[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung mit

ausgeprägter, geradliniger Längserstreckung, insbesondere in der Bauform einer

Leuchtstoffröhre.

[0002] Weltweit sind eine Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen installiert, die als Leuchtmittel eine konventionelle Leuchtstoffröhre verwenden, die mit einem konventionellen Vorschaltgerät (KVG) betrieben wird. Solche Leuchtmittel sind energetisch wenig effizient und liefern aufgrund ihres Betriebs bei Netzfrequenz einen sog. Stroboskopeffekt.

[0003] Diese und weitere Gründe führen dazu, dass es gewünscht ist, die konventionellen Leuchtstoffröhren durch moderne, elektronische Leuchtstoffröhren zu ersetzen. Diese Leuchtstoffröhren arbeiten mit einem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) und bieten insbesondere eine deutlich verbesserte Energieeffizienz. Da eine elektronische Leuchtstoffröhre aber nicht mit einem konventionellen Vorschaltgerät betrieben werden kann, benötigt man für eine Umrüstung eine neue Verkabelung, eine neue Leuchte, ein neues EVG und ein neues Leuchtmittel. Es werden also viel Material und viele Arbeitsstunden für die Umrüstung benötigt.

[0004] Um eine Umrüstung zu erleichtern, ist im Stand der Technik

vorgeschlagen worden, sog. Retrofits bzw. Retrofit-Leuchteinrichtungen für eine

Umrüstung zu verwenden. Dieses technische Gebiet betrifft die Erfindung.

[0005] Diese Retrofits beinhalten neben einer elektronischen Leuchtstoffröhre auch eine entsprechende Ansteuerelektronik, die es ermöglicht, das Retrofit an die Stelle einer konventionellen Leuchtstoffröhre zu setzen und die im Retrofit befindliche elektronische Leuchtstoffröhre zu betreiben. Auf diese Weise können Umrüstungen einfach und schnell erfolgen, da die konventionelle Leuchtstoffröhre lediglich gegen das Retrofit getauscht werden muss. Es ist nicht erforderlich, die gebäudeseitige Ansteuerung der Leuchtstoffröhre zu verändern.

[0006] Wenngleich derartige Retrofits erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik gebracht haben, hat die Anmelderin erkannt, dass sich derartige

Leuchteinrichtungen bzw. Retrofits weiter verbessern lassen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leuchteinrichtung aufzuzeigen.

[0007] Nach einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Leuchteinrichtung mit ausgeprägter, geradliniger Längserstreckung, insbesondere in der Bauform einer Leuchtstoffröhre, die Leuchteinrichtung mit einer ersten Anschlussseite, an der ein erster elektrischer Anschluss angeordnet ist, und mit einer zweiten

Anschlussseite, die der ersten Anschlussseite entlang der Längserstreckung

gegenüberliegt und an der ein zweiter elektrischer Anschluss angeordnet ist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Anschlussseite eine

Leistungsfaktorkorrektureinrichtung, eine Leuchtmittelansteuereinrichtung und ein Leuchtmittel angeordnet sind, wobei sich das Leuchtmittel entlang der Längserstreckung erstreckt und eine dritte Anschlussseite, an der ein dritter elektrischer Anschluss angeordnet ist, und eine vierte Anschlussseite aufweist, die der dritten Anschlussseite entlang der Längserstreckung gegenüberliegt und an der ein vierter elektrischer

Anschluss angeordnet ist, wobei in der Leuchteinrichtung ein Zusatzfunktionsmodul angeordnet ist.

[0008] Die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung stellt eine

Leistungsfaktorkorrektur bereit, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Leuchtmittelansteuereinrichtung dient dem Betrieb des Leuchtmittels.

[0009] Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist es, dass die

Leuchteinrichtung nicht nur dazu dient, ein elektronisches Leuchtmittel, insbesondere eine elektronische Leuchtstoffröhre, in einer gebäudeseitigen Installation zu betreiben, die für eine konventionelle Leuchtstoffröhre ausgelegt ist, sondern außerdem noch ein

Zusatzfunktionsmodul vorzusehen. Mittels des Zusatzfunktionsmoduls kann die

Leuchteinrichtung zusätzliche Funktionen erfüllen, die bei einer üblichen

Leuchteinrichtung bzw. einem üblichen Retrofit nicht gegeben sind.

[0010] Einer der vielen Vorteile einer solchen Leuchteinrichtung ist, dass diese Zusatzfunktion bzw. mehrere Zusatzfunktionen ohne die Notwendigkeit einer gebäudeseitigen Anpassung der elektrischen Installation realisiert werden können. Außerdem wird die Zusatzfunktion gleichzeitig mit dem Austausch des konventionellen Leuchtmittels gegen das Retrofit bereitgestellt, so dass keine weiteren oder keine nennenswerten zusätzlichen Installationskosten für diese Zusatzfunktion bzw. Zusatzfunktionen entstehen. Die elektrische Versorgung des Zusatzfunktionsmoduls erfolgt durch eine

Betriebsspannung der Leuchteinrichtung oder eine Spannung, die aus der

Betriebsspannung der Leuchteinrichtung abgeleitet wird.

[0011] Die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung, die auch als PFC-Schaltung ("Power Factor Correction") bezeichnet werden kann, ist für eine sinusförmige

Stromaufnahme netzseitig ausgelegt. Dabei kann die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung sowohl direkt am Netz oder auch mit einer konventionellen Drossel, Uj = 170 V~ bis 264 V~, in Reihe arbeiten. Die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung wird bevorzugt an einem Ende der Leuchteinrichtung montiert. Sie stellt eine Gleichspannung von 380 bis 400 V zur Verfügung. Bevorzugt wird die Leuchtmittelansteuereinnchtung am

gegenüberliegenden Ende der Leuchteinrichtung montiert. Die

Leistungsfaktorkorrektureinrichtung und die Leuchtmittelansteuereinnchtung werden dann bevorzugt über Kabel innerhalb der Leuchteinrichtung elektrisch miteinander verbunden.

[0012] Damit ist die Aufgabe vollständig gelöst.

[0013] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das

Zusatzfunktionsmodul mindestens ein Element auf aus der Gruppe bestehend aus Bewegungsmelder, Dimmsteuerung, Kamera, Rauchmelder, Helligkeitsmesser,

Signalempfänger und Signalsender.

[0014] Wenn ein Bewegungsmelder vorhanden ist, kann insbesondere das Leuchtmittel innerhalb der Leuchteinrichtung bei Detektion einer Bewegung im Raum eingeschaltet werden. Wenn eine Dimmsteuerung vorhanden ist, kann das Leuchtmittel innerhalb der Leuchteinrichtung gedimmt werden, das heißt, mit weniger Leistung versorgt werden. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass eine Frequenzsteuerung des Leuchtmittels die Betriebsfrequenz des Leuchtmittels so verändert, dass das Leuchtmittel weniger Leistung aufnimmt als es maximal möglich wäre.

[0015] Wenn das Zusatzfunktionsmodul eine Kamera aufweist, kann die Leuchteinrichtung insbesondere für eine Raumüberwachung verwendet werden. Wenn das Zusatzfunktionsmodul einen Rauchmelder aufweist, kann die Leuchteinrichtung insbesondere zur Erkennung von Gefahren verwendet werden.

[0016] Wenn das Zusatzfunktionsmodul einen Helligkeitsmesser aufweist, kann die Ansteuerung des Leuchtmittels insbesondere von einer Umgebungshelligkeit abhängig gestaltet werden. So kann das Leuchtmittel insbesondere unterhalb einer bestimmten Umgebungshelligkeit eingeschaltet werden und oberhalb einer bestimmten Umgebungshelligkeit ausgeschaltet werden. Ferner ist es bevorzugt, wenn eine Dimmung des Leuchtmittels in Abhängigkeit von der vom Helligkeitsmesser erfassten

Umgebungshelligkeit eingestellt wird. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Dimmung des Leuchtmittels zu reduzieren, die Lichtabgabe des Leuchtmittels also zu erhöhen, wenn der Helligkeitsmesser eine geringe Umgebungshelligkeit feststellt. Dabei ist es ebenso insbesondere vorteilhaft, die Dimmung zu verstärken, also die Lichtabgabe zu reduzieren, wenn eine hohe Umgebungshelligkeit festgestellt wird. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Dimmung des Leuchtmittels so einzustellen, dass der Helligkeitsmesser Teil eines Regelkreises ist, um eine Umgebungshelligkeit konstant zu halten.

[0017] Wenn das Zusatzfunktionsmodul einen Signalempfänger aufweist, kann dieser insbesondere verwendet werden, um Signale bezüglich der Betätigung oder Bedienung der Leuchteinrichtung zu empfangen, insbesondere mittels einer drahtlosen Fernbedienung. Wenn das Zusatzmodul einen Signalsender aufweist, können

insbesondere Informationen bezüglich des Betriebs der Leuchteinrichtung von dem Leuchtmittel an eine Einheit außerhalb der Leuchteinrichtung übermittelt werden. Dies kann beispielsweise ein Bild oder ein Video aus der Kamera sein oder ein Warnsignal des Rauchmelders.

[0018] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Zusatzfunktionsmodul von einem Versorgungsmodul elektrisch versorgt, das seine Energieversorgung aus einer Betriebsspannung der Leuchteinrichtung bezieht.

[0019] Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kostengünstige und zuverlässige elektrische Versorgung des Zusatzfunktionsmoduls. Alternativ oder zusätzlich können auch eine Batterie oder ein Akkumulator bereitgestellt werden, insbesondere um einen netzunabhängigen Betrieb zu ermöglichen oder zumindest zeitlich zu überbrücken.

[0020] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Versorgungsmodul an ein Halbleiterschaltelement angeschlossen, das Bestandteil einer

Halbbrückenschaltung zur Frequenzsteuerung des Leuchtmittels ist. [0021] Diese Ausgestaltung lässt sich konstruktiv einfach und platzsparend realisieren.

[0022] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Zusatzfunktionsmodul eine Dimmsteuerung, die über eine magnetische Beeinflussung, eine Beeinflussung durch eine Infrarot-Strahlung oder eine Beeinflussung durch eine Funkwellen-Strahlung im Hinblick auf die Dimmeinstellung steuerbar ist.

[0023] Bei dieser Ausgestaltung weist die Dimmsteuerung eine Stelleinrichtung auf, insbesondere eine Anordnung von mehreren Widerständen, die variabel zu

verschiedenen resultierenden Widerstandswerten zusammengeschaltet werden können. Die Stelleinrichtung beeinflusst die Frequenzsteuerung des Leuchtmittels derart, dass verschiedene Einstellungen der Stelleinrichtung zu verschiedenen Betriebsfrequenzen der Frequenzsteuerung führen. Die verschiedenen Betriebsfrequenzen wiederum bewirken, dass verschiedene Leistungen für verschiedene Einstellungen der Stelleinrichtung an das Leuchtmittel übertragen werden. Im Ergebnis führt dies dazu, dass das Leuchtmittel für verschiedene Einstellungen des Stellmittels unterschiedlich viel Licht abgibt.

[0024] Bei der magnetischen Beeinflussung wird die Nähe eines Magnetfelds von der Leuchteinrichtung oder dem Zusatzfunktionsmodul detektiert, insbesondere mittels eines Hall-Sensors. In Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfelds und/oder der Dauer des Magnetfelds und/oder einem wiederholten Auftreten des Magnetfelds wird die Einstellung der Stelleinrichtung verändert und so die Dimmung des Leuchtmittels verändert. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass ein Installateur bei der

Inbetriebnahme die Helligkeit des Leuchtmittels einstellen kann. Für die magnetische Beeinflussung kann es ausreichend sein, einen Magneten auf einem Stift zu montieren, den der Installateur zur Leuchteinrichtung führt. Es handelt sich hierbei um eine

preiswerte Lösung.

[0025] Bei einer Beeinflussung durch Infrarot-Strahlung wird bevorzugt eine Infrarot-Schnittstelle in die Leuchteinrichtung oder das Zusatzfunktionsmodul integriert. Abhängig von einem oder mehreren Signalen, die mittels der Infrarot-Strahlung übertragen werden, wird eine Einstellung der Stelleinrichtung vorgenommen.

[0026] Eine Beeinflussung durch eine Funkwellen-Strahlung lässt sich in ähnlicher Weise realisieren, wobei statt einer Infrarot-Strahlung Wellen mit hoher Frequenz verwendet werden.

[0027] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Leuchtmittel und eine Bauform der Leuchteinrichtung unterschiedlich gewählt aus der Gruppe bestehend aus T4, T5, T8 und T12, wobei ein erster Durchmesser der Leuchteinrichtung größer ist als ein zweiter Durchmesser des Leuchtmittels, wobei die

Leuchteinrichtung insbesondere die Bauform T8 aufweist und das Leuchtmittel insbesondere die Bauform T5 aufweist.

[0028] Diese Ausgestaltung wird im Hinblick auf die Größe der

Leuchteinrichtung und die zu erzielenden Vorteile als besonders vorteilhaft angesehen. Die gewählten Bezeichnungen, z.B. T5, beziehen sich dabei auf die übliche

Standardisierung bei den Röhrendurchmessern von Leuchtstofflampen. So steht beispielsweise T5 für eine Leuchtstoffröhre mit einem Durchmesser von 5/8 Zoll, was in etwa 16 mm entspricht.

[0029] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Zusatzmodul eine Dimmsteuerung, die einen Signalempfänger, eine Auswerteeinrichtung und eine Speichereinrichtung aufweist.

[0030] Diese Ausgestaltung ermöglicht eine komfortable Steuerung der Dimmung. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn eine drahtlose

Kommunikationseinheit, also der Signalempfänger, drahtlose Kommunikation empfangen kann, ohne selber senden zu müssen. Selbstverständlich kann aber eine

Sender/Empfänger-Einheit vorgesehen sein oder ein separater Signalsender. Die Funkkommunikation kann bevorzugt mit einem herkömmlichen Baustein (z.B. nRF24LE1 von Nordic Semiconductor) oder einem kleinen diskreten und einfachen Funkmodul ausgestaltet sein. Bei einer weiteren Ausgestaltung ist bevorzugt eine Infrarot- Empfängereinheit mit einem herkömmlichen Baustein (z.B. VSOP383 von Vishay) oder mit einer diskreten Schaltung realisiert. Bei noch einer weiteren Ausgestaltung funktioniert die Übertragung bevorzugt mittels einer optischen Schnittstelle im sichtbaren Bereich. Es ist ferner bevorzugt, das Signal zu kodieren, um eine sichere Übertragung zu realisieren, die nicht gestört werden kann.

[0031] Die Auswerteeinrichtung wertet das übertragene Signal aus und interpretiert es. Die Auswerteeinrichtung ändert bevorzugt auch den Dimmungszustand der Leuchteinrichtung. Auf diese Weise lässt sich insbesondere eine

Rückkopplungsschleife für den Benutzer schaffen. Der Benutzer sendet mittels einer Fernbedienung ein Signal und sieht, dass sich der Dimmungszustand ändert. Er kann dann entsprechend die Änderung der Dimmung fortsetzen oder beenden, je nachdem, wie er den Dimmungszustand wünscht. Auf diese Weise realisiert die Auswerteeinrichtung die Benutzerschnittstelle (MMI, "Man Machine Interface").

[0032] Es ist bevorzugt, wenn das Zeitintervall zwischen zwei Dimmstufen lang genug ist oder die Änderung der Dimmung langsam genug voranschreitet, dass der Benutzer sicher eine Wahl treffen kann. Es wird im Hinblick auf eine günstige Fertigung als vorteilhaft angesehen, diskrete Dimmstufen vorzusehen, beispielsweise vier, acht oder sechzehn Dimmstufen. Bei anderen vorteilhaften Ausgestaltungen wird eine stufenlose Dimmung vorgesehen. Die Dimmung kann dabei insbesondere mittels eines

MikroControllers, einer programmierbaren Logik (CPLD) oder einer diskreten logischen Schaltung realisiert werden.

[0033] Die Speichereinrichtung speichert bevorzugt den aktuellen gewählten Dimmungszustand. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein nicht-flüchtiger Speicher verwendet wird. Auf diese Weise kann nach dem Einschalten der Leuchteinrichtung der zuletzt gewählte oder eingestellte Dimmungszustand hergestellt werden. Es ist bevorzugt, wenn ein MikroController mit EEPROM oder einem Flash-Speicher verwendet wird. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird ein separater Flash-Speicher-Baustein verwendet. [0034] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Leuchteinrichtung zwischen der ersten Anschlussseite und der zweiten

Anschlussseite als Rohr und sind innerhalb des Rohrs die

Leistungsfaktorkorrektureinrichtung, die Leuchtmittelansteuereinrichtung und das Leuchtmittel angeordnet und ist insbesondere auch das Zusatzfunktionsmodul innerhalb des Rohrs angeordnet.

[0035] Diese Ausgestaltung ist besonders kompakt und ermöglicht einen einfachen Austausch einer bestehenden, konventionellen Leuchtstoffröhre gegen die erfindungsgemäße Leuchteinrichtung.

[0036] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Leuchteinrichtung ein transparentes Rohr auf, das sich entlang der Längserstreckung erstreckt und sich insbesondere zwischen der ersten Anschlussseite und der zweiten Anschlussseite erstreckt.

[0037] Auch diese Ausgestaltung ist baulich vorteilhaft, insbesondere in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Merkmal. Auf diese Weise lässt sich die Leuchteinrichtung fertigungstechnisch günstig herstellen. Zudem stellt sich die

Leuchteinrichtung nach außen als geschlossene Einheit dar, die besonders gut vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann.

[0038] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind elektrische Kontakte des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses als leitende Steckstifte ausgeführt und sind insbesondere auch elektrische Kontakte des dritten Anschlusses und des vierten Anschlusses als leitende Steckstifte ausgeführt.

[0039] Bei dieser Ausgestaltung kann die Leuchteinrichtung besonders einfach in eine bestehende Fassung einer konventionellen Leuchtstoffröhre eingesetzt werden. Die Steckstifte sind dabei bevorzugt so ausgeführt, wie dies bei einer standardisierten konventionellen Leuchtstoffröhre der Fall ist. Auf diese Weise kann die Leuchteinrichtung leicht eingesetzt und wieder gelöst werden. Es sind keine Änderungsmaßnahmen an der bestehenden Fassung für die konventionelle Leuchtstoffröhre erforderlich. Insbesondere werden auch die elektrischen Kontakte des Leuchtmittels als Steckstifte ausgeführt. Auf diese Weise können als Leuchtmittel übliche, am Markt erhältliche elektronische

Leuchtstoffröhren verwendet werden. Dies ermöglicht insgesamt eine kostengünstige Fertigung.

[0040] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung eine Erkennungsschaltung auf, die dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer an der ersten Anschlussseite anliegenden

Spannungsfrequenz die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung in einen ersten oder in einen zweiten Betriebszustand zu schalten.

[0041] Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Leuchteinrichtung sowohl direkt an einer niederfrequenten Versorgungsspannung, insbesondere einer Netzspannung, als auch an einer hochfrequenten Versorgungsspannung zu betreiben.

[0042] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung dafür ausgebildet, im zweiten Betriebszustand als Hochsetzsteller mit reduzierter oder deaktivierter Leistungsfaktorkorrekturfunktion zu arbeiten.

[0043] Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Leuchteinrichtung auch zu betreiben, wenn ein elektronisches Vorschaltgerät vorgeschaltet ist.

[0044] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Erkennungsschaltung dafür ausgebildet, die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung in den ersten Betriebszustand zu schalten, wenn die anliegende Spannungsfrequenz niederfrequent ist, insbesondere weniger als 1 kHz beträgt, und/oder die

Leistungsfaktorkorrektureinrichtung in den zweiten Betriebszustand zu schalten, wenn die anliegende Spannungsfrequenz hochfrequent ist, insbesondere z.B. mehr als 1 kHz oder z.B. mehr als 10 kHz beträgt. [0045] Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf einfache Weise, zwischen einem Betrieb an einer niederfrequenten Versorgungsspannung und einer hochfrequenten Versorgungsspannung zu unterscheiden.

[0046] Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Retrofitsatz mit einer zuvor beschriebenen Leuchteinrichtung und einem Kurzschlusselement, das dafür ausgebildet ist, zwei Starteranschlüsse elektrisch zu verbinden.

[0047] Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Leuchteinrichtung auch in einem Lampensystem einzusetzen, das einen Starter verwendet. Bei einigen vorteilhaften Ausgestaltungen des Retrofitsatzes weist die Leuchteinrichtung kein zuvor genanntes Zusatzfunktionsmodul auf. Das Kurzschlusselement ist bevorzugt ein von der

Leuchteinrichtung getrenntes oder separates Bauteil.

[0048] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kurzschlusselement hinsichtlich seiner Abmessungen und Anschlüsse derart ausgebildet ist, dass es anstelle eines mit zwei Starteranschlüssen elektrisch verbundenen Starters eingesetzt werden kann.

[0049] Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders einfachen Austausch in einem Lampensystem, das einen Starter verwendet.

[0050] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0051] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer konventionellen

Leuchtstoffröhre; Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild für eine Ansteuerung einer elektronischen Leuchtstoffröhre;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Versorgungsmoduls;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung, die in einem

Lampensystem mit einem KVG eingesetzt ist;

Fig. 6 ein konventionelles Lampensystem mit einem Starter;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung in einem

Lampensystem mit einem überbrückten oder kurzgeschlossenen Starter;

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung in einem

Lampensystem mit einem entfernten Starter;

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchteinrichtung, die in einem

Lampensystem mit einem EVG eingesetzt ist; und

Fig. 10 einen konventionellen Starter.

[0052] Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer konventionellen

Leuchtstoffröhre 100 und deren elektrischer Beschaltung an einer Phase L und einem Nullleiter N. Das konventionelle Vorschaltgerät ist hier nicht gezeigt. Auch eine optionale Drossel in der Zuführung der Phase L ist nicht gezeigt.

[0053] Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Leuchtmittelansteuerung 110, wobei der Widerstand R1 die Last repräsentiert, die von einer elektronischen

Leuchtstoffröhre dargestellt wird. Die Betriebsspannung Uz wird vom Netz oder von einer Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 112 auf eine Halbbrückenschaltung 114 geführt, die ein erstes Halbleiterbauelement 116, hier als NMOS ausgeführt, und ein zweites

Halbleiterbauelement 118, hier als NMOS ausgeführt, aufweist. Außerdem ist ein

Glättungskondensator C1 zwischen den Polen der Spannungsversorgung angeordnet.

[0054] An einem Mittenabgriff zwischen dem ersten und dem zweiten

Halbleiterschaltelement 116, 118 ist ein Resonanzschwingkreis mit einer

Resonanzinduktivität L1 und einer Resonanzkapazität C2 angeordnet. Das wechselseitige Ein- und Ausschalten des ersten bzw. des zweiten Halbleiterschaltelements 116, 118 versorgt den Resonanzschwingkreis 120 mit einer Spannung von 0 V oder Uz, wobei Uz insbesondere in etwa 400 V ist. Auf diese Weise wird die Last R1 mit einer bestimmten Betriebsfrequenz angesteuert.

[0055] Der Startvorgang bei einer elektronischen Leuchtstoffröhre ist als solcher gut bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.

[0056] Fig. 3 zeigt eine Leuchteinrichtung 10, die wie die Leuchtstoffröhre 100 eine ausgeprägte, geradlinige Längserstreckung 12 aufweist und hier die Bauform einer Leuchtstoffröhre hat. Die Leuchteinrichtung 10 hat eine erste Anschlussseite 14, an der ein erster elektrischer Anschluss 16 angeordnet ist. Die Leuchteinrichtung 10 hat außerdem eine zweite Anschlussseite 18, die der ersten Anschlussseite 14 entlang der Längserstreckung 12 gegenüberliegt und an der ein zweiter elektrischer Anschluss 20 angeordnet ist.

[0057] Zwischen der ersten und der zweiten Anschlussseite 14, 18 sind eine Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22, eine Leuchtmittelansteuerung 24 und ein

Leuchtmittel 26 angeordnet. Das Leuchtmittel 26 erstreckt sich ebenfalls entlang der Längserstreckung 12. Das Leuchtmittel 26 hat eine dritte Anschlussseite 30, an der ein dritter elektrischer Anschluss 32 angeordnet ist, und hat eine vierte Anschlussseite 34, die der dritten Anschlussseite 30 entlang der Längserstreckung 12 gegenüberliegt und an der ein vierter elektrischer Anschluss 36 angeordnet ist. [0058] Bei der hier gezeigten Ausführungsform verlaufen vier Leiter 37 entlang der Längserstreckung 12. Zwei Leiter 37, hier die zwei oberen Leiter 37, führen den Ausgang der Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 zur Leuchtmittelansteuerung 24, von wo das Leuchtmittel 26 an seiner vierten Anschlussseite 34 unmittelbar angesteuert wird. Zwei weitere Leiter 37, hier die zwei unteren Leiter 37, führen einen Ausgang der

Leuchtmittelansteuerung 24 zur dritten Anschlussseite 30.

[0059] Die Leuchteinrichtung 10 hat außerdem ein Zusatzfunktionsmodul 38. Dabei weist das Zusatzmodul 38 hier mindestens ein Element auf aus der Gruppe bestehend aus Bewegungsmelder, Dimmsteuerung, Kamera, Rauchmelder,

Helligkeitsmesser, Signalempfänger und Signalsender, insbesondere eine

Dimmsteuerung.

[0060] Fig. 4 zeigt, wie das Zusatzfunktionsmodul 38 von einem

Versorgungsmodul 40 vorteilhaft elektrisch versorgt werden kann. Der in Fig. 2 erläuterte Aufbau ist hier enthalten und wird nicht erneut erläutert. Das Versorgungsmodul 40 bezieht seine Energieversorgung aus einer Betriebsspannung Uz der Leuchteinrichtung 10. Konkret wird hier vorgeschlagen, dass die Leuchtmittelansteuereinrichtung 24 von der Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 gespeist wird.

[0061] Das Versorgungsmodul 40 ist hier an das zweite Halbleiterschaltelement 118 angeschlossen, das Bestandteil der genannten Halbbrückenschaltung 114 ist, die der Frequenzsteuerung des Leuchtmittels 10 dient. Das Versorgungsmodul 40 weist einen Kondensator C3, eine Zenerdiode D1 , eine Diode D2, einen Widerstand R2 und eine Kapazität C4 auf. Auf diese Weise stellt das Versorgungsmodul 40 im Wesentlichen eine Gleichspannung an der Kapazität C4 zur Verfügung, wobei diese Gleichspannung als Versorgungsspannung bezeichnet werden soll und zumindest in etwa dem Spannungsabfall über die Zenerdiode D1 entspricht. Mittels der Versorgungsspannung Uv kann die Last R3 elektrisch versorgt werden, wobei die Last R3 hier das Zusatzfunktionsmodul 38 darstellt. Mehrere Versorgungsmodule 40 können parallel geschaltet werden. [0062] Wenn das Zusatzfunktionsmodul 38 als Dimmsteuerung ausgeführt ist, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Zusatzfunktionsmodul 38 die Ansteuerung der Halbbrückenschaltung 114 beeinflusst. Es ist dann ebenfalls vorteilhaft, wenn das Zusatzfunktionsmodul 38 als Dimmsteuerung einen Signalempfänger 50, eine

Auswerteeinrichtung 52 und eine Speichereinrichtung 54 aufweist.

[0063] Die Leuchteinrichtung 10 erstreckt sich zwischen der ersten

Anschlussseite 14 und der zweiten Anschlussseite 18 als Rohr. Es ist zu erkennen, dass innerhalb des Rohrs die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22, die

Leuchtmittelansteuereinrichtung 24, das Leuchtmittel 26 und das Zusatzfunktionsmodul 38 angeordnet sind. Das Rohr ist dabei transparent ausgeführt, um eine möglichst große Lichtausbeute vom Leuchtmittel 26 zu erzielen. Das Rohr kann dabei durchsichtig sein, insbesondere aus Glas sein, oder aber für eine diffuse Transparenz ausgestaltet sein.

[0064] Elektrische Kontakte 62 des ersten Anschlusses 16, elektrische

Kontakte 64 des zweiten Anschlusses 20, elektrische Kontakte 66 des dritten

Anschlusses und elektrische Kontakte 68 des vierten Anschlusses 36 sind hier als leitende Steckstifte ausgeführt. Dies ermöglicht einen schnellen Tausch der

Leuchteinrichtung 10 gegen eine konventionelle Leuchtstoffröhre 100. Außerdem kann für das Leuchtmittel 26 ein standardisiertes Massenprodukt verwendet werden. Die Steckstifte werden von entsprechenden Federaufnahmen aufgenommen. Bei anderen

Ausführungsformen ist der dritte Anschluss 32 mechanisch fest mit der

Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 verbunden und ist der vierte Anschluss 36 mechanisch fest und elektrisch mit der Leuchtmittelansteuerung 24 verbunden, insbesondere über Lötverbindungen.

[0065] Die Leuchteinrichtung 10 kann direkt am Stromnetz angeschlossen werden, so wie es in der Fig. 3 gezeigt ist. Es ist aber ebenso möglich, die Leuchteinrichtung 10 anzuschließen, wenn ein konventionelles Vorschaltgerät 70 (KVG) - es handelt sich in aller Regel um eine relativ große und schwere Induktivität - vorhanden ist, welches üblicherweise in der Zuleitung der Phase L angeordnet ist, siehe Fig. 5. Natürlich kann man das KVG ausbauen, doch erfordert dies Aufwand bei der Bereitstellung einer angepassten/geänderten Schaltungslösung. Nachfolgend wird näher erläutert, wie man auf einfache Weise die Leuchteinrichtung 10 auch an einem KVG betreiben kann.

[0066] Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Lampensystem gemäß dem Stand der Technik mit einem konventionellen Vorschaltgerät 70, einer Spannungsversorgung 72, einem Starter 74, der an Starteranschlüssen 76 angeschlossen ist, und einer

konventionellen Leuchtstoffröhre 78.

[0067] Um einen Betrieb zusammen mit dem KVG 70 zu ermöglichen, wird der Starter 74 kurzgeschlossen. Dies kann bei einer bevorzugten Ausgestaltung einfach durch ein parallel geschaltetes Kurzschlusselement 80 erfolgen, das bevorzugt einen

Widerstand von weniger als 100 Ω, besonders bevorzugt einen Widerstand von weniger als 10 Ω und insbesondere einen Widerstand von weniger als 1 Ω aufweist. Dies ist in Fig. 7 dargestellt, wo nun eine erfindungsgemäße Leuchteinrichtung 10 verwendet wird.

[0068] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist das Kurzschlusselement 80 ein Bauteil, das die mechanischen Abmessungen und Anschlüsse 76 des Starters 74 hat und den Strompfad kurzschließt. Der Starter 74 kann üblicherweise mit wenig Aufwand ersetzt werden, da er normalerweise wegen der Austauschmöglichkeit gut zugänglich ist.

[0069] Aufgrund der vorgeschalteten Induktivität (ca. 0 bis 1000mH) sinkt die Eingangsspannung an der Leuchteinrichtung 10 bis auf ca. 170VAC. Daher sollte für diese Art der Anbindung am Stromnetz die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 (PFC- power factor correction)-Schaltung) der Leuchteinrichtung 10 angepasst sein, um auch mit niedrigeren Eingangsspannungen arbeiten zu können. Dies bedingt eine angemessene Dimensionierung der Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22. Es sind keine spezielle Schaltungslösungen notwendig.

[0070] Für derartige Anforderungen wird bevorzugt ein Set bzw. ein Retrofitsatz angeboten, das zusätzlich zu der Leuchteinrichtung 10 auch das Kurzschlusselement 80 aufweist. Das Kurzschlusselement 80 ist dabei insbesondere derart ausgestaltet, dass es in die Starteranschlüsse 76 eingesetzt werden kann und elektrisch den Starter 74 überbrückt/kurzschließt (Fig. 7) oder die Starteranschlüsse 76 miteinander verbindet (Fig. 8).

[0071] Schließlich soll anhand der Fig. 9 noch gezeigt werden, dass die Leuchteinrichtung 10 sogar zusammen mit einem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) 82 betrieben werden kann. Natürlich kann man das EVG 82 ausbauen, doch erfordert dies Aufwand bei der Bereitstellung einer angepassten/geänderten Schaltungslösung. Das EVG 82 ist eine elektronische Schaltung, die in der Regel mit einer dem Stromnetz gegenüber höheren Frequenz arbeitet, typischerweise 20 bis 50 kHz. Die

Leuchteinrichtung 10 soll dann in der Lage sein, die Ausgangssignale eines EVG 82 zu verarbeiten.

[0072] Für die Ausgestaltung der Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 werden folgende Merkmale als vorteilhaft angesehen, von denen nur ein Merkmal, eine Kombination von zwei Merkmalen oder alle Merkmale zusammen implementiert werden können: (a) Es wird ein schneller Gleichrichter eingesetzt, z.B. ein Microsemi UPSC600, Infineon IDH02G65C5 oder Infineon IDH02SG120. (b) Eine Schaltung erkennt die Frequenz des netzseitigen Eingangssignals. Wenn das niederfrequente Stromnetz erkannt wird (z.B. 50 Hz) arbeitet die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 normal, insbesondere wie ein PFC, und modelliert einen sinusförmigen Strom. Wenn eine Frequenz deutlich oberhalb der Frequenz des Stromnetzes erkannt wird, insbesondere ein hochfrequentes Signal (z.B. grösser als 1 kHz oder grösser als 10 kHz), arbeitet die Leistungsfaktorkorrektureinrichtung 22 als einfacher Hochsetzsteller ohne PFC-Funktion. (c) Ein Folien-Kondensator nach dem schnellen Gleichrichter der

Leistungsfaktorkorrektureinrichtung wird derart ausgewählt, dass das Ausgangssignals des vorgeschalteten EVG gut geglättet wird, bevorzugt mit einer Welligkeit der Spannung von weniger als 10 %, insbesondere weniger als 5 %.

[0073] Die Erkennung der Frequenz des Eingangssignals erfolgt bevorzugt mittels eines RC-Tiefpassfilters oder eines RC-Hochpassfilters. Die Unterscheidung zwischen einem niederfrequenten Signal und einem hochfrequenten Signal erfolgt dann bevorzugt dadurch, indem detektiert wird, ob ein Signal mit einer vorgegebenen Mindestamplitude das Filter passiert. Im Fall des Tiefpassfilters: Wenn ein Signal mit einer vorgegebenen Mindestamplitude das Filter passiert, liegt am Eingang des Filters also ein niederfrequentes Signal an. Wenn kein Signal mit einer vorgegebenen Mindestamplitude das Filter passiert, wird ein hochfrequentes Signal am Eingang des Filters angenommen.

[0074] Bei anderen vorteilhaften Ausgestaltungen wird die Unterscheidung anhand eines Komparators vorgenommen.

[0075] Fig. 10 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines Starters 74 mit einem Gehäuse 84 und zwei Kontaktfüßen 86. In der Draufsicht ist zu erkennen, dass der Starter 74 einen Durchmesser d hat. In der Seitenansicht ist zu erkennen, dass der Starter 74 eine Höhe h hat. Laut internationaler Norm IEC 155 soll der Durchmesser d bei maximal 21 ,5 mm und die Höhe bei maximal 40,3 mm liegen. Daher ist es bevorzugt, dass das Kurzschlusselement 80 einen Querschnitt oder Durchmesser hat, der zwischen 10 mm und 25 mm, insbesondere unter 21 ,5 mm, liegt und eine Höhe hat, die zwischen 20 mm und 50 mm, insbesondere unter 40,3 mm, liegt.