Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Helligkeit einer Lampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits bekannt, die Hellingkeit einer Lampe in einer an einer Netzwechselspannung angeschlossenen Leuchte durch das Berühren eines als Sensor dienenden elektrisch leitenden Teils der Leuchte oder der Lampe zu steuern (DE-Zeitschrift "Funk-Technik", Band 37, Heft 5, 1982, Seite 192). Bei einem kurzen ersten Berühren des Sensors wird die Lampe eingeschal¬ tet. Durch ein längeres Berühren des Sensors kann die Hellig¬ keit der Lampe im Bedarfsfall verändert werden. Das Ausschal¬ ten der Lampe erfolgt durch ein weiteres kurzes Berühren des Sensors. Diese bekannte Schaltungsanordnung weist eine Lampe auf, die über einen Triac an einer Netzwechselspannung ange¬ schlossen ist. Eine Steuereinheit, an der der Sensor ange¬ schlossen ist, gibt ein Helligkeitssignal an der Triac ab. Mit dem Helligkeitssignal wird der Triac eingeschaltet, aus¬ geschaltet oder entsprechend der gewünschten Helligkeit der Lampe leitend gesteuert. Die Helligkeitssteuerung der Lampe erfolgt dabei entsprechend einer Phasenschnittsteuerung, die durch den Momentanwert des Helligkeitssignals gesteuert wird.

Für eine Niedervoltlampe, beispielsweise eine Halogenlampe, ist diese bekannte Schaltungsanordnung nicht vorgesehen und auch nicht geeignet, da zu ihrem Betrieb eine entsprechende Niederspannungsquelle erforderlich wäre. Insbesondere bei Verwendung eines üblichen Transformators für die Erzeugung der entsprechenden Niederspannungsquelle würde eine derartige Schaltungsanordnung einen großen Aufwand und ein großes Volu¬ men erfordern.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schal¬ tungsanordnung zum Steuern der Helligkeit einer Lampe anzuge¬ ben, die für Niedervoltlampen geeignet ist und die einen ge¬ ringen Aufwand uns insbesondere ein kleines Volumen erfor¬ dert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß sie insbesondere durch die Verwendung der Transfor ator- schaltung geringe Abmessungen aufweist und geringe Kosten er¬ fordert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 1 bis 6

Ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß der Er¬ findung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläu¬ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung;

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild der Schaltungsanordnung und

Fig. 3 Zeitdiagramme von Signalen an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird eine Netzwechselspannung N von beispielsweise 220 V über eine Sicherung SI einem Gleichrichter GL zugeführt, der insbeson¬ dere als ein Doppelweggleichrichter ausgebildet ist. Die Netzwechselspannung N wird über einen Phasenanschluß PH und einen Nulleiteranschluß NU zugeführt. Der Gleichrichter GL

richtet die Netzwechselspannung N gleich und erzeugt eine er¬ ste Gleichspannung Gl, die einer einen Primärteil P und einen Sekundärteil S aufweisende Transformatorschaltung zugeführt wird, die als ein Halbbrückenwandler ausgebildet ist. Der Primärteil P weist eine Primärwicklung PW auf, die mit einer Sekundärwicklung SW des Sekundärteils S magnetisch gekoppelt ist. An der Sekundärwicklung SW ist eine Niedervoltlampe L, insbesondere eine Halogenlampe, angeschlossen. Diese Lampe L leuchtet, sobald in der Sekundärwicklung SW eine entspre¬ chende Spannung induziert wird und durch die Lampe L ein Strom I fließt.

Die Steuerung des Primärteils P erfolgt durch eine Steuerein¬ heit ST, an der ein Sensor SE angeschlossen ist. Eine derar¬ tige Steuereinheit ST ist allgemein bekannt und beispiels¬ weise unter der Bezeichnung S 576A (Siemens) im Handel er¬ hältlich. Der Sensor SE ist vorzugsweise mit dem Sekundärteil S verbunden und an der Leuchte angebracht. Beim Berühren des Sensors SE durch eine Bedienperson BP fließt ein kleiner Strom Sl von der beispielsweise ca. 200 μA von Gleichrichter GL über Widerstände R3, R2, Rl, die Lampe L und die Bedien¬ person BP. Ein Spannungsabfall am Widerstand R2 wird durch einen Komparator in der Steuereinheit ST ausgewertet. Diese erzeugt ein Helligkeitssignal H, mit dem der Primärteil P eingeschaltet und gesteuert wird. Wenn die Bedienperson BP den Sensor nur kurz berührt, wird die Lampe L eingeschaltet. Bei längerem Berühren wird der Momentanwert des Helligkeits¬ signals H durch die Steuereinheit ST verändert und damit wird über den Primärteil P die Helligkeit der Lampe L entsprechend einer Phasenanschnittsteuerung verändert, so daß die Hellig¬ keit der Lampe L durch die Dauer der Berührung festgelegt wird. Durch ein weiteres kurzes Berühren des Sensors SE kann die Lampe L wieder ausgeschaltet werden.

Die Spannungsversorgung der Steuereinheit ST erfolgt durch eine zweite Gleichspannung G2 von beispielsweise 15 V, die aus der pulsierenden Gleichspannung Gl erzeugt wird, die der

Steuereinheit ST über den zwischen Punkten A und B ange¬ schlossenen Widerstand R3 zugeführt wird. Über den zwischen dem Punkt B und einem Punkt C angeschlossenen weiteren Wider¬ stand R2 und den zwischen dem Punkt C und einem Punkt D ange¬ schlossenen Widerstand Rl wird der Sensor SE angesteuert. Die Steuereinheit ST ist einerseits mit einem Massepunkt MP ver¬ bunden, an dem auch der Gleichrichter GL und der Primärteil P angeschlossen sind, und andererseits ist die Steuereinheit ST auch an einem Schutzleiter SL der Netzwechselspannung N ange¬ schlossen oder mit den Nulleiter NU verbunden. Der Schutzlei¬ ter SL oder der Nulleiter NU dienen als Bezugsspannung für die Synchronisation der Steuereinheit ST durch die Nulldurch¬ gänge der Netzwechselspannung N. Bei einer Synchronisation über den Schutzleiter SL kommt es nicht darauf an, wie der Netzstecker eingesteckt ist. Es ist jedoch erforderlich, daß ein Schutzleiter SL vorhanden ist, was nicht in allen Ländern gegeben ist. Bei einer Synchronisation über den Nulleiter NU ist es jedoch wichtig, daß der Netzstecker in der richtigen Richtung eingesteckt ist, so daß sichergestellt ist, daß die Steuereinheit ST mit dem Nulleiter NU und nicht mit dem Pha- senanschluß PH verbunden ist.

Weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung werden im fol¬ genden zusammen mit dem in Fig. 2 dargestellten Schaltbild und den in Fig. 3 dargestellten Zeitdiagrammen beschrieben, bei denen in Abszissenrichtung jeweils die Zeit t und in Or- dinatenrichtung die Momentanwerte von Signalen an verschie¬ denen Punkten der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung gezeigt sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung erzeugt der Gleichrichter GL aus der über die Sicherung SI zugeführ¬ ten Netzwechselspannung N die pulsierende Gleichspannung Gl, die am Punkt A einen Spitzenwert von etwa 310 V, bezogen auf den Massepunkt MP, aufweist. Diese pulsierende Gleichspannung Gl an dem Punkt A ist in Fig. 3 oben dargestellt. Bezogen auf Erde oder auf den Schutzleiter SL ergibt sich die pulsierende

Gleichspannung Gl ' , wie sie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Gleichspannung Gl ' beinhaltet nur jeweils eine Halbwelle der Netzwechselspannung N. Die Gleichspannung Gl liegt einerseits an dem Primärteil P und andererseits über den Widerstand R3 an einer Zenerdiode Z an, die die Gleich¬ spannung G2 am Punkt B als Betriebsspannung für die Steuereinheit ST erzeugt. Parallel zu der Zenerdiode Z ist ein Glättungskondensator Cl geschaltet. Die Gleichspannung G2 am Punkt B ist entsprechend Fig. 3, bezogen auf den Massen¬ punkt MP, eine geglättete Gleichspannung von beispielsweise 15 V.

Die Transformatorschaltung ist in bekannter Weise als ein Halbbrückenwandler ausgebildet und erzeugt im Primärteil P die hochfrequente Schwingung HF mit einer Frequenz von beispielsweise 40 kHz, und die hochfrequente Schwingung ist durch die pulsierende Gleichspannung Gl moduliert. Diese Schwingung HF ist in Fig. 2 dargestellt. Sie erzeugt in der Sekundärwicklung SW am Punkt D eine in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte hochfrequente Schwingung S2" ' mit einer Amplitude von beispielsweise +- 17 V, bezogen auf einen sekundären Massepunkt SM. Diese Schwingung S2" ' bewirkt einen Strom I durch die Lampe L, so daß diese entsprechend der gewünschten Helligkeit leuchtet.

Das Einschalten der Lampe L erfolgt durch Berühren des Sen¬ sors SE durch die Bedienperson BP. Der Punkt D weist dann den in Fig. 3 ebenfalls dargestellten Spannungsverlauf S2" mit einer Amplitude von etwa -150 V, bezogen auf die Gleichspan¬ nung G2 am. Punkt B, auf. Über den Spannungsteiler aus den Wi¬ derständen Rl und R2 wird am Punkt C eine Spannung Sl" mit einer Amplitude von etsa -15V, bezogen auf die Gleichspannung G2, erzeugt.

Mit dem Auftreten der Spannung Sl" gibt die Steuereinheit ST an einen Transistor T ein Signal ab, das diesen leitend steu¬ ert und das Helligkeitssignal H erzeugt, um den elektroni¬ schen Transformator einzuschalten, was schematisch durch einen Schalter im Primärteil P dargestellt ist. Damit wird im Primärteil P die hochfrequente Schwingung HS erzeugt und im Sekundärteil S fließt der Strom I für den Betrieb der Lampe L.

Zur Gewinnung des Synchronisationssignals für die Steuerein¬ heit ST aus den Nulldurchgängen dient der Schutzleiter SL oder der Nulleiter NU, wie es gestrichelt dargestellt ist der Netzwechselspannung N. Der Schutzleiter SL bzw. der Nulleiter NU ist über einen Widerstand R4 an der Steuereinheit ST ange¬ schlossen. Außerdem liegt der Anschlußpunkt des Widerstands R4 an der Steuereinheit ST über einen Kondensator C2 an der Gleichspannung G2 an. Weiterhin ist die Steuereinheit ST über einen hochfrequenten Störungen beseitigenden Kondensator C3 an der Gleichspannung G2 angeschlossen. Dieser Kondensator C3 legt die interne Zeitbasis der Steuereinheit ST fest.

Nach dem Einschalten brennt die Lampe L mit einer vorgegebe¬ nen Helligkeit. Falls nun die Bedienperson BP den Sensor SE längere Zeit berührt, verändert sich der Momentanwert des Helligkeitssignals H und damit wird entsprechend einer Pha¬ senanschnittsteuerung die Helligkeit der Lampe L gesteuert. Das Ausschalten der Lampe L erfolgt durch ein erneutes kurzes Berühren. Dann wird der Transformator T gesperrt und die Transformatorschaltung wieder ausgeschaltet.