DE2932702A1 - Schaltung zum bilden eines zusammengesetzten signals - Google Patents

Schaltung zum bilden eines zusammengesetzten signals

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DE2932702A1
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circuit
circuits
lamp
voltage
forming
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DE19792932702
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Eric Lambert Hendrik Nuver
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3927—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/64—Generators producing trains of pulses, i.e. finite sequences of pulses
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    • H03K3/70—Generators producing trains of pulses, i.e. finite sequences of pulses by interrupting the output of a generator time intervals between all adjacent pulses of one train being equal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

Description

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 932ο/79 - Seite 929327021
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Dimmerschaltungen für Beleuchtungssysteme mit mehreren Lampen, von denen einige anders als andere gedimmt werden sollen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen solchen Dimmer, der in Verbindung mit verschiedenen Hochfrequenzsteuerspannungen arbeitet, die über eine gemeinsame Leitung übertragen werden können.
Es ist eine sehr weitverbreitete Technik, durch äußere Steuerung ein Dimmen von Lampenschaltungen zu bewirken. Bei einem System, das zum Dimmen einer Hochintensitäts-Gasentladungslämpe, die mit einem Ballastelement zusammenarbeitet, sich als sehr nützlich erwiesen hat, wird für wenigstens teilweise Stromüberbrückung des Ballastelements gesorgt. Diese Stromüberbrückung wird allgemein durch das Steuern eines torgesteuerten Halbleiters bewirkt.
Eine Beschreibung des Betriebes findet sich z.B. in US-PS 3 816 794 und US-PS 3 894 265 sowie in einer Patentanmeldung des Erfinders "Optocoupler Dimmer Circuit for High Intensity, Gaseous Discharge Lamp", die am 18. Juli 1979 für die USA unterschrieben bzw. eingereicht wurde.
Die Systeme, die hier beschrieben sind, verwenden dieselben Ursprungssignale, um mehr als eine Lampe zu betreiben. Daher werden diese Lampen im selben Ausmaß
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Af
gedimmt oder in dem Ausmaße gedimmt, wie veränderbare Schaltungskomponenten bei den verschiedenen Lampen vorgesehen sind. Wenn verschiedene Dimmersteuersignale für verschiedene Lampen erzeugt werden, werden diese getrennt übertragen.
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Dimmen zu erreichen, wobei eine Lampe anders als eine zweite Lampe eingestellt wird, indem zwei Steuersignale über eine gemeinsame Leitung von einem gemeinsamen Ursprungspunkt aus übertragen werden.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein verbessertes Dimmen bewirkt, um eine Hochintensitäts-Gasentladungslampe (HID-Lampe) anders als eine andere einzustellen, indem zwei Steuersignale mit einer gemeinsamen Hochfrequenz erzeugt werden, wobei die Signale in Reihen auftreten, die dazu geeignet sind, einen Betrieb in einem erlaubten Zündwinkel der Netzspannung zu bewirken, um eine teilweise Stromüberbrückung des Ballastes zu erreichen, wobei jedoch die beiden Hochfrequenzsignale zeitlich überlappen können.
Durch die Erfindung werden zwei Hochfrequenzspannungen unterschiedlicher Polarität, aber gemeinsamer Frequenz geschaffen, wobei das zeitliche Auftreten jeder Spannung durch Einstellung eines Gleichspannungspegels einstellbar ist. Die zwei Spannungen sind für eine gleichzeitige übertragung auf einer gemeinsamen Leitung geeignet. Das zeitliche Auftreten dieser Spannungen darf zu Überlappungen führen. Die Spannungen sind bezüglich ihres zeitlichen Verlaufes vorzugsweise so gewählt, daß sie während des erlaubten Zündwinkels auftreten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt ein Potentiometer eine Spannung, die an einen Zeitgeber angeschlossen wird,
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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9320/79 - Seite: 1il;""
in den auch die Netzspannung eingegeben wird. Das Ausgangssignal des Zeitgebers wird an ein Differenzierelement und dann an einen zweiten Zeitgeber angelegt, an dessen zweiten Eingang ein feststehender Gleichspannungspegel angeschlossen ist. Durch den zweiten Zeitgeber wird ein Ausgangssignal erzeugt, das ein Rechteckwellenpuls ist, der zu einer ausgewählten Teit T1 innerhalb des erlaubten Zündwinkels auftritt. Durch eine ähnliche Schaltung wird unabhängig davon ein Ausgangssignal erzeugt, das ein Rechteckwellenpuls ist, der zum ausgewählten Zeitpunkt T2 innerhalb des erlaubten Zündwinkels auftritt.
Durch einen Oszillator wird ein Ausgangssignal an eine erste NAND-Schaltung für die ersten Rechteckwellenpulse abgegeben. In der Art eines Zerhackers wird ein Ausgangssignal mit der Frequenz des Oszillators über die Periode der ersten Rechteckwelle abgegeben.
Ein komplenentäres Oszillatorausgangssignal wird an eine zweite NAND-Schaltung mit dem zweiten Rechteckwellensignal angelegt, um ein Ausgangssignal bei der Frequenz des Oszillators über die Periode der zweiten Rechteckwelle zu bilden, wobei die Hochfrequenzperioden genau 180° phasenverschoben zu denen der ersten NAND-Schalung bzw. zwischen den Perioden dieser NAND-Schaltung auftreten.
Eine der zerhackten Hochfrequenzspannungen wird invertiert und an eine UND-Schaltung zusammen mit der anderen der zerhackten Hochfrequenzschaltungen angelegt. Da die Perioden einer Hochfrequenz genau zwischen den Perioden der anderen liegen, so kann die Zeitdauer der einen Rechteckwelle ruhig mit der Zeitdauer der anderen Rechteckwelle überlappen, ohne daß störende gegenseitige Beeinflussungen auftreten.
Die beschriebenen zusammengesetzten Spannungen können zu den Lampenschaltungen weitergeleitet werden, bei denen die
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Signale für die Dimmersteuerung verwendet werden. Diese Weiterleitung kann entweder in getrennten Leitungen oder unter Benutzung der Leitungen stattfinden, die zum Anlegen der Netzspannung verwendet werden. Bei einer Lampenschaltung wird das Signal von unerwünschten Signalen getrennt, einschließlich des Hochfrequenzsignales der Polarität, die nicht verwendet werden soll. Dies geschieht in einer Filterschaltung, die auch eine Signale unerwünschter Polarität beseitigende Diode aufweist. Das resultierende Signal kann dann z.B. bei einer Art von HID-Lampenschaltung dazu benutzt werden, die Steuerung eines torgesteuerten Halbleiters zu bewirken, der so geschaltet ist, daß wenigstens eine teilweise überbrückung eines Ballastelementes durch ihn bewirkt werden kann. Die Schaltung kann jedoch auch bei anderen Typen von HID-Lampenschaltungen oder Schaltungen mit Lampen anderer Typen ohne ein solches Ballastelement Verwendung finden, um ein Dimmen auf andere Weise zu bewirken. In ähnlicher Weise wird ein anderes Hochfrequenzsignal entgegengesetzter Polarität erzeugt, um das Dimmen einer Lampe oder mehrerer Lampen in einer anderen Dimmerschaltung zu steuern.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig.1 ein Blockschema einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig.2 den zeitlichen Verlauf des Signales, das durch die Schaltung der Fig.1 erzeugt wird;
Fig.3 ein Schaltschema des Teiles der Schaltung zur Steuerung der Lampe einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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. .
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Fig.4 einen Teil der Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in der die zusammengesetzten Signale erzeugt werden.
In der vom Erfinder am 18. Juli 1978 für die USA unterzeichneten bzw. dort eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel "Optocoupler Dimmer Circuit for High Intensity, Gaseous Discharge Lamp", die auf die Anmelderin übertragen ist, wird das Dimmen einer Hochintensitäts-Gasentladungslampe (HID-Lampe) unter Benutzung einer Optokopplerverbindung beschrieben. Die dort beschriebenen Schaltungen verwenden im wesentlichen eine Optokopplerverbindung, um einen torgesteuerten Halbleiter zu steuern, durch den wiederum wenigstens teilweise Überbrückung eines Ballastelementes bewirkt wird, das mit der HID-Lampe verbunden ist. Wenn der Strom um einen Teil des Ballastelementes herumgeleitet wird, z.B. um eines der beiden in Reihe geschalteten Elemente oder Windungen, so liegt der Strom für volle Helligkeit an der Lampe an. Wird der Strom nicht herumgeleitet, so ist die gesamte induktive Last mit der Lampe verbunden, wodurch der Lampenstrom bis auf den Strom zum völligen Dimmen der Lampe abgesenkt wird. In der Praxis findet eine überbrückung nur während eines Teils jeder Periode der an die Lampe angelegten Spannung statt, wenn ein volles Dimmen nicht erwünscht wird. Die Zeitdauer der Überbrückungszeit bestimmt das Ausmaß des Dimmens. Die zeitliche Einstellung der überbrückung findet während des erlaubten Betriebswinkels für das Zünden statt, der im allgemeinen weder in den ersten 30° der Halbwelle der Lampenspannung noch in den letzten 30° dieser Halbwelle liegen darf.
Eine deutlichere Beschreibung des zeitlichen Betriebes ist in US-PS 3 816 794 und US-PS 3 894 265 sowie in der oben erwähnten Patentanmeldung gegeben. Diese Schriften bzw. die Anmeldung werden ausdrücklich für die Offenbarung in der vorliegenden Anmeldung herangezogen.
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Die gerade beschriebene beispielshafte Dimmeranordnung ist nur eine Methode, um eine HID-Lampe zu dimmen. Die erfindungsgemäße Schaltung kann sowohl in Verbindung mit einer solchen Schaltung oder mit Dimmerschaltungen anderen Typs für HID-Lampen oder andere Lampen verwendet werden.
Ein Optokoppler ist eine optisch isolierte Treibereinrichtung mit einem Treiberteil, der mit dem Tor des torgesteuerten Halbleiters verbunden ist. Typischerweise ist diese Treibereinrichtung ein Phototransistor, ein Phototriac, Photo- Feldeffekttransistor, eine Photodiode oder ein Photo-SCR. Der Optokoppler weist auch einen Empfängerteil auf, der optisch mit dem Treiberteil verbunden ist, um den Treiberteil während gewünschten Zeitintervallen einzuschalten, um den torgesteuerten Halbleiter zu steuern. Eine ausführlichere Beschreibung des Betriebes des Optokopplers kann in der oben genannten Patentanmeldung gefunden werden.
In Fig.1 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung gezeigt, die für die Torsteuerung erfindungsgemäß verwendet werden kann. Eine einstellbare Gleichspannung wird durch das Potentiometer 10 bestimmt, das mit dem Zeitgeber 12 verbunden ist, der auch mit der Netzspannung verbunden ist, nachdem diese einer Vollwellengleichrichtung ausgesetzt ist. Diese Gleichspannung dient als Bezugsspannung. Außer dem Potentiometer 10 kann auch ein anderes Element für die Zeitsteuerung verwendet werden. Beim Betrieb wird die Zeit durch die Länge der Zeit bestimmt, die eine angelegte Spannung benötigt, um ein vorbestimmtes Spannungsniveau zu erreichen, das zum Betätigen des Zeitgebers 12 ausreichend ist.
Der Zeitgeber 12 ist typischerweise ein üblicher Zeitgeber Modell 555, der durch viele Hersteller hergestellt wird.
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Ein angelegtes Differenzsignal erzeugt ein Ausgangssignal erster Polarität oder hoher Spannung. Ein entgegengesetztes Ausgangssignal oder ein Signal niedriger Spannung
wird anschließend nach einem Zeitintervall abgegeben, das durch die angelegte Gleichspannung bestimmt wird. Auf diese Weise wird also ein Signal vom Zeitgeber 12 während
jeder Halbperiode der Netzspannung erzeugt. Die Netzspannung ist an einen (nicht gezeigten) Gleichrichter angelegt, durch den ein vollwellengleichgerichtetes Eingangssignal an den Zeitgeber 12 angelegt wird, um das Ausgangssignal erster Polarität zu erzeugen. Das Ausgangssignal
zweiter Polarität wird danach gebildet, und zwar bestimmt durch die Spannungseinstellung des Potentiometers 10. Eine Einstellung auf eine verhältnismäßig hohe Spannung bewirkt, daß das Ausgangssignal entgegengesetzter Polarität kurz nach Auftreten des Ausgangssignales erster Polarität auftritt. Die Einstellung auf eine verhältnismäßig niedrigere Spannung führt dazu, daß das Ausgangssignal entgegengesetzter Polarität um eine proportionale Zeit später auftritt.
Der Rechteckwellenausgang vom Zeitgeber 12 wird an einen
Differentiator 14 gelegt. Jedesmal, wenn ein Polaritätswechsel im Ausgangssignal des Zeitgebers 12 auftritt, so
tritt ein spitzenförmiger Ausgangspuls vom Differentiator auf. Ein zum negativen verlaufender Polaritätswechsel erzeugt einen negativen Spitzenpuls.
Eine Gleichspannung verhältnismäßig konstanten Pegels
wird an den Zeitgeber 16 als ein Eingangssignal und der
Spitzenpulsausgang vom Differentiator 14 wird an den anderen Eingang des Zeitgebers 16 gelegt, der in diesem
Fall der Referenzeingang ist. Es sollte festgehalten werden, daß der Zeitgeber 16 nur empfindlich auf Spitzenpulse einer Polarität ist. Durch den Zeitgeber 16 werden da-
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.. .16
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her die Spitzenpulse nicht berücksichtigt, die bei der Nullreferenzzeit des Zeitgebers 12 auftreten. Da eine konstante Gleichspannung als anderer Eingang angelegt ist, ist der Ausgang ein Rechteckwellenpuls gleichförmiger Breite, der zu einem Zeitpunkt beginnt, der durch die Einstellung des Potentiometers bestimmt wird.
Der Hochfrequenzoszillator 18, der bei einer Frequenz irgendwo im Bereich zwischen einigen kHz und 1 MHz betrieben werden kann, ist mit seinem Ausgang mit einem Eingang der NAND-Schaltung 20 verbunden. Der Rechteckwellenausgang vom Zeitgeber 16 ist mit dem anderen Eingang der NAND-Schaltung 20 verbunden. Das resultierende Ausgangssignal ist eine zerhackte Rechteckwelle, die mit der Frequenz des Oszillators 18 zerhackt ist und die zum Zeitpunkt T1 auftritt, wie dies in Fig.2 gezeigt ist.
In ähnlicher Weise ist eine variable Zeitsteuerung 22 als ein Eingang an den Zeitgeber 24 angelegt, dessen anderes Eingangssignal die vollwellengleichgerichtete Netzspannung ist. Der Ausgang des Zeitgebers 24 ist mit dem Differentiator 26 verbunden, dessen Ausgang mit dem Zeitgeber 28 verbunden ist. An den anderen Eingang des Zeitgebers 28 ist eine konstante Gleichspannung angelegt. Das Rechteckwellenausgangssignal, das zur Zeit T2 auftritt, wird an die NAND-Schaltung 30 gelegt. Das Ausgangssignal des Oszillators 18 wird an den Inverter 33 gelegt, dessen Ausgangssignal dann an die NAND-Schaltung 30 gelegt wird. Hierdurch werden die negativen Perioden des Ausgangs vom Inverter 33 an dieselbe Stelle wie die positiven Perioden des Ausgangs direkt vom Oszillator gebracht. Das Ausgangssignal von der NAND-Schaltung 30 ist eine zerhackte Gleichspannung, die zur Zeit T2 auftritt.
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Durch die NAND-Schaltungen 20 und 30 werden nicht nur, wie gerade beschrieben, zerhackte Spannungen erzeugt, sondern vielmehr auch die Ausgangssignale invertiert. Daher empfängt der Inverter 32 das Ausgangssignal von der NAND-Schaltung 20 und bewirkt ein Ausgangssignal, das sich vom Nullniveau zu einem positiven Nieveau und wiederum zurück zum Nullniveau erstreckt, während die NAND-Schaltung 30 ein Ausgangssignal erzeugt, das von einem Nullniveau zu einem negativen Niveau und wieder zurück zum Nullniveau geht. Dadurch, daß der invertierte Ausgang vom Oszillator 18 als Zerhackereingang zur NAND-Schaltung 30 benutzt wird, während der nicht invertierte Ausgang desselben Oszillators als Zerhackereingang für die NAND-Schaltung 20 verwendet wird, wird ein kombiniertes Ausgangsspannungssignal (nachdem der Ausgang von der NAND-Schaltung 20 durchden Inverter 32 invertiert ist) erzeugt, das in Fig.2 gezeigt ist. In diesem kombinierten Signal sind die Perioden des negativ verlaufenden Signales zwischen den Perioden des positiv verlaufenden Signales angeordnet. Der Zeitpunkt des Auftretens der positiven Signalreihe T1 kann im erlaubten Zündbereich (zwischen den 30°- und 150°- Punkten jeder Halbwelle der Netzspannung, aus Gründen die in den beiden*Patentschriften und der genannten Patentanmeldung beschrieben sind) variiert werden.
Die Ausgangssignale der NAND-Schaltung 30 und des Inverters 32 werden in der UND-Schaltung 34 vereinigt, um die gerade beschriebenen Signale auf einer gemeinsamen Leitung für die übertragung zu den entsprechenden Ballast-Lampenschaltungen zu vereinigen, die auch in beträchtlicher Entfernung von der beschriebenen Schaltung zur Erzeugung des Signales angeordnet sein können. In jedem Fall wird das Signal an die Diode 36 angelegt, die die positiv verlaufenden Signale zum Zeitpunkt T1 zur Torsteuerschaltung 38 hindurchläßt, amit der torgesteuerte Halbleiter 40 aktiviert werden kann, der mit der Ballastschaltung einer ersten Lampe verbunden ist. In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal der UND-
*) genannten 030010/0718
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Schaltung 34 an die Diode 42 angelegt, durch die die negativ verlaufenden Signale zum Zeitpunkt T2 zur Torsteuerschaltung 44 hindurchgelassen werden, die wiederum den torgesteuerten Halbleiter 46 aktiviert, der mit der Ballastschaltung einer zweiten Lampe verbunden ist.
Die Torsteuerung soll nun deutlicher in Verbindung mit Fig.3 beschrieben werden. Das zusammengesetzte Signal kommt auf einer Leitung an, die mit in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerständen 35 und 41 in den entsprechenden Lampen-Ballast-Schaltungen verbunden ist. Die positiven Teile des zusammengesetzten Signales werden durch die Diode 36 zur Licht emittierenden Diode des Optokopplers 38 hindurchgelassen. Der Phototreiber des Optokopplers, der als ein Phototriac dargestellt ist, ist mit dem Toranschluß des Triacs 40 über den Widerstand 39 verbunden, wobei der Triac 40 mit der ersten Lampen-Ballast-Schaltung für teilweise überbrückung verbunden ist.
Die negativen Teile des zusammengesetzten Signales werden durch die Diode 42 zur Licht emittierenden Diode des Optokopplers 44 hindurchgelassen. Der Phototriac desselben ist mit dem Toranschluß des Triacs 46 über den Widerstand 45 verbunden, wobei der Triac 46 mit der zweiten Lampen-Ballast-Schaltung für teilweise überbrückung verbunden ist. Die Stromrückführungsdrähte für die Teile der beiden Optokoppler mit den Licht emittierenden Dioden sind an eine gemeinsame Geräte-Erde angeschlossen.
Beim Betrieb bewirkt, wenn die Licht emittierende Diode eingeschaltet ist, dieselbe ein Einschalten des torgesteuerten Halbleiters, der mit ihrem entsprechenden Phototreiberelement angeschlossen ist, bis die daran angelegte Wechselspannung in ihre nächste Halbwelle übergeht.
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Das Einschalten beginnt am Anfang der in Fig.2 eingezeichneten Zeitperiode. Geschieht es nicht bei der ersten Hochfrequenzperiode, so geschieht es bei der nächsten.
In Fig. 4 ist ein Schaltschema mit mehr Einzelheiten des Teiles der Schaltung zur Bearbeitung des Torsteuersignales gezeigt, in dem die zusammengesetzten Torsignale vereinigt werden. Das zerhackte Torsignal von der NAND-Schaltung 20 ist ein invertiertes zerhacktes Signal, das zum Zeitpunkt T1 auftritt. Dieses Signal wird über den Widerstand 50 an die Basis eines PNP-Transistors angelegt, was zu einem invertierten oder richtiggestellten Ausgangssignal führt. Die Widerstände 50 und 52 sind Vorspannungswiderstände für Basis bzw. Emitter. Durch den Widerstand 54 wird für die Vorspannung für den Transistor 56 gesorgt; durch den im wesentlichen gleichen Widerstand 55 wird die Vorspannung für den Transistor 58 erzeugt.
Das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 20 verläuft negativ; wie erklärt wurde, ist dies jedoch die richtige Richtung für die Verwendung dieses Signales.
Die Signale werden an die Basen der Transistoren 56 und 58 angelegt, von denen einer ein NPN-Transistor und der andere ein PNP-Transistor ist; das Ausgangssignal kommt von einem Verbindungspunkt ihrer Emitter. Ein Widerstand 60 ist mit den Basen dieser Transistoren und einem Spannungsniveau verbunden, dessen Wert die Hälfte der Spannung beträgt, die insgesamt über die beiden Kollektoren beider Transistoren gelegt ist. Der Widerstand 60 braucht nicht vorgesehen zu sein, da der Mittelpunkt die Verbindung zwischen den Widerständen 54 und 55 oder den Basen der Transistoren 56 und 58 ist.
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Die Diode 57, die vom Verbindungspunkt der beiden Emitter der Transistoren 56 und 58 zum Kollektor des Transistors 56 führt, und die Diode 59, die von der gemeinsamen Emitterverbindung des Transistors 58 zur Kollektor-Emitter-Verbindung des Transistors 58 zum Kollektor des Transistors 58 führt, dienen dazu, induktive Spitzen wie gezeigt zu beseitigen, die bei den +1/2-VoIt bzw. -1/2-Volt Niveaus auftreten können.
Der gesamte Arbeitsspannungspegel wird durch den Netztransformator 62, eine Gleichrichterbrücke mit Dioden 64, 66, 68 und 70 und Filterkondensatoren 72 und 74 erzeugt, die mit dem Mittelabgriff des Transformators und den nicht mit dem Transformator verbundenen Verbindungspunkten der Brücke verbunden sind. Die Mittelposition zwischen diesen Kondensatoren, dieselbe Verbindung wie der Mittelabgriff des Transformators, bildet die gemeinsame Torverbindung.
Wie in Fig.4 gezeigt ist, ist der Torausgang eine kombinierte Spannung, wie dies beschrieben wurde. Das Ausgangsniveau ändert sich zwischen einen Null-Volt-Pegel, einem Pegel der halben gleichgerichteten Spannung und einem Pegel der gesamten gleichgerichteten Spannung und kann als Torausgangssignal mit drei Zuständen bezeichnet werden.
Die Beschreibung wurde in Verbindung mit der teilweisen überbrückung einer Ballastschaltung vorgenommen, die mit einer Hochintensitäts-Gasentladungslampe (HID-Lampe) verbunden ist. In der Tat ist jedoch die Schaltung der Erzeugung eines Torsteuersignales ebenso brauchbar für die Anwendung bei einem torgesteuerten Halbleiter, der Teil einer Schaltung mit einer fluoreszierenden Lampe oder sogar einer Glühlampe ist.
Der Betrieb des Optokopplerschalters wurde oben beschrieben. Es ist jedoch bekannt, daß eine teilweise überbrückung
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eines Ballastelementes in einer Lampenschaltung nicht von einem Optokoppler Gebrauch machen muß. Z.B. kann statt dessen ein Tortransformator verwendet werden, der mit den Dioden 36 und 42 verbunden ist, wie dies in den oben genannten Patentschriften beschrieben ist. Auch andere Prinzipien der Schaltung stehen zur Verfügung.
Die veränderbare Spannungseinstellung zum Einstellen der Zeiten T1 und T2 wurde in obiger Beschreibung durch Potentiometer 10 bzw. 22 bewirkt. In der Praxis kann diese Einstellung einer veränderbaren Spannung jedoch aus einem entfernten Signal, einem komplexen manuellen oder automatischen System oder irgendeiner passenden Schaltung hergeleitet werden, die mit dem Rest der beschriebenen Schaltung betrieben werden kann.
Es versteht sich auch, daß der das Signal erzeugende Teil der Schaltung an einer zentralen Stelle oder einer Hauptstelle angeordnet sein kann und die von dieser zentralen Stelle "übertragenen" Signale bei individuellen Lampen-Ballast-Schaltungen empfangen werden, die in einer Entfernung von der zentralen Stelle angeordnet sind.
Verschiedene Abwandlungen des Erfindungsgedankens sind möglich. Z.B. ist es für Schaltungen ohne HID-Lampen möglich, Signalreihen zu erzeugen und sie in der oben beschriebenen Weise zu kombinieren, ohne daß Bezug genommen werden muß auf den erlaubten Zündwinkel bei der angelegten Netzspannung. Auch müssen torgesteuerte Schaltungen, die mit HID-Lampen oder anderen Lampen verbunden sind, nicht unbedingt so geschaltet sein, daß sie eine teilweise Ballastüberbrückung bewirken, wie dies oben im Zusammenhang mit der beispielsweisen Schaltung beschrieben wurde.
Es ist weiter klar, daß mehr als eine Lampenschaltung von einem der beiden zerhackten Signale oder beiden zerhackten Signalen betrieben werden kann. Auch können die zu-
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sammengesetzten Hochfrequenzsignale von ihrer Ursprungsschaltung zu den Lampenschaltungen in getrennten Drähten oder über dieselben Drähte geleitet werden, an denen die Netzspannung anliegt. Im letzteren Fall würde ein Hochpassfilter in der Schaltung, das von der Steuerschaltung Gebrauch macht, vorgesehen werden, um Netzfrequenzen und übliche Störungsfrequenzen auszufiltern.
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Leerseite

Claims (12)

Patentansprüche
1. Schaltung zum Bilden eines zusammengesetzten Signales, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Bilden einer ersten und einer zweiten zerhackten Rechteckwelle ausgebildet ist, die zeitlich ohne gegenseitige Beeinflussung überlappen können, und daß sie erste Schaltungen (10, 12, 14, 16) zum Bilden einer ersten Rechteckwelle zu einem ersten Zeitpunkt, zweite Schaltungen (22, 24, 26, 28) zum Bilden einer zweiten Recheckwelle zu einem zweiten Zeitpunkt, Hochfrequenzschaltungen (18, 33) mit einem ersten Ausgang und einem zweiten, zum ersten Ausgang komplementären Ausgang, einen ersten Zerhacker (20), der zum Empfangen der ersten Rechteckwelle und des ersten Ausgangssignales der Hochfrequenzschaltung (18, 33) zum Bilden einer ersten zerhackten Hochfrequenzspannung geschaltet ist, einen zweiten Zerhacker (30) der zum Empfangen der zweiten Rechteckspannung und des zweiten
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Ausgangssignales der Hochfrequenzschaltung (18, 33) zum Bilden einer zweiten zerhackten Hochfrequenzspannung geschaltet ist, einen Polaritätsinverter, der mit einem Zerhacker (20) der ersten und zweiten Zerhacker (20, 30) verbunden ist, und eine UND-Schaltung (34) aufweist, die mit dem Polaritätsinverter (32) und dem anderen Zerhacker (30) der ersten und zweiten Zerhacker (20, 30), der nicht mit dem Polaritätsinverter (32) verbunden ist, verbunden ist, wobei der Ausgang der UND-Schaltung (34) zum Bilden eines zusammengesetzten Signales der beiden zerhackten Hochfrequenzspannungen ausgebildet ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Zeitgeberschaltung (10, 12), die mit der ersten Schaltung (10, 12, 14, 16) verbunden ist und eine variable Einstellung des Zeitpunktes aufweist, wobei die Zeit, an der die Steuerung ein vorbestimmtes Spannungsniveau erreicht, den Zeitpunkt des Auftretens der ersten Rechteckwelle bestimmt, und einen zweiten Zeitgeber (22, 24) aufweist, der mit der zweiten Schaltung (22, 24, 26, 28) verbunden ist und eine Steuerung zur Zeiteinstellung aufweist, wobei die Zeit, bei der die Steuerung ein vorbestimmtes Spannungsniveau erreicht, den Zeitpunkt des Auftretens der zweiten Rechteckwelle bestimmt.
3. Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Abgeben einer ersten Reihe von HochfrequenzSpannungssignalen erster Polarität und einer zweiten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen zweiter Polarität ausgebildet ist, wobei die erste Reihe und die zweite Reihe unabhängig voneinander zeitlich einstellbar sind und einzelne überlappende Perioden der ersten Reihe zwischen
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der zweiten Signalreihe auftreten, und daß die Schaltung Schaltungen zum Bilden einer ersten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der ersten Reihe, Schaltungen zum Bilden einer zweiten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der zweiten Pulsreihe und Zerhacker aufweisen, die bei hoher Frequenz arbeiten und mit der Schaltung für die erste Rechteckspannung und der Schaltung für die zweite Rechteckspannung zum Bilden von Hochfrequenzspannungen entgegengesetzter Polarität verbunden sind.
4. Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Bilden einer ersten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen erster Polarität und einer zweiten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen zweiter Polarität ausgebildet ist, wobei die ersten und zweiten Reihen zeitlich unabhängig voneinander einstellbar sind und einzelne überlappende Perioden der ersten Reihe zwischen den Perioden der zweiten Reihe auftreten und daß die Schaltungen zum Bilden einer ersten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der ersten Reihe, Schaltungen zum Bilden einer zweiten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der zweiten Reihe, einen Hochfrequenzoszillator, erste NAND-Schaltungen, die zum Empfangen des Ausgangssignals von den Schaltungen für die erste gepulste Rechteckwelle und des Ausgangssignales vom Oszillator geschaltet sind, einen mit dem Oszillator verbundenen Inverter, zweite NAND-Schaltungen, die zum Empfangen des Ausgangssignales von den Schaltungen für die zweite gepulste Rechteckspannung und dem Inverter verbunden sind, und UND-Schaltungen aufweist, die mit den ersten NAND-Schaltungen und den zweiten NAND-Schaltungen zum Bilden von zwei Spannungen entgegengesetzter Polarität , aber gemeinsamer Frequenz verbunden sind, die zeitlich überlappend auftreten können.
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5. Schaltung zum Dinunen einer ersten Lampe und einer zweiten Lampe, wobei jede Lampenschaltung torgesteuerte Schaltungen aufweist, die mit der Lampe zum Steuern des Stromes durch die Lampe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Bilden einer ersten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen erster Polarität zum Steuern der torgesteuerten Schaltungen der ersten Lampenschaltung und zum Bilden einer zweiten Reihe von HochfrequenzSpannungssignalen zweiter Polarität zum Steuern der torgesteuerten Schaltungen der zweiten Lampenschaltung ausgebildet ist, wobei die ersten und zweiten Reihen unabhängig voneinander zeitlich steuerbar sind und einzelne überlappende Perioden der ersten Reihe zwischen den Perioden der zweiten Reihe auftreten, und daß die Schaltung Schaltungen zum Bilden einer ersten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der ersten Reihe, Schaltungen zum Bilden einer zweiten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der zweiten Reihe und Zerhacker aufweist, die bei der hohen Frequenz arbeiten und mit den Schaltungen für die erste Rechteckspannung und den Schaltungen für die zweite Rechteckspannung zum Bilden von HochfrequenzSteuerspannungen entgegengesetzter Polaritäten verbunden sind.
6. Schaltung zum Dimmen einer ersten Lampe und einer zweiten Lampe, wobei jede Lampenschaltung ein Ballastelement, das mit der Lampe verbunden ist und ein Element aufweist, bei dem der Strom wenigstens teilweise überbrückbar ist, einen torgesteuerten Halbleiter, der mit dem Element für die überbrückung des Stromes verbunden ist, eine TorSteuer schaltung, die mit dem Tor des torgesteuerten Halbleiters verbunden ist und durch die Anlegung einer Hochfrequenzsteuerspannung aktivierbar ist, und eine Diode aufweist, die mit der Torsteuerschaltung verbunden ist, wobei die Diode in der ersten Lampenschaltung entgegengesetzt zur
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Diode in der zweiten Lampenschaltung gepolt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dimmerschaltung zur Bildung einer ersten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen erster Polarität zum Steuern der Torsteuerschaltung der ersten Lampenschaltung und zum Bilden einer zweiten Reihe von Hochfrequenzsteuersignalen zweiter Polarität zum Steuern der Torsteuerschaltung der zweiten Lampenschaltung ausgebildet ist, wobei die erste Reihe und die zweite Reihe zeitlich voneinander unabhängig sind und einzelne Uberlappungsperioden der ersten Reihe zwischen Perioden der zweiten Reihe auftreten, und daß die Schaltung Schaltungen zum Bilden einer ersten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der ersten Reihe, Schaltungen zum Bilden einer zweiten gepulsten Rechteckspannung beim Auftreten der zweiten Reihe und Zerhacker aufweist, die bei der hohen Frequenz arbeiten und mit den Schaltungen für die erste Rechteckspannung und den Schaltungen für die zweite Rechteckspannung zum Bilden von HochfrequenzSteuerspannungen entgegengesetzter Polaritäten verbunden sind.
7. Schaltung zum Dimmen einer ersten Lampe und einer zweiten Lampe, wobei jede der Lampenschaltung torgesteuerte Schaltungen aufweist, die mit der Lampe zum Regulieren des Stromes durch die Lampe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Bilden einer ersten Reihe von Hochfrequenzspannungen erster Polarität zum Steuern der Torsteuerschaltungen der ersten Lampenschaltung und zum Bilden einer zweiten Reihe von Hochfrequenzspannungen zweiter Polarität zum Steuern der Torsteuerschaltungen der zweiten Lampenschaltung ausgebildet ist, wobei die erste Reihe und die zweite Reihe zeitlich unabhängig voneinander sind und einzelne überlappende Perioden der ersten Reihe zwischen Perioden der zweiten Reihe auftreten, und daß die Schaltung Schaltungen zum Bilden einer
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ersten gepulsten Rechteckwellenspannung gleichzeitig mit dem Auftreten der ersten Reihe, Schaltungen zum Bilden einer zweiten gepulsten Rechteckwellenspannung beim Auftreten der zweiten Reihe, einen Hochfrequenzoszillator, eine erste NAND-Schaltung, die zum Empfangen des Ausgangssignales von den Schaltungen für erste gepulste Rechteckwellenspannung und vom Ausgang des Oszillators geschaltet ist, einen mit dem Oszillator verbundenen Inverter, eine zweite NAND-Schaltung, die zum Empfangen des Ausgangssignales von Schaltungen für die zweiten gepulsten Rechteckwellenspannungen und vom Inverter geschaltet ist, und UND-Schaltungen aufweist, die arbeitsmäßig mit den ersten NAND-Schaltungen und den zweiten NAND-Schaltungen verbunden sind, wobei der Ausgang derselben mit den Dioden der ersten und zweiten Lampenschaltungen zur Schaffung unabhängiger veränderlicher Torsteuerspannungen entgegengesetzter Polarität verbindbar ist, die eine gemeinsame Frequenz haben und zeitlich überlappen können und die mit den ersten und zweiten Lampenschaltungen über eine gemeinsame Verbindung verbindbar sind.
8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Inverter als Verbindungselement zwischen der UND-Schaltung und der ersten NAND-Schaltung vorgesehen ist.
9. Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen zum Bilden der ersten gepulsten Rechteckwelle ein einstellbares Gleichspannungselement, einen ersten Zeitgeber, der mit dem einstellbaren Element und der Netzspannung zum Abgeben einer Ausgangsspannung verbunden ist, die zeitlich in Abhängigkeit vom Pegel der Gleichspannung nach dem Nulldurchgang der Netzspannung bestimmt ist, und einen zweiten Zeitgeber aufweist, der
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mit dem ersten Zeitgeber zur Bildung einer Rechteckwellenspannung verbunden ist, die gleichzeitig mit dem Ausgangssignal vom ersten Zeitgeber auftritt.
10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzierelement zwischen den ersten und zweiten Zeitgeber so geschaltet ist, daß scharfe Pulse an den zweiten Zeitgeber abgegeben werden.
11. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen einer Gleichspannung ein Potentiometer aufweist.
12. Schaltung zum Dimmen einer ersten Lampe und einer zweiten Lampe, wobei jede Lampenschaltung ein Ballastelement, das mit der Lampe verbunden ist und von dem ein Element bezüglich des Stromes wenigstens teilweise überbrückbar ist, einen torgesteuerten Halbleiter, der mit dem Element zum überbrücken des Stromes verbunden ist, eine Torsteuerschaltung, die mit dem Tor des torgesteuerten Halbleiters verbunden ist und durch die Anlegung einer HochfrequenzSteuerspannung während des Zündwinkels der Netzspannung, durch die Ballastelement und Lampe mit Leistung versorgt werden, aktivierbar ist, und eine Diode aufweist, die mit der Torsteuerschaltung verbunden ist, wobei die Diode in der ersten Lampenschaltung entgegengesetzt zur Diode in der zweiten Lampenschaltung gepolt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Bilden einer ersten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen erster Polarität zum Steuern der Torsteuerschaltung der ersten Lampenschaltung und zum Bilden einer zweiten Reihe von Hochfrequenzspannungssignalen zweiter Polarität zum Steuern der Torsteuerschaltung der zweiten Lampenschaltung ausgebildet ist, wobei die ersten
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und zweiten Reihen unabhängig voneinander zeitlich veränderbar sind und die einzelnen überlappenden Perioden der ersten Reihe zwischen Perioden der zweiten Reihe auftreten, und daß die Schaltung Schaltungen zum Bilden einer ersten gepulsten RechteckweIlenspannung gleichzeitig mit dem Auftreten der ersten Reihe, Schaltungen zum Bilden einer zweiten gepulsten Rechteckwellenspannung beim Auftreten der zweiten Reihe, einen Hochfrequenzoszillator, eine erste NAND-Schalung, die zum Empfangen des Ausgangssignales von den Schaltungen für erste gepulste Rechteckwellenspannung und vom Ausgang des Oszillators geschaltet ist, einen mit dem Oszillator verbundenen Inverter, eine zweite NAND-Schaltung, die zum Empfangen des Ausganssignales von Schaltungen für die zweiten gepulsten Rechteckwellenspannungen und vom Inverter geschaltet ist, und UND-Schaltungen aufweist, die arbeitsmäßig mit den ersten NAND-Schaltungen und den zweiten NAND-Schaltungen verbunden sind, wobei der Ausgang derselben mit den Dioden der ersten und zweiten Lampenschaltungen zur Schaffung unabhängiger veränderlicher Torsteuerspannungen entgegengesetzter Polarität verbindbar ist, die eine gemeinsame Frequenz haben und zeitlich überlappen können und die mit den ersten und zweiten Lampenschaltungen über eine gemeinsame Verbindung verbindbar sind.
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