Интерфейс для эксплуатационных приборов для ламп с низкими потерями на ожидание
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для контроля и управления пускорегулирующих устройств газоразрядных ламп. Технический результат - расширение фукциональных возможностей. Для достижения данного результата интерфейс эксплуатационного прибора газоразрядной лампы содержит два входных вывода (1, 2) для подключения шин соединения с датчиком или выключателем, логическую обрабатывающую схему (3) для обработки имеющихся на входных выводах (1, 2) сигналов и, по меньшей мере, один гальванический разъединительный элемент (4). При этом логическая обрабатывающая схема (3) расположена на стороне гальванического разъединительного элемента (4), которая обращена к входным выводам (1, 2), и питается напряжением через входные выводы (1, 2) интерфейса (12). 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится, в целом, к интерфейсам для эксплуатационных приборов для ламп, например к электронным пускорегулирующим аппаратам (ПРА) для газоразрядных ламп. Изобретение относится далее к эксплуатационным приборам для ламп с такими интерфейсами и к способам управления эксплуатационными приборами для ламп посредством интерфейса.
Посредством подобных интерфейсов становится возможной передача сигналов от шины или соединенного с сетевым напряжением датчика или выключателя к эксплуатационному прибору для ламп. При этом в интерфейсе обычно предусмотрена логическая обрабатывающая схема, которая преобразует приложенные к входам интерфейса цифровые или аналоговые сигналы в управляющие сигналы для эксплуатационного прибора для ламп. Подаваемые к интерфейсу сигналы могут отражать при этом команды (заданные значения для управляющих/регулировочных значений и т.п.) или же информацию о состоянии. В частности, если предусмотрен двунаправленный интерфейс, то информация о состоянии может передаваться от эксплуатационного прибора для ламп к присоединенной к интерфейсу шине.
Подобные интерфейсы используются, например, в связи с так называемым промышленным стандартом DALI (Digital Adressable Lightening Interface).
Из DE 19757295 А1 (фиг.7) известен пример интерфейса, к которому выборочно могут быть приложены сигналы от датчика/выключателя или цифровые сигналы от шины. В случае присоединенного датчика подключенный электронный ПРА может быть тогда включен или выключен путем нажатия датчика. Кроме того, посредством соответствующей временной продолжительности нажатия датчика можно достичь заданного значения для регулирования яркости, поскольку присоединенная логическая обрабатывающая схема интерфейса преобразует продолжительность нажатия датчика в сигнал заданного значения для электронного ПРА.
Как схематично показано на фиг.6, между входными выводами 1, 2 подобного интерфейса 12 и эксплуатационного прибора 13 для одной или нескольких ламп 14 предусмотрен гальванический разъединительный элемент 4, например оптрон. Подаваемые, например, от шины цифровые сигналы передаются через этот гальванический разъединительный элемент 4 к логической обрабатывающей схеме 3, которая находится, следовательно, если смотреть от шины, за гальваническим разъединительным элементом 4. Поскольку, с другой стороны, логическая обрабатывающая схема 3 должна незамедлительно реагировать на поступающие от выходов интерфейса 12 сигналы, в уровне техники возникает проблема, заключающаяся в том, что эксплуатационный прибор для ламп никогда не должен отключаться полностью, поскольку, в противном случае, отключилась бы и логическая обрабатывающая схема. Логическая обрабатывающая схема должна таким образом постоянно питаться сетевым напряжением 15, что выражается в соответствующих потерях на ожидание (мощность, теряющаяся в режиме ожидания).
На фиг.7 схематично показано, как блок питания 27 логической обрабатывающей схемы 3 в ПРА 13 посредством АС/DC-преобразователя 16 прибегает к сетевому напряжению 15 ПРА 13. Кроме того, в ПРА 13 схематично видны еще инвертор 17, выходной усилитель-формирователь 18 для лампы (ламп) 4 и двунаправлено сообщающаяся с логической обрабатывающей схемой 3 схема 19 управления/регулирования ламп.
Потери на ожидание находятся в противоречии с огромными затратами, предпринимаемыми в последнее время для экономии энергии в ламповой технике. В качестве примера следует привести при этом WO 02/082618 А1, где раскрыта возможность сокращения потерь на ожидание у DALI-интерфейса. В соответствии с этим уровнем техники DALI-процессор переводят в режим ожидания, когда к присоединенной DALI-шине сигналы не передаются. В остальном на фиг. 3 в WO 02/082618 А1 показан пример господствующей, в целом, тенденции того, что логическая обрабатывающая схема должна быть расположена, если смотреть от DALI-шины, за гальваническим разъединительным элементом (изоляция 310 на фиг.3).
Из US 6388399 известна система управления несколькими распределено расположенными потребителями, у которой предусмотрены блоки управления приданными им потребителями. Возможность управления яркостью ламп открывается за счет того, что посредством каждого блока управления вырабатывают соответствующий желаемой яркости управляющий сигнал от 0 до 10 В, который затем с помощью подключенного к блоку управления эксплуатационного прибора для ламп преобразуют для эксплуатации ламп. Выполнение 0-10 В-интерфейса, необходимого для преобразования управляющего сигнала, более подробно, однако, не описано.
Задачей настоящего изобретения является снижение потерь на ожидание в интерфейсе для эксплуатационного прибора для ламп.
Эта задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы. Зависимые пункты особенно предпочтительным образом усовершенствуют центральную идею изобретения.
Согласно первому аспекту изобретения предусмотрен, следовательно, интерфейс для эксплуатационного прибора для ламп, содержащий, по меньшей мере, один входной вывод для линии шины или для соединения с датчиком или выключателем. Далее предусмотрена логическая обрабатывающая схема для обработки приложенных к входному выводу сигналов и для вырабатывания выходных сигналов для управления эксплуатационным прибором для ламп. Гальванический разъединительный элемент гальванически отделяет, по меньшей мере, один входной вывод от выхода интерфейса, к которому может быть подключен эксплуатационный прибор для ламп. Согласно этому аспекту изобретения логическая обрабатывающая схема расположена на той стороне гальванического разъединительного элемента, которая обращена к входному выводу. Другими словами, если смотреть от присоединенной шины, то логическая обрабатывающая схема находится перед гальваническим разъединительным элементом. Это, в целом, имеет то преимущество, что логическая обрабатывающая схема в отношении своего энергоснабжения может быть выполнена независимо от (расположенного за гальваническим разъединительным элементом) эксплуатационного прибора для ламп, так что, например, эксплуатационный прибор для ламп может быть частично или полностью отключен, а логическая обрабатывающая схема может быть, тем не менее, переведена в режим, обеспечивающий незамедлительную обработку поступающих по шине сигналов.
Логическая обрабатывающая схема может быть в соответствии с этим выполнена для отключения, по меньшей мере, частично подключенного эксплуатационного прибора для ламп (например, только инвертора). За счет того, что эксплуатационный прибор для ламп может быть теперь, по меньшей мере, частично отключен (и, тем не менее, гарантировано, что поступающие по линии шины сигналы могут быть незамедлительно обработаны с обнаружением поступивших первых сигналов), потери на ожидание в эксплуатационном приборе для ламп могут быть снижены.
В частности, логическая обрабатывающая схема может быть выполнена для передачи посредством гальванического разъединительного элемента команд на подключенный эксплуатационный прибор для ламп, посредством которых эксплуатационный прибор для ламп может быть отключен от сети. Эксплуатационный прибор для ламп может быть отключен от сети, например, посредством реле или управляемого оптроном триака.
Логическая обрабатывающая схема может быть выполнена при этом для передачи посредством того же и/или отдельного гальванического разъединительного элемента установочных значений на подключенный эксплуатационный прибор для ламп. Другими словами, если предусмотрена возможность полного отключения от сети эксплуатационного прибора для ламп, то соответствующие команды для этой функции могут передаваться через это же гальваническое разъединение или же через отдельный гальванический разъединительный элемент, как и команды для установочных значений (например, заданные значения для регулирования яркости ламп и т.д.).
В остальном гальванический разъединительный элемент может быть выполнен для двунаправленной передачи также сигналов от подключенного эксплуатационного прибора для ламп к входным выводам и, при необходимости, также к присоединенной к ним шине. Подобными сигналами могут быть, например, информация о состоянии подключенного эксплуатационного прибора для ламп, фактические значения или же ошибки.
В состоянии покоя, в котором сигналы не передаются, например, по стандарту DALI, к входным выводам приложен высокоуровневый сигнал. Согласно изобретению этот высокоуровневый сигнал используют для энергоснабжения логической обрабатывающей схемы. Это было бы, очевидно, невозможно, если бы, как в уровне техники, логическая обрабатывающая схема находилась, если смотреть от шины, за гальваническим разъединительным элементом.
Между тем изобретение может применяться также в системах, у которых в состоянии покоя (в котором, следовательно, по шине не передаются сигналы) на входных выводах имеется низкоуровневый сигнал. В этом случае логическая обрабатывающая схема при смене шины на высокоуровневый сигнал активизируется настолько быстро, что надежно могут быть обнаружены также первые биты поступающего цифрового сигнала.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения интерфейс предусмотрен для эксплуатационного прибора для ламп, например электронного ПРА газоразрядной лампы, содержащего логическую обрабатывающую схему, питаемую напряжением посредством, по меньшей мере, одного входного сигнального вывода интерфейса. Этот вывод выполняет тем самым двойную функцию.
Согласно другому аспекту изобретения предусмотрен эксплуатационный прибор для ламп с подобным интерфейсом.
Наконец изобретение предлагает также способ управления эксплуатационным прибором для ламп посредством интерфейса, при котором, например, поступающие по линии шины сигналы сначала обрабатывают, например, посредством логической обрабатывающей схемы и преобразуют в управляющие сигналы для эксплуатационного прибора для ламп, прежде чем они будут переданы посредством гальванического разъединительного элемента к эксплуатационному прибору для ламп. Преобразование поступающих сигналов происходит, следовательно, перед передачей преобразованных управляющих команд через гальванический разъединительный элемент.
Другие признаки, преимущества и свойства настоящего изобретения приведены в нижеследующем более подробном описании примера его осуществления и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:
- фиг.1: схематично интерфейс согласно изобретению для эксплуатационного прибора для ламп;
- фиг.2: фрагмент фиг.1, а именно интерфейсную схему с логической обрабатывающей схемой и гальванической связью в случае однонаправленного интерфейса;
- фиг.3: фрагмент в сравнении с фиг.2, однако для двунаправленного интерфейса;
- фиг.4: фрагмент фиг.1, а именно гальваническую связь, а также электронную схему ПРА для примера осуществления изобретения, у которого электронная схема ПРА может быть отключена только от сети;
- фиг.5: в сравнении с фиг.4 пример осуществления, у которого через гальваническую связь могут передаваться, с одной стороны, управляющие/регулировочные значения для схемы управления/регулирования ламп, а, с другой стороны, ответные сообщения от электронной схемы ПРА;
- фиг.6 и 7: интерфейсы, из которых исходит настоящее изобретение.
Как схематично показано на фиг.1, согласно изобретению, по меньшей мере, к одному входному выводу 1, 2 интерфейсной схемы 12 подают управляющие сигналы.
Даже если в примерах осуществления показаны два вывода 1, 2 для пары линий шин или датчика/выключателя, следует подчеркнуть, что настоящее изобретение может применяться также в интерфейсе для подключения единственной сигнальной линии.
Управляющими сигналами могут быть, например, цифровые сигналы (например, по стандарту DALI) или сигналы от датчика/выключателя. В интерфейсной схеме 12 предусмотрена логическая обрабатывающая схема 3, которая преобразует подаваемые к входным выводам 1, 2 управляющие сигналы в управляющие сигналы для управления электронной схемой 13 ПРА. Эти уже преобразованные управляющие сигналы передают от логической обрабатывающей схемы 3 через гальваническую связь, например оптрон 4, или через согласующий трансформатор к электронной схеме 13 ПРА, причем электронная схема 13 ПРА управляет тогда одной или несколькими лампами 14. Электронная схема 13 ПРА питается известным образом сетевым напряжением 15.
Напротив, согласно этому примеру осуществления логическая обрабатывающая схема 3 питается энергией не от сетевого напряжения 15 эксплуатационного прибора (здесь ПРА), а через входные выводы 1, 2 (например, линии шин). Логическая обрабатывающая схема 3 в отношении своего энергоснабжения является таким образом независимой от энергоснабжения эксплуатационного прибора.
Логическая обрабатывающая схема 3 согласно изобретению является таким образом частью интерфейса, а не эксплуатационного прибора 13, как в уровне техники.
Логическая обрабатывающая схема 3 может быть выполнена, например, в виде специализированной ИС (ASIC), микроконтроллера или цифрового сигнального процессора (DSP).
При этом, с одной стороны, возможен случай, когда в состоянии покоя шины (например, по стандарту DALI), в котором по линии шины не передаются сигналы, на входных выводах 1, 2 имеется высокоуровневый сигнал (например +10 В), который образует тем самым энергоснабжение логической обрабатывающей схемы 3.
Если в состоянии покоя шины к входным выводам 1, 2 не приложено напряжение, то логическая обрабатывающая схема 3 выполнена с возможностью незамедлительной активации при смене линии шины на высокоуровневый сигнал посредством этого напряжения (wake-up), причем эта активация происходит достаточно быстро, чтобы обеспечить надежную регистрацию первого бита поступающего цифрового сигнала.
На фиг.2 подробно изображены интерфейсная схема 12 с логической обрабатывающей схемой 3 и гальваническая связь 4. Электронная схема 13 ПРА на фиг.2, напротив, не описана (как и на фиг.3).
Как видно на фиг.2, поступающие на входные выводы 1, 2 управляющие сигналы, выпрямляются диодной схемой 8.
По стандарту DALI в состоянии покоя, как известно, на входных выводах 1, 2 интерфейсной схемы 12 имеется высокоуровневый сигнал, так что этот высокоуровневый сигнал посредством источника 5 постоянного тока (подводимый ток) и диода 7 может быть использован в качестве электропитания 8 для логической обрабатывающей схемы 3.
В остальном логическая обрабатывающая схема 3 посредством делителя напряжения регистрирует имеющиеся на входных выводах 1, 2 управляющие сигналы (по стандарту DALI, например, фронты цифровых сигналов), преобразует их согласно реализованной в схеме 3 логике в управляющие сигналы и подает эти выходные управляющие сигналы 23 к гальваническому разъединительному элементу 4, выполненному в примере на фиг.2, 3 в виде оптрона. Возможны также другие гальванические разъединительные элементы, например согласующие трансформаторы и т.д.
Пример осуществления изобретения на фиг.3 отличается от фиг.2 тем, что интерфейс 12 выполнен, в целом, в виде двунаправленного интерфейса. Это значит, что в гальваническом разъединительном элементе 4 предусмотрены первая ветвь 10 для передачи сигналов или команд к подключенному эксплуатационному прибору и вторая ветвь 9 для обратной передачи сигналов или команд от подключенного эксплуатационного прибора к выводам 1, 2. Дополнительно к описанной на фиг.2 функции к логической обрабатывающей схеме 3 в этом случае подаются, следовательно, также входные сигналы 25 от гальванического разъединительного элемента 4, причем логическая обрабатывающая схема 3 преобразует эти сигналы 25, например, в цифровые сигналы 24 шины и с помощью этих сигналов 24 шины управляет усилителем-формирователем 11 шины. Выходные сигналы от усилителя-формирователя 11 шины могут быть тогда переданы посредством выводов 1, 2, например, к подключенной линии шины.
Можно констатировать, следовательно, что согласно примерам осуществления изобретения на фиг.2 и 3 логическая обрабатывающая схема 3 расположена, если смотреть от входных выводов 1, 2 интерфейса 12, перед гальваническим разъединительным элементом 4 и является таким образом настоящей составной частью интерфейса 12. Далее можно констатировать, что логическая обрабатывающая схема 3 питается энергией не от сетевого напряжения 15 эксплуатационного прибора 13, а от сигнальных входных выводов 1, 2 интерфейса 12.
Со ссылкой на фиг.4, 5 более подробно поясняются гальваническая связь 4 и важные участки электронной схемы 13 ПРА. Подключенный, само собой, и здесь к гальванической связи 4 интерфейс 12 с логической обрабатывающей схемой 3 на фиг.4, 5, напротив, не показан.
Как видно на фиг.4, гальваническая связь 4 может быть выполнена в виде управляемого оптроном триака, который в зависимости от управления посредством логической обрабатывающей схемы 3 может отключать электронную схему 13 ПРА от сетевого напряжения 15. В этом случае в ПРА 13 в режиме ожидания больше не возникает потерь.
Само собой разумеется, может быть также предусмотрено отключение в режиме ожидания только частей ПРА 13 (например, инвертора).
Электронная схема 13 ПРА изображена на фиг. 4, 5 лишь схематично и включает в себя, в частности, АС/DC-преобразователь 16, DC/HF-инвертор 17 (например, полумостовую схему), выходной усилитель-формирователь 18 и схему 19 управления/регулирования ламп, которая регистрирует, например, параметры ламп (ток, напряжение и т.д.), независимо от этой регистрации в соответствии с алгоритмом регулирования задает заданное значение высокой частоты и/или напряжения шины постоянного тока и, например, соответственно устанавливает частоту переключений инвертора 17.
Пример осуществления изобретения на фиг.5 расширен по сравнению с фиг.4 таким образом, что логическая обрабатывающая схема 3 (на фиг.4 и 5 не показана) управляет не только гальваническим разъединительным элементом 4 для включения/выключения сетевого напряжения 15 для электронной схемы 13 ПРА, но и, кроме того, также через него или, как показано на фиг.5, дополнительный гальванический разъединительный элемент 20 передает управляющие/регулировочные значения (например, заданные значения) для схемы 19 управления/регулирования ламп и другие сигналы.
Кроме того, или в качестве альтернативы гальванический разъединительный элемент 20 (в данном примере оптрон) может быть выполнен двунаправленным и, помимо первой передающей ветви 22 для установочных значений, может содержать также ветвь 21 обратной связи для передачи информации о состоянии и/или сообщений об ошибках от схемы 19 управления/регулирования ламп или других элементов электронной схемы 13 ПРА через ветвь 21 гальванического разъединительного элемента 20 к логической обрабатывающей схеме 3, так что она может выдавать соответствующие цифровые сигналы (24 на фиг.3) к выводам 1, 2 интерфейса 12.
1. Интерфейс для эксплуатационного прибора (13) для лампы, содержащий, по меньшей мере, один входной вывод (1, 2) для подключения линий шин или для соединения с датчиком или выключателем, логическую обрабатывающую схему (3) для обработки имеющихся на входном выводе (1, 2) сигналов и для вырабатывания выходных сигналов для управления эксплуатационным прибором (13) для лампы и, по меньшей мере, один гальванический разъединительный элемент (4) для гальванического отделения входного вывода (1, 2) от эксплуатационного прибора (13) для лампы, причем логическая обрабатывающая схема (3) расположена на той стороне гальванического разъединительного элемента (4), которая обращена, по меньшей мере, к одному входному выводу (1, 2), отличающийся тем, что логическая обрабатывающая схема (3) питается напряжением посредством, по меньшей мере, одного входного сигнального вывода (1, 2).
2. Интерфейс по п.1, отличающийся тем, что логическая обрабатывающая схема (3) выполнена с возможностью отключения, по меньшей мере, частично подключенного эксплуатационного прибора (13) для лампы.
3. Интерфейс по п.2, отличающийся тем, что логическая обрабатывающая схема (3) выполнена для передачи посредством гальванического разъединительного элемента (4) сигналов или команд к подключенному эксплуатационному прибору (13) для лампы, посредством которых последний может быть отключен от сетевого напряжения (15).
4. Интерфейс по п.2 или 3, отличающийся тем, что эксплуатационный прибор (13) для лампы может быть отключен от сети посредством реле или управляемого оптроном триака.
5. Интерфейс по п.1, отличающийся тем, что логическая обрабатывающая схема (3) выполнена для передачи посредством того же и/или отдельного гальванического разъединительного элемента (4) установочных значений к подключенному эксплуатационному прибору (13) для лампы.
6. Интерфейс по п.1, отличающийся тем, что гальванический разъединительный элемент (4) выполнен для передачи двунаправленным образом также сигналов от подключенного эксплуатационного прибора (13) для лампы к входным выводам и, при необходимости, к подключенной к ним шине.
7. Интерфейс по п.1, отличающийся тем, что в состоянии покоя, в котором не передаются сигналы, на входных выводах имеется высокоуровневый сигнал, питающий энергией логическую обрабатывающую схему (3).
8. Интерфейс по п.16, отличающийся тем, что в состоянии покоя, в котором не передаются сигналы, на входных выводах имеется низкоуровневый сигнал, а логическая обрабатывающая схема (3) может быть активирована за счет смены на высокоуровневый сигнал.
9. Интерфейс для эксплуатационного прибора для лампы, содержащий, по меньшей мере, один входной сигнальный вывод (1, 2) для подключения линии шины или для соединения с датчиком или выключателем и логическую обрабатывающую схему (3) для обработки имеющихся, по меньшей мере, на одном входном сигнальном выводе (1, 2) сигналов и для вырабатывания выходных сигналов для управления эксплуатационным прибором (13) для лампы, отличающийся тем, что логическая обрабатывающая схема (3) имеет электропитание, не зависимое от сетевого напряжения эксплуатационного прибора (13) для лампы.
10. Интерфейс по п.9, отличающийся тем, что логическая обрабатывающая схема (3) питается напряжением посредством, по меньшей мере, одного входного сигнального вывода (1, 2).
11. Эксплуатационный прибор для лампы, в частности пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы, содержащий интерфейс (12) по одному из предыдущих пунктов.
12. Способ управления эксплуатационным прибором для лампы через интерфейс (12), включающий в себя следующие этапы:
подачу сигналов шины или сигналов датчика/выключателя, по меньшей мере, к одному входному выводу (1, 2) интерфейса (12);
обработку имеющихся на входном выводе (1, 2) сигналов и вырабатывание выходных сигналов для управления эксплуатационным прибором (13) для лампы;
передачу обработанных управляющих сигналов посредством гальванического разъединительного элемента (4) к эксплуатационному прибору (13) для лампы,
отличающийся тем, что электропитание для обработки имеющихся на входном выводе сигналов и для вырабатывания выходных сигналов для управления эксплуатационным прибором (13) для лампы происходит через, по меньшей мере, один входной сигнальный вывод (1, 2).
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что посредством гальванического разъединительного элемента (4) сигналы или команды передают к подключенному эксплуатационному прибору (13) для лампы, посредством чего его отключают от сетевого напряжения (15).
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что эксплуатационный прибор (13) для лампы отключают от сети посредством реле или управляемого оптроном триака.
15. Способ по одному из пп.12-14, отличающийся тем, что посредством гальванического разъединительного элемента (4) к подключенному эксплуатационному прибору (13) для лампы передают установочные значения.
16. Способ по п.12, отличающийся тем, что сигналы передают от подключенного эксплуатационного прибора (13) для лампы к входным выводам (1, 2) и, при необходимости, к подключенной к ним шине.
17. Способ по п.12, отличающийся тем, что в состоянии покоя, в котором не передаются сигналы, на входных выводах (1, 2) имеется высокоуровневый сигнал, питающий энергией логическую обрабатывающую схему (3).
18. Способ по п.12, отличающийся тем, что в состоянии покоя, в котором не передаются сигналы, на входных выводах (1, 2) имеется низкоуровневый сигнал, а логическую обрабатывающую схему (3) активируют за счет смены на высокоуровневый сигнал.
