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Title:
DIMMER HAVING A RELAY AT THE OUTPUT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/083187
Kind Code:
A1
Abstract:
It is proposed for a dimmer (1) with an electrical input (2) and an electrical output (3), wherein the dimmer (1) has a dimming circuit (4) for a predefinable and variable limitation on the electrical power that may be provided to the output (3), that the dimmer (1) has a predefinably controllable relay (5) and that switch contacts (6) on the relay (5) are arranged, in electrical terms, serially with the dimming circuit (4).

Inventors:
LISTOPAD MANFRED (AT)
Application Number:
PCT/EP2013/075174
Publication Date:
June 05, 2014
Filing Date:
November 29, 2013
Export Citation:
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Assignee:
EATON IND AUSTRIA GMBH (AT)
International Classes:
H05B44/00; H05B39/04; H05B41/39
Foreign References:
EP0293569A21988-12-07
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Dimmer (1) mit einem elektrischen Eingang (2) und einem elektrischen Ausgang (3), wobei der Dimmer (1) eine Dimmschaltung (4) zur vorgebbaren und veränderbaren Begrenzung der an den Ausgang (3) abgebbaren elektrischen Leistung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dimmer (1) ein vorgebbar ansteuerbares Relais (5) aufweist, und dass Schaltkontakte (6) des Relais (5) schaltungstechnisch seriell zu der Dimmschaltung (4) angeordnet sind.

2. Dimmer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkontakte

(6) des Relais (5) schaltungstechnisch zwischen der Dimmschaltung (4) und dem Ausgang (3) angeordnet sind.

3. Dimmer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine

Steuerwicklung (7) des Relais (5) mit der Dimmschaltung (4) schaltungstechnisch verbunden ist.

4. Dimmer (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Dimmschaltung (4) einen Steuerteil (8) und einen Leistungsteil (9) aufweist.

5. Dimmer (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwicklung

(7) mit dem Steuerteil (8) der Dimmerschaltung (4) schaltungstechnisch verbunden ist.

6. Dimmer (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerteil

(8) der Dimmschaltung (4) ausgebildet ist, bei Ausgabe eines vorgebbaren Abschalt- Signals an den Leistungsteil (9) die Steuerwicklung (7) des Relais (5) zur Öffnung der Schaltkontakte

(6) anzusteuern.

7. Dimmer (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsteil (9) der Dimmschaltung (4) als Halbleiterschaltungsanordnung (10) ausgebildet ist.

Description:
DIMMER MIT RELAIS AM AUSGANG

Die Erfindung betrifft einen Dimmer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Dimmer sind elektrische bzw. elektronische Vorrichtungen um die an einen nachgeschalteten Verbraucher, meist ein Leuchtmittel, abgegebene bzw. von diesem Verbraucher aufnehmbare elektrische Leistung vorgebbare veränderbar zu begrenzen. Sie dienen im praktischen Sinne meist der Steuerung der Helligkeit einer Lampe. Heute verwendete Dimmer verwenden in der Regel Halbleiterschaltungen zur Verminderung der abgebbaren Leistung, etwa Phasenanschnittsteuerungen, wobei jedoch vielfältige andere Schaltungen vorgesehen sein können. Allen derartigen Halbleiterschaltungen ist gemein, dass es bei solchen im vollständig abgeregelten bzw.„ausgeschalteten" Zustand weiterhin zu einem geringen Stromfluss über die betreffende Halbleiterschaltung kommen kann, welcher sich etwa in dunklem Glimmen des nachgeschalteten Leuchtmittels oder auch als Brummen äußern kann, sofern ein Transformator nachgeschaltet ist. Bei Energiesparlampen kann es zu einem sog.„ghosting" bzw. flackern kommen. Zudem kann es bei der Verwendung von LED- Leuchtmitteln zu einem deutlich wahrnehmbaren Leuchten der LEDs kommen. Dabei fließen jeweils sog. Restströme, welche teilweise durch die betreffende Halbleiterschaltung selbst gezogen werden, über die nachgeschalteten Komponenten ab. Dies führt zu einem ständigen unbeabsichtigten Energieverbrauch, der nicht nur die Belastung der elektrischen Netze erhöht, und grundsätzlich auch hinsichtlich der Umweltbelastung nachteilig ist, sondern durch die entstehende Abwärme auch zu einer schnelleren Alterung der verwendeten

Halbleiterkomponenten und einem früheren Geräteausfall führen kann. Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Dimmer der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und welcher einen geringen Energieverbrauch und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Dadurch kann der Energieverbrauch eines Dimmers verringert werden. Dadurch kann eine galvanische Trennung des Leuchtmittels bzw. eines anderen Verbrauchers vom Energieversorgungsnetz erreicht werden. Dadurch kann der Energieverbrauch durch einen Dimmer vermindert werden. Dadurch kann die Netzbelastung und die Belastung für die Umwelt gesenkt werden, indem an sich unnötige Energieverschwendung vermindert wird. Dadurch kann die Lebensdauer eines Dimmers und eines nachgeschalteten Verbrauchers erhöht werden. Dadurch kann - bei Verwendung eines Trafos - die Geräuschbelastung im Bereich des Trafos vermindert werden.

Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung, in welcher lediglich eine einzige bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer besonders bevorzugten

Ausführungsform eines Dimmers 1 mit einem elektrischen Eingang 2 und einem elektrischen Ausgang 3, wobei der Dimmer 1 eine Dimmschaltung 4 zur vorgebbaren und veränderbaren Begrenzung der an den Ausgang 3 abgebbaren elektrischen Leistung aufweist, wobei der Dimmer 1 ein vorgebbar ansteuerbares Relais 5 aufweist, und dass Schaltkontakte 6 des Relais 5 schaltungstechnisch seriell zu der Dimmschaltung 4 angeordnet sind.

Dadurch kann der Energieverbrauch eines Dimmers 1 verringert werden. Dadurch kann eine galvanische Trennung des Leuchtmittels bzw. eines anderen Verbrauchers oder Last 14 vom Energieversorgungsnetz erreicht werden. Dadurch kann der Energieverbrauch durch einen Dimmer 1 vermindert werden. Dadurch kann die Netzbelastung und die Belastung für die Umwelt gesenkt werden, indem an sich unnötige Energieverschwendung vermindert wird. Dadurch kann die Lebensdauer eines Dimmers 1 und eines nachgeschalteten Verbrauchers erhöht werden. Dadurch kann - bei Verwendung eines Trafos - die Geräuschbelastung im Bereich des Trafos vermindert werden.

Dimmer 1 sind elektrische bzw. elektronische Vorrichtungen um die an einer nachgeschalteten Last 14, meist ein Leuchtmittel, abgegebene bzw. von diesem aufnehmbare elektrische Leistung vorgebbare veränderbar zu begrenzen.

Ein gegenständlicher Dimmer 1 weist wenigstens einen elektrischen Eingang 2 und wenigstens einen elektrischen Ausgang 3 auf. Als Eingang 2 bzw. Ausgang 3 wird dabei jeweils die Gesamtheit der funktional jeweils erforderlichen Anschlüsse bezeichnet. So besteht der Eingang 2 typisch aus einem oder zwei Leitern L bzw. L und N bzw. den entsprechenden Kontaktstücken, während der Ausgang 3 üblicherweise einen Leiter bzw. einen entsprechenden Anschluss umfasst. Der Eingang 2 wie auch der Ausgang 3 können dabei hinsichtlich der Anschlüsse unterschiedlich ausgebildet sein, wobei bevorzugt

Schraubanschlussklemmen oder Steckklemmen, insbesondere für nackte Kabelenden, vorgesehen sind, um den Dimmer 1 mittels elektrischer Verbindungsleitungen mit einem elektrischen Netz bzw. einer elektrischen Last 14 zu verbinden.

Der Dimmer 1 weist weiters eine Dimmschaltung 4 auf, zur vorgebbaren und veränderbaren Begrenzung der an den Ausgang 3 abgebbaren elektrischen Leistung. Die Dimmschaltung 4 weist bevorzugt einen Steuerteil 8 und einen Leistungsteil 9 auf, wobei diese Teile auch wenigstens bereichsweise kombiniert ausgeführt sein können.

Der Leistungsteil 9 ist dabei der Teil der Dimmschaltung 4, welcher dazu vorgesehen und auch ausgebildet ist, die vom Ausgang 3 abgebbare Leistung vorgebbar zu begrenzen. Der Leistungsteil 9 ist dabei schaltungstechnisch zwischen dem Eingang 2 und dem Ausgang 3 angeordnet. Bevorzugt ist der Leistungsteil 9 als Halbleiterschaltungsanordnung 10 ausgebildet, wobei unterschiedliche Anordnungen und Ausführungen vorgesehen sein können. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst die

Halbleiterschaltungsanordnung 10 zwei Halbleiterelemente 15, 16. Parallel zu diesen ist ein serielles RC-Glied angeordnet, zur Unterdrückung einer allfälligen Schwingneigung, bzw. zur Reduktion elektrischer Störungen, wie etwa Spannungsspitzen aufgrund von

Schaltvorgängen.

Die nachführend genauer beschriebene gegenständliche Erfindung weist u.a. den Vorteil auf, dass diese unabhängig vom inneren Aufbau des Leistungsteils 9 auf unterschiedliche Arten von Dimmern 1 anwendbar ist, und nicht auf einen einzelnen, ganz bestimmten Typ von Leistungsteil 9 einer Dimmschaltung 4 beschränkt ist. Der Leistungsteil 9 wird von dem Steuerteil 8 der Dimmschaltung 4 angesteuert. Der

Leistungsteil 9 und der Steuerteil 8 sind hiezu vorzugsweise schaltungstechnisch verbunden. Der Steuerteil 8 ist weiters bevorzugt mit einem Eingabemittel 11 schaltungstechnisch verbunden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Eingabemittel 11 als elektronisches Eingabemittel 11, etwa als Touchscreen, Sensortaste oder manuellem Steller bzw. Impulsgeber ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich hiezu, kann das Eingabemittel 11 als, insbesondere drahtlose, Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sein. Bevorzugt ist dabei die Ausbildung der Kommunikationsschnittstelle als Infrarotschnittstelle und/oder als Funkschnittstelle, insbesondere als GSM-Schnittstelle, vorgesehen, aber auch

leitungsgebunde Schnittstellen, etwa gemäß EIB oder USB, können vorgesehen sein.

Der Steuerteil 8 ist bevorzugt als elektronische Schaltungsanordnung ausgebildet, welche bevorzugt wenigstens einen speicherprogrammierbaren Logikbaustein und/oder

MikroController umfassen kann. Der Steuerteil 8 ist dazu vorgesehen und ausgebildet den Leistungsteil 9 in Abhängigkeit der, durch das Eingabemittel 11 empfangenen Befehle zu steuern. Hiezu ist vorgesehen, dass der Steuerteil 8 entsprechend ausgebildet ist, die eingehenden Befehle entsprechend auf ein Steuersignal, welches an den Leistungsteil 9 übermittelt wird, abzubilden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Steuerteil 8 eine Treiberstufe aufweist, zur Ansteuerung des Leistungsteils 9.

Der tatsächliche Aufbau des Steuerteils 8 bzw. dessen schaltungstechnische Ausführung kann auf vielfältige Weise erfolgen, und es ist ein besonderer Vorteil der gegenständlichen

Erfindung, dass diese unabhängig vom inneren Aufbau des Steuerteils 8 auf unterschiedliche Arten von Dimmern 1 anwendbar ist, und nicht auf einen einzelnen, ganz bestimmten Typ von Steuerteil 8 einer Dimmschaltung 4 beschränkt ist.

Wie vorstehend erwähnt weist der Eingang 2 in der Regel einen oder zwei Anschlüsse auf, entsprechend der hauptsächlich verbreiteten zwei Typen moderner Dimmer 1, welche auch als Zweidraht-Dimmer bzw. Dreidraht-Dimmer bezeichnet werden. Bei Zweidraht-Dimmern, ist vorgesehen, dass der Steuerteil 8 die zu dessen Versorgung erforderliche Energie dem zu steuernden bzw. zu dimmenden Stromfluss entnimmt. Ein derartiger Dimmer 1 ist vollständig serial zu der zu steuernden Last 14 angeordnet. Solche Dimmer 1 weisen eingangseitig einen Anschluss für einen stromführenden Leiter, daher eine Phase bzw. ein Außenleiter L, auf, und ausgangseitig einen Anschluss für die Last 14. Alternativ hiezu ist bei Dreidraht-Dimmern 1 , wie auch bei der in der einzigen Figur dargestellten bevorzugten Ausführungsform, vorgesehen, dass eingangseitig neben dem Anschluss für den stromführenden Außenleiter L auch ein Anschluss für einen Neutralleiter N vorgesehen ist. Weiters weist ein gegenständlicher Dimmer 1 bevorzugt ein Netzteil auf, zur Versorgung des Steuerteils 8 mit Niederspannung. Das Netzteil ist in der Figur nicht dargestellt.

Es ist vorgesehen, dass der Dimmer 1 ein vorgebbar ansteuerbares Relais 5 aufweist, und dass Schaltkontakte 6 des Relais 5 schaltungstechnisch seriell zu der Dimmschaltung 4 angeordnet sind. Durch das Relais 5 kann eine vollständige galvanische Trennung der Last 14 vom Dimmer 1 erzielt werden.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Schaltkontakte 6 des Relais 5 sowohl - hinsichtlich der Last 14 - vor als auch nach der Dimmschaltung 4 angeordnet sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schaltkontakte 6 des Relais 5 schaltungstechnisch zwischen der

Dimmschaltung 4 und dem Ausgang 3 angeordnet sind. Dadurch liegt auch bei geöffneten Schaltkontakten 6 weiterhin Netzspannung an der Dimmschaltung 4 an, wodurch diese weiterhin voll nutzbar ist. Bei Zweidraht-Dimmern ist bevorzugt vorgesehen, zur

Überbrückung eines stromlosen Zustandes einen Energiespeicher in dem Dimmer 1 anzuordnen, beispielsweise einen Akku oder einen Kondensator, etwa einen Supercap.

Das Relais 5 ist dazu vorgesehen, einen Stromfluss zur Last 14 zu verhindern, wenn die Last 14 ohnedies nicht betrieben werden soll, daher in Zuständen in denen der Leistungsteil 9 den Stromfluss in Richtung Last 14 so weit als möglich minimiert bzw. im angestrebten Idealfall gar kein Strom in Richtung Last 14 über den Leistungsteil 9 fließen sollte.

Das Relais 5 weist dabei wenigstens eine Steuerwicklung 7 auf, durch deren Ansteuerung, daher indem diese bevorzugt mit Strom versorgt wird, ein Paar Schaltkontakte 6 des Relais 5 getrennt werden. Es können unterschiedliche Arten von Relais 5 zum Einsatz kommen, daher auch solche, welche die Schaltkontakte 6 trennen, wenn ein Stromfluss durch die

Steuerwicklung 7 unterbunden wird.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuerwicklung 7 des Relais 5 mit der Dimmschaltung 4 schaltungstechnisch verbunden ist, insbesondere dass die Steuerwicklung 7 mit dem Steuerteil 8 der Dimmerschaltung 4 schaltungstechnisch verbunden ist. Dadurch ist es möglich das Relais 5 mittels der Dimmschaltung 4 bzw. insbesondere deren Steuerteil 8 zu steuern.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerwicklung 7 des Relais 5 schaltungstechnisch mit dem Eingabemittel 11 verbunden ist, wodurch eine manuelle Steuerung des Relais 11 möglich ist. Dies kann in einzelnen Anwendungsfällen vorteilhaft sein, etwa wenn ein abruptes und vollständiges Unterbinden einer Lichtemission durch ein nachgeschaltetes Leuchtmittel erforderlich ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerwicklung 7 sowohl mit dem Eingabemittel 11 als auch dem Steuerteil 8 verbunden ist, etwa über ein logisches ODER-Gatter. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Steuerteil 8 der Dimmschaltung 4 ausgebildet ist, bei

Ausgabe eines vorgebbaren Abschalt-Signals an den Leistungsteil 9 die Steuerwicklung 7 des Relais 5 zur Öffnung der Schaltkontakte 6 anzusteuern. Dadurch kann eine galvanische Trennung der Last 14 von dem Dimmer 1 erreicht werden, ohne dass hiefür weitere

Handlungen als die zur Helligkeitsregelung bereits gewohnten von einem Benutzer erforderlich sind.

Das Abschalt-Signal ist dabei das Signal, welches vom Steuerteil 8 an den Leistungsteil 9 übermittelt wird, um den Stromfluss über diesen so weit als möglich zu minimieren bzw. im Idealfall vollständig zu unterbinden. Das Abschalt-Signal wird dabei vom Steuerteil 8 in Reaktion auf eine Eingabe über das Eingabemittel 11 erzeugt und an einem Ausgang, der mit dem Leistungsteil 9 verbunden ist, ausgegeben. Gleichzeit, bzw. geringfügig zeitverzögert, mit der Erzeugung und Ausgabe dieses Abschalt-Signals ist vorgesehen, ein Schaltsignal zu erzeugen und an die Steuerwicklung 7 abzugeben. Die tatsächliche Umsetzung und

Ausbildung sowohl des Abschalt-Signals als auch des Steuersignals sind abhängig von der jeweiligen Ausbildung des Leistungsteils 9 als auch des verwendete Relaistyps. Gemäß einer einfachen Ausführung der gegenständlichen Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Abschalt-Signal Null Volt beträgt, und der entsprechende Ausgang hinsichtlich dessen Spannung überwacht wird, etwa mit einer einfachen

Komparatorschaltung, welche bei erkennen des Abschalt-Signals einen Ausgang zur

Steuerwicklung 7 freischaltet. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Relais 5 als Halbleiterschalter ausgebildet ist. Dadurch kann zwar keine galvanische Trennung erreicht werden, jedoch kann dadurch ein allfälliger Reststrom sehr äußert gering gehalten werden, sodass je nach Art des nachgeschalteten Lampentyps kein Leuchten desselben erfolgt.