DE10208638A1

DE10208638A1 - Soft-Start-Dimmer

Info

Publication number: DE10208638A1
Application number: DE10208638A
Authority: DE
Inventors: Genoedy Tkach
Original assignee: Sachtler GmbH and Co KG
Current assignee: Sachtler GmbH and Co KG
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Einschaltvorgangs bei Leuchten, insbesondere tragbaren Leuchten, für den Einsatz im Film- und/oder Fernsehbereich mit einem Leuchtmittel (1) mit einer Stromerfassungseinrichtung (4) zur Erfassung des Stromes im Strompfad des Leuchtmittels und Abgabe eines dem Strom durch das Leuchtmittel entsprechenden Ausgangssignals, mit einer Strombeeinflussungseinrichtung (6) im Strompfad des Leuchtmittels und mit einer Steuereinrichtung (5), der das Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung zugeführt wird und die die Strombeeinflussungseinrichtung derart ansteuert, dass der Strom durch das Leuchtmittel zu keinem Zeitpunkt über einem vorgegebenen Schwellwert liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum sanften Starten von Halogenleuchten.
Bei Leuchten für den Einsatz im Film- und Fernsehbereich findet eine sorgfältige Auswahl der Leuchtmittel (Lampen, Brenner, Birnen etc.) statt, um die für Film- und Fernsehaufnahmen gewünschten Farbtemperaturen des Lichts zu gewährleisten. Trotz der im Laufe der Benutzung auftretenden Verschiebungen der Farbtemperatur des Leuchtmittels wird angestrebt, das Leuchtmittel möglichst lange einzusetzen, um das vorselektierte hochwertige Leuchtmittel über einen möglichst großen Zeitraum und damit wirtschaftlich einsetzen zu können.
Neben anderen Einflüssen wirkt sich insbesondere der Einschaltvorgang negativ auf die Lebensdauer des Leuchtmittels aus. Dies gilt um so mehr, wenn das Leuchtmittel im abgekühlten Zustand eingeschaltet wird, da aufgrund des anfänglich geringen Widerstands ein besonders hoher Einschaltstrom durch das Leuchtmittel fließt.
Bei tragbaren Leuchten wird ein geringes Gewicht verlangt, was dazu führt, dass Leuchte und Leuchtmittel geringe Massen aufweisen, die nach dem Ausschalten sehr rasch abkühlen, so dass praktisch alle Einschaltvorgänge bei abgekühltem Leuchtmittel stattfinden. Überdies werden tragbare Leuchten sehr häufig ein- und ausgeschaltet, da der Kameramann darauf bedacht sein muss, mit der in den Akkumulatoren seiner Ausrüstung gespeicherten Energie sparsam umzugehen. Auch das Leuchtmittel selbst besitzt aus diesem Grund in der Regel eine maximale Leistungsaufnahme von 100 Watt oder nur wenig darüber.
Bei tragbaren Leuchten im Film- und Fernsehbereich treffen somit zwei Einflüsse bzw. Anforderungen zusammen, die sich sehr stark im negativen Sinn auf die Lebensdauer des Leuchtmittels auswirken.

Die Erfindung verfolgt das Ziel eine Steuervorrichtung für eine Leuchte und eine solche Leuchte anzugeben, mit der die Lebensdauer des Leuchtmittels der Leuchte für den Einsatz im Film- und Fernsehbereich, insbesondere für tragbare Leuchten dieser Art verlängert wird.

Dieses Ziel wird erreicht durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Leuchte gemäß den Merkmalen gemäß Patentanspruch 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Danach schafft die Erfindung eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Einschaltvorgangs bei Leuchten, insbesondere tragbaren Leuchten, für den Einsatz im Film- und/oder Fernsehbereich mit einem Leuchtmittel mit einer Stromerfassungseinrichtung zur Erfassung des Stromes im Strompfad des Leuchtmittels und Abgabe eines dem Strom durch das Leuchtmittel entsprechenden Ausgangssignals, mit einer Strombeeinflussungseinrichtung im Strompfad des Leuchtmittels und mit einer Steuereinrichtung, der das Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung zugeführt wird und die die Strombeeinflussungseinrichtung derart ansteuert, dass der Strom durch das Leuchtmittel zu keinem Zeitpunkt über einem vorgegeben Schwellwert liegt.

Durch die Begrenzung des Stroms durch das Leuchtmittel wird nicht nur das Leuchtmittel der Leuchte geschont, sondern in der Regel auch andere elektronische Komponenten der Leuchte bzw. der Ausrüstung des Kameramanns.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Stromerfassungseinrichtung ein Widerstand, vorzugsweise ein Messwiderstand.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung handelt es bei der Strombeeinflussungseinrichtung (6) um eine Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Halbleiterschalteinrichtung, z. B. ein Transistor oder Feldeffekt-Transistor (FET) ist.

Diesen Schalter steuert die Steuereinrichtung die Schalteinrichtung derart an, dass der Schalter den Strom durch das Leuchtmittel unterbricht, wenn der Strom den vorgegebenen Wert übersteigt.

Vorteilhafterweise umfasst die Steuereinrichtung eine Eingangsstufe zur Aufbereitung des der Steuereinrichtung von der Stromerfassungseinrichtung zugeführten Signals bzw. eine Ausgangsstufe zur Abgabe eines Ausgangssignals an die Strombeeinflussungseinrichtung umfasst.

Zur Verbesserung des Schutzes der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung selbst ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine Temperaturerfassungseinrichtung vorgesehen ist, die die Temperatur der Steuervorrichtung, insbesondere der Strombeeinflussungseinrichtung erfasst und ein Temperatursignal an die Steuereinrichtung abgibt.

Das Temperaturmesssignal wird vorteilhaft derart genutzt, dass die Steuereinrichtung die Strombeeinflussungseinrichtung derart ansteuert, dass kein Strom oder nur ein reduzierter Strom durch das Leuchtmittel fließt, wenn die von der Temperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt.

Ferner schafft die Erfindung eine Leuchte, insbesondere tragbare Leuchte für den Einsatz im Film- und/oder Fernsehbereich mit einem Leuchtmittel mit einer Steuervorrichtung der oben beschriebenen Art.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren genauer erläutert, in denen zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer tragbaren Leuchte für den Einsatz in den Film- und Fernsehbereich, die mit einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Verlängerung der Lebensdauer des Leuchtmittels ausgestattet ist;
Fig. 2 eine Blockschaltbild einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltung; und
Fig. 3 eine Blockschaltbild einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltung.
In Fig. 1 ist schematisch ein Leuchtmittel 1 einer Leuchte für den Einsatz im Film- und Fernsehbereich, beispielsweise eine Kameraleuchte dargestellt. Bei einer Kameraleuchte handelt es sich um eine spezielle Art einer tragbaren Leuchte, die sich dadurch auszeichnet, dass sie auf einen Sockel an der Kamera aufgesteckt oder anderweitig befestigt werden kann. Das Leuchtmittel 1 ist über einen vom Kameramann zu bedienenden Ein/Aus-Schalter 2 mit einer Stromversorgungseinheit 3 verbunden. Die Stromversorgungseinheit 3 versorgt regelmäßig auch andere Komponenten der Ausrüstung des Kameramanns.
Das Leuchtmittel 1 wird aus der Stromversorgungseinheit 3 mit elektrischer Energie versorgt, wenn der Kameramann die Leuchte mit Hilfe des Ein/Aus-Schalters 2 einschaltet. Im eingeschalteten Zustand fließt ein Strom von der Stromversorgungseinheit 3 zum Leuchtmittel 1 und zurück, wodurch der Strompfad SP des Leuchtmittels 1 definiert wird.
In diesem Strompfad ist erfindungsgemäß eine Stromerfassungseinrichtung 4 vorgesehen, die die Höhe des Stroms erfasst, der durch das Leuchtmittel 1 fließt. Ein Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung 4, das dem erfassten Messwert des Stroms durch das Leuchtmittel 1 entspricht, wird einer Steuereinrichtung 5 zugeführt, die wiederum ein Steuersignal abgibt, das einer Strombeeinflussungseinrichtung 6 zugeführt wird. Auch die Strombeeinflussungseinrichtung 6 ist im Strompfad des Leuchtmittels 1 angeordnet, so dass die Strombeeinflussungseinrichtung 6 den Strom durch das Leuchtmittel 1 hinsichtlich der Höhe beeinflussen kann. Die Steuereinrichtung 5 steuert die Strombeeinflussungseinrichtung 6 über das Steuersignal derart an, dass der Strom durch das Leuchtmittel 1 einen vorgegebenen Schwellwert I_max nicht übersteigt. Jedoch wird auch durch den erfindungsgemäß beeinflussten Strom das Leuchtmittel 1 erwärmt und erreicht in ausreichend kurzer Zeit eine Betriebstemperatur, bei der der Strom durch das Leuchtmittel 1 aufgrund des Widerstands des Leuchtmittels 1 selbst nicht über dem Schwellwert I_max liegt. Die Steuereinrichtung 5 steuert dann die Strombeeinflussungseinrichtung 6 derart an, dass keine Beeinflussung des Stromkreises mehr stattfindet.
Der Schwellwert I_max ist so festgelegt, dass er deutlich unter dem Einschaltwert liegt, der ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung durch ein kaltes Leuchtmittel 1 beim Einschalten der Stromversorgung fließt.
Als Strombeeinflussungseinrichtung kann eine Schalteinrichtung 6 verwendet werden, die zur Beeinflussung der Stromhöhe durch das Steuer- bzw. Schaltsignal der Steuerschaltung 5 veranlasst wird, den Strom durch das Leuchtmittel 1 kurzzeitig immer dann zu unterbrechen, wenn der Strom den Schwellwert I_max erreicht hat. Dadurch fließt durch das Leuchtmittel 1 stets nur ein Strom der kleiner ist als der Schwellwert I_max. Auch durch den erfindungsgemäß geschalteten Strom wird das Leuchtmittel 1 erwärmt und erreicht in ausreichend kurzer Zeit eine Betriebstemperatur, bei der der Strom durch das Leuchtmittel 1 aufgrund des Widerstands des Leuchtmittels 1 selbst nicht über dem Schwellwert I_max liegt. Die Steuereinrichtung 5 steuert dann die Schalteinrichtung 6 derart an, dass keine Unterbrechung des Stromkreises mehr stattfindet. Aufgrund der vollständigen Unterbrechung des Stromes durch das Leuchtmittel 1 eignet sich eine Schalteinrichtung 6 wegen der vergleichsweise geringen Verlustleistung, die als Wärme abgeführt werden muss und bei kleinen Baugrößen Probleme bereiten kann, in besonderem Maße für den Einsatz als Strombeeinflussungseinrichtung
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Steuereinrichtung 5 ebenfalls von der Stromversorgungseinheit 3 mit Energie versorgt, wie in Fig. 1 durch die Stromversorgungsleitungen 7a und 7b dargestellt ist.
Als Schalteinrichtung 6 gemäß der Erfindung kann praktisch jede bekannte Schalterart verwendet werden, die durch ein Schaltsignal einer Steuerschaltung 5 angesteuert werden kann, um den Strom durch das Leuchtmittel 1 zu unterbrechen. Jedoch sind im Hinblick auf Form und Baugröße, sowie im Hinblick auf die Leistungsaufnahme (Verlustleistung), insbesondere bei tragbaren Kamerasystemen zusätzliche Anforderungen zu beachten. In diesem Bereich wird die Schalteinrichtung 6 regelmäßig durch einen Transistor oder ein vergleichbares Halbleiter-Bauelement, vorzugsweise einen Feldeffekt-Transistor (FET) 61, einen IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) oder ein anderes niederohmiges Schaltelement realisiert, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dem FET 61 wird das Schaltsignal der Steuereinrichtung 5 zugeführt, die dazu eine für die Ansteuerung des FET 61 angepasste Ausgangsstufe 51 umfasst. Der Ausgangsstufe 51 wird ein Ausgangssignal einer Eingangsstufe 52 der Steuereinrichtung 5 zugeführt, das im wesentlichen ein aufbereitetes oder ausgewertetes Messsignal darstellt. Der Eingangsstufe 52 wird das Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung 4 zugeführt und von der Eingangsstufe 52 ausgewertet bzw. aufbereitet. Regelmäßig umfasst die Eingangsstufe 52 Filter, Spannungsteiler und Operationsverstärker zur Filterung, Impedanzanpassung, Verstärkung etc. Die Ausgangsstufe 51 umfasst regelmäßig Regler, realisiert mit Hilfe von Operationsverstärkern, Treiberstufen etc.
Wie in Fig. 2 gezeigt, eignet sich als Stromerfassungseinrichtung 4 neben anderen bekannten Bauelementen auch ein Widerstand 41, vorzugsweise ein Messwiderstand, als Sensor für den durch das Leuchtmittel 1 fließenden Strom. In diesem Fall wird, wie in Fig. 2 dargestellt, der Steuereinrichtung 5 als Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung 4 eine Messspannung zugeführt. In der Steuereinrichtung 5 wird der Eingangsstufe 52 für den Vergleich mit der Messspannung über dem Messwiderstand 41 und für die Erzeugung eines Ausgangssignals an die Ausgangsstufe 51 eine Referenzspannung V_ref zugeführt.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerschaltung bei zusätzlich an der Strombeeinflussungseinrichtung 6 eine Temperaturerfassungseinrichtung 8 vorgesehen ist, die die Temperatur der Strombeeinflussungseinrichtung 6 erfasst und ein entsprechendes Ausgangssignal an die Steuereinrichtung 5 abgibt. Die Steuereinrichtung 5 ist dann so ausgelegt, dass das Temperaturmesssignal in die Steuerung einbezogen wird. Die geschieht regelmäßig dadurch, dass beim Überschreiten einer Maximaltemperatur T_max die Strombeeinflussungseinrichtung 6 derart angesteuert wird, dass kein Strom oder nur ein reduzierter Strom (I_red) durch das Leuchtmittel 1 fließt.

Claims

1. Steuervorrichtung zur Steuerung des Einschaltvorgangs bei Leuchten, insbesondere tragbaren Leuchten, für den Einsatz im Film- und/oder Fernsehbereich mit einem Leuchtmittel mit

a) einer Stromerfassungseinrichtung (4) zur Erfassung des Stromes im Strompfad (SP) des Leuchtmittels (1) und Abgabe eines dem Strom durch das Leuchtmittel entsprechenden Ausgangssignals;

b) einer Strombeeinflussungseinrichtung (6) im Strompfad (SP) des Leuchtmittels (1); und

c) einer Steuereinrichtung (1),

a) der das Ausgangssignal der Stromerfassungseinrichtung (4) zugeführt wird und

b) die die Strombeeinflussungseinrichtung (6) derart ansteuert, dass der Strom durch das Leuchtmittel (1) zu keinem Zeitpunkt über einem vorgegeben Schwellwert (I_max) liegt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromerfassungseinrichtung (4) ein Widerstand, vorzugsweise ein Messwiderstand ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombeeinflussungseinrichtung (6) eine Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Halbleiterschalteinrichtung, z. B. ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekt- Transistor (FET) oder ein IGBT ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) die Schalteinrichtung (6) derart ansteuert, dass die Schalteinrichtung (6) den Strom durch das Leuchtmittel (1) unterbricht, wenn der Strom den vorgegebenen Wert (I_max) übersteigt.

5. Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) eine Eingangsstufe (51) zur Aufbereitung des der Steuereinrichtung von der Stromerfassungseinrichtung zugeführten Signals umfasst.

6. Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) eine Ausgangsstufe (52) zur Abgabe eines Ausgangssignals an die Strombeeinflussungseinrichtung (6) umfasst.

7. Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturerfassungseinrichtung (8) vorgesehen ist, die die Temperatur der Steuervorrichtung, insbesondere der Strombeeinflussungseinrichtung (6) erfasst und ein Temperatursignal an die Steuereinrichtung (5) abgibt.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) die Strombeeinflussungseinrichtung (6) derart ansteuert, dass kein Strom oder nur ein reduzierter Strom (I_red) durch das Leuchtmittel (1) fließt, wenn die von der Temperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur einen vorgegebenen Maximalwert (T_max) übersteigt.

9. Leuchte, insbesondere tragbare Leuchte für den Einsatz im Film- und/oder Fernsehbereich mit einem Leuchtmittel (1), gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.