweiligen Istwert der Ausgangsspannung bezogen. Die Regelung erfolgt also durch einen veränderlichen Widerstand, der die Steuerausgänge, bzw. die Ausgänge der Schaltungseinheiten, gemeinsam belastet und dessen Spannungsfall beim jeweils gedachten Innenwiderstand den Spannungsfall dort so einstellt, daß am Steuerausgang die Spannung ansteht, der eingangsseitig ein zugeordneter gewünschter Zustand entspricht.
Die Bordnetzspannungsversorgung, oder kurz Spannungsversorgung, der elektronischen Regelschaltung aus dem jeweiligen Istwert der Spannung würde im Prinzip bedeuten, daß der jeweilige Istbetrag der Spannung für die Bordnetzversorgung nicht überschritten werden könnte. Das Überschreiten des Istwertes ist jedoch dadurch möglich, daß die elektronische Regelschaltung ein Referenzglied zur Bildung einer Referenzspannung enthält, welche Referenzspannung als Versorgungsspannung für einen Demodulator verwendet wird. Das Referenzglied zur Bildung einer Referenzspannung stellt sicher, daß die niedrigste zu erwartende Spannung ausreicht, der Regelschaltung ein Maß für eine Einheit zu geben, die in Verbindung mit dem Stellsignal ein entsprechendes Vielfaches als Sollwert für das Regelteil herleiten läßt.
Die elektronische Regelschaltung kann von einer Empfangsstufe für codierte Stellsignale beaufschlagt werden. Insbesondere können die Stellsignale in Pulsweitenmodulation bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Bordnetzspannungsversorgung im einzelnen nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 5 ausgeführt sein.
In der Praxis wird häufig gefordert, daß die Regelschaltung galvanisch vom Stellteil getrennt sein solle. Die Bordnetzspannungsversorgung kann zur Lösung dieser Forderung einfach so ausgeführt werden, daß die Empfangsstufe mit einem Optokoppler arbeitet, im einzelnen nach Anspruch 6.
Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
In FIG 1
sind eine Reihe von rückwirkenden Steuerausgängen in Parallelschaltung veranschaulicht, die mit einer elektronischen Regelschaltung zusammenarbeiten.
In FIG 2
ist ein Ausführungsbeispiel für die elektronische Regelschaltung nach Art eines Blockschaltbilds wiedergegeben.
Die Spannungsversorgung nach FIG 1 gewinnt aus einer Anzahl von rückwirkenden Steuerausgängen 1 bis 4, allgemein bis n, die Bordnetzversorung für eine elektronische Regelschaltung 5. Die für die Bordnetzversorgung zur Verfügung stehende Spannung UR stimmt mit der geregelten Spannung UR überein. Sie ist nachstehend mit 8 bezeichnet. Im Prinzip wird die Spannung dadurch eingestellt, daß die Spannung der rückwirkenden Steuerausgänge 1 bis 4 durch einen Belastungswiderstand RB mit dem Bezugszeichen 6 belastet werden, wobei der Belastungswiderstand 6 entsprechend geregelt wird. Jeder Steuerausgang kann als Spannungsquelle U01 bis U04 in Verbindung mit einem Innenwiderstand Ri1 bis Ri4 verstanden werden. Die gemeinsame Belastung durch den Belastungswiderstand 6 der Spannung der Steuerausgänge erfolgt in Abhängigkeit von Stellsignalen 7. Der Belastungswiderstand 6 wird entsprechend verändert, so daß eine geregelte Spannung 8 erzielt wird. Diese dient zugleich zur Gewinnung der Bordnetzspannung für die elektronische Regelschaltung 5.
Ein Ausführungsbeispiel für die elektronische Regelschaltung 5 ist in FIG 2 wiedergegeben. Sie arbeitet mit einem Referenzglied 9 zur Bildung einer Referenzspannung. Diese wird aus der Spannung der Steuerausgänge 1-4 zu dem für die Regelung zulässigen niedrigsten Istwert gewonnen. Dadurch ist sichergestellt, daß der niedrigste Istwert eine Einheit wiedergibt, zu der ein entsprechendes Vielfaches durch den Stellwert gebildet werden kann. Der Sollwert als Produkt aus dem Stellwert des Stellsignals 7, beispielsweise einem pulsweitenmodulierten Signal, und der Referenzspannung als Einheit wird einem Regelteil 10 zugeführt. Ein kodiertes Stellsignal wird in einem Demodulator 11 demoduliert und unter Berücksichtigung der Referenzspannung dem Regelteil 10 als Sollwert über eine Sollwertleitung 12 zugeführt. Der Istwert der Spannung 8 wird über eine Istwertleitung 13 dem Regelteil 10 zugeleitet. Das Regelteil wirkt auf ein Ventil 14, beispielsweise ein gesteuertes Halbleiterventil, ein, das zwischen Leitern eingeschaltet ist, zwischen denen die zu regelnde Spannung 8 anliegt. Insbesondere kann die Eingangsstufe 15 für das Stellsignal 7 mit einem Optokoppler arbeitet, wodurch eine Spannungstrennung zwischen einem Stellteil für die Zuführung des Stellsignals 7 und der Regelschaltung erzielt wird, wie sie durch die Trennlinie 16 veranschaulicht ist.
Die geschilderte Spannungsversorgung kommt ohne eine externe zusätzliche Spannungsversorgung als Netzteil für die elektronische Regelschaltung aus. Hierdurch werden zusätzliche Anschlußklemmen, Verdrahtungen und Bauelemente eingespart. Wenn beispielsweise die Spannung 8 zwischen 1 bis 10 V in Abhängigkeit von einem entsprechenden Stellsignal 7 geregelt werden soll, kann das Referenzglied 9 zweckmäßigerweise eine Referenzspannung von 1 V bereitstellen. 10 V können im Anwendungsfall für dimmbare elektronische Vorschaltgeräte die höchste Helligkeit und 1 V die einstellbare niedrigste Helligkeit bedeuten. Die Verwendung von einzelnen Stromquellen, wie sie auf dem Markt sind, hätte den Nachteil, daß die Einstellung temperaturabhängig und relativ ungenau wäre und daß nur eine vergleichsweise geringe Anzahl von Steuerausgängen geschaltet werden könnte.
Nach einem günstigen Ausführungsbeispiel kann erfindungsgemäß mit einem Stellsignal 7 in Pulsweitenmodulation gearbeitet werden und eine Spannungstrennung durch einen Optokoppler in der Emfpangsstufe 15 erreicht werden. Wesentlich ist, daß der Demodulator 11 ausschließlich durch die Referenzspannung des Referenzglieds 9 versorgt wird, das eine Spannung in der Größenordnung der niedrigsten zulässigen Istwertspannung bereitstellt. Hieraus wird die zu regelnde Spannung 8 gewonnen. Der demodulierte Sollwert wird dem Regelteil 10 zugeführt, das entsprechend die Belastung der rückwirkenden Steuerausgänge ändert. Die Belastung kann beispielsweise durch ein Ventil 14 in Form eines Halbleiterventils, etwa eines Transistors, gesteuert werden.
Die gesamte Spannungsversorgung der Regelschaltung 5 erfolgt also durch die zu regelnde Spannung 8 selbst, ohne daß eine zusätzliche externe Spannungsversorgung erforderlich wäre.

Claims (6)

  1. Bordnetzspannungsversorgung für eine elektronische Regelschaltung (5), beispielsweise für Dimmeranordnungen für Leuchten,
    wobei die Ausgangsspannung (8) von einer oder mehreren parallel geschalteten Schaltungseinheiten (1-4) geregelt wird,
    wobei die Regelung der Ausgangsspannung (8) durch eine Belastung der Ausgangsspannung (8) in Abhängigkeit von Stellsignalen (7) in der elektronischen Regelschaltung (5) erfolgt,
    wobei jede Schaltungseinheit (1-4) im Ersatzschaltbild aus einer Spannungsquelle (U01-U04) mit einem in Reihe geschalteten Innenwiderstand (Ril-Rin) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bordnetzspannungsversorgung der elektronischen Regelschaltung (5) aus dem jeweiligen Istwert der Ausgangsspannung (8) bezogen wird,
    und daß die elektronische Regelschaltung (5) ein Referenzglied (9) zur Bildung einer Referenzspannung enthält, welche Referenzspannung als Versorgungsspannung für einen Demodulator (11) verwendet wird,
    wobei die Referenzspannung aus der Ausgangsspannung (8) bis zu dem für die Regelung zulässigen niedrigsten Istwert der Ausgangsspannung (8) gewinnbar ist.
  2. Bordnetzspannungsversorgung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung (5) mit einem kodierten Stellsignal arbeitet, das im Demodulator (11) demoduliert wird, der mit dem Referenzglied (9) zum Bereitstellen der Referenzspannung in Verbindung steht, wobei der Demodulator (11) einem Regelteil (10) den Sollwert zuführt, wobei diesem Regelteil (10) auch der Istwert zugeführt ist, wobei das Regelteil (10) auf ein Ventil (14), beispielsweise ein gesteuertes Halbleiterventil, arbeitet, das zwischen die Leiter eingeschaltet wird, in denen die zu regelnde Spannung (8) anliegt.
  3. Bordnetzspannungsversorgung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung (5) über eine Empfangsstufe (15) mit kodierten Stellsignalen (7) arbeitet.
  4. Bordnetzspannungsversorgung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stellsignale (7) in Pulsweitenmodulation bereitgestellt sind.
  5. Bordnetzspannungsversorgung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung (5) mit einer Empfangsstufe (15) für Stellsignale arbeitet, wobei die Empfangsstufe mit dem Demodulator (11) in Verbindung steht, dem die Referenzspannung vom Referenzglied (9) zugeführt wird und dem Regelteil (10) den Sollwert zuführt, wobei das Regelteil (10) den Istwert der zu regelnden Spannung (8) in Form dieser Spannung erhält, und wobei das Regelteil (10) auf ein Ventil (14) zwischen die zu regelnde Spannung führenden Leitern (17,18) einwirkt.
  6. Bordnetzspannungsversorgung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstufe (15) mit einem Optokoppler arbeitet, der mit einem kodierten Stellsignal in Form eines pulsweitenmodulierten Signals angesteuert ist und als galvanische Trennung wirkt.
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