Beschreibung

EMV-Verbesserung durch HF-Absorption in Leuchten und EVGs

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Leuchte mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) und auf ein EVG als solches, bei denen die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verbessert ist.

Stand der Technik

Bei Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten und auch bei elektroni- sehen Vorschaltgeräten als solchen kann es zu Störungen im Hochfrequenzbereich, insbesondere zwischen 20 und 30 MHz, kommen. Diese Störungen sind durch Resonanzerscheinungen zwischen geerdeten Metallteilen der Leuchte oder des Vorschaltgerätes und der gerätenahen Umgebung bedingt, wobei die Induktivität der Erdleiterzuleitung (PE) und die kapazitive Kopplung zwischen den Metallteilen des Leuchtengehäuses, des Vorschaltgerätgehäu- ses und der Umgebung eine besondere Rolle spielen. Diese Störungen verschlechtern die EMV-Qualität und können zu Schwierigkeiten bei der Einhaltung von EMV-Anforderungen führen.

Bekannt sind schaltungstechnische Maßnahmen im EVG zur Minderung sol- eher Störungen, die einen gewissen Aufwand bedeuten.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Leuchte mit integriertem EVG und ein EVG selbst anzugeben, die eine bzgl. solcher Resonanzerscheinungen im Hochfrequenzbereich verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit zeigen.

Dieses Problem wird gelöst durch eine Leuchte mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät, gekennzeichnet durch ein Dämpfungselement aus

Hochfrequenzstrahlung absorbierendem Material, das dazu ausgelegt ist, durch Hochfrequenzstrahlungsabsorption Hochfrequenzströme in einer Leitung der Leuchte zwischen einer PE-Anschlussklemme der Leuchte und einem Masseanschluss in der Leuchte zu dämpfen,

sowie ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Lampe, gekennzeichnet durch ein entsprechendes Dämpfungselement, das dazu ausgelegt ist, Hochfrequenzströme in einer Leitung des Vorschaltgerätes zwischen einer PE- Anschlussklemme des Vorschaltgerätes und einem Masseanschluss in dem Vorschaltgerät zu dämpfen.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Begriff "Leuchte" bezieht sich hier übrigens im Unterschied zu dem Begriff "Lampe" nicht auf ein Leuchtmittel als solches, also den für die eigentliche Lichterzeugung zuständigen Verbrauchsartikel, sondern auf eine Beleuch- tungsvorrichtung mit einem oder zur Aufnahme eines Leuchtmittels, also einer Lampe. Eine Leuchte weist also ein Gehäuse und häufig einen Schirm, einen Reflektor, transluzente Abdeckgläser u. ä. auf.

Die Grundidee der Erfindung liegt darin, in der Leuchte bzw. in dem Vorschaltgerät ein Dämpfungselement vorzusehen, das durch materialspezifi- sehe hochfrequenzdämpfende Eigenschaften in dem interessierenden Frequenzbereich Hochfrequenzstrahlungsverluste erzeugt und damit störende Resonanzerscheinungen dämpft und in ihrer Amplitude verringert. In Betracht kommen hierbei insbesondere Materialien mit passenden magnetischen Eigenschaften, die durch magnetische HF-Verluste dämpfen können. Dies gilt besonders für ferromagnetische keramische Werkstoffe, insbesondere auch aus Eisenoxid, die auch als Dämpfungsferrite bekannt sind.

Ein solches Dämpfungselement soll dabei vorzugsweise nicht in den Leiter selbst integriert sein - den Ferriten würde es dazu auch an der Leitfähigkeit

fehlen - sondern lediglich in der Nähe des Leiters angebracht sein. Vorzugsweise umgibt das Dämpfungselement den Leiter, indem es sich um einen Körper mit einer Durchtrittsöffnung handelt. In Betracht kommen insbesondere sog. Perlen, also kleine kugelähnliche Körper mit einer Bohrung, Ringe, oder kleine Röhrchen.

Die zu dämpfende Leitung liegt im Fall des für sich beanspruchten Vor- schaltgerätes zwischen der PE-Anschlussklemme des Vorschaltgerätes und dem Massekontakt an dem Vorschaltgerätegehäuse oder einem entsprechenden Teil davon. Damit müssen die an den Resonanzerscheinungen be- teiligten Leitungsströme durch diese Leitung laufen.

Im Fall der Leuchte unterscheidet sich die PE-Anschlussklemme der Leuchte insgesamt häufig von der PE-Anschlussklemme des in der Leuchte integrierten Vorschaltgerätes oder weist das Vorschaltgerät möglicherweise auch keine eigene PE-Anschlussklemme auf. Vorzugsweise liegt die von dem Dämpfungselement zu dämpfende Leitung hier zwischen der PE- Anschlussklemme der Leuchte und dem Massekontakt eines für die Resonanzerscheinungen mit verantwortlichen Leuchtengehäuseteils oder des Leuchtengehäuses insgesamt. Kapazitäten, die mit dem Leuchtengehäu- se(teil) verknüpft sind und an den Resonanzerscheinungen teilhaben, bedin- gen dann gedämpfte Ströme durch diese Leitung.

Andererseits kann auch ein leitendes Gehäuse des integrierten Vorschaltgerätes an wesentlichen Kapazitäten beteiligt sein, so dass es ebenfalls bevorzugt ist, dass die Leitung zwischen der PE-Anschlussklemme der Leuchte und dem Massekontakt des Vorschaltgerätegehäuses liegt. Bevorzugt ist beides der Fall. Insbesondere kann der Vorschaltgerätemassekontakt zu dem Leuchtengehäuse(teil) erfolgen, so dass schon durch ein Dämpfen der Leitung zwischen der PE-Anschlussklemme der Leuchte und dem Massekontakt an dem Leuchtengehäuse(teil) auch die Ströme zu dem Vorschaltgerätegehäuse mit erfasst sind.

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In allen Varianten der Erfindung ist es grundsätzlich bevorzugt, das Dämpfungselement in die Anschlussklemme zu integrieren. Wenn bislang davon die Rede war, dass das Dämpfungselement eine Leitung zwischen der PE- Anschlussklemme und einem bestimmten Massekontakt dämpfen soll, so meint der Ausdruck "zwischen" den Bereich ab dem eigentlichen Anschlusskontakt für die externe Leitung. Bei der bevorzugten Integration in die Klemme ist gemeint, dass das Dämpfungselement in dem Anschlussklemmenkör- per integriert sein soll, also beispielsweise bei einer üblichen Lüsterklemme in der Nähe des leitenden Stücks zwischen dem Anschlusskontakt für die externe Leitung und dem internen Anschlusskontakt, und zwar insbesondere in einer dieses leitende Stück umschließenden Form. Der Begriff "integriert in" meint hier also, dass das Dämpfungselement in dem Bauteil einschl. seiner isolierenden Halterung enthalten oder gehalten sein soll, so dass es zusammen mit und in der Klemme vom Leuchtenhersteller oder Vorschaltgerä- tehersteller montiert und möglicherweise sogar bereits eingekauft werden kann.

Kurze Besch reibu ng der Zeichnung(en)

Figur 1 - 3 zeigen drei erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen mit einer Leuchtenanschlussklemme mit integriertem Dämpfungselement.

Figur 4 zeigt ein Störspektrum einer Leuchte mit elektronischem Vor- schaltgerät ohne Dämpfung der hochfrequenten Störungen.

Figur 5 zeigt ein Störspektrum einer Leuchte mit elektronischem Vor- schaltgerät und mit erfindungsgemäßer Leuchtenanschlussklemme mit integriertem Dämpfungselement in der Schaltung nach Figur 1 .

Bevorzugte Ausfüh ru ng der Erfi ndung

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer Leuchtenanschlussklemme LK mit integriertem Dämpfungselement F für eine

Leuchte mit elektronischem Vorschaltgerät EVG. Das Dämpfungselement F ist eine hochfrequenzabsorbierende Ferritperle und in der Leuchtenan- schlussklemme selbst integriert. Sie liegt dabei auf der leitenden Verbindung zwischen dem Klemmanschlusskontakt für die externe PE-Netzzuleitung ei- nerseits und einer internen Leitung, die zu dem Leuchtengehäuse führt. Das Leitungsstück mit dem Dämpfungselement F ist also zwischen das Leuchtengehäuse und den Erdleiter PE geschaltet, wobei hier das elektronische Vorschaltgerät EVG über das Leuchtengehäuse (oder auch eine Leitung) und schließlich das Dämpfungselement mit dem Erdleiter PE verbunden ist. Bei dieser Schaltungsanordnung absorbiert das Dämpfungselement F das Störspektrum, das aus den Resonanzschwingungen des Leuchtengehäuses und des Gehäuses des elektronischen Vorschaltgerätes, insbesondere aus den kapazitiven Kopplungen zwischen dem Leuchtengehäuse und der Umgebung, resultiert, und dämpft auf diese Art die hochfrequenten Störungen.

Figur 2 zeigt eine Modifikation der Schaltungsanordnung gemäß Figur 1. Hier ist die Ferritperle ebenfalls in der Leuchtenanschlussklemme integriert, jedoch nur auf eine PE-Anschlussleitung gesetzt, mit der das Vorschaltgerät EVG über die Leuchtenanschlussklemme an die externe PE-Leitung angeschlossen ist. Das Gehäuse der Leuchte ist entweder, wie gezeichnet, davon unabhängig an die externe PE-Zuleitung angeschlossen oder könnte bei diesem Ausführungsbeispiel auch ganz ohne Massekontakt ausgestaltet sein, beispielsweise im Fall einer Kunststoffleuchte. Hier spielt also die kapazitive Einflussnahme des Leuchtengehäuses keine entscheidende Rolle und ist bei der erfindungsgemäßen Dämpfung nicht berücksichtigt.

Umgekehrt ist bei der Variante aus Figur 3 durch die ebenfalls in die Leuchtenanschlussklemme integrierte Ferritperle F lediglich eine leitende Brücke zu der Leitung zu dem Massekontakt des Leuchtengehäuses betroffen. Da das Vorschaltgerät EVG hier im Gegensatz zu der Variante aus Figur 1 über eine Zuleitung zu der Leuchtenanschlussklemme an die externe PE-Leitung angeschlossen ist und diese Zuleitung nicht durch die Ferritperle mit erfasst

wird, ist hier der kapazitive Einfluss des EVG-Gehäuses nicht mit berücksichtigt. Er kann in Einzelfällen unwesentlich sein. Es könnte auch, abweichend von der Figur, aufgrund der Erdung des Leuchtengehäuses auf ein leitendes und geerdetes EVG-Gehäuse verzichtet worden sein. Es könnte aber natür- lieh auch eine zweite oder eine gemeinsame Ferritperle für beide Gehäusemassezuleitungen vorhanden sein.

Figur 4 zeigt ein Störspektrum (in dBμV bei 50 ω) einer Leuchte mit elektronischem Vorschaltgerät ohne Dämpfungselement und somit ohne hochfrequente Entstörung. In Figur 4 sind darüber hinaus die einzuhaltenden Norm- wertekurven für die Quasi- Peak- (QP) und Average-Werte (AV) eingezeichnet. Die ermittelten Störpegel überschreiten im Frequenzbereich von 10 bis 30 MHz deutlich die einzuhaltenden Normwerte bzgl. der Quasi- Peak- (60 dBμV) und Average-Werte (50 dBμV), wobei die überschreitungen bei ungefähr 5 dBμV liegen.

Figur 5 zeigt ein Störspektrum derselben Leuchte mit elektronischem Vorschaltgerät mit Leuchtenanschlussklemme und integriertem Dämpfungselement mit einer Schaltungsanordnung nach Figur 1. Die im Frequenzbereich zwischen 10 und 30 MHz vorgeschriebenen Normwerte bzgl. Quasi- Peak- (QP) und Average-Werten (AV) werden unterschritten, wobei die Unter- schreitungen bei ungefähr 5 dBμV liegen.