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DE69612888T2 - Techniken zur Regelung von entfernten Lampenlasten - Google Patents

Techniken zur Regelung von entfernten Lampenlasten

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DE69612888T2
DE69612888T2 DE69612888T DE69612888T DE69612888T2 DE 69612888 T2 DE69612888 T2 DE 69612888T2 DE 69612888 T DE69612888 T DE 69612888T DE 69612888 T DE69612888 T DE 69612888T DE 69612888 T2 DE69612888 T2 DE 69612888T2
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Vari Lite Inc
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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regelung elektrischer Stromversorgungsvorrichtungen und insbesondere geregelte Stromversorgungsvorrichtungen, die insbesondere für die Steuerung von Widerständen bzw. Lasten einer entfernten Lampe geeignet sind.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Leuchtkörper werden manchmal bei Anwendungen verwendet, bei welchen die Lichtintensität einstellbar ist und von entfernten Stellen aus gesteuert und erregt wird. Ein Beispiel ist das automatisierte Bühnenbeleuchtungssystem Vari-Lite Series 300, das Flutlichtleuchtkörper aus Wolfram-Halogen VL5 verwendet. Es gibt andere Anwendungen auf dem Unterhaltungssektor und auch auf dem Gebiet der Architekturbeleuchtung.
  • Eine adäquate Lampenhelligkeit in diesen Umgebungen steht auf der Liste von wichtigen Qualitäten weit oben. Beispielsweise basieren bei Bühnenanwendungen Beleuchtungsentwicklungen auf Annahmen, daß die Leuchtkörper für sowohl Helligkeit als auch Farbe bei nominellen Pegeln bzw. Nennpegeln arbeiten. Dieses Ziel wird manchmal durch einen ir-Abfall (Spannungsabfall) in den Leitungen vereitelt oder wenigstens kompromittiert, die vom Lichtregler, z. B. einer Dimmereinheit, zum Leuchtkörper verlaufen.
  • Ein Widerstand in der Verkabelung und den Anschlüssen kann den an die Beleuchtung angelegten Strom um einen signifikanten Betrag reduzieren, wie beispielsweise in einigen Fällen um bis zu 15%. Weiterhin ist dieser Widerstand unbestimmt, was Anstrengungen zu seiner Kompensation kompliziert macht.
  • Die meisten Lampendimmer für Glühlampen verwenden eine Phasenwinkelsteuerung bzw. -regelung von Triac- oder Thyristor-(SCR-)Ausgangsstufen und sind zum Steuern bzw. Regeln des Beginns eines Leitens während des Wechselstrom-(AC- )Eingabezyklus betreibbar. Die Dauer des leitenden Abschnitts jedes Halbzyklus wird dadurch gesteuert, um die zur Lampe gelieferte Gesamtleistungsausgabe zu steuern, wodurch die Helligkeit des durch die Lampe emittierten Lichts gesteuert wird. Während dieser Aufbau für viele Jahre gut gearbeitet hat, gibt es bestimmte Probleme in Verbindung mit der in Dimmerreglern verwendeten Phasenwinkelsteuerung bzw. -regelung. Diese Dimmer sind Spannungsregler, und während sie eine allgemein konstante Spannung an den Dimmer-Ausgangsanschlüssen sicherstellen können, wissen sie nicht, welche Spannung die entfernte Lampe tatsächlich erhält, weil sie nicht wissen, welche Spannung in der Verkabelung und den Anschlüssen abgefallen ist.
  • Spannungsregler, die andere Steuer- bzw. Regelungstechniken verwenden, z. B. Schaltregler, sind auf gleiche Weise behindert.
  • Während Regler mit Fern-Erfassungseigenschaften verfügbar sind, erfordern diese das Führen von zusätzlichen Erfassungsleitungen von der Steuerung bzw. Regelung zur Lampe, was eine Lösung ist, die für viele Anwendungen nicht praktikabel ist.
  • Somit gibt es eine Notwendigkeit für eine Steuerung, die die Ausgabe der erforderlichen Spannung und des erforderlichen Stroms zur Lampe ungeachtet unvorhersagbarer Übertragungsverluste sicherstellen kann.
  • Den typischen Phasenwinkelgeregelten Dimmer belasten noch andere Probleme. Diese enthalten die Erzeugung eines Radio- bzw. Funkfrequenzrauschens, das durch die Stromversorgungsvorrichtung emittiert und von Verbindungskabeln zu Vorrichtungen in der Umgebung gestrahlt wird. Die schnellen Einschaltzeiten der Triacs oder SCRs erzeugen diese Interferenz und verursachen auch ein hörbares Rauschen, das aufgrund eines Umkreisens der Lampenfaser durch die Lampe auszusenden ist.
  • Diese Einschaltübergänge zeigen auch andere ernstzunehmende Probleme. Phasenwinkelgesteuerte Dimmer können momentane Spitzen-Ausgangsspannungen ausgeben, die um Eins-Punkt-Vier (1.4) mal größer als der Nominal-(RMS-)Wert der Eingangs-AC-Spannung ist. Ein solcher Dimmer, der auf eine Ausgabe von 50% eingestellt ist, schaltet dann ein, wenn die Eingangsspannungswellenform bei ihrem Spitzenwert ist, der normalerweise ungefähr 40% größer als der Nominal- (RMS-)Wert ist. Dies kann für eine kalte Faser ein signifikanter und möglicherweise zerstörender mechanischer Schock sein, welche Faser bei einer gegebenen Spannung mehr Strom zieht, als eine heiße Faser. Paradoxerweise kann ein phasenwinkelgesteuerter Triac- oder SCR-Dimmer, der auf eine Ausgabe von 50% eingestellt ist, bei einer kalten Faser einen größeren Schaden verursachen, als ein solcher Dimmer, der auf eine Ausgabe von 100% eingestellt ist, da die Dimmer- Ausgabevorrichtungen bei einer vollen Ausgabe dann einschalten, wenn die momentane AC-Eingangsspannung nahe Null ist. Als Folge ihrer Betriebsmoden erfordern phasenwinkelgesteuerte Dimmer somit zusätzliche Maßnahmen zum Fertigwerden mit Übergangs-Stromspitzen.
  • Ein weiteres Problem, das phasenwinkelgesteuerten Dimmern gemeinsam ist, besteht darin, daß die Dimmerschaltung und die Lampe zum Arbeiten mit einer AC- Quelle entwickelt sind. Wenn die Steuereingabe zum Dimmer auf ihr Maximum eingestellt ist, wird typischerweise ungefähr 95% der vollen Eingangs- Leitungsspannung an den Ausgangsanschlüssen der Dimmerschaltung zur Verfügung gestellt. Diese Anforderung stellt ein Problem für reisende Unterhaltungsshows dar, die ihr Equipment zu unterschiedlichen Ländern oder unterschiedlichen Kontinenten mit sich führen, wo die Leitungsspannung in einem Land 240 Volt sein kann, und 120 Volt in einem anderen. Im ersteren Fall wird eine 120 Volt-Lampe fast 240 Volt ausgesetzt, wenn die Dimmersteuerung, z. B. ein Aufblend- bzw. Abblendregler, auf ein Maximum eingestellt ist. Eine 240 Volt-Lampe wird im zweiten Fall ein Maximum von 120 Volt aufnehmen, was ganz klar ein inadäquater Pegel ist.
  • Beleuchtungssysteme stellen allgemein starke elektrische Lasten dar, die eine mehrphasige Leistung erfordern. Wenn sie bei einem Equipment einer Tournee verwendet werden, werden sie nicht nur mit unterschiedlicher Leitungs- oder Netzspannung in unterschiedlichen Ländern konfrontiert, sondern auch mit unterschiedlichen Leistungsaufteilungskonfigurationen, wie z. B. einer Delta- und einer Ypsilon- Konfiguration.
  • Wenn sie an die neutrale Leitung von Ypsilon-Leistungsquellen angeschlossen werden, sollten die Beleuchtungsregler vorzugsweise einen im wesentlichen nicht reaktiven Leistungsfaktor haben, um neutrale Ströme zu minimieren. Während Entwicklungen für einen phasenwinkelgesteuerten bzw. -geregelten Dimmer typischerweise einen im wesentlichen einheitlichen Leistungsfaktor bei einer vollen Ausgabe zeigen, erscheinen sie bei reduzierten Werten reaktiver, wodurch das Problem eines Haltens eines Gleichgewichts in bezug auf die Ströme des neutralen Arms verschlimmert wird.
  • Andere Spannungsregler sind sogar noch weniger geeignet. Viele haben reaktive Eingangsimpedanzen, die das Problem eines neutralen Stroms verschlimmern. Zustände bei einer Bühnenbeleuchtung, bei welcher die gesamte Lampenlast bei hunderten von Kilowatts sein kann und die sehr viele Glühlampenversorgungsvorrichtungen enthält, machen das Problem von unausgeglichenen neutralen Strömen zu einem ernsten Problem.
  • Herkömmliche Phasenwinkeldimmer haben andere Nachteile. Sie benötigen eine Synchronisierung mit der Leitung und benötigen oft spezielle Schaltungen zum Vermeiden eines Synchronisierungsverlusts, der aus einer Interferenz resultiert. Sie können nur über einen schmalen Frequenzbereich arbeiten. Sie sind nicht gut für Niederspannungslampen geeignet, die eine Anzahl von Eigenschaften haben, die für eine Bühnenbeleuchtung attraktiv sind.
  • Andere Typen von Spannungsreglern vermeiden einige dieser Probleme, aber oft auf Kosten eines Einführens von anderen. Einige Versorgungsvorrichtungen reagieren nicht gut auf Unterbrechungen, die beispielsweise oft in der Unterhaltungsumgebung auftreten. Intakte Kabel werden oft getrennt, und die resultierende Lichtbogenbildung wird bei einigen Entwicklungen für einen Regler eher verstärkt als unterdrückt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist entdeckt worden, daß alle vorangehenden Probleme signifikant abgeschwächt, wenn nicht sogar eliminiert, werden können, indem man sich dem Problem einer ferngesteuerten Beleuchtung nicht mit dem traditionellen Ansatz eines Regelns einer Spannung nähert, sondern vielmehr aus einer Perspektive einer Stromregelung. Die vorgefaßte Meinung der Unterhaltungsindustrie ist eine Spannungsregelung, aber, wie es nachfolgend demonstriert wird, löst eine spezielle Form einer Stromregelung eine Menge von Nachteilen, die die gegenwärtige Technologie belasten.
  • In ihrem Betriebsbereich haben die Glühlampen, die hier von primärem Interesse sind, einen vernünftigen konstanten Widerstandswert und werden einen Lichtintensitätspegel entwickeln, der proportional zum Lampenstrom im Quadrat ist. Somit wird durch Steuern des Strompegels die erwünschte Intensität unabhängig von Übertragungsverlusten erreicht.
  • Demgemäß faßt ein Aspekt der Erfindung eine Lampen- Stromversorgungsschaltung ins Auge, die eine gesteuerte bzw. geregelte Stromquelle aufweist, die ein Steuersystem zum Modulieren des Ausgangsleistungspegels durch Regulieren des Ausgangsstroms hat, der über einen leitenden Pfad eines unbestimmten Widerstands zu einer entfernten Lampe ausgegeben wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausgeben eines spezifizierten Stroms zu einer entfernten Lampenbelastung auf eine derartige Weise zur Verfügung gestellt, daß eine Lampenhelligkeit ungeachtet unbestimmter und variierender Leitungsverluste reguliert wird.
  • Weitere Aspekte der Erfindung stellen bei solchen Reglern und Verfahren einen im wesentlichen einheitlichen Leistungsfaktor mit seinen zugehörigen Vorteilen zur Verfügung.
  • Die Schaltungen und Verfahren gemäß der Erfindung lassen auch zu, daß ein Regler die Notwendigkeiten einer Vielfalt von Lampen von unterschiedlichen Nennspannungen bedient, und lassen zu, daß diese Lampen frei von destruktiven Übergängen sind und über einen weiten Bereich von Eingangsfrequenzen und -spannungen gespeist werden. In der Tat können die Schaltungen und Verfahren ausgehend von Gleichstrom- bwz. DC-Quellen arbeiten, während sie noch größere Vorteile behalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein vollständigeres Verstehen der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen erhalten werden, wobei:
  • Fig. 1 ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Lampen- Stromversorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 2 ein schematisches Diagramm ist, das ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • Fig. 3 zusätzliche Details des bevorzugten Ausführungsbeispiels darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 1 gezeigt ist, enthält eine Lampen-Stromversorgungsvorrichtung 1 einen Regler 2, der von einer Quelle 3 gespeist wird und pulsierende elektrische Gleichstrom-(DC- )Energie über Kabel mit unbekannten Widerständen 5A und 5B zu einer Lampenlast 4 ausgibt. Die Ausgabe wird in Antwort auf ein Eingangsstrom-Einstellsignal erzeugt, das von einer Intensitätssteuerquelle, wie beispielsweise einem Aufblendregler 8, abgeleitet wird. Dieses Signal wird als Eingabe zu einer Rückkopplungsschaltung 7 angelegt, die auch auf den zur Lampenlast zugeführten tatsächlichen Strom antwortet, und zwar über eine Stromerfassungsschaltung 6. Die letztere liefert ein Signal, das proportional zum Laststrom ist, zum Eingang der Rückkopplungsschaltung. Irgendeine Abweichung beim erfaßten Lampenstrom wird durch die Rückkopplungsschaltung erfaßt, was eine Änderung beim Fehlersignal verursacht, das den Regler 2 steuert, was eine entsprechende Korrektur beim Lampenstrom hervorruft, wie es durch die Wellenformen i&sub1;, i&sub2; und i&sub3; symbolmäßig gezeigt ist.
  • Im Betrieb wird die Lampen-Stromversorgungsvorrichtung 1 kalibriert, um bei vollständiger Ausgabe den richtigen Strompegel zur Lampenlast auszugeben. Die Lampe wird eingestellt, um eine bestimmte Helligkeit bei einem bestimmten Spannungspegel zu erzeugen. Wenn das Einstellen typischerweise in Volt erfolgt, ist ein Lampenstrom oft ein besserer Parameter zum Beschreiben einer Leistungsfähigkeit. Wenn der Ausgangsstrom zur Lampenlast auf den geeigneten Pegel geregelt wird, wird über der Lampe automatisch die geeignete Spannung (das Produkt aus ihrem Widerstand und ihrem Strom) entwickelt, und die richtige Helligkeit wird ungeachtet des akkumulierten Widerstands von irgendwelchen Verbindungskabelanordnungen erhalten.
  • Wenn der geeignete Ausgangsstrompegel durch die Wirkung des Stromerfassungs-Rückkopplungssignals geregelt wird, wird die Lampenspannung durch den über der Lampenlast entwickelten Spannungsabfall bestimmt. Es ist daher beispielsweise möglich, eine für 1000 Watt eingestellte Lampenlast bei 120 Volt AC von einer Lampen-Stromversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu betreiben, welche Stromversorgungsvorrichtung 208 Volt AC oder 220 Volt AC empfängt, ohne die Lampe zu beschädigen. Solange die Stromversorgungsvorrichtung kalibriert ist, um den geeigneten Ausgangsstrompegel bei voller Ausgabe zu liefern, kann die Eingangsspannung zur Stromversorgungsvorrichtung irgendein praktischer Wert über einem bestimmten minimalen Wert sein, und die geeignete Spannung bei der Lampenlast wird durch Regeln des zur Lampe zugeführten Stroms beibehalten.
  • Weiterhin kann durch derartiges Entwickeln des Systems, daß es einen im wesentlichen einheitlichen Leistungsfaktor zeigt, die Versorgungsvorrichtung 1 von Anschlüssen gespeist werden, die das neutrale Leistungsfeld enthalten, um dadurch eine Verschlimmerung des unausgeglichenen Neutralitätsproblems zu vermeiden.
  • Der Regler 2 kann eine Anzahl von wohlbekannten Formen annehmen, einschließlich serieller Umschalttypen und gleichphasiger Regelungstypen. Die ersteren sind jedoch für viele Anwendungen bevorzugt. Eine DC-Quelle kann die erforderliche Regelung zur Verfügung stellen, aber ihr fehlt die Selbst-Löscheigenschaft.
  • Die Rückkopplungsschleife kann auch durch eine Vielfalt von wohlbekannten Techniken implementiert sein, wobei die Auswahl von erwünschten Einstellungen und vom Typ des Reglers abhängt.
  • Nimmt man nun Bezug auf Fig. 2, enthält ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eine Stromversorgungsvorrichtung 20, die von einer Quelle 10 aus arbeitet und dieser Quelle einen im wesentlichen einheitlichen Leistungsfaktor präsentiert. Die Versorgungsvorrichtung 20 liefert einen regulierten bzw. geregelten Strom zum Beleuchtungskörper 21 mit einer Lampe 22.
  • Bei einer typischen Installation wird die Stromversorgungsvorrichtung 20 über Kontakte 24 und 25 in ein Gestell 28 gesteckt. Es gibt eine interne Verdrahtung im Gestell, welche bei Ausgangs-Anschlußstücken, wie beispielsweise 26 und 27, endet. Mit diesen Stellen sind Kabel, wie beispielsweise 23, verbunden, die zur Lampe laufen, und zwar manchmal direkt und manchmal über Verteilungseinheiten. Beispielsweise hat die dargestellte Anwendung den Beleuchtungskörper 21, der über ein direktes, aber in einigen Fällen längliches, leitendes Kabel 23 mit dem Gestell 28 verbunden ist.
  • Am Eingangsende ist die Versorgungsvorrichtung 20 mit der Quelle 10 durch eine Verkabelung und Verbindungen verbunden, wie beispielsweise durch die Verbindungen 11-14.
  • Der Eingang zur Stromversorgungsvorrichtung ist mit einem Gleichrichter 30 über eine Schalteinrichtung 31 gekoppelt, die auch ein Schaltkreisunterbrecher sein kann. Der Gleichrichter 30 ist illustrativ vom Vollwellen-Brückentyp und seine Ausgabe wird über eine Anzahl von Elementen an die Lampenlast angelegt, die einen RFI-Abschnitt 32 und einen steuerbaren FET-Schalter 34 enthalten, von welchen der Betrieb nachfolgend erklärt wird. Die Brücke vermeidet vorzugsweise die gewöhnlichen Filterkondensatoren zur DC-Speicherung. Der RFI-Abschnitt ändert die Eingangsimpedanz nicht signifikant, die primär ein ohmscher Widerstand ist.
  • Die Ausgabe des FET-Schalters 34, nämlich ein pulsierender modulierter Strom, wird über eine Ring-Induktionsspule 35, die mit einem Ausgangsanschluß 24 verbunden ist, zu den Ausgangsanschlüssen zugeführt. In einem Arm der Versorgungsvorrichtung wird ein Stromerfassungswiderstand 36 verwendet, wobei dieser Widerstand ein Erfassungssignal zu einem Verstärker 37 zuführt.
  • Über die Kombination der Ringspule, der Lampe und des Erfassungswiderstands ist eine Diode 33 angeschlossen, die als Umlaufdiode dient, die während eines Teils des Abtastzyklus in Umkehrrichtung vorgespannt ist, aber die Zirkulation des Stroms durch die Last während des anderen Teils des Zyklus zuläßt.
  • Der Erfassungswiderstand 36 liefert eine Erfassungsspannung zum Rückkopplungsverstärker 37. Die Ausgabe des Verstärkers 37 wird einem Potentiometer 38 präsentiert, das gemäß einem Lampentyp eingestellt ist und ein Ende hat, das über eine Diode 39 mit dem Pulsweitenmodulator 40 verbunden ist. Somit führt der erfaßte Strom eine Eingabe zum Modulator zu. Eine weitere Eingabe ist der erwünschte Intensitätspegel, wie er in einem Steuersignal berücksichtigt ist, das von einem Steuer-Eingangsanschluß 45 über einen Verstärker 46 zum PWM 40 ausgegeben wird. Die Steuereingabe wird mit dem Rückkopplungssignal verglichen; das resultierende Fehlersignal steuert den Abtastzyklus des Pulsweitenmodulators, dessen Ausgabe über eine Isolierschaltung 48 zum FET-Schalter 34 zugeführt wird. In einigen Fällen ist der letztere nicht erforderlich, wie z. B. dort, wo der Pulsweitenmodulator eine Isolation enthält.
  • Der FET-Schalter arbeitet auf die normale Weise zum Umschalten zwischen dem Ein- und dem Aus-Zustand, um dadurch den Abtastzyklus in Antwort auf das Fehlersignal zu verändern, um dadurch eine Regelung einer geschlossenen Schleife zur Verfügung zu stellen.
  • Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der PWM 40 ein SG3526N, der bei einer Frequenz von 50 kHz arbeitet und vom FET-Schalter 34 durch einen Transformator und eine Darlington-Schaltung galvanisch isoliert ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Fig. 3 zeigt einen zusätzlichen Schalter und zugehörige Details. Der Schalter 34 ist als Paar von parallel geschalteten FET-Schaltern Q1 und Q2 verkörpert. Diese schalten die Leistung, die von der Quelle entwickelt wird, über eine Vollwellengleichrichterbrücke BR1. Ein RFI-Filter zum Isolieren der Quelle von Umschaltübergängen ist aus einer Spule L1 und aus Kondensatoren C1 und C2 ausgebildet. Die Schalter werden zu einem Paar von in Reihe geschalteten Zenerdioden DZ1 und DZ2 nebengeschlossen. Ein Kondensator C4 liefert einen zusätzlichen Nebenschlußpfad.
  • In Reihe geschaltet zum Schalter ist eine Ringspule L2, die der Ringspule 35 der Fig. 2 entspricht. Die Diode D2 entspricht der Umlaufdiode 33, während R1 als der Erfassungswiderstand dient. Das Paar von in Reihe geschalteten Zenerdioden DZ3 und DZ4 liefert einen Spannungsspitzenschutz.
  • Der Schalter wird vom Pulsweitenmodulator 40 über die zuvor angegebene Isolierschaltung gesteuert, die einen Transformator T1 enthält, der eine Primärspeisung von den PWM-Ausgangsanschlüssen Qa und Qb hat, und ein Paar von Sekundärwicklungen, die die geeigneten Steuersignale über eine Darlington-Schaltung Q3 zum Schalter ausgeben.
  • Die Brücken-Ausgangsspannung VB wird überwacht und mit einer geeigneten Referenzspannung Vref im RÜCKSETZ-Komparator verglichen, um eine Rücksetzung des Modulators in dem Fall eines Zustands einer niedrigen Eingangsspannung zu erzeugen.
  • Die Versorgungsvorrichtungs-Ausgangsspannung VC wird auch als alternativer Rückkopplungsparameter über den Schalter S1 für eine Verwendung beim Speisen von spannungsgesteuerten Lasten verfügbar gemacht.
  • Nachfolgend ist eine Tabelle mit Werten für Schaltungselemente zum Implementieren des beispielhaften Ausführungsbeispiels zur Verfügung gestellt.
  • Es wird erkannt werden, daß die vorangehende Schaltung genau eine von vielen Steuerschemen ist, die geeignet sein können, die Merkmaie der Erfindung zu erreichen.
  • Die Werte sind, soweit es nicht anders angegeben ist, in uF und Ohm angegeben.
  • C1 1.0/400 V uF
  • C2 1.0/400 V uF
  • C3 1.0/400 V uF
  • C4 .001 uF
  • C5 .001 uF
  • C6 2.0/200 V uF
  • C7 .001 uF
  • C8 .033/lkV uF
  • R1 .25/5 W
  • R2, R4 47
  • R3 1 k
  • Q1, Q2 APT5025
  • Q3 TIP117
  • Q4 AD620AN
  • L1 100 uH
  • L2 4.0 mH
  • D1 MUR1560
  • D2 HFA25PB60
  • D3, D4, D5 MUR110
  • PWM40 SG3526N

Claims (14)

1. Stromversorgungsvorrichtung zum steuerbaren Speisen eines im wesentlichen ohmschen Widerstands (4; 22) von einer Eingangsversorgungseinrichtung (3; 10) aus, die einen Spannungsverlauf und einen Stromverlauf aufweist, wobei die Stromversorgungsvorrichtung eine Widerstandsstrom-Abtastschaltung (6; 36, 37, 38) und einen Stromregler (2; 30, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 46, 48) umfaßt, der konfiguriert ist, von einer Eingangsversorgungseinrichtung aus gespeist zu werden, und der auf die Abtastschaltung anspricht, einem im wesentlichen ohmschen Widerstand (4; 22) unabhängig vom Widerstand des Leitweges (5A, 5B; 23) zwischen dem Regler und einem versorgten, im wesentlichen ohmschen Widerstand einen geregelten Strom zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler so konfiguriert ist, daß von der Eingangsversorgungseinrichtung gezogener Strom phasengleich mit und proportional zur Spannung der Eingangsversorgungseinrichtung bleibt.
2. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Stromregler konfiguriert ist, daß er einer Eingangsversorgungseinrichtung (3; 10) im wesentlichen einen Leistungsfaktor Eins zur Verfügung stellt.
3. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stromregler einen Schaltkreis (34) umfaßt, der von einem Rückkopplungssystem mit geschlossenem Regelkreis (38, 39, 40, 46, 48) gesteuert wird, das mit der Abtastschaltung (36, 37) verbunden ist.
4. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stromregler einen Vollwellengleichrichter (30) aufweist.
5. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stromregler konfiguriert ist, einem im wesentlichen ohmschen Widerstand einen pulsierenden Strom zuzuführen und die Amplitude des pulsierenden Stroms zu regeln um den Laststrom zu regeln.
6. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stromregler einen Vollwellengleichrichter (30) und einen Serienschalter (34) umfaßt.
7. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stromregler einen Pulsweitenmodulations-Schaltkreis (34, 40, 48) umfaßt, der konfiguriert ist, mit einem im wesentlichen ohmschen Widerstand in Serie geschaltet zu werden.
8. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die folgendes umfaßt:
(a) Eingangsanschlüsse (13, 14), die zur Verbindung mit einer Wechselstromquelle (10) konfiguriert sind;
(b) einen mit den Eingangsanschlüssen verbundenen Vollwellengleichrichter (30), wobei der Gleichrichter konfiguriert ist, an einem seiner Ausgänge einen pulsierenden Strom zur bereitzustellen;
(c) ein Halbleiter-Schaltglied (Q1, Q2), das einen Stromeingang, einen Stromausgang und einen Steuereingang aufweist, wobei der Stromeingang mit dem Gleichrichterausgang verbunden ist;
(d) einen Serieninduktor (35) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Induktoreingang mit dem Stromausgang des Schaltgliedes verbunden ist;
(e) eine Umlaufdiode (33), die zwischen den Gleichrichterausgang und den Induktoreingang geschaltet ist;
(f) ein Steuersystem, das einen Impulsbreitenmodulator (40) mit einem Steuereingang, einem Rückkopplungseingang und einem Modulatorausgang umfaßt, wobei der Modulatorausgang mit dem Steuereingang des Schaltgliedes gekoppelt ist; und
(g) ein Widerstandsstrom-Abtastelement (36), das mit einem Verstärker (37) gekoppelt ist, der ein den Laststrom kennzeichnendes Ausgangssignal bereitstellt, wobei der Ausgang mit dem Rückkopplungseingang des Impulsbreitenmodulators gekoppelt ist.
9. Beleuchtungssystem mit einer Glühlampe und einer Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die so konfiguriert ist, daß sie der Lampe Strom zuführt.
10. Verfahren, um einem im wesentlichen ohmschen Widerstand (4; 20) von einer Eingangsversorgungseinrichtung (3; 10) aus, die einen Spannungsverlauf und einen Stromverlauf aufweist, Strom zuzuführen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(a) Verarbeiten eines Stroms, um ihn dem Widerstand zuzuführen;
(b) Abtasten des Wertes des Laststroms; und
(c) Regeln des Laststroms derart, daß er unabhängig vom Widerstand des Leitweges (5A, 5B; 23) zwischen dem Regler und dem versorgten, im wesentlichen ohmschen Widerstand konstant bleibt,
dadurch gekennzeichnet, daß von der Eingangsversorgungeinrichtung gezogener Strom phasengleich mit und proportional zur Spannung der Eingangsversorgungseinrichtung bleibt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Laststrom geregelt wird, um im wesentlichen einen Leistungsfaktor Eins bereitzustellen.
12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Laststrom durch einen mittels negativer Rückkopplung gesteuerten Schaltvorgang geregelt wird, der auf den abgetasteten Wert des Laststroms anspricht.
13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Laststrom von einem Vollwellengleichrichter (30) geregelt wird.
14. Verfahren zum Speisen einer Glühlampe nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
DE69612888T 1995-02-15 1996-02-14 Techniken zur Regelung von entfernten Lampenlasten Expired - Fee Related DE69612888T2 (de)

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US38911395A 1995-02-15 1995-02-15

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Publication Number Publication Date
DE69612888D1 DE69612888D1 (de) 2001-06-28
DE69612888T2 true DE69612888T2 (de) 2002-03-28

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