-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Stromversorgung
für ein
Notsystem zum Liefern von Strom an eine Leuchtstofflampe (Fluoreszenzlicht).
-
Ein
Notsystem für
die Beleuchtung mit permanentem Licht stellt die Möglichkeit
zur Verfügung, einer
Leuchtstofflampe Strom direkt vom Netz zuzuführen, wenn die Netzversorgung
vorhanden ist, sowie von einer Notbatterie zuzuführen, wenn die Netzversorgung
nicht vorhanden ist.
-
1 zeigt
ein Schaltkreisdiagramm für
ein Notsystem entsprechend dem Stand der Technik, bezeichnet als
Ganzes mit der Bezugsziffer 100, das konzipiert ist, um
einer mit 20 bezeichneten Leuchtstofflampe Strom zuzuführen.
-
Das
Notsystem 100 umfasst eine normale elektronische Stromversorgung 40 für Leuchtstofflampen,
eine Steuereinheit 50 und eine Notbatterie 30.
-
Die
Steuereinheit 50 umfasst ein erstes Relais RL1, ein zweites
Relais RL2, einen Batterieladegerät 51 und einen Umrichter 52.
-
Die
elektronische Stromversorgung 40 ist an das Netz mittels
zweier Leitungen 41, 42 angeschlossen. Ein Schalter
I1, der von einer externen Schaltsteuerung gesteuert wird, ist in
der Leitung 41 eingefügt.
-
Das
Relais RL1 weist einen Kontakt I2 auf, der auf der anderen Leitung 42 oder
in Reihe mit der Leitung 41 angeordnet ist. Somit kann,
wenn der extern gesteuerte Schalter I1 geschlossen wird, das Relais
RL1 von einer Situation, in welcher die Stromversorgung 40 an
das Netz angeschlossen ist, zu einer Situation, in welcher die Stromversorgung
vom Netz getrennt ist, umschalten.
-
Das
Relais RL2 weist vier Schaltkontakte I3, I4, I5 und I6 auf, die
mit den vier Anschlüssen
der Kathoden der Lampe 20 verbunden sind. Die Schaltkontakte
I3, I4, I5 und I6 können
von einer Position, in welcher sie die vier Ausgänge der Stromversorgung 40 mit
den Kathoden der Lampe 20 verbinden, in eine Position,
in welcher sie die vier Ausgänge
des Umrichters 52 mit den Kathoden der Lampe 20 verbinden,
umschalten.
-
Der
Eingang des Batterieladegeräts 51 ist mit
dem Netz mittels zweier Leitungen 53, 54 verbunden,
während
der Ausgang des Batterieladegeräts 51 mit
der Batterie 30 verbunden ist. Die Batterie 30 ist
wiederum mit dem Eingang des Umrichters 52 verbunden.
-
Die
elektronische Stromversorgung 40 nimmt über die Leitung 41, 42,
als „unterbrochen" definiert Strom
vom Netz auf. Die Leitung 41, 42 wird nämlich mittels
des Schalters I1 der externen Schaltsteuerung unterbrochen, um die
Lampe 20 ein- oder auszuschalten, wenn die Netzversorgung
vorhanden ist, der Kontakt I2 des Relais RL1 der Steuereinheit 50 wird
geschlossen und die Schaltkontakte I3 bis I6 des Relais RL2 werden
so positioniert, dass sie die Lampe 20 mit der elektronischen
Stromversorgung 40 verbinden.
-
Die
Steuereinheit 50 nimmt durch die Leitung 53, 54,
als „nicht
unterbrochen" definiert,
Strom vom Netz auf. Die Leitung 53, 54 ist nämlich stets
vorhanden, wenn die Netzversorgung vorhanden ist. In diesem Fall
verbindet das Relais RL1 die Stromversorgung 40 mit dem
Netz und das Relais RL2 verbindet die Stromversorgung 40 mit
der Lampe 20, sodass die Lampe 20 von der elektronischen
Stromversorgung 40 mit Strom versorgt wird.
-
Sollte
die Netzversorgung – und
somit sowohl die „unterbrochene" Leitung 41, 42 als
auch die „nicht
unterbrochene" Leitung 53, 54 – versagen, schaltet
das Relais RL2 die Lampe 20 auf den Umrichter 52 um,
der der Lampe 20 Strom zuführt, indem er den Strom von
der externen Batterie 30 nimmt. In dieser Situation öffnet sich
das Relais RL1, um zu verhindern, dass die elektronische Stromversorgung 40 mit
Strom versorgt wird, wobei die Lampe 20 während des Übergangszustands,
in dem die Netzversorgung fehlt oder zurückkehrt, nicht mit den Ausgangsanschlüssen verbunden
ist.
-
Die
Steuereinheit 50 umfasst weiter das Batterieladegerät 51,
welches, wenn die Netzversorgung vorhanden ist, die Ladung der Batterie 30 wieder
herstellt und sie im geladenen Zustand hält.
-
In
einem Beleuchtungssystem für
permanentes Licht, wie oben beschrieben, arbeitet die Lampe 20 normalerweise
mit ihrer vollen Helligkeit, wenn sie von der Netzversorgung betrieben
wird (Betrieb mit vorhandener Netzversorgung) und arbeitet mit verringerter
Helligkeit, wenn sie in Abwesenheit der Netzversorgung betrieben
wird (Notbetrieb). Dies dient dazu, die Beleuchtung für eine gewisse
Zeit selbst mit einer Batterie von begrenzter Kapazität sicherzustellen.
-
Solch
ein Notsystem entsprechend dem Stand der Technik weist verschiedene
Nachteile aufgrund des Vorhandenseins einer großen Anzahl von Vorrichtungen
und Schaltkreiskomponenten auf, die sich manchmal als übermäßig sperrig
erweisen und die das System teuer und im Zusammenbau kompliziert
machen.
-
Die
US 5,029,061 offenbart ein
Notbeleuchtungssystem mit einem einzelnen Ausgangsstadium für die Versorgung
einer Leuchtstoffröhre
sowohl durch Netzspannung als auch durch Batterie.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands
der Technik zu überwinden,
indem eine elektronische Stromversorgung bereitgestellt wird, die
in der Lage ist, einer Leuchtstofflampe Strom direkt vom Netz zuzuführen, wenn
die Netzversorgung vorhanden ist, und von einer Notbatterie zuzuführen, wenn
die Netzversorgung nicht vorhanden ist.
-
Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische
Stromversorgung für Leuchtstofflampen
bereitzustellen, die effizient ist und in der Lage ist, einen perfekten
Betrieb der Lampe selbst in Abwesenheit der Netzversorgung sicherzustellen.
-
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische
Stromversorgung für Leuchtstofflampen
bereitzustellen, die kostengünstig und
einfach herzustellen ist.
-
Entsprechend
der Erfindung werden diese Aufgaben mit den im beigefügten unabhängigen Anspruch
1 aufgeführten
Eigenschaften erzielt.
-
Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden aus den abhängigen
Ansprüchen
offensichtlich.
-
Die
elektronische Stromversorgung für
das Notsystem einer Leuchtstofflampe entsprechend der Erfindung
umfasst eine einzelne Ausgangsstufe, um die Leuchtstofflampe im
Betrieb sowohl von der Netzstromversorgung als auch von der Batterie
mit Strom zu versorgen.
-
Das
Vorsehen einer einzelnen Ausgangsstufe erlaubt es, die in Notsystemen
des Stands der Technik verwendete Schaltrelais zu eliminieren, wodurch
eine einfachere und kompaktere Vorrichtung erhalten wird.
-
Weitere
Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende detaillierte
Beschreibung deutlich gemacht, die sich auf eine lediglich beispielhafte
und daher nicht beschränkende
Ausführungsform
davon bezieht, die in den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht ist:
-
1 ist
ein Schaltdiagramm eines Notstromsystems für permanentes Licht entsprechend dem
Stand der Technik; und
-
2 ist
ein Schaltdiagramm einer elektronischen Stromversorgung für Leuchtstofflampen
entsprechend der Erfindung.
-
In 2 wird
die elektronische Stromversorgung entsprechend der Erfindung, als
Ganzes mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, beschrieben.
-
Die
Stromversorgung 10 umfasst einen Eingangsfilter 11,
eine Eingangsstufe 12, eine Ausgangsstufe 13,
einen Batterieladegerät 15 und
eine Spannungserhöhungsstufe 14.
-
Die
Netzstromversorgung ist mit dem Eingang des Eingangsfilters 11 über zwei
Leitungen 41, 42 verbunden. Ein äußerer Schalter
I1 ist mit der Leitung 41 des „unterbrochenen" Stromnetzes in Reihe eingefügt.
-
Der
Eingangsfilter 11 ist bevorzugt ein EMV-Netzstromfilter,
um aus dem Netz kommendes Rauschen zu unterdrücken. Der EMV-Filter ist mit
der Eingangsstufe 12 verbunden. Die Eingangsstufe 12 kann
aus einer einfachen Gleichrichtungsbrücke oder einer PFC-Bildschirmkompenstionsstufe
bestehen.
-
Zwischen
der Eingangsstufe 12 und der Ausgangsstufe 13 befindet
sich ein Filterkondensator C1. Die Ausgangsstufe 13 ist
eine Umrichterausgangsstufe, die vier Ausgänge aufweist, welche mit den
vier Anschlüssen
der Kathoden einer Leuchtstofflampe 20 verbunden sind.
-
Das
Batterieladegerät 15 ist
mit dem „nicht unterbrochenen" Stromnetz mittels
zweier Leitungen 53, 54 verbunden. Der Ausgang
des Batterieladegeräts 15 ist
mit einer außerhalb
der Stromversorgung 10 angeordneten Batterie 30 verbunden.
Die Batterie ist wiederum an der Spannungserhöhungsstufe 14 angeschlossen,
die zur Stromversorgung 10 gehört. Der Ausgang der Spannungserhöhungsstufe 14 ist mit
den Enden des Ladekondensators C1 am Eingang der Umrichterausgangsstufe 13 verbunden.
-
Wenn
die Netzversorgung vorhanden ist, ist die „nicht unterbrochene" Leitung 53, 54 vorhanden und – wenn die „unterbrochene" Leitung 41, 42 durch Schließen des
Schalters I1 mit Strom versorgt wird – wird der Kondensator C1 mit
einer Gleichspannung zwischen 300 V und 400 V über die Eingangsstufe 12 durch
den EMV-Filter 11 geladen.
-
Die
Ausgangsstufe 13 nimmt den Strom vom Kondensator C1 und
versorgt die Leuchtstofflampe 20 mit einer Sinuswellenform
hoher Frequenz (über 20
KHz), was jenem ähnlich
ist, was in einer elektronischen Stromversorgung des Stands der
Technik passiert.
-
In
solch einer Situation ist die Spannung auch auf der „nicht
unterbrochenen" Leitung 53, 54 vorhanden,
wodurch das Batterieladegerät 15 die Batterie 30 geladen
hält.
-
Wenn
die Netzversorgung ausfällt
und somit keine Spannung sowohl auf der „unterbrochenen" Leitung 41, 42 als
auch auf der „nicht
unterbrochenen" Leitung 53, 54 vorhanden
ist, wird der Kondensator C1 von der Spannungserhöhungsstufe 14 geladen
gehalten, welche aktiviert wird, und welche Strom von der Batterie 30 aufnimmt.
-
In
der Stromversorgung 10 entsprechend der Erfindung ist es
möglich,
die Helligkeit der Lampe 20 auf zwei Weisen zu verringern,
wenn sie von der Batterie 30 versorgt wird: indem auf die
Spannung an den Enden des Kondensators C1 eingewirkt wird, oder
indem die Arbeitsfrequenz der Ausgangsstufe 13 geändert wird.
In beiden Fällen
wird die Ausgangsstufe 13 weniger Strom an die Lampe 20 übertragen.
-
Die
elektronische Stromversorgung 10 entsprechend der Erfindung
weist die folgenden Vorteile in Bezug auf das Notstromsystem 100 entsprechend dem
Stand der Technik auf, das in 1 veranschaulicht
ist.
-
In
der Stromversorgung 10 wird kein Schaltrelais benötigt, um
die Lampe 20 auf unterschiedliche Weise während dem
Netz- und dem Batteriebetrieb zu verbinden.
-
Beim Übergang
vom Netzbetrieb auf den Batteriebetrieb und umgekehrt ist es nicht
notwendig, die „unterbrochene" Leitung 41, 42 zu
steuern – wie es
beim Relais RL1 des Systems der 1 passiert – da der
Kondensator C1 entweder über
die Eingangsstufe 12 oder über die Spannungserhöungsstufe 14 stets
versorgt ist.
-
Der
der Lampe 20 im Notbetrieb zugeführte Strom kann leicht entweder
durch die Spannungserhöhungsstufe 14 oder
durch Einwirken auf die Frequenz der Ausgangsstufe 13 geregelt
werden.