WO2009118123A2 - Betriebsgerät für leuchtmittel und beleuchtungssystem - Google Patents

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WO2009118123A2
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

Definitions

  • the present invention generally relates to control gear with lighting means, which resources can be supplied via an interface external commands.
  • the invention also relates to a lighting system with such operating devices.
  • an operating device for a fluorescent lamp in the form of an electronic ballast (ECG) is known.
  • ECG electronic ballast
  • This has a to be connected to the grid rectifier, and an adjoining controllable inverter, which supplies the fluorescent lamp with high voltage.
  • the power to be delivered by the inverter is controlled by a control unit.
  • the control unit is in turn controlled by a processor unit (Integrated Circuit "IC") which is operated with a low-voltage voltage In normal operation, the low-voltage voltage is generated by the control unit In standby mode, the inverter, the control unit and an intervening
  • the processor unit remains turned on and receives the low voltage required for operation through a resistor connected to the output of the rectifier, so that the processor unit continues to require power in standby mode is connected via an interface to a bus (analog or digital), so that the integrated circuit via the interface external control signals can be supplied, even in standby mode.
  • a similar operating device, as described above, is known from EP 1 231 821 A1.
  • the low-voltage power supply unit is not switched off in standby mode here but continues to operate, namely from the rectified mains voltage generated by the power rectifier of the electronic ballast.
  • the low voltage power supply unit consists of a buck converter and a fixed voltage regulator. Also for this operating device is to be noted that it consumes energy in the standby state, although possibly less than the operating device described above.
  • a control gear which can be completely switched off in the standby state and consumes no energy.
  • the operating device interface via which external control signals can be fed, has an evaluation logic, which is placed during the standby mode in a kind of energy-less sleep state. If, in the idle state of a bus connected to the interface, no voltage is applied to the output-side terminals of the interface, the evaluation logic is designed so that it is activated immediately when the bus line is changed to a high-level signal by this voltage ("wake-up"). This activation occurs sufficiently fast to allow secure detection of the first bit of the incoming digital signal guarantee. In the cited document, however, there is no indication as to how to supply an integrated circuit with low-voltage.
  • the operating device requires a logic for receiving, storing and processing the incoming digital signals, which is arranged on the connection side of the interface. Since the interface must be carried out electrically isolated, an additional evaluation logic for the interface is thus necessary in the operating device in addition to the actual control circuit. Furthermore, the control circuit and the converter circuit of the operating device must be extended in comparison to a conventional dimmable operating device.
  • the invention has now taken on the task of designing control gear for lighting and with an interface energy efficient.
  • an operating device for lighting means comprising: a control unit which controls the supply of the lighting means with electrical energy, the control unit having an integrated control circuit (eg ASIC, microprocessor, etc.), a low-voltage unit at least the integrated circuit is supplied with low voltage, and an interface formed separately from the control unit, via which external control signals for the operation of the lighting means can be fed to the integrated control circuit via a signal line (eg bus line), interface being designed to supply electrical energy from the at least one bus line in a start-up phase of the integrated circuit forward to the integrated circuit.
  • an integrated control circuit eg ASIC, microprocessor, etc.
  • a low-voltage unit at least the integrated circuit is supplied with low voltage
  • an interface formed separately from the control unit, via which external control signals for the operation of the lighting means can be fed to the integrated control circuit via a signal line (eg bus line), interface being designed to supply electrical energy from the at least one bus line in a start-up phase of the integrated circuit forward to the integrated circuit.
  • the low-voltage unit in the operating device receives a start-up energy, which immediately puts them in a position to supply the integrated circuit with low-voltage. For further startup, the low-voltage unit can then draw energy via the mains inputs of the operating device. If the operating device was disconnected from the mains by a switch, an immediate switch on to the mains can be initiated.
  • the solution according to the invention ensures that an operating device provided with an integrated circuit and a low-voltage unit necessary for this purpose can also operate without any energy consumption in standby mode. In the state of standby mode, the operating device switches off the light source, but the operating device can continue to receive and utilize control signals.
  • the processor unit can deactivate the inverter by further parts of the operating device and, if possible, deactivate even parts of the processor or put them into a low energy mode in order to reduce the losses as far as possible and, if possible present - with a maintained supply from a bus, in particular a DALI bus, to be able to remain active.
  • the operating device can be completely disconnected from the mains via a switch.
  • the low-voltage unit and the integrated circuit must be put into a state which makes it possible to start up again when transmitting a start-up pulse.
  • An expedient embodiment of the operating device according to the invention can consist in that an interface circuit connected to or integrated in the interface is provided, which is supplied with the external energy and generates a low-voltage voltage, which is supplied to the integrated circuit during the start-up phase of the low-voltage unit ,
  • pulses can be conducted to the input or an input of the interface, wherein the start-up circuit has a reactive component, preferably in the form of a transformer or a capacitor, which allows the energy transmitted with the pulses take and process for conversion to a low-voltage.
  • the transformer can also be designed as an integrated component, for example as a transformer with air coil (so-called, coreless transformer ').
  • coreless transformer ' can be another component, which is capable of a potential-separated power transmission, can be used, for example, an optocoupler with photovoltaic cell (for example, a photovoltaic driver).
  • the interface may be connected to receive pulses from a bus therewith.
  • the interface or start-up circuit must be designed to receive signals over the bus and also to receive wake-up pulses sent before the control pulses.
  • the interface or the start-up circuit should be designed so that transmitted as a pulse block wake-up pulses can be recorded, the individual pulses have a pulse width between 1 and 200 ⁇ sec, preferably between 5 and 20 ⁇ sec, and wherein the pulse block length between 1 and 100 milliseconds , preferably between 10 and 20 milliseconds.
  • An expedient development can also consist in that the operating device is designed so that it automatically determines whether it has been switched off with a dimming command so that it waits for a start after waking up to the next dimming command and not a normal start performs.
  • the operating device should be designed so that it - if it last only one pulse train for Power supply has received - but the dimming command is missing, back to the off state.
  • the operating device is designed so that it receives the
  • the above-mentioned functions should be selectively switched on and off by a user of the operating device.
  • the interface is designed to process in addition to low-voltage signals, as they are typical for a bus, also signals that are generated from a manually operable button or switch, the button or switch, for example, with mains voltage is supplied.
  • This interface configuration will be referred to as "button dimming" hereinafter.
  • the signals generated by the button or switch can be rectified and smoothed by the start-up circuit and reduced in voltage so that they are directly, i. without galvanic isolation, supplied to the low-voltage unit as start-up voltage.
  • the pushbutton or switch signals consisting of mains waves can be rectified by the start-up circuit and thus converted into half-waves.
  • the start-up circuit contains a clock generator, which via a gate circuit lying above a threshold voltage portions of the network half-waves be supplied. The clock generator automatically outputs a pulse sequence as long as it supplies the gate circuit with a voltage.
  • the start-up circuit in this variant includes a current limiter circuit following the rectifier circuit, a switch clocked by the clock generator, and a transformer following this. To the output side of the transformer to join another rectifier circuit with smoothing element and a current limiter, which process the transmitted from the transformer pulses to the starting voltage for the low-voltage unit.
  • the clock generator may be, for example, a multivibrator.
  • the threshold voltage of the gate circuit should be between 120 and 200 volts, preferably between 150 and 180 volts.
  • the pulse width of the pulses generated by the clock generator should be between 1 and 400 ⁇ sec, preferably between 5 and 20 ⁇ sec.
  • Another development of the invention may consist in that a start circuit part is provided which, after a standby state without power consumption on the one hand allows a network start and on the other hand a start, which is initiated by supplied via the interface external energy.
  • the starting circuit portion may include a switch for turning on and off the low voltage unit and controlled by the processor such that the integrated circuit opens the switch upon receipt of an external off command via the interface and sets the low voltage unit to zero power consumption, and the switch of an external energy signal again closes, so that the low-voltage unit can start up again.
  • a further embodiment of the starting circuit part may consist in that it comprises a first transistor and a series circuit of a charging capacitor and a charging resistor, the series circuit via the emitter-base path of the first not yet switched through transistor with an output of the mains rectifier DC link present Voltage is connected and the charging current initiates the start-up of the low-current unit, and that a further transistor is provided which terminates the charging of the charging capacitor and turns on the first transistor when a low-voltage voltage occurs at the output of the low-voltage unit.
  • a further aspect of the invention relates to an operating device for lighting means, comprising: a control unit which controls the supply of the lighting means with electrical energy, the control unit having an integrated control circuit (9), a switchable low-voltage unit which at least the integrated Circuit supplied with low voltage, an interface via which the integrated control circuit via a data line control signals for the operation of the lamps can be supplied, and - a wake-up circuit, which is fed to a wake-up signal from the signal line, and which is adapted to input a wake-up signal at the wake-up input to turn on the low-voltage unit.
  • the operating device can have a PFC circuit which generates an intermediate circuit voltage, wherein the low-voltage unit can be switched on by the wake-up circuit by being connected to the intermediate circuit voltage.
  • the wake-up input of the wake-up circuit may be connected to the signal line via a galvanic isolation, preferably a transformer or an optocoupler.
  • the integrated circuit may be connected to the signal line with a separate galvanic isolation or the same galvanic isolation as the wake-up circuit.
  • the wake-up circuit may be powered from the signal line or via a powered by a supply voltage starting circuit with energy.
  • the wake-up signal may be a level change of the signal line, for example a falling edge of the DALI standard.
  • the wake-up circuit may have a turn-off input, wherein the wake-up circuit passes through a shutdown signal at this shutdown input, the low-voltage unit in an idle state in which it continues to monitor their wake-up.
  • the shutdown signal for the wake-up circuit is preferably generated when the associated lighting means are turned off.
  • the shutdown signal can be generated, for example, as soon as the integrated circuit shuts off a PFC circuit.
  • the invention also relates to a luminaire, comprising a luminous means, preferably a gas discharge lamp, an LED or an OLED, as well as an operating device of the type explained above.
  • a luminaire comprising a luminous means, preferably a gas discharge lamp, an LED or an OLED, as well as an operating device of the type explained above.
  • the invention also relates to a lighting system, comprising a plurality of lights, including at least one of the above-mentioned type, wherein the lights are preferably connected by means of a bus system with each other and / or with a central control unit.
  • the interface or start-up circuit for signal transmission to the IC can be connected to the IC via a non-galvanic coupling element.
  • the non-galvanic coupling element can be formed by a transformer forming the reactive component or a floating coupling element.
  • Fig. 1 is a block diagram of the operating device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a first interface with start-up circuit for pushbutton dimming signals
  • FIG. 3 shows an interface with start-up circuit for pulse signals transmitted with a bus
  • Fig. 4 is a timing diagram showing a start-up energy pulse packet
  • FIG 5 shows an interface with start-up circuit for button dimming signals, which are converted into pulse signals.
  • Fig. 6 is a timing diagram of pulses converted from key dimming signals
  • FIG. 7 shows a part of the operating device with a first embodiment of a starting circuit part
  • FIG. 9 shows a part of the operating device with a further embodiment of the starting circuit part.
  • the operating device 1 shown in Fig. 1 is an electronic ballast (ECG) for operating a low-voltage gas discharge lamp 2.
  • ECG electronic ballast
  • From the network 3 mains voltage is rectified in an AC / DC block and stored in a DC link 6.
  • the DC link voltage is then converted in a DC / AC block 7 into a high-frequency AC voltage which is used for Operation of the gas discharge lamp 2 is used.
  • the power control of the inverter 7 is performed by a control unit 8.
  • the control unit 8 is in turn controlled by an integrated circuit 9, which is connected via a potential-separated coupling element 12 (optocoupler or other floating transmission element) with an interface 11.
  • the integrated circuit 9 is embodied, for example, as an ASIC, microcontroller or a hybrid version and must be supplied with a low-voltage voltage, which is supplied by a low-voltage unit 10.
  • the low voltage is 5 to 12V. During normal operation, the low-voltage unit draws its operating energy from the DC link 6.
  • the integrated circuit 9 controls the low-voltage unit 10. It is also in communication with the control unit 8 in that it transmits control signals to the control unit 8 and receives information from the control unit.
  • the control unit 8 can also be integrated in the integrated circuit 9.
  • the interface 11 is used to receive external control signals which are supplied to the interface 11 at the input 15 either via a bus 14 (eg DSI or DALI). However, the integrated circuit 9 also outputs via the potential-separated coupling element 12 actual value signals to the interface 11, which in turn transmits these signals to the bus 14, which forwards them to a central office.
  • the interface 11 has a further input 16, which serves for the supply of button dimming signals. These are generated in that a button 17 the input 16 intermittently or over longer phases with the network. 4 connects or short-circuits the input 16.
  • the interface 11 can also be designed as a common interface both for signals of a bus 14 (for example DSI or DALI) and for button dimming signals.
  • the aim of the invention is to keep the power consumption of the operating device as low as possible.
  • the DC / AC converter 7, the intermediate circuit 6, normally designed as a PFC circuit, the control unit 8, the integrated circuit 9 and the low-voltage unit 10 are completely or at least partially switched off.
  • the operating device is in a state in which it absorbs zero energy.
  • the integrated circuit 9 itself can also switch off only individual functional blocks or at least operate with reduced functionality and thus minimize its energy consumption.
  • the interface external energy signals can be supplied. This can be, for example - as will be described in more detail later wake-up pulses, which are supplied to the interface via the bus input 15 or button dimming signals, which are supplied to the interface via the input 16.
  • the thus supplied to the interface external energy is processed in a start-up circuit 13 to a low voltage, which is supplied to the low-voltage unit 10-.
  • the low-voltage unit 10 is thereby enabled, the IC 9 immediately required Low voltage voltage of 5 or 12V to provide. In addition, this causes the low-voltage unit to receive additional energy from the DC link and start up.
  • the intermediate circuit 6 - as previously mentioned - is designed as an active PFC circuit, the energy for starting up the low-voltage unit 10 at the output of the AC / DC converter 5 can be coupled out. Since the decoupling can be done via a capacitance, this start-up circuit in standby mode itself requires no operating energy.
  • the IC 9 Since the IC 9 is ready for use by the starting energy, it can cause the switching of the previously switched circuit blocks of the operating device and also receive control signals from the interface 11 and deliver signals to the interface 11. In the event that the IC 9 receives control signals in the start-up phase and this can not pass on to the control unit 8, because the latter is not ready, the IC 9, the received control signals buffer until it can deliver them to the control unit 8, if this is ready to work.
  • the starting circuit generates the signals generated by it
  • Low-voltage voltage is fed directly to the IC 9 until the low-voltage unit 10 starts up or has run up.
  • the low-voltage voltage from the start-up circuit 13 or the interface 11 via a transfer isolated transfer to the IC 9 or the low-voltage unit 10. But it is also possible to transfer to other points in the operating device, if these points are suitable for feeding a starting energy.
  • Fig. 1 it is shown that the start-up circuit 13 is part of the interface 11. However, this is not mandatory.
  • the start-up circuit can also be positioned outside the interface 11 or even integrated into the ASIC, which also represents the IC 9. It is important that the external power of the start-up circuit 13 is supplied and that the start-up circuit 13 converts this energy into a low-voltage voltage, which allows the flow of the entire operating device, after the latter has remained in standby mode in a completely de-energized state.
  • start-up circuit 13 is always described as part of the interface for the sake of simplicity. However, as mentioned above, this need not necessarily be the case.
  • connection of the interface 11 to the IC 9 and the control unit 8 via the potential-separated coupling element 12 can also be used to transfer the energy from the starting circuit 13 to the low-voltage unit 10 or the IC 9.
  • the interface shown in FIG. 2 represents the case in which external power is supplied to the operating device in the form of push-button dimming signals, in which the push-button 17 is pressed according to a specific pattern or permanently, so that the interface 11 is supplied in a corresponding manner mains voltage.
  • the mains voltage is rectified in the start-up circuit 13 via the series resistor 18, the rectifier diode 19 and smoothed by the combination of the capacitor 20 and the resistor 21.
  • the more or less strongly pulsating DC voltage generated in this way is limited in its height by a Zener diode 22 and supplied to the low-voltage unit 10 via a further diode 23 without galvanic isolation.
  • the low-voltage voltage generated before the diode 23 is supplied directly to the IC 9, which uses the low-voltage voltage as starting energy until the low-voltage unit has run up accordingly and in turn can supply the low-voltage to the IC 9.
  • the IC 9 can turn off the low-voltage unit 10 for standby operation so that it does not absorb power. After the standby state has ended, the IC 9 can then switch on the low-voltage unit again with the starting energy supplied to it.
  • the control signal input of the IC 9 is connected to the potential-separated coupling element 2, which in turn recognizes by the duty cycle characterized control signals at the output of the start-up circuit and forwards to the IC 9.
  • the interface 11 or start-up circuit 13 for signal transmission to the IC 9 can be connected to the IC 9 via a non-galvanic coupling element.
  • the non-galvanic coupling element can be done both by a direct connection of the low-voltage unit 10 with the interface 11 or start-up circuit 13 or via an ohmic resistance, but it can also be formed by a reactive component forming transformer or a potential-separated coupling element.
  • the interface shown in Fig. 3 is designed to receive pulse signals which are delivered via the bus 14 to the input 15 of the interface 11. These can be DSI signals or DALI signals. However, in addition to the control signals, the bus can also supply energy signals to the interface 11, as shown for example in FIG. 4.
  • a start bit representing a dimming command is preceded in time by a plurality of short pulses as a startup energy pulse packet, wherein a certain waiting time is still switched on between the end of the pulse packet and the start bit.
  • the pulses of the starting energy pulse packet have a pulse width of 8 ⁇ sec (l ⁇ sec period) and the pulse block has a length of 10 to 20 milliseconds. This is sufficient for a first power supply until the low-voltage unit 10 is started up.
  • the interface 11 shown in FIG. 3 and the start-up circuit 13 contained therein contain, as an essential component, a reactive component in the form of a transformer 26, 27 with which the pulse energy delivered by the bus can be excluded and forwarded.
  • a capacitor can also be provided. Before the recorded pulses pass through the transformer 26, 27, they are limited in their voltage amplitude by a constant current source 24 and a tens diode 25. The alternating voltage occurring at the output of the transformer 26, 27 is rectified by a rectifier 19 and smoothed by a capacitor 20.
  • the low-voltage DC voltage thus generated is supplied as starting energy via a diode 23 to the low-voltage unit 10 and / or to the IC 9.
  • a diode 23 For the sake of simplicity, only the first possibility is indicated in FIG. This simplification is retained in the further illustrations, although the alternative is always available that the low-voltage start-up voltage is supplied alternatively or simultaneously to the IC 9.
  • a normal DSI or DALI signal has much longer bit times than the pulses of the start-up energy pulse packet shown in FIG.
  • the much shorter pulse widths of the wake-up pulses of the starting energy pulse packet make it possible to keep the reactive component (transformer or capacitor) for the start-up circuit 13 shown in FIG. 3 relatively small.
  • startup energy pulse packets with short pulse width such as 8 Mikrosekünden but quite within the framework of the DSI or DALI scheme are transmitted.
  • the transformer 26, 27 may also be designed as an integrated component, for example as a transformer with air coil (so-called, coreless transformer ').
  • the control gear should be designed to remember if it has been turned off with a dimming command so that it waits for a start after waking up to the next dimming command and does not perform a normal power up.
  • the operating device could also - if only one pulse train was sent to the power supply, but the dimming command fails - go back automatically in the off state.
  • Another possibility is that the receipt of the energy impulse is registered to wait for the next command.
  • the integrated circuit 9 and the start-up circuit are connected to the bus line by separate galvanic isolation, it is also possible to use a single galvanic isolation.
  • the Signal line to the IC 9 also be coupled to the secondary side of the transformer 26, 27, which also supplies the energy taken from the bus line of the start-up circuit.
  • the secondary side of the transformer 26, 26 can also supply a wake-up circuit (for example in the form of a small controller) with energy which switches on the envy voltage unit in which it connects it, for example, to the intermediate circuit voltage.
  • a wake-up circuit for example in the form of a small controller
  • Fig. 5 shows an interface 11 with a start-up circuit 13, which in turn is designed to receive push-button dimming signals.
  • the start-up circuit includes a rectifier 26, at the output network half-waves occur, which are limited by a constant current source 24 and a 10-diode 25 with respect to their voltage amplitude.
  • the mains half-waves are fed via a further tens diode 28 and a diode 29 to a low-pass with voltage limitation 27, which controls a clock generator 30.
  • the clock generator is, for example, a multivibrator, which independently supplies clock pulses for a switch 31.
  • the switch is connected across the output of the rectifier circuit 26 and thus breaks the mains halfwaves into a plurality of individual pulses.
  • a transformer 26, 27, which effects galvanic isolation The voltage pulses occurring at the output of the transformer are rectified by a rectifier 19 and a capacitor 20 is smoothed. Further, the rectified and smoothed voltage is limited in height by a 10-diode 21 and converted into a low-voltage starting voltage, the is supplied via a diode 23 of the low-voltage unit 10 and / or the processor 9.
  • the clock generator When a signal is present at the interface input, the clock generator can start as a self-oscillating clock generator and thus transmit energy via the transformer 26, 27. In a permanent concern of a voltage or a signal at the interface input thus can also be a continuous transfer of energy. This independent transmission of energy is possible both for signals from a bus (eg DALI or DSI) as well as for button dimming signals.
  • the clock generator can also be designed as a switching regulator IC.
  • Fig. 6 the function of the start-up circuit of FIG. 5 is shown in more detail by corresponding timing diagrams. It can be seen that the clock generator 30 is put into operation as soon as the mains half-waves occurring at the output of the rectifier 26 have a voltage of more than 150 volts.
  • the tens diode 28, the diode 29 and the voltage-limited low-pass 27 form a corresponding gate circuit which controls the clock generator 30.
  • the pulses emitted by the clock generator 30 open and close the switch 31, so that a corresponding pulse pattern is applied to the input of the transformer 26, 27, wherein the height of this pulse voltage - as mentioned - is limited.
  • the interface shown in FIG. 5 does not receive any key dimming signals but DSI or DALI signals, these are also pulses. These must then be decoupled as control signals and fed to the IC 9 via the potential-separated coupling element 12. It now It is necessary to be able to discriminate whether the pulses picked up and transmitted by the floating coupling element originate from the clock generator 30 in the pushbutton dimming mode or are external control signals supplied from the bus 14 according to the DSI or DALI scheme were. If, as shown in FIG. 5, the start-up circuit contains a transformer 26, 27 (which is not absolutely necessary), the pulse shortened in width can be used as a distinction, which is shown in the middle in FIG.
  • the criterion for the presence of button dimming may be the fact that the entire voltage range above the voltage of the diode 10 is at the mains voltage level.
  • the circuit of FIG. 5 also has the advantage that it is very immune to interference in push-button dimming operation, as disturbances on the power line are limited in height by the tens diode voltage and short pulses do not lead to clocking of the multivibrator.
  • the circuit of FIG. 7 represents a part of the operating device.
  • the starting circuit part 47 is essential here. Its function is to restart the operating device from an off state, on the one hand a mains start must be possible and on the other hand a start by means of external energy , which is supplied to the operating device via the interface 11.
  • the low-voltage unit 10 here contains a switching regulator in the form of a flyback converter. To the converter is the primary winding 34 of a transformer 34, 35.
  • the switch of the flyback converter is part of a switching regulator IC 33.
  • the AC voltage generated by the switching regulator IC 33 is rectified on the secondary side of the transformer 34, 35 by a diode 36 and a capacitor 37 smoothed. In this way, a low-voltage voltage is generated, which the IC 9 needs for its operation.
  • the start circuit part 47 To explain the function of the start circuit part 47 will first be explained how a network start occurs. For this purpose, it is assumed that a power switch 32 inserted between the network 4 and the AC / DC converter 5 is open. Further, the switch S is closed in the start circuit part 47, the capacitor C is discharged and the two transistors Tl, T2 are de-energized. Now, if the power switch 32 is closed, then builds on the output of the AC / DC converter, an intermediate circuit voltage at the node 6.
  • the switching regulator IC 33 lies with its hot end at the intermediate circuit 6 and with its cold end at the emitter of the transistor Tl. Since the emitter voltage of the transistor Tl is higher (more positive) than the base voltage, current flows through the base-emitter path of the transistor Tl.
  • This current charges the capacitor C successively via the resistor R. Due to the current flow, the flyback converter starts to work and generates a low-voltage voltage at the output of the low-voltage unit. This is supplied to a voltage divider formed from two resistors 40, 41, whose node is connected to the base of the transistor T2. The consequence of this is that the transistor T2 the Charging state of the capacitor C interrupts. In addition, the transistor Tl is conductive and now takes over the base-collector path, the power supply of the low-voltage unit 10. When the power switch 32 is opened again, the output state is set again. It is essential that the start circuit part 47 has enabled a network start.
  • the interface 11 receives an external power off command from the bus. This is picked up by the potential-separated coupling element 12 and forwarded to the IC 9.
  • the IC 9 then opens the switch S in the start circuit part 47.
  • the voltage from the voltage divider 40, 41 taken, with the result that the transistor is non-conductive and that then the transistor Tl is switched non-conductive.
  • it can flow through the emitter-base path of the transistor Tl, a current that leads to the charging of the capacitor C.
  • the capacitor C has charged to the intermediate circuit voltage at node 6, the flow of current stops, with the result that the low-voltage unit 10 is turned off.
  • the external switch-off command transmitted from the potential-separated coupling element 12 to the IC 9 is also implemented by the IC 9 in such a way that it switches off all power-consuming circuit parts of the operating device. The operating device is then in standby mode and consumes no energy.
  • the starting time of the low-voltage unit t NE is substantially greater than 5 ⁇ , where ⁇ is the product CR. This means that the charge and the discharge of the capacitor C are much faster than the start of the low-voltage unit 10.
  • the circuit of FIG. 7 includes a galvanic isolation of the switching regulator IC 33 with respect to the IC. 9
  • a circuit similar to that shown in Fig. 7 is shown. However, it differs from the circuit shown in Fig. 7 in that there is no galvanic isolation between the low-voltage unit 10 and the IC 9.
  • the low-voltage unit operates with a switching regulator 41, which is designed as a buck converter (Buck converter).
  • the buck converter includes two diodes 42 and 46, two capacitors 43 and 45 and one Inductance 44.
  • the essential switch for a Buck converter is part of an IC.
  • the driving of the start circuit part 47 and the low-voltage unit 10 can be integrated into the IC 9 and at least part of the circuit of the start circuit part 47 and the low-voltage unit 10 can also be integrated into the IC 9.
  • the ability of the IC 9 to turn off at least some of its functional blocks or to reduce their functionality thus allows a very efficient standby operation and rebooting thereof.
  • FIGS. 8 and 9 each show only a detail of a control device for lighting means, namely the
  • a signal line such as a bus is shown schematically.
  • the signals are galvanically isolated, preferably fed via an optocoupler or a transformer and a signal input of the integrated circuit 9.
  • the integrated circuit 9 when started, controls the operation of the connected bulbs. For this purpose, it can switching elements in the active clocked PFC circuit, a DC / AC converter, which supplies starting from the DC link voltage, the lamps (for example, a half-bridge or full bridge inverter) or even elements in the load circuit itself (for example, a heating circuit for filaments of gas discharge lamps ).
  • feedback variables from the area of the supply voltage can also be supplied to the integrated circuit 9 in the region of the intermediate circuit (PFC), the region of the intermediate circuit voltage and the DC / AC converter as well as the load circuit and the light sources themselves.
  • a wake-up circuit in the form of a controller which has a wake-up input which likewise receives signals in the bus line via the same electrical isolation as the IC9 or via a separate supplied galvanic isolation.
  • these signals are designed such that they notify the wake-up circuit via the wake-up input that an activity takes place on the bus line or signal line.
  • this activity may consist, in particular, of a falling edge being detected starting from the idle state (which is logically 'high' in the DALI standard). If such a wake-up signal is received at the wake-up input of the wake-up circuit (small controller), the wake-up circuit is activated.
  • the wake-up circuit as shown schematically in Figure 8 and starting from a supply voltage, such as the mains voltage or the battery voltage (For example, in an emergency lighting device) are supplied by means of a start-up circuit with standby power.
  • the start-up circuit can, for example, as is well known in the art, consist of a high-impedance starting resistor, which is fed by the supply voltage and is loaded via the example, a storage element such as a capacitor. The capacitor voltage then serves to provide the standby power for the wake-up circuit.
  • the wake-up signal can also be a special command of the bus system.
  • the wake-up circuit may be a microcontroller, a switching network control IC or a special IC for stand-by operation.
  • the wake-up circuit can be implemented by a microcontroller of the series PIC10F200 / 202/204/206 from Microchip. It is a low cost microcontroller that has a very energy efficient power saving mode.
  • the wake-up circuit supplies this standby electrical energy from the start-up circuit triggered by the wake-up signal at the wake-up input to the wake-up circuit. then switches on the low-voltage supply unit.
  • the switching on of the low-voltage supply unit can for example be carried out in that the low-voltage supply is supplied by the wake-up circuit with the intermediate circuit voltage. Thus, it is thus necessary to activate the low-voltage unit so that it can generate a supply voltage V C c for the integrated circuit 9.
  • the wake-up circuit can be selectively placed in a sleep mode in which it consumes very little electrical energy and essentially only monitors its wake-up input. Before the wake-up circuit goes into the idle state (sleep mode), it switches off the selectively disconnectable low-voltage unit and disconnects it, for example, from the intermediate circuit voltage.
  • the wake-up circuit is set to the idle state as soon as, for example, predetermined by external incoming commands from the bus line, the operated by the integrated circuit 9 bulbs are turned off.
  • the wake-up circuit receives a corresponding signal from the integrated circuit 9 at a turn-off input.
  • This signal may, for example, be the signal or at the same time as the signal with which the integrated circuit IC 9 switches off an actively clocked PFC circuit.
  • the signal for the turn-off of the wake-up circuit can be tapped at other areas of the operating device, for example, can This signal can be tapped directly from the control input of the switch of the active clocked PFC circuit.
  • FIG. 9 shows a modification of FIG. 8 in that the integrated circuit IC9 and the
  • Wake up circuit via separately provided galvanic separations to the signal line (bus) are connected. It can also be different galvanic separation, for example.
  • the wake-up circuit can also generate energy from the
  • the high-resistance starting resistor in the start-up circuit of Figure 8 and figure can be dimensioned such that it generates a current flow of 100 to 300, preferably in the range of 20OnA at concern of the power supply, such as the mains voltage.
  • at least one pulse or one pulse train is first sent, for example via the DALI bus, preferably in a period of 10 ms in order to wake up the wake-up circuit and then signal processing by the IC 9 to ensure.
  • this type of wake-up pulses can also be achieved by sending the data transmitted first twice, in which case the first half is used to wake up the circuit and, if necessary, to generate energy, while the second half is then used correctly as a signal is processed by the IC 9.
  • the useful data transmission itself for generating the standby energy, for example by using a self-oscillating transformer or an optocoupler with a photovoltaic cell (for example a photovoltaic driver).
  • FIGS. 8 and 9 schematically show that the standby energy for the wake-up circuit (small controller) is generated on the basis of a supply voltage-supplied start-up circuit.
  • this energy can also be taken from the bus line by the wake-up circuit via the illustrated transformer ( Figure 9) or via an optocoupler with photovoltaic cell (for example, a photovoltaic driver) is connected to the bus line.
  • the data transmission via the transformer can take place, so it can be dispensed with in this case, the optocoupler, since the transformer would transmit energy and data.
  • the self-oscillating transformer could for example be clocked by a simple flip-flop (clock generator) or by a switching regulator IC.
  • the control of the self-oscillating transformer via the flip-flop (clock generator) or a switching regulator IC can, for example, always take place when a positive or non-zero voltage is applied to the bus line.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät (1) für Leuchtmittel (2), insbesondere für eine Niedervolt-Gasentladungslampe. Das Betriebsgerät (1) umfasst eine Steuereinheit (8), die die Versorgung der Leuchtmittel (2) mit elektrischer Leistung steuert, eine integrierte Schaltung zum Betreiben der Steuereinheit (8), eine Niedervolt-Einheit (10) die zumindest den IC mit Niedervoltspannung versorgt, und eine Schnittstelle (11), über die dem IC (9) externe Steuersignale für den Betrieb der Leuchtmittel (2) zuführbar sind. Dabei der integrierten Schaltung während der Anlaufphase der Niedervolt-Einheit (10) über die Schnittstelle (11) externe Energie zugeführt.

Description

Betriebsgerät: für Leuchtmittel und BβleuchtungsSystem
Die vorliegende Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf Betriebsgeräte mit Leuchtmittel, welchen Betriebsmitteln über eine Schnittstelle externe Befehle zuführbar sind.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Beleuchtungssystem mit derartigen Betriebsgeräten.
Aus der EP 1 374 366 Bl ist ein Betriebsgerät für eine Leuchtstofflampe in Form eines elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) bekannt. Dieses weist einen an das Netz anzuschließenden Gleichrichter, sowie einen sich daran anschließenden steuerbaren Wechselrichter an, der die Leuchtstofflampe mit Hochspannung versorgt. Die von dem Wechselrichter abzugebende Leistung wird von einer Steuereinheit gesteuert. Die Steuereinheit wird ihrerseits von einer Prozessoreinheit (Integrierte Schaltung „IC") gesteuert, welche mit einer Niedervoltspannung betrieben wird. Im Normalbetrieb wird die Niedervoltspannung von dem Steuergerät erzeugt. Im Standby-Betrieb werden zum Zwecke der Energieeinsparung der Wechselrichter, das Steuergerät und eine zwischen den Gleichrichter und das Steuergerät geschaltete Korrekturschaltung abgeschaltet. Die Prozessoreinheit bleibt eingeschaltet und erhält die zum Betrieb erforderliche Niedervoltspannung über einen Widerstand, der mit dem Ausgang des Gleichrichters verbunden ist. Demnach benötigt die Prozessoreinheit im Standby-Betrieb weiterhin Energie. Die Prozessoreinheit ist über eine Schnittstelle mit einem Bus (analog oder digital) verbunden, so dass der integrierten Schaltung über die Schnittstelle externe Steuersignale zugeführt werden können, und zwar auch im Standby-Betrieb.
Ein ähnliches Betriebsgerät, wie vorstehend beschrieben, ist nach der EP 1 231 821 Al bekannt. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Betriebsgerät wird hier die Niedervoltspannungs-Versorgungseinheit im Standby-Betrieb nicht abgeschaltet, sondern weiterbetrieben, und zwar aus der vom Netzgleichrichter des EVG erzeugten gleichgerichteten Netzspannung. Die Niedervoltspannungs- Versorgungseinheit besteht aus einem Tiefsetzsteller und einem Festspannungsregler. Auch für dieses Betriebsgerät ist festzustellen, dass es im Standby-Zustand Energie verbraucht, wenn auch möglicherweise weniger als das eingangs beschriebene Betriebsgerät.
Aus der DE 103 29 876 Al ist ein Betriebsgerät bekannt, das im Standby-Zustand vollständig abgeschaltet werden kann und keine Energie verbraucht. In einer zu dem Betriebsgerät gehörenden Schnittstelle, über welche externe Steuersignale zuführbar sind, weist eine Auswertelogik auf, die während des Standby-Betriebes in eine Art energielosen Schlafzustand versetzt wird. Wenn im Ruhezustand eines mit der Schnittstelle verbundenen Busses keine Spannung an den ausgangsseitigen Anschlüssen der Schnittstelle anliegt, ist die Auswertelogik so ausgeführt, dass sie unverzüglich bei einem Wechsel der Busleitung auf ein Hochpegel-Signal durch diese Spannung aktiviert wird („wake-up"), wobei diese Aktivierung ausreichend schnell erfolgt, um eine sichere Erfassung des ersten Bits des eingehenden Digitalsignals zu gewährleisten. In der genannten Druckschrift findet sich jedoch kein Hinweis darauf, wie eine integrierte Schaltung mit Niedervoltspannung zu versorgen ist.
Zudem benötigt das Betriebsgerät eine Logik zum Empfangen, Speichern und Verarbeiten der eingehenden Digitalsignale, die auf der Anschlussseite der Schnittstelle angeordnet ist. Da die Schnittstelle potentialgetrennt ausgeführt sein muß, ist somit in dem Betriebsgerät zusätzlich zur eigentlichen Steuerschaltung eine zusätzliche Auswertelogik für die Schnittstelle notwendig. Weiterhin muß auch die Steuerschaltung und die Wandlerschaltung des Betriebsgerätes im Vergleich zu einem herkömmlichen dimmbaren Betriebsgerät erweitert werden.
Die Erfindung hat sich nunmehr zur Aufgabe gemacht, Betriebsgeräte für Leuchtmittel und mit einer Schnittstelle energieeffizienter auszugestalten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken in vorteilhafter Weise weiter.
Die Erfindung schlägt in einem Aspekt vor ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend: eine Steuereinheit, die die Versorgung der Leuchtmittel mit elektrischer Energie steuert, wobei die Steuereinheit eine integrierte Steuerschaltung (bspw. ASIC, Mikroprozessor etc.) aufweist, eine Niedervolt-Einheit, die zumindest die integrierte Schaltung mit Niedervoltspannung versorgt, und eine zu der Steuereinheit separat ausgebildete Schnittstelle, über die der integrierten Steuerschaltung über eine Signalleitung (bspw. Busleitung) externe Steuersignale für den Betrieb der Leuchtmittel zuführbar sind, wobei Schnittstelle dazu ausgebildet ist, in einer Anlaufphase der integrierten Schaltung elektrische Energie von der wenigstens einen Busleitung an die integrierte Schaltung weiterzuleiten.
Basierend auf einem System mit Niedervoltversorgung wie beim Stand der Technik erhält die Niedervolt-Einheit bei dem erfindungsgemäßen Betriebsgerät eine Anlaufenergie, die sie sofort in den Stand versetzt, die integrierte Schaltung mit Niedervoltspannung zu versorgen. Für das weitere Hochlaufen kann die Niedervolt-Einheit dann Energie über die Netzeingänge des Betriebsgeräts ziehen. Falls das Betriebsgerät vom Netz durch einen Schalter getrennt war, kann ein sofortiges Anschalten an das Netz veranlasst werden.
Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet, dass ein mit einer integrierten Schaltung und einer dazu notwendigen Niedervolt-Einheit versehenes Betriebsgerät ebenfalls im Standby-Betrieb ohne jede Energieaufnahme auskommen kann. Im Zustand des Standby-Betriebes schaltet das Betriebsgerät das Leuchtmittel ab, das Betriebsgerät kann aber weiterhin Steuersignale empfangen und verwerten.
Weiterhin kann es während des Hochlaufens bereits erforderlich sein, Daten über die Schnittstelle zu empfangen und ggf. zwischenzuspeichern. In weiterer Folge kann das Betriebsgerät dann komplett in Betrieb genommen werden.
Bei einem Ausschaltbefehl über die Schnittstelle kann die Prozessoreinheit den Wechselrichter um weitere Teile des Betriebsgeräts außer Betrieb setzen, und soweit möglich, auch Teile des Prozessors selbst deaktivieren bzw. in einen Niedrigenergie-Modus versetzen, um die Verluste soweit wie möglich zu senken und - sofern vorhanden - bei einer aufrechterhaltenen Versorgung aus einem Bus, insbesondere einem DALI-Bus, weiter aktiv bleiben zu können. Dabei kann das Betriebsgerät über einen Schalter komplett vom Netz getrennt werden.
Wenn keine weitere (dauerhafte) Versorgung über die Schnittstelle erfolgt, müssen sich die Niedervolt-Einheit und die integrierte Schaltung in einen Zustand versetzen, der bei Übertragen eines Anlaufimpulses das Hochlaufen wieder ermöglicht.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes kann darin bestehen, dass eine mit der Schnittstelle verbundene oder in diese integrierte AnlaufSchaltung vorgesehen ist, der die externe Energie zugeführt wird und die daraus eine Niedervoltspannung generiert, welche der integrierten Schaltung während der Anlaufphase der Niedervolt-Einheit zugeführt wird.
Dazu können dem oder einem Eingang der Schnittstelle Impulse geführt werden, wobei die AnlaufSchaltung ein reaktives Bauelement, vorzugsweise in Form eines Transformators oder eines Kondensators aufweist, welches es erlaubt, die mit den Impulsen übertragene Energie aufzunehmen und zur Umwandlung in eine Niedervoltspannung weiter zu verarbeiten. Der Transformator kann auch als integriertes Bauteil ausgeführt sein, beispielsweise als Transformator mit Luftspule (sogenannter , coreless transformer' ) . Es kann aber ein anderes Bauteil, welches zu einer potentialgetrennten Energieübertragung fähig ist, eingesetzt werden, beispielsweise ein Optokoppler mit Fotovoltaik-Zelle (beispielsweise ein Fotovoltaik- Treiber) .
Die Schnittstelle kann zur Aufnahme von Impulsen aus einem Bus mit diesem verbunden werden. Die Schnittstelle bzw. die AnlaufSchaltung muss so ausgelegt sein, dass sie über den Bus Signale aufnehmen kann, und ferner, dass sie vor den Steuerimpulsen gesendete Weckimpulse aufnehmen kann.
Ferner sollte die Schnittstelle bzw. die AnlaufSchaltung so ausgebildet sein, dass als Impulsblock übertragene Weckimpulse aufgenommen werden können, wobei die einzelnen Impulse eine Impulsbreite zwischen 1 und 200μsec, vorzugsweise zwischen 5 und 20μsec haben, und wobei die Impulsblock-Länge zwischen 1 und 100 Millisekunden, vorzugsweise zwischen 10 und 20 Millisekunden liegt.
Eine zweckmäßige Weiterbildung kann ferner darin bestehen, dass das Betriebsgerät so ausgelegt ist, dass es selbständig feststellt, ob es mit einem Dimm-Befehl ausgeschaltet wurde, damit es nach einem Aufwecken auf den nächsten Dimm-Befehl für einen Start wartet und nicht einen normalen Start ausführt.
Weiterhin sollte das Betriebsgerät so ausgelegt sein, dass es - falls es zuletzt nur eine Impulsfolge zur Energieversorgung empfangen hat - der Dimm-Befehl aber ausbleibt, wieder in den Ausschalt-Zustand zurückschaltet.
Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass das Betriebsgerät so ausgelegt wird, dass es den Empfang der
Energie-Impulse registriert, um dann den nächsten Dimm- Befehl abzuwarten.
Die vorstehend genannten Funktionen sollten von einem Benutzer des Betriebsgerätes wahlweise ein- und ausschaltbar sein.
Ein anderer Weiterbildungsaspekt ist der, dass die Schnittstelle dazu ausgebildet ist, neben Niedervoltsignalen, wie sie für einen Bus typisch sind, auch Signale zu verarbeiten, die ausgehend von einem manuell betätigbaren Taster oder Schalter erzeugt sind, wobei der Taster oder Schalter bspw. mit Netzspannung versorgt ist. Diese Schnittstellenausgestaltung wird im folgenden als „Taster-Dimm" bezeichnet.
Die von dem Taster oder Schalter erzeugten Signale können von der AnlaufSchaltung gleichgerichtet und geglättet sowie hinsichtlich Ihrer Spannung reduziert werden, so dass sie direkt, d.h. ohne galvanische Trennung, der Niedervolt-Einheit als AnlaufSpannung zugeführt werden.
Alternativ dazu können die aus Netzwellen bestehenden Taster- oder Schaltersignale von der AnlaufSchaltung gleichgerichtet und so in Halbwellen umgewandelt werden. Bei dieser Variante enthält die AnlaufSchaltung einen Taktgenerator, dem über eine Torschaltung die oberhalb einer Schwellspannung liegenden Anteile der Netzhalbwellen zugeführt werden. Der Taktgenerator gibt selbständig eine Impuls-Folge ab, solange ihm die Torschaltung eine Spannung zuführt. Ferner enthält die AnlaufSchaltung bei dieser Variante eine auf die Gleichrichterschaltung folgende Strombegrenzerschaltung, einen von dem Taktgenerator getakteten Schalter und einen diesem nachfolgenden Transformator. An die Ausgangsseite des Transformators schließen sich eine weitere Gleichrichterschaltung mit Glättungselement und einem Strombegrenzer an, die die von dem Transformator übertragenen Impulse zu der AnlaufSpannung für die Niedervolt-Einheit verarbeiten. Der Taktgenerator kann beispielsweise ein Multivibrator sein. Die Schwellspannung der Torschaltung sollte zwischen 120 und 200 Volt, vorzugsweise zwischen 150 und 180 Volt liegen. Die Impulsbreite der von dem Taktgenerator erzeugten Impulse sollte zwischen 1 und 400μsec liegen, vorzugsweise zwischen 5 und 20μsec liegen.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, dass ein Start-Schaltungsteil vorgesehen ist, der nach einem Standby-Zustand ohne Energie-Aufnahme einerseits einen Netzstart und andererseits einen Start zulässt, der durch über die Schnittstelle zugeführte externe Energie initiiert wird.
Der Startschaltungsteil kann einen Schalter zum Ein- und Ausschalten der Niedervolt-Einheit aufweisen und von dem Prozessor gesteuert sein, derart, dass die integrierte Schaltung den Schalter beim Eingang eines externen Ausschaltbefehls über die Schnittstelle öffnet und die Niedervolt-Einheit auf Energieaufnahme Null stellt, und den Schalter eines externen Energie-Signals wieder schließt, so dass die Niedervolt-Einheit wieder anlaufe kann.
Eine weitere Ausgestaltung des Startschaltungsteils kann darin bestehen, dass diese einen ersten Transistor und eine Serienschaltung aus einem Ladekondensator und einem Ladewiderstand enthält, wobei die Serienschaltung über die Emitter-Basis-Strecke des ersten zunächst noch nicht durchgeschalteten Transistors mit einem Ausgang des Netzgleichrichters vorliegenden Zwischenkreis-Spannung verbunden ist und der Ladestrom den Anlauf der Niederstrom-Einheit initiiert, und dass ein weiter Transistor vorgesehen ist, der den Ladevorgang des Ladekondensators abbricht und den ersten Transistor durchschaltet, wenn am Ausgang der Niedervolt-Einheit eine Niedervolt-Spannung auftritt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend: - eine Steuereinheit, die die Versorgung der Leuchtmittel mit elektrischer Energie steuert, wobei die Steuereinheit eine integrierte Steuerschaltung (9) aufweist, eine abschaltbare Niedervolt-Einheit, die zumindest die integrierte Schaltung mit Niedervoltspannung versorgt, eine Schnittstelle, über die der integrierten Steuerschaltung über eine Datenleitung Steuersignale für den Betrieb der Leuchtmittel zuführbar sind, und - eine Aufweckschaltung, der an einem Aufweckeingang ein Signal von der Signalleitung zuführbar ist, und die dazu ausgebildet ist, bei Eingang eines Aufwecksignals an dem Aufweckeingang die Niedervolt-Einheit einzuschalten. Das Betriebsgerät kann dabei eine PFC-Schaltung aufweisen, die eine Zwischenkreisspannung erzeugt, wobei die Niedervolt-Einheit durch die Aufweckschaltung einschaltbar ist, indem sie mit der Zwischenkreisspannung verbunden wird.
Der Aufweckeingang der Aufweckschaltung kann mit der Signalleitung über eine galvanische Trennung, vorzugsweise ein Transformator oder ein Optokoppler, verbunden sein.
Die integrierte Schaltung kann mit einer separaten galvanischen Trennung oder der gleichen galvanischen Trennung wie die Aufweckschaltung mit der Signalleitung verbunden sein.
Die Aufweckschaltung kann ausgehend von der Signalleitung oder über eine durch eine Versorgungsspannung gespeiste Anlaufschaltung mit Energie versorgt sein.
Das Aufwecksignal kann eine Pegeländerung der Signalleitung, bspw. eine fallende Flanke des DALI- Standards sein.
Die Aufweckschaltung kann einen Abschalteingang aufweisen, wobei die Aufweckschaltung durch ein Abschaltsignal an diesem Abschalteingang die Niedervolt-Einheit in einen Ruhezustand übergeht, in dem sie weiterhin ihren Aufweckeingang überwacht.
Das Abschaltsignal für die Aufweckschaltung wird vorzugsweise erzeugt, wenn die zugeordneten Leuchtmittel abgeschaltet werden. Das Abschaltsignal kann bspw. erzeugt werden, sobald die integrierte Schaltung eine PFC-Schaltung abschaltet.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Leuchte, aufweisend ein Leuchtmittel, vorzugsweise eine Gasentladungslampe, eine LED oder eine OLED, sowie ein Betriebsgerät der oben erläuterten Art.
Schliesslich bezieht sich die Erfindung auch auf ein Beleuchtungssystem, aufweisend mehrere Leuchten, darunter wenigstens eine der oben genannten Art, wobei die Leuchten vorzugsweise mittels eines Bussystems untereinander und/oder mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sind.
Die Schnittstelle beziehungsweise AnlaufSchaltung zur Signalübertragung an den IC kann über ein nichtgalvanisches Koppelelement mit dem IC verbunden sein.
Das nicht-galvanische Koppelelement kann von einem das reaktive Bauelement bildenden Transformator oder einem potentialgetrennten Koppelglied gebildet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Betriebsgerätes;
Fig. 2 eine erste Schnittstelle mit AnlaufSchaltung für Taster-Dimmsignale; Fig. 3 eine Schnittstelle mit AnlaufSchaltung für mit einem Bus übertragene Impulssignale;
Fig. 4 ein Impulsdiagramm mit einem Anlaufenergie-Impulspaket;
Fig. 5 eine Schnittstelle mit Anlaufschaltung für Taster-Dimmsignale, die in Impulssignale umgewandelt werden;
Fig. 6 ein Impulsdiagramm von aus Taster- Dimmsignalen umgewandelten Impulsen;
Fig. 7 einen Teil des Betriebsgerätes mit einer ersten Ausführungsform eines Start- Schaltungsteiles;
Fig. 8 einen Teil des Betriebsgerätes mit einer zweiten Ausführungsform des Start- Schaltungsteiles, und
Fig. 9 einen Teil des Betriebsgerätes mit einer weiteren Ausführungsform des Start- Schaltungsteiles.
Das in Fig. 1 gezeigte Betriebsgerät 1 ist ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) zum Betreiben einer Niedervolt-Gasentladungslampe 2. Vom Netz 3 wird Netzspannung in einem AC/DC-Block gleichgerichtet und in einem Zwischenkreis 6 gespeichert. Die Zwischenkreisspannung wird dann in einem DC/AC-Block 7 in eine hochfrequente Wechselspannung umgewandelt, die zum Betrieb der Gasentladungslampe 2 verwendet wird. Die Leistungssteuerung des Wechselrichters 7 erfolgt durch eine Steuereinheit 8. Die Steuereinheit 8 wird ihrerseits von einer integrierten Schaltung 9 gesteuert, die über ein potentialgetrenntes Koppelglied 12 (Optokoppler oder anderes potentialgetrenntes Übertragungsglied) mit einer Schnittstelle 11 verbunden ist. Die integrierte Schaltung 9 ist bspw. als ASIC, Mikrokontroller oder einer Hybridversion ausgeführt und muss mit einer Niedervoltspannung versorgt werden, die von einer Niedervolt-Einheit 10 geliefert wird. Die Niedervoltspannung liegt bei 5 bis 12V. Im normalen Betrieb bezieht die Niedervolt-Einheit ihre Betriebsenergie vom Zwischenkreis 6.
Die integrierte Schaltung 9 steuert die Niedervolt-Einheit 10. Sie steht auch mit der Steuereinheit 8 im Informationsaustausch indem sie Steuersignale an die Steuereinheit 8 übermittelt und Informationen von der Steuereinheit empfängt. Die Steuereinheit 8 kann auch in die integrierte Schaltung 9 integriert sein.
Die Schnittsstelle 11 dient zum Empfang von externen Steuersignalen, die der Schnittstelle 11 entweder über einen Bus 14 (bspw. DSI oder DALI) am Eingang 15 zugeführt werden. Die integrierte Schaltung 9 gibt aber auch über das potentialgetrennte Koppelglied 12 Istwert-Signale an die Schnittstelle 11 ab, die diese Signale wiederum an den Bus 14 überträgt, der sie an eine Zentrale weiterleitet. Die Schnittstelle 11 hat einen weiteren Eingang 16, der zur Zuführung von Taster-Dimmsignalen dient. Diese werden dadurch erzeugt, dass ein Taster 17 den Eingang 16 taktweise oder über längere Phasen mit dem Netz 4 verbindet bzw. den Eingang 16 kurzschließt. Die Schnittstelle 11 kann auch als eine gemeinsame Schnittstelle sowohl für Signale eines Busses 14 (bspw. DSI oder DALI) als auch für Taster-Dimmsignale ausgelegt sein.
Ziel der Erfindung ist es, den Energieverbrauch des Betriebsgerätes so gering wie möglich zu halten. Dazu ist vorgesehen, dass im Standby-Betrieb der DC/AC-Wandler 7, der normalerweise als PFC-Schaltung ausgebildete Zwischenkreis 6, die Steuereinheit 8, die integrierte Schaltung 9 und die Niedervolt-Einheit 10 völlig oder zumindest teilweise abgeschaltet werden. Damit befindet sich das Betriebsgerät in einem Zustand, in dem es null Energie aufnimmt. Die integrierte Schaltung 9 selbst kann alternativ zu seiner kompletten Abschaltung aber auch nur einzelne Funktionsblöcke abschalten oder zumindest mit reduzierter Funktionalität betreiben und somit seinen Energieverbrauch minimieren.
Um - ausgehend von Standby-Betrieb - trotz des energielosen Zustandes ein Anlaufen des Betriebsgeräts zu gewährleisten, können der Schnittstelle externe Energiesignale zugeführt werden. Dies können beispielsweise - wie später noch genauer beschrieben wird Weckimpulse sein, die der Schnittstelle über den Bus- Eingang 15 zugeführt werden oder aber Taster-Dimmsignale, die der Schnittstelle über den Eingang 16 zugeführt werden. Die so der Schnittstelle zugeführte externe Energie wird in einer AnlaufSchaltung 13 zu einer Niederspannung verarbeitet, die der Niedervolt-Einheit 10- zugeführt wird. Die Niedervolt-Einheit 10 wird dadurch in die Lage versetzt, den IC 9 unverzüglich die erforderliche Niedervolt-Spannung von 5 bzw. 12V zur Verfügung zu stellen. Außerdem wird dadurch bewirkt, dass die Niedervolt-Einheit weitere Energie aus dem Zwischenkreis aufnimmt und hochlaufen kann. Sofern der Zwischenkreis 6 - wie vorher erwähnt - als aktive PFC-Schaltung ausgeführt ist, kann die Energie zum Hochlaufen der Niedervolt-Einheit 10 am Ausgang des AC/DC-Wandlers 5 ausgekoppelt werden. Da die Auskopplung über eine Kapazität erfolgen kann, benötigt diese AnlaufSchaltung im Standby-Betrieb selbst keine Betriebsenergie.
Da der IC 9 durch die Anlaufenergie sofort betriebsbereit ist, kann er das Einschalten der zuvor ausgeschalteten Schaltungsblöcke des Betriebsgerätes veranlassen und außerdem Steuersignale von der Schnittstelle 11 aufnehmen bzw. Signale an die Schnittstelle 11 abgeben. Für den Fall, dass der IC 9 in der Anlaufphase Steuersignale empfängt und diese noch nicht an die Steuereinheit 8 weitergeben kann, weil letztere nicht betriebsbereit ist, kann der IC 9 die empfangenen Steuersignale Zwischenspeichern bis er sie an die Steuereinheit 8 abgeben kann, wenn diese funktionsbereit ist.
Alternativ zu der in dicken Linien in Fig. 1 dargestellten Möglichkeit, dass die Anlaufschaltung die von ihr erzeugte
Niedervolt-Spannung der Niedervolt-Einheit 10 zuführt, besteht noch die in gestrichelten Linien angedeutete
Möglichkeit, dass die von der AnlaufSchaltung 13 erzeugte
Niedervolt-Spannung direkt dem IC 9 zugeführt wird, bis die Niedervolt-Einheit 10 hochläuft oder hochgelaufen ist.
Vorteilhafterweise wird die Niedervolt-Spannung von der AnlaufSchaltung 13 oder der Schnittstelle 11 über eine potentialgetrennte Übertragung auf den IC 9 oder die Niedervolt-Einheit 10 übertragen. Es ist aber auch eine Übertragung an andere Punkte in dem Betriebsgerät möglich, sofern sich diese Punkte zur Einspeisung einer Anlaufenergie eignen.
In Fig. 1 ist dargestellt, dass die AnlaufSchaltung 13 Teil der Schnittstelle 11 ist. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die AnlaufSchaltung kann auch außerhalb der Schnittstelle 11 positioniert sein oder sogar in den ASIC integriert sein, der auch den IC 9 repräsentiert. Wichtig ist, dass die externe Energie der AnlaufSchaltung 13 zugeführt wird und dass die AnlaufSchaltung 13 diese Energie in eine Niedervolt-Spannung umwandelt, welche den Ablauf des gesamten Betriebsgerätes ermöglicht, nachdem letzteres im Standby-Betrieb in einem völlig energielosen Zustand verharrt hat.
In der folgenden Beschreibung ist die AnlaufSchaltung 13 der Einfachheit halber stets als Teil der Schnittstelle beschrieben. Dies muss jedoch - wie vorstehend erwähnt - nicht zwingend so sein.
Die Verbindung der Schnittstelle 11 zum IC 9 und zur Steuereinheit 8 über das potentialgetrennte Koppelglied 12 kann auch zur Übertragung der Energie von der Anlaufschaltung 13 auf die Niedervolt-Einheit 10 oder den IC 9 genutzt werden.
Die in Fig. 2 gezeigte Schnittstelle repräsentiert den Fall, dass dem Betriebsgerät externe Energie in Form von Taster-Dimmsignalen zugeführt wird, in dem der Taster 17 nach einem bestimmten Muster oder dauerhaft gedrückt wird, so dass der Schnittstelle 11 in entsprechender Weise Netzspannung zugeführt wird. Die Netzspannung wird in der AnlaufSchaltung 13 über der Vorwiderstand 18, die Gleichrichter-Diode 19 gleichgerichtet und durch die Kombination aus dem Kondensator 20 und dem Widerstand 21 geglättet. Die so erzeugte mehr oder weniger stark pulsierende Gleichspannung wird in ihrer Höhe durch eine Zenerdiode 22 begrenzt und über eine weitere Diode 23 ohne galvanische Trennung der Niedervolt-Einheit 10 zugeführt. Daneben wird die erzeugte Niedervolt-Spannung noch vor der Diode 23 direkt dem IC 9 zugeführt, der die Niedervolt- Spannung als Anlaufenergie verwendet, bis die Niedervolt- Einheit entsprechend hochgelaufen ist und ihrerseits die Niedervolt-Spannung an den IC 9 liefern kann. Wie oben beschrieben, kann der IC 9 die Niedervolt-Einheit 10 für den Standby-Betrieb ausschalten, so dass sie keine Energie mehr aufnimmt. Nach Beendigung des Standby-Zustandes kann der IC 9 mit der ihm zugeführten Anlaufenergie die Niedervolt-Einheit dann wieder einschalten.
Der Steuersignaleingang des ICs 9 ist mit dem potentialgetrennten Koppelglied 2 verbunden, der seinerseits durch die Tastdauer charakterisierte Steuersignale am Ausgang der AnlaufSchaltung erkennt und an den IC 9 weiterleitet.
Es ist aber auch möglich, dass die integrierte Schaltung mögliche Steuerinformationen direkt aus der im zugeführten Niedervoltspannung herausfiltert, so dass der Umweg über das potentialgetrennte Koppelglied 12 gegebenenfalls entbehrlich ist. Die Schnittstelle 11 beziehungsweise AnlaufSchaltung 13 zur Signalübertragung an den IC 9 kann über ein nichtgalvanisches Koppelelement mit dem IC 9 verbunden sein.
Das nicht-galvanische Koppelelement kann sowohl durch eine direkte Verbindung der Niedervolt-Einheit 10 mit der Schnittstelle 11 beziehungsweise AnlaufSchaltung 13 oder über einen ohmschen Widerstand erfolgen, sie kann aber auch von einem das reaktive Bauelement bildenden Transformator oder einem potentialgetrennten Koppelglied gebildet sein.
Die in Fig. 3 gezeigte Schnittstelle ist zum Empfang von Impulssignalen ausgelegt, die über den Bus 14 an den Eingang 15 der Schnittstelle 11 angeliefert werden. Es können dies DSI-Signale oder DALI-Signale sein. Außer den Steuersignalen können mit dem Bus jedoch auch Energiesignale an die Schnittstelle 11 geliefert werden, wie dies beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Hier ist einem einen Dimm-Befehl repräsentierenden Startbit eine Mehrzahl von kurzen Impulsen als Anlaufenergie-Impulspaket zeitlich vorangestellt, wobei zwischen dem Ende des Impulspaketes und dem Startbit noch eine bestimmte Wartezeit eingeschaltet ist. Die Impulse des Anlaufenergie-Impulspakets haben eine Impulsbreite von 8μsec (lβμsec Periodendauer) und der Impulsblock hat eine Länge von 10 bis 20 Millisekunden. Das ist für eine erste Energieversorgung ausreichend, bis die Niedervolt-Einheit 10 hochgefahren ist. Dann kann der eigentliche Dimm-Befehl gesendet werden. Da eine solche Impulsfolge außerhalb eines gültigen Befehlsschemas liegt, wird sie als Störung ausgeblendet, wenn das Betriebsgerät sich nicht im Standby-Zustand befindet. Die in Fig. 3 gezeigte Schnittstelle 11 und die darin enthaltene AnlaufSchaltung 13 enthalten als wesentliches Bauteil ein reaktives Bauelement in Form eines Transformators 26, 27, mit dem die von dem Bus angelieferte Impuls-Energie ausgenommen und weitergeleitet werden kann. Statt eines Transformators kann auch ein Kondensator vorgesehen werden. Bevor die aufgenommenen Impulse den Transformator 26, 27 passieren, werden sie hinsichtlich ihrer Spannungsamplitude durch eine Konstantstromquelle 24 und eine Zehner-Diode 25 begrenzt. Die am Ausgang des Transformators 26, 27 auftretende Wechselspannung wird durch einen Gleichrichter 19 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 20 geglättet. Nach einer weiteren Spannungsbegrenzung durch eine Zehner- Diode 21 wird die so erzeugte Niedervolt-Gleichspannung als Anlaufenergie über eine Diode 23 an die Niedervolteinheit 10 und/oder an den IC 9 geliefert. Der Einfachheit halber ist in Fig. 3 nur die erste Möglichkeit angedeutet. Diese Vereinfachung wird in den weiteren Darstellungen beibehalten, obwohl stets die Alternative zur Verfügung steht, dass die Niedervolt-AnlaufSpannung alternativ oder gleichzeitig auch an den IC 9 geliefert wird.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass ein normales DSI- oder DALI-Signal wesentlich längere Bitzeiten hat als die Impulse des in Fig. 4 gezeigten Anlaufenergie- Impulspaketes . Die wesentlich kürzeren Impulsbreiten der Weckimpulse des Anlaufenergie-Impulspaketes ermöglichen es, das reaktive Bauelement (Trafo oder Kondensator) für die in Fig. 3 gezeigte AnlaufSchaltung 13 relativ klein zu halten. Grundsätzlich können Anlaufenergie-Impulspakete mit kurzer Impulsbreite, wie zum Beispiel 8 Mikrosekünden aber durchaus im Rahmen des DSI- oder DALI-Schemas übertragen werden.
Der Transformator 26, 27 kann auch als integriertes Bauteil ausgeführt sein, beispielsweise als Transformator mit Luftspule (sogenannter ,coreless transformer' ) .
Das Betriebsgerät sollte so ausgelegt sein, dass es sich merken kann, ob es mit einem Dimm-Befehl ausgeschaltet wurde, damit es nach einem Aufwecken auf den nächsten Dimm-Befehl für einen Start wartet und nicht einen normalen Netzstart ausführt. So könnte das Betriebsgerät auch - falls nur eine Impulsfolge zur Energieversorgung gesendet wurde, der Dimm-Befehl aber ausbleibt - wieder selbsttätig in den ausgeschalteten Zustand zurückgehen. Eine andere Möglichkeit ist, dass der Empfang der Energie- Impuls registriert wird, um auf den nächsten Befehl zu warten.
Da die beschriebenen Eigenschaften besonders im Falle von DALI ein proprietäres System kennzeichnen, kann dem Kunden die Möglichkeit geboten werden, mit einem erweitertem elektronischen Steuerbefehl zu wählen, ob er dieses System aktivieren will oder nicht. Selbstverständlich ist auch bei DSI ein solcher elektronischer erweiterter DSI- Steuerbefehl möglich.
Während bei den illustrierten Ausführungsformen von Figur 3 und 5 die integrierte Schaltung 9 und die AnlaufSchaltung durch separate galvanische Trennungen mit der Busleitung verbunden sind, ist es auch möglich, eine einzige galvanische Trennung zu verwenden. Bspw. kann die Signalleitung zu dem IC 9 ebenfalls mit der Sekundärseite des Transformators 26, 27 gekoppelt sein, der auch die die von der Busleitung entnommenen Energie der AnlaufSchaltung zuführt.
Die Sekundärseite des Transformators 26, 26 kann im Übrigen auch eine Aufweckschaltung (bspw. in Form eines Kleincontrollers) mit Energie versorgen, der die Neidervolt-Einheit einschaltet, in der er sie bspw. mit der Zwischenkreisspannung verbindet.
Fig. 5 zeigt eine Schnittstelle 11 mit einer AnlaufSchaltung 13, die wiederum zum Empfang von Taster- Dimm-Signalen ausgelegt ist. Die AnlaufSchaltung enthält einen Gleichrichter 26, an dessen Ausgang Netzhalbwellen auftreten, die über eine Konstantstromquelle 24 und eine Zehner-Diode 25 hinsichtlich ihrer Spannungsamplitude begrenzt werden. Die Netzhalbwellen werden über eine weitere Zehner-Diode 28 und eine Diode 29 einem Tiefpass mit Spannungsbegrenzung 27 zugeführt, welcher einen Taktgenerator 30 steuert. Der Taktgenerator ist beispielsweise ein Multivibrator, der selbständig Taktimpulse für einen Schalter 31 liefert. Der Schalter ist quer zum Ausgang der Gleichrichterschaltung 26 geschaltet und zerlegt somit die Netzhalbwellen in eine Vielzahl von einzelnen Impulsen. Diese Impulse werden einem Transformator 26, 27 zugeführt, der eine galvanische Trennung bewirkt. Die am Ausgang des Transformators auftretenden Spannungsimpulse werden durch einen Gleichrichter 19 gleichgerichtet und einen Kondensator 20 geglättet. Ferner wird die gleichgerichtete und geglättete Spannung in ihrer Höhe durch eine Zehner-Diode 21 begrenzt und in eine Niedervolt-AnlaufSpannung umgewandelt, die über eine Diode 23 der Niedervolteinheit 10 und/oder dem Prozessor 9 zugeführt wird.
Der Taktgenerator kann bei Anliegen eines Signals am Schnittstelleneingang als selbstschwingender Taktgenerator anlaufen und somit über den Transformator 26, 27 Energie übertragen. Bei einem dauerhaften Anliegen einer Spannung oder eines Signales an dem Schnittstelleneingang kann somit auch eine andauernde Energieübertragung erfolgen. Diese selbstständige Übertragung von Energie ist sowohl für Signale von einem Bus (bspw. DALI oder DSI) als auch für Taster-Dimm Signale möglich. Der Taktgenerator kann auch als Schaltregler IC ausgebildet sein.
In Fig. 6 ist die Funktion der AnlaufSchaltung nach Fig. 5 durch entsprechenden Impulsdiagramme genauer dargestellt. Man erkennt, dass der Taktgenerator 30 in Betrieb gesetzt wird, sobald die am Ausgang des Gleichrichters 26 auftretenden Netzhalbwellen eine Spannung von mehr als 150 Volt haben. Die Zehner-Diode 28, die Diode 29 und der Tiefpass 27 mit Spannungsbegrenzung bilden eine entsprechende Torschaltung, die den Taktgenerator 30 steuert. Die von dem Taktgenerator 30 abgegebenen Impulse öffnen und schließen den Schalter 31, so dass ein entsprechendes Impulsschema auch am Eingang des Transformators 26, 27 anliegt, wobei die Höhe dieser Impulsspannung - wie erwähnt - begrenzt ist.
Werden der in Fig. 5 gezeigten Schnittstelle keine Taster- Dimm-Signale, sondern DSI- oder DALI-Signale zugeführt, so handelt es sich dabei auch um Impulse. Diese müssen dann als Steuersignale ausgekoppelt und dem IC 9 über das potentialgetrennte Koppelglied 12 zugeführt werden. Es nun erforderlich, dass unterschieden werden kann, ob die von dem potentialgetrennten Koppelglied aufgenommenen und übertragenen Impulse bei Taster-Dimm-Betrieb von dem Taktgenerator 30 stammen oder ob es sich um externe Steuersignale handelt, die nach dem DSI- oder DALI-Schema vom Bus 14 angeliefert wurden. Wenn - wie in Fig. 5 dargestellt - die AnlaufSchaltung einen Transformator 26, 27 enthält (was aber nicht zwingend notwendig ist) , so kann als Unterscheidung der in seiner Breite verkürzte Impuls herangezogen werden, der in Fig. 6 in der Mitte dargestellt ist. Er tritt nur bei Taster-Dimm-Betrieb auf, und zwar dann, wenn die Netzspannung Nulldurchgang hat. Wenn die AnlaufSchaltung keinen Transformator enthält, so kann als Kriterium für das Vorliegen von Taster-Dimm (und nicht von Bus-Impulsen) die Tatsache herangezogen werden, dass der gesamte Spannungsbereich oberhalb der Spannung der Zehner-Diode 28 auf Netzspannungs-Niveau liegt.
Die Schaltung nach Fig. 5 hat außerdem den Vorteil, dass sie bei Taster-Dimm-Betrieb sehr störsicher ist, da Störungen auf der Netzleitung in ihrer Höhe von der Zehner-Diodenspannung begrenzt werden und kurze Impulse nicht zum Takten des Multivibrators führen.
Die Schaltung nach Fig. 7 stellt einen Teil des Betriebsgerätes dar. Wesentlich ist hier der Start- Schaltungsteil 47. Seine Funktion ist, das Betriebsgerät aus einem ausgeschalteten Zustand wieder zu starten, wobei einerseits ein Netzstart möglich sein muss und andererseits ein Start mittels externer Energie, die dem Betriebsgerät über die Schnittstelle 11 zugeführt wird. Die Niedervolt-Einheit 10 enthält hier einen Schaltregler in Form eines Flyback-Konverters. Zu dem Konverter gehört die Primärwicklung 34 eines Übertragers 34, 35. Der Schalter des Flyback-Konverters ist Teil eines Schaltregler-ICs 33. Die von dem Schaltregler-IC 33 erzeugte Wechselspannung wird auf der Sekundärseite des Transformators 34, 35 durch eine Diode 36 gleichgerichtet und einen Kondensator 37 geglättet. Auf diese Weise wird eine Niedervoltspannung erzeugt, die der IC 9 für seinen Betrieb braucht.
Zur Erklärung der Funktion des Start-Schaltungsteiles 47 soll zunächst erklärt werden, wie ein Netzstart erfolgt. Dazu sei vorausgesetzt, dass ein zwischen dem Netz 4 und dem AC/DC-Wandler 5 eingefügter Netzschalter 32 offen ist. Ferner sei der Schalter S in dem Start-Schaltungsteil 47 geschlossen, der Kondensator C sei entladen und die beiden Transistoren Tl, T2 seien stromlos. Wenn nun der Netzschalter 32 geschlossen wird, so baut sich am Ausgang des AC/DC-Wandlers eine Zwischenkreisspannung am Schaltungspunkt 6 auf. Der Schaltregler-IC 33 liegt mit seinem heißen Ende am Zwischenkreis 6 und mit seinem kalten Ende am Emitter des Transistors Tl. Da die Emitterspannung des Transistors Tl höher (positiver ist) als die Basisspannung, fließt Strom über die Basis- Emitter-Strecke des Transistors Tl. Dieser Strom lädt den Kondensator C sukzessive über den Widerstand R auf. Durch den Stromfluss beginnt der Flyback-Konverter zu arbeiten und erzeugt am Ausgang der Niedervolt-Einheit eine NiedervoltSpannung. Diese wird einem aus zwei Widerständen 40, 41 gebildeten Spannungsteiler zugeführt, dessen Knotenpunkt mit der Basis des Transistors T2 verbunden ist. Die Folge davon ist, dass der Transistor T2 den Ladezustand des Kondensators C unterbricht. Außerdem wird der Transistor Tl leitend und übernimmt nun über die Basis-Kollektorstrecke die Stromversorgung der Niedervolt- Einheit 10. Wenn der Netzschalter 32 wieder geöffnet wird, so stellt sich der Ausgangszustand wieder ein. Wesentlich ist, dass der Start-Schaltungsteil 47 einen Netzstart ermöglicht hat.
Als nächstes sei angenommen, dass der Schnittstelle 11 vom Bus ein externer Ausschaltbefehl übermittelt wird. Dieser wird von dem potentialgetrennten Koppelglied 12 aufgenommen und an den IC 9 weitergeleitet. Der IC 9 öffnet daraufhin den Schalter S im Start-Schaltungsteil 47. Dadurch wird die Spannung von dem Spannungsteiler 40, 41 genommen, mit der Folge, dass der Transistor nichtleitend wird und dass dann auch der Transistor Tl nichtleitend geschaltet wird. Es kann jedoch über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Tl ein Strom fließen, der zur Aufladung des Kondensators C führt. Wenn der Kondensator C sich auf die Zwischenkreisspannung am Schaltungspunkt 6 aufgeladen hat, hört der Stromfluss auf, mit der Folge, dass die Niedervolt-Einheit 10 abgeschaltet wird. Der von dem potentialgetrennten Koppelglied 12 an den IC 9 übermittelte externe Ausschaltbefehl wird von dem IC 9 ferner dahingehend umgesetzt, dass er alle Strom verbrauchenden Schaltungsteile des Betriebsgerätes ausschaltet. Das Betriebsgerät befindet sich dann im Standby-Zustand und verbraucht keine Energie.
Als nächstes sei angenommen, dass der Schnittstelle 11 externe Energie zugeführt wird. Dabei sei vorausgesetzt, dass der AC/DC-Wandler 5 über den geschlossenen Netzschalter 32 am Netz 4 liegt, selbst jedoch keine Energie verbraucht. Ferner ist Voraussetzung, dass der Schalter S in dem Start-Schaltungsteil 47 offen ist (er wurde - wie zuvor beschrieben - vom IC 9 mit dem Empfang des externen Ausschaltbefehles geöffnet. Der Kondensator C ist noch mit der Zwischenkreis-Spannung aufgeladen. Durch das externe Energiesignal erzeugt die AnlaufSchaltung 13 in der Schnittstelle 11 eine Niedervoltspannung, die den Transistor T2 (zumindest kurzfristig) leitend macht, mit der Folge, dass der Kondensator C entladen wird. Daraufhin beginnt durch den Schaltregler-IC 33 wieder Strom über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors Tl zu fließen, der erneut dazu führt, dass der Kondensator C sich aufzuladen beginnt. Auf diese Weise erzeugt die Niedervolt-Einheit 10 wieder eine Niedervoltspannung, die den IC 9 in Funktion setzt, worauf dieser den Schalter S wieder schließt. Damit ist das Betriebsgerät wieder eingeschaltet.
Die Anlaufzeit der Niedervolt-Einheit tNE ist wesentlich größer ist als 5τ, wobei τ das Produkt C-R ist. Das bedeutet, dass die Ladung und die Endladung des Kondensators C sehr viel schneller erfolgen als das Anlaufen der Niedervolt-Einheit 10. Die Schaltung nach Fig. 7 enthält eine galvanische Trennung des Schaltregler ICs 33 gegenüber dem IC 9.
In Fig. 8 ist eine ähnliche Schaltung wie in Fig. 7 gezeigt. Sie unterscheidet sich jedoch von der in Fig. 7 gezeigten Schaltung dadurch, dass hier keine galvanische Trennung zwischen der Niedervolt-Einheit 10 und dem IC 9 gegeben ist. Die Niedervolt-Einheit arbeitet mit einem Schaltregler 41, der als Tiefsetzsteller (Buck-Konverter) ausgeführt ist. Zu dem Buck-Konverter gehören zwei Dioden 42 und 46, zwei Kondensatoren 43 und 45 sowie eine Induktivität 44. Der für einen Buck-Konverter unentbehrliche Schalter ist Teil eines ICs.
Ansonsten ist die Funktion der Schaltung nach Fig. 8 analog zu derjenigen gemäß Fig. 7. Auf eine weitere detaillierte Beschreibung wird daher verzichtet.
Die Ansteuerung des Start-Schaltungsteils 47 und der Niedervolt-Einheit 10 kann in den IC 9 integriert werden und es kann zumindest ein Teil der Schaltung des Start- Schaltungsteils 47 und der Niedervolt-Einheit 10 auch in den IC 9 integriert werden. Durch die Fähigkeit des ICs 9, zumindest einige seiner Funktionsblöcke abzuschalten oder in ihrer Funktionalität zu reduzieren, kann somit ein sehr effizienter Standby-Betrieb und Wiederhochlauf aus diesem ermöglicht werden.
Unter Bezugnahme auf Figuren 8 und 9 sollen nunmehr weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.
In Figuren 8 und 9 ist jeweils nur ein Ausschnitt aus einem Betriebsgerät für Leuchtmittel gezeigt, nämlich der
Ausschnitt, der für die Niedervoltversorgung der integrierten Schaltung 9 notwendig ist.
In Figur 8 ist wiederum eine Signalleitung, wie beispielsweise ein Bus schematisch dargestellt. Die Signale werden galvanisch getrennt, vorzugsweise über einen Optokoppler oder einen Transformator und einem Signaleingang der integrierten Schaltung 9 zugeführt. Wie oben bereits erläutert, steuert die integrierte Schaltung 9, wenn sie angelaufen ist, den Betrieb der angeschlossenen Leuchtmittel. Dazu kann sie Schaltelemente im Bereich der aktiv getakteten PFC-Schaltung, einen DC/AC-Wandler, der ausgehend von der Zwischenkreisspannung die Leuchtmittel versorgt (beispielsweise einen Halbbrücken- oder Vollbrückenwechselrichter) oder auch Elemente im Lastkreis selbst (beispielsweise eine Heizschaltung für Wendeln von Gasentladungslampen) . Der integrierten Schaltung 9 sind wie üblich auch Rückführgrößen aus dem Bereich der Versorgungsspannung (Netzspannung oder Batteriespannung) dem Bereich der Zwischenkreisschaltung (PFC), dem Bereich der Zwischenkreisspannung sowie dem DC/AC-Konverter sowie dem Lastkreis und den Leuchtmitteln selbst zuführbar.
In dem Ausführungsbeispiel von Figur 8 ist eine Aufweckschaltung in Form eines Controllers vorgesehen, die einen Aufweckeingang (Wake up) aufweist, der über dieselbe galvanische Trennung wie der IC9 oder aber über eine separate zugeführte galvanische Trennung ebenfalls Signale in der Busleitung erhält. Insbesondere sind diese Signale derart ausgebildet, dass sie der Aufweckschaltung über den Aufweckeingang mitteilen, dass eine Aktivität auf der Busleitung bzw. Signalleitung stattfindet. Bei dem Beispiel eines DALI-Busses kann diese Aktivität insbesondere darin bestehen, dass ausgehend von dem Ruhezustand (der beim DALI-Standard logisch 'hoch' ist) eine fallende Flanke detektiert ist. Wenn an dem Aufweckeingang der Aufweckschaltung (Kleincontroller) ein derartiges Aufwecksignal eingeht, wird die Aufweckschaltung aktiv geschaltet. Dabei kann die Aufweckschaltung wie in Figur 8 schematisch gezeigt auch ausgehend von einer Versorgungsspannung, wie beispielsweise der Netzspannung oder der Batteriespannung (beispielsweise bei einem Notlichtgerät) mittels einer AnlaufSchaltung mit Standby-Energie versorgt werden. Die AnlaufSchaltung kann beispielsweise, wie für sich selbst genommen aus dem Stand der Technik gut bekannt, aus einem hochohmigen Anlaufwiderstand bestehen, der von der Versorgungsspannung gespeist wird und über den beispielsweise ein Speicherelement wie ein Kondensator geladen ist. Die Kondensatorspannung dient dann zur Bereitstellung der Standby-Energie für die Aufweckschaltung. Das Aufwecksignal kann aber auch ein spezieller Befehl des Bus-Systems sein.
Bei der Aufweckschaltung (Klein Controller) kann es sich um einen Microcontroller, einen Schaltnetzeil-Regel-IC oder auch um einen speziellen IC für den Stand-by Betrieb handeln.
Bspw. kann die Aufweckschaltung implementiert werden durch einen Kleincontroller des der Serie PIC10F200/202/204/206 der Firma Microchip. Dabei handelt es sich um einen low cost Microcontroller, der einen sehr energie-effizienten Stromsparmodus hat.
Es ist aber auch denkbar, einen spezifischen Stand-by IC zu verwenden, der genau auf diese Anwendung hin entwickelt ist und u.a. ein Stand-by Signal oder auch nur Signalisierung in Form eines Impulses o.a. emfangen kann und einen Schaltvorgang einleiten können; dies bei sehr niedriger Energieaufnahme im Stand-by) .
Die Aufweckschaltung, versorgt diese elektrische Standby- Energie von der AnlaufSchaltung, ausgelöst durch das Aufwecksignal am Aufweckeingang mit der Aufweckschaltung, schaltet dann die Niedervoltversorgungseinheit ein. Das Einschalten der Niedervoltversorgungseinheit kann beispielsweise dadurch ausgeführt werden, dass die Niedervoltversorgung durch die Aufweckschaltung mit der Zwischenkreisspannung versorgt ist. Es kommt also somit zum Aktivieren der Niedervolteinheit, so dass diese eine Versorgungsspannung VCc für die integrierte Schaltung 9 erzeugen kann.
Die Aufweckschaltung kann selektiv in einen Sleep-Modus versetzt werden, in dem sie nur sehr wenig elektrische Energie verbraucht und im Wesentlichen nur ihren Aufweckeingang überwacht. Bevor die Aufweckschaltung in den Ruhezustand (Sleep-Mode) übergeht, schaltet sie noch die selektiv abschaltbare Niedervolteinheit ab und trennt sie dazu beispielsweise von der Zwischenkreisspannung.
Vorzugsweise wird die Aufweckschaltung in den Ruhezustand versetzt, sobald, beispielsweise vorgegeben durch externe eingehende Befehle von der Busleitung, die durch die integrierte Schaltung 9 betriebenen Leuchtmittel abgeschaltet werden. Eine Möglichkeit ist dabei, dass die Aufweckschaltung ein entsprechendes Signal von der integrierten Schaltung 9 an einem Abschalteingang erhält. Dieses Signal kann beispielsweise das Signal sein, bzw. zeitgleich zu dem Signal sein, mit dem die integrierte Schaltung IC 9 eine aktiv getaktete PFC-Schaltung abschaltet.
Indessen kann das Signal für den Abschalteingang der Aufweckschaltung auch an anderen Bereichen des Betriebsgeräts abgegriffen werden, beispielsweise kann dieses Signal direkt von dem Steuereingang des Schalters der aktiv getakteten PFC-Schaltung abgegriffen werden.
In Figur 9 ist eine Abwandlung von Figur 8 dahingehend ausgeführt, dass die integrierte Schaltung IC9 und die
Aufweckschaltung über jeweils separat vorgesehene galvanische Trennungen mit der Signalleitung (Busleitung) verbunden sind. Dabei kann es sich auch um unterschiedliche galvanische Trennung, bspw. je einem von Transformator und Optokoppler handeln. In dem dargestellten Beispiel von Figur 9 ist der IC 9 über einen
Optokoppler mit der Busleitung verbunden, während bereits in den Figuren 3 und 5 die Aufweckschaltung mittels eines
Transformators mit der Busleitung verbunden ist. Somit kann die Aufweckschaltung auch Energie ausgehend von der
Busleitung zugeführt werden.
Der hochohmige Anlaufwiderstand in der AnlaufSchaltung von Figur 8 und Figur kann derart dimensioniert sein, dass er bei Anliegen der Spannungsversorgung, beispielsweise der Netzspannung, einen Stromfluss von 100 bis 300, vorzugsweise im Bereich von 20OnA erzeugt. Vorzugsweise wird auch bei der Ausführungsform von Figur 8 und 9 vor einer eigentlichen Nutzdatenübertragung beispielsweise über den DALI-Bus zuerst wenigstens ein Impuls oder ein Impulszug, vorzugsweise in einer Zeitdauer von 10ms gesendet, um die Aufweckschaltung aufzuwecken, um dann eine Signalverarbeitung durch den IC 9 zu gewährleisten. Vorzugsweise kann diese Art von Weckimpulsen auch dadurch erzielt werden, dass die zuerst gesendeten Daten doppelt gesendet werden, wobei dann die erste Hälfte zum Aufwecken der Schaltung und ggf. zur Energieerzeugung verwendet wird, während die zweite Hälfte dann korrekt als Signal durch den IC 9 verarbeitet wird. Es kann aber auch die Nutzdatenübertragung selbst zur Erzeugung der Stand-by Energie genutzt werden, beispielsweise durch Einsatz eines selbstschwingenden Transformators oder einen Optokoppler mit Fotovoltaik-Zelle (beispielsweise ein Fotovoltaik- Treiber) .
In den Figuren 8 und 9 ist schematisch dargestellt, dass die Standby-Energie für die Aufweckschaltung (Kleincontroller) ausgehend von einer Versorgungsspannung- gespeisten AnlaufSchaltung erzeugt wird. Indessen kann diese Energie auch der Busleitung entnommen werden, indem die Aufweckschaltung über den dargestellten Transformator (Figur 9) oder auch über einen Optokoppler mit Fotovoltaik-Zelle (beispielsweise ein Fotovoltaik-Treiber) mit der Busleitung verbunden ist.
Bei Einsatz eines Transformators (beispielsweise eines selbstschwingenden Transformators) kann auch die Datenübertragung über den Transformator erfolgen, es kann in diesem Fall also auf den Optokoppler verzichtet werden, da der Transformator Energie und Daten übertragen würde. Der selbstschwingende Transformator könnte beispielsweise von einer einfachen Kippschaltung (Taktgenerator) oder durch einen Schaltregler IC getaktet werden. Die Ansteuerung des selbstschwingenden Transformators über die Kippschaltung (Taktgenerator) oder einen Schaltregler-IC kann bspw. immer dann erfolgen, wenn eine positive bzw. von Null verschiedene Spannung an der Busleitung anliegt.

Claims

Patentansprüche
1. Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend:
- eine Steuereinheit, die die Versorgung der Leuchtmittel mit elektrischer Energie steuert,
- wobei die Steuereinheit eine integrierte Steuerschaltung (9) aufweist,
- eine Niedervolt-Einheit, die zumindest die integrierte Schaltung mit Niedervoltspannung versorgt, und
- eine Schnittstelle, über die der integrierten Steuerschaltung über eine Busleitung externe
Steuersignale für den Betrieb der Leuchtmittel zuführbar sind, wobei das Betriebsgerät dazu ausgebildet ist, in einer Anlaufphase ausgehend von der wenigstens einen Busleitung entnommenen elektrische Energie die
Spannungsversorgung der integrierte Schaltung (9) zu starten.
2. Betriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Schnittstelle (11) verbundene oder in diese integrierte AnlaufSchaltung (13) vorgesehen ist, der die externe Energie zugeführt wird und die daraus eine Niedervoltspannung generiert, welche der integrierten Schaltung direkt während der Anlaufphase der Niedervolt-Einheit (10) zugeführt wird.
3. Betriebsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem oder einem Eingang der Schnittstelle (11) Spannungsimpulse zugeführt werden, und dass die AnlaufSchaltung (13) ein reaktives Bauelement vorzugsweise in der Form eines Transformators (26,27) oder Kondensators, aufweist, welches es erlaubt, die mit den Impulsen übertragene Energie aufzunehmen und zur Umwandlung in eine Niedervoltspannung weiterzuverarbeiten.
4. Betriebsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (13) zur Aufnahme von Impulsen aus einem Bus (14) mit diesem verbunden ist.
5. Betriebsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (11) beziehungsweise die AnlaufSchaltung (13) so ausgelegt ist, dass sie über den Bus (14) Signale aufnehmen kann, und ferner dass sie vor den Steuerimpulsen gesendete Weckimpulse aufnehmen kann.
6. Betriebsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (11) beziehungsweise die AnlaufSchaltung (13) weiterhin so ausgelegt ist, dass sie als Impulsblock übertragene Weckimpulse aufnehmen kann
7. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsgerät so ausgelegt ist, dass es selbständig feststellt, ob es mit einem Dimm-Befehl ausgeschalten wurde, damit es nach einem Aufwecken auf den nächsten Dimm-Befehl für einen Start wartet und nicht einen normalen Netzstart ausführt.
8. Betriebsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (11) zur Entgegennahme von über einen Taster oder Schalter erzeugten Netzspannungssignalen ausgebildet ist.
9. Betriebsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die AnlaufSchaltung (13) einen Begrenzungswiderstand (18), einen Gleichrichter (19, 23) mit Glättungselement (20) und ein
Spannungsbegrenzungselement (22) enthält, und dass die aus Netzwellen bestehenden Taster- oder Schaltersignale direkt, d.h. ohne galvanische Sperre, zur Erzeugung der Anlaufenergie für die Niedervolt- Einheit (10) verwendet werden.
10. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Startschaltungsteil (42) vorgesehen ist, der nach einem Standby-Zustand ohne Energie-Aufnahme einerseits einem Netzteil und anderseits einem Start zulässt, der durch über die Schnittstelle (11) zugeführte externe Energie initiiert wird.
11. Betriebsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Startschaltungsteil (47) einen Schalter (S) zum Ein- und Ausschalten der Niedervolt-Einheit (10) aufweist, dass der Schalter (S) von dem IC (9) gesteuert ist, derart, dass dieser den Schalter (S) bei Eingang eines externen Ausschaltbefehls über die Schnittstelle (11) öffnet und die Niedervolt-Einheit
(10) auf Energieaufnahme Null stellt, und den Schalter (S) bei Eingang eines externen Energie-Signals wieder schließt, so dass die Niedervolt-Einheit (10) wieder anlaufen kann.
12. Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend: -eine Steuereinheit, die die Versorgung der Leuchtmittel mit elektrischer Energie steuert, wobei die Steuereinheit eine integrierte Steuerschaltung (9) aufweist,
-eine abschaltbare Niedervolt-Einheit, die zumindest die integrierte Schaltung mit Niedervoltspannung versorgt,
-eine Schnittstelle, über die der integrierten Steuerschaltung über eine Datenleitung Steuersignale für den Betrieb der Leuchtmittel zuführbar sind, und - eine Aufweckschaltung, der an einem Aufweckeingang ein Signal von der Signalleitung zuführbar ist, und die dazu ausgebildet ist, bei Eingang eines Aufwecksignals an dem Aufweckeingang die Niedervolt- Einheit einzuschalten.
13. Betriebsgerät nach Anspruch 12, aufweisend eine PFC-Schaltung, die eine Zwischenkreisspannung erzeugt, wobei die Niedervolt-Einheit durch die Aufweckschaltung einschaltbar ist, indem sie mit der Zwischenkreisspannung verbunden wird.
14. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem der Aufweckeingang der Aufweckschaltung mit der Signalleitung über eine galvanische Trennung, vorzugsweise einen bspw. selbstschwingenden Transformator oder einen Optokoppler, verbunden ist.
15. Betriebsgerät nach Anspruch 14, bei dem die integrierte Schaltung (9) mit einer separaten galvanischen Trennung oder der gleichen galvanischen Trennung wie die Aufweckschaltung mit der Signalleitung verbunden ist.
16. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Aufweckschaltung ausgehend von der Signalleitung oder über eine durch eine Versorgungsspannung gespeiste Anlaufschaltung mit Energie versorgt ist.
17. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem das Aufwecksignal eine Pegeländerung der Signalleitung, bspw. eine fallende Flanke des DALI- Standards ist.
18. Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem die Aufweckschaltung einen Abschalteingang aufweist, wobei die Aufweckschaltung durch ein Abschaltsignal an diesem Abschalteingang die Niedervolt-Einheit in einen Ruhezustand übergeht, in dem sie weiterhin ihren Aufweckeingang überwacht.
19. Betriebsgerät nach Anspruch 18, wobei das Abschaltsignal für die erzeugt wird, wenn die zugeordneten Leuchtmittel abgeschaltet werden.
20. Betriebsgerät nach Anspruch 19, bei dem das Abschaltsignal erzeugt wird, wenn die integrierte Schaltung eine PFC-Schaltung abschaltet.
21. Leuchte, aufweisend ein Leuchtmittel, vorzugsweise eine Gasentladungslampe, eine LED oder eine OLED, sowie ein Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
22. Beleuchtungssystem, aufweisend mehrere Leuchten, darunter wenigstens eine nach Anspruch 21, wobei die Leuchten vorzugsweise mittels eines Bussystems untereinander und/oder mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sind.
23. Verfahren zum Betrieb von Betriebsgeräten für Leuchtmittel, die eine Schnittstelle aufweisen, mittels der Steuersignale für den Betrieb der Leuchtmittel dem Betriebsgerät zugeführt werden, wobei - das Betriebsgerät einschließlich einer Niedervolt- Einheit zum Betrieb eines ICs in einem Standby-Zustand versetzbar werden kann, indem es keine elektrische Standby-Verluste erzeugt, und an der Schnittstelle auftretende externe Energiesignale aufgenommen und zum Ablauf der Niedervolt-Einheit oder direkt zum Anlauf des ICs verwendet werden.
24. Verfahren nach Anspruch 23, die externen Energiesignale eine AnlaufSchaltung aktiviert.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem die Energiesignale an der Schnittstelle zeitgleich mit den Steuersignalen aufgenommen werden.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei dem die Schnittstelle über einen Taster oder
Schalter selektiv mit einer externen Spannungsquelle, insbesondere Netzspannung verbunden wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem die Energiesignale kurz vor dem Eingang von Steuersignalen von der Schnittstelle aufgenommen werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Energiesignale aufgenommene Impulse sind, die über einen Transformator aufgenommen werden.
29. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Impulse in dem Betriebsgerät, insbesondere der Schnittstelle, auf Grundlage einer an der
Schnittstelle anliegenden Spannung erzeugt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die Impulse in der Schnittstelle, mittels eines Taktgenerators, insbesondere einer Flip-Flop-Schaltung Spannung erzeugt werden.
31. Verfahren einem der Ansprüchen 28 oder 29, bei dem die Schnittstelle bei Anliegen einer Wechselspannung nur denjenigen Anteil der Wechselspannung verwertet, dessen Wert oder Absolutwert über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 und 31, bei der die Schnittstelle eine mit einer externen Steuerleitung verbundene Primärseite und eine davon potentialgetrennte Sekundärseite aufweist, die mit dem IC des Betriebsgeräts verbunden ist.
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