专利名称：用于照明设备亮度控制的电气暗装安装设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气暗装安装设备，其带有用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置，带有具有支承环的暗装设备嵌件(Unterputz Gerateeinsatz )、可插入到其上的操作部件以及盖板(Abdeckrahmen)，其中所述暗装设备嵌件具有用于连接交流电压网的相线以及引向照明设备的负载导线的接线盒并且所述照明设备另一侧与交流电压网的零线相连并且其中所述操作部件具有用于预给定所期望亮度的调节元件。
背景技术：
用于照明设备亮度控制的电气暗装安装设备或者调光器或控制设备普遍已知，在此，例如参考 Busch-Jaeger Katalog 2009，BJE0001-0-1117/09. 08/0502-M, dpi 404103， 第288至292页。在已知情况下，照明设备的亮度控制根据相位截止或相位截断原理进行， 例如从EP O 618 667 BI中也已知。在此，来自交流电压网的非正弦形式的电流消耗是不利的，例如通过这样会产生有关不期望的电流高次谐波的问题。此外，亮度控制的质量取决于电网频率(电网频率波动)和由电网频率重叠的音频(脉动控制信号)。另外，在暗装安装设备的功率部件中产生比较高的损耗功率。发明目的本发明所基于的任务是，给出一种优化的用于照明设备亮度控制的电气暗装安装设备。该任务按照本发明通过电气暗装安装设备得到解决，所述电气暗装安装设备带有用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置，带有具有支承环的暗装设备嵌件、可插入到其上的操作部件以及盖板，其中所述暗装设备嵌件具有用于连接交流电压网的相线以及引向照明设备的负载导线的接线盒并且所述照明设备另一侧与交流电压网的零线相连，其中所述操作部件具有用于预给定所期望亮度的调节元件并且所述控制装置以高频脉冲宽度调制发生器形式构成，所述高频脉冲宽度调制发生器经由LC滤波器连接到接线盒上并且由微控制器操控(ansteuern)，其中所述调节元件作用于微控制器并且由此调节电网交流电压的高频定时(Hochfrequenz-Taktung)的脉冲/停顿比率。在本发明的拓展方案中，高频脉冲宽度调制发生器或者以两个反串联的功率半导体、尤其是带有反并联二极管的功率晶体管的形式或者作为对此的替代以带有连接在直流输出端上的功率晶体管的整流电桥形式构成。利用本发明可获得的优点尤其是在于，所提出的用于照明设备亮度控制的电气暗装安装设备普遍适合于欧姆的(电阻性的)、电容的和电感的照明设备。借助暗装安装设备的HF-PWM发生器，正弦形式的输出电压可以可变的振幅进行调节。电阻性的、电容的和电感的照明设备的无闪烁的控制是可能的。不需要与电网交流电压同步。此外，不仅在50Hz 交流电压网、而且在60Hz交流电压网上的运行普遍是可能的。所提出的带有用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置的电气暗装安装设备对于脉动控制信号和电网频率波动是不敏感的。
本发明的适宜的拓展方案在从属权利要求中表征。
以下根据附图中示出的实施例详细阐述本发明。其中图I示出了带有用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置的电气暗装安装设备的电路图；图2示出了电气暗装安装设备到交流电压网和照明设备上的原则上的结合 (Einbindung)；图3至5示出了在HF-PWM发生器的不同操控情况下受关注的时间上的电压和电流曲线。
具体实施例方式在图I中示出了带有用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置的电气暗装安装设备的电路图。可看到用于照明设备亮度控制(控制设备、调光器)的电气暗装安装设备1，所述电气暗装安装设备I具有高频脉冲宽度调制发生器也或HF-PWM发生器，其中所述暗装安装设备I尤其包括以下组件 用于连接交流电压网的相线L以及用于连接负载导线L'(改进的相 (aufbereitete Phase))的接线盒 2 ； 连接到接线盒2上的LC滤波器3 ； 连接到LC滤波器3上的耦合电感器4 ； 在耦合电感器4的端子之间的过压保护元件5 ； 两个连接到耦合电感器4的端子上的、反串联的功率半导体6、7、尤其是带有反并联二极管的功率晶体管(Power-MOS晶体管)； 微控制器8,其经由缓冲电阻(Beschaltungswiderstaende) 10、11与功率半导体6、7的控制端子相连； 调节元件9，其作用于微控制器8并且借此预给定HF-PWM发生器的所期望的调雜
iF. O照明设备18(优选带有LED的照明设备18) —侧与交流电压网的零线N相连并且另一侧与负载导线L'相连。作为两个反串联的功率半导体6、7的替代方案，也能够使用带有连接在直流输出端上的功率半导体或者功率晶体管(Power-MOS晶体管)的整流电桥。在图2中示出了电气暗装安装设备到交流电压网和照明设备的原则上的结合。该暗装安装设备I由暗装设备嵌件13、带有调节元件9和盖板17的、可插入到所述暗装设备嵌件13上的操作部件16组成。该暗装设备嵌件13具有用于安装在市场上常见的暗装设备插座中(直径60mm)的弹簧支撑件(Federspreizen) 15以及支承环14。该暗装安装设备I的暗装设备嵌件13包括前述的组件接线盒2+LC滤波器3+耦合电感器4+过压保护元件5+功率半导体6、7 (替代方案为整流电桥+功率半导体)+微控制器8+缓冲电阻10、11。该交流电压网19(230V电网)经由其相线L与暗装设备嵌件13 的接线盒2相连并且经由其零线N与照明设备18相连。接线盒2和照明设备18的相应其它端子经由负载导线L'彼此相连。流经负载导线L'的负载电流利用I表征，相线L和零线N之间的电网交流电压利用k表征并且负载导线L'和零线N之间的输出交流电压利
用U1^表征。该暗装安装设备I能够有利地与用于插座/开关/键控器的传统的安装设备组(InsUllationsgerate-PiOgramm)的任意的组件进行组合，同样地使用所述传统的安装设备组的传统的盖板17。在此，传统的安装设备组理解为如下组(Programme)， 它们由大量安装设备生产商销售并且包含不同的翘板式开关嵌件、翘板式键控器嵌件 (Wipptaster-Einsaetze)、插座嵌件以及以特定设计和特定颜色的I个分段(Ifach)、2个分段、3个分段、4个分段的盖板和翘板(Wippen)。同样地，暗装安装设备I的简化实施方式是可实现的，在所述实施方式中暗装设备嵌件13、操作部件16和盖板17构成一个(一件式的)单元。在图3至5中示出了在HF-PWM发生器的不同操控情况下的受关注的时间上的电压和电流曲线。分别示出了电网交流电压I、输出交流电压&和负载电流I的时间曲线， 其中t代表时间轴。其中 图3示出了 HF-PWM发生器的90%操控情况下、也就是说照明设备18的所期望的(所调节的)亮度为90%时时间上的电压和电流曲线； 图4示出了在HF-PWM发生器的50%操控情况下、也就是说照明设备18的所期望的(所调节的)亮度为50%时时间上的电压和电流曲线； 图5示出了在HF-PWM发生器的20%操控情况下、也就是说照明设备18的所期望的(所调节的)亮度为20%时时间上的电压和电流曲线。如也由图3至5得知，通过所述暗装安装设备I在来自交流电压网19的正弦形式的电流消耗情况下(见负载电流I )以振幅受控的正弦形式的输出电压(见交流电压 uL,)实现调光器或者亮度控制设备。暗装安装设备I的HF-PWM发生器与受控的照明设备 18串联。其功率半导体6、7优选在20至IOOkHz的高频范围内在10至90%的操控范围(脉冲宽度)内被驱动。为电网交流电压定时(taktend)的HF-PWM发生器相对于电网交流电压在照明设备上降低了电压振幅，而在此未改变电压的正弦形式。经由高频定时(Taktung) 的脉冲/停顿比率控制输出交流电压的振幅。HF-PWM发生器的功率半导体6、7经由LC滤波器3与电网侧分开，使得在暗装安装设备I或照明设备18上产生低频的分压，其划分比率(Teilungsverhaeltnis)取决于高频定时的脉冲/停顿比率。该控制原理不受所连接的照明设备18的类型的限制并且有利地普遍适合于电感的、电容的和电阻性的照明设备。参考记号列表I带有作为用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置(控制设备、调光器)的 HF-PWM发生器的电气暗装安装设备2 接线盒3 LC滤波器4 耦合电感器5 过压保护元件6 功率半导体(功率晶体管)7 功率半导体(功率晶体管)
8微控制器
9调节元件
10缓冲电阻
11缓冲电阻
12-
13暗装设备嵌件
14支承环
15弹簧支撑件
16带有调节元件的操作部件
17盖板
18照明设备(LED)
19交流电压网
iL,负载电流
L交流电压网的相线
L'负载导线，改进的相
N交流电压网的零线
t时间
Ul相线L和零线N之间的电网交流电压
负载导线L'和零线N之间的输出交流电压
权利要求
1.电气暗装安装设备(1)，其带有用于调节照明设备(18)的所期望亮度的控制装置，带有具有支承环(14)的暗装设备嵌件(13)、可插入到其上的操作部件(16)以及盖板 (17)，其中所述暗装设备嵌件(13)具有用于连接交流电压网(19)的相线(L)以及引向所述照明设备(18)的负载导线(L')的接线盒(2)并且所述照明设备(18)另一侧与所述交流电压网(19)的零线(N)相连并且其中所述操作部件(16)具有用于预给定所述所期望亮度的调节元件(9)，其特征在于，所述控制装置以高频脉冲宽度调制发生器形式构成，所述高频脉冲宽度调制发生器经由LC滤波器(3)连接到所述接线盒(2)上并且由微控制器(8) 操控，其中所述调节元件(9)作用于所述微控制器(8)并且由此调节所述电源交流电压的高频定时的脉冲/停顿比率。
2.根据权利要求I所述的暗装安装设备(I)，其特征在于，所述高频脉冲宽度调制发生器以两个反串联的功率半导体(6、7)、尤其是带有反并联二极管的功率晶体管的形式构成。
3.根据权利要求I所述的暗装安装设备(I)，其特征在于，所述高频脉冲宽度调制发生器以带有连接在直流输出端上的功率晶体管的整流电桥形式构成。
4.根据权利要求I所述的暗装安装设备(I)，其特征在于，所述高频脉冲宽度调制发生器经由耦合电感器(4)连接。
5.根据权利要求I所述的暗装安装设备器利用过压保护元件(5)接线。(I)，其特征在于，所述高频脉冲宽度调制发生
全文摘要
本发明名称为用于照明设备亮度控制的电气暗装安装设备，其带有用于调节照明设备的所期望亮度的控制装置，带有具有支承环的暗装设备嵌件、可插入到其上的操作部件以及盖板，其中所述暗装设备嵌件具有用于连接交流电压网的相线的接线盒以及引向照明设备的负载导线并且所述照明设备另一侧与交流电压网的零线相连并且其中所述操作部件具有用于预给定所期望亮度的调节元件。该控制装置以高频脉冲宽度调制发生器形式构成，所述高频脉冲宽度调制发生器经由LC滤波器连接到接线盒上并且由微控制器操控，其中所述调节元件作用于微控制器并且由此调节电源交流电压的高频计时的脉冲/停顿比率。
文档编号H05B37/02GK102595689SQ20111034004
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年1月13日
发明者D·戈尔戴恩, F·齐梅克, G·克莱弗, H·林德 申请人:Abb股份公司