用於高強度放電燈控制的改良型裝置和方法
2023-09-19 14:49:15 1
專利名稱：用於高強度放電燈控制的改良型裝置和方法
相關申請的交叉引用本申請涉及並要求受益於2004年9月2日遞交的美國臨時申請60/606972並享受其優先權。
背景技術：
方法
技術領域：
本發明屬於照明控制的領域。更具體而言，本發明屬於用來控制施加於燈具單元的電壓的裝置和方法，例如施加於HID(高強度放電)燈具。有利地，這種HID燈具每瓦特的能耗提供很高的光輸出。此外，一旦全電壓起動，這種HID燈具會在大致較低的電壓下持續工作而幾乎沒有光輸出的縮減，但有著大致降低的能耗。
2、相關技術本發明構成在現有技術-授權於1984年2月14日的美國專利4431948以及美國專利5528110、5508589和5623186-基礎上的改進，它們的公開在此結合作為參考，參考的程度根據本發明的充分公開和理解而定。
′948專利公開了一種用於HID燈的控制器，通過使用與開關串聯連接的自耦變壓器來影響施加電壓的選擇性降低。自耦變壓器繞組的第一部分插在輸入端和輸出端之間，附加繞組部分插在輸出端與交流電源的公共端子或中性端子之間。繞組的第一部分涉及自耦變壓器的串聯繞組，而繞組的第二部分涉及自耦變壓器的公共繞組。開關(例如可作為繼電器實現)與公共繞組串聯，從而當繼電器處於其開放狀態時，公共繞組中無電流，輸出電壓大致相當於輸入電壓。
另一方面，根據′948專利，當繼電器的開關觸點閉合，電流允許在公共繞組中流動，自耦變壓器執行其正常功能，輸出電壓相對於輸入電壓降低。然而，′948專利中的發明具有明顯的不足之處，這在上述三個較晚的專利中已被指出。
在上述三個較晚的專利中，發明的自耦變壓器具有補償線圈，以消除自耦變壓器中諧波和不期望的熱影響的產生。這種發明的自耦變壓器避免了′948專利的不足之處。然而，對控制HID燈具的技術做進一步改善是可能的。因此，需要提供一種用於控制HID燈具的改良型裝置和方法，以實現較低的電力消耗。
發明內容
考慮到相關技術的不足之處，本發明的目的是減少或消除這些不足之處中的至少一個。
特別是，本發明的目的是提供帶有以全電壓起動燈具單元的改良型自耦變壓器電路的HID照明控制器，為了燈具單元持續操作期間所施加電壓的降低，僅採用單個單刀雙擲開關，並且在從全電壓變為下降電壓期間電流到燈具單元沒有中斷。
本發明的另一目的是提供HID照明控制器，它採用HID燈具的熱慣量模擬器以確定HID燈具單元足以起動和加熱的時間間隔，該時間間隔將根據環境條件而變。
進一步而言，HID燈具單元的加熱時間間隔可依賴於環境溫度而變；並且以較少的程度依賴於風速。
本發明的另一目的是提供HID照明控制器，它僅在HID燈具單元到達在較低電壓水平下持續工作的足夠工作溫度後降低施加於HID燈具單元的工作電壓。
本發明的這些及其它目的和益處將結合所附附圖從本發明特別優選的示例性實施例的下列公開中進行更徹底的理解。
圖1圖表解釋了用於HID燈的改良型照明控制裝置的一個實施例；圖2和3分別是圖1所示照明控制裝置的局部橫截和縱截面視圖；圖4提供了圖1所示照明控制裝置的簡化局部電路示意圖；圖5是圖1所示HID燈的熱慣量模擬器的圖示表達，它包括在圖1的控制器中；圖6是圖1、2和3所示照明控制器的閉合電路的示意圖；圖7提供HID燈具的另一實施例和用於這種燈具的控制器的另一可選實施例的透視圖；
圖8和9提供圖7所示HID照明控制器的可選實施例的各電路示意圖，其分別提供HID燈具持續操作的下降電壓第一級，或者是這種第一級壓降值的兩倍。
圖10是類似於圖6所示照明控制器的閉合電路示意圖，但包括用於影響一對受控放電燈具單元從起動電壓到工作電壓的變化的倒數計時器。
圖11是用於路燈的照明控制器以及插入照明控制器的用於路燈的環境光傳感器的分解示意性透視圖；以及圖12和13分別是圖7、8、9和11所示路燈照明控制器的平面圖和正視圖(局部剖視)。
具體實施例方式
參見圖1，照明控制器10通過電線12接收電路電力，並通過總體由箭頭數字16表示的連線控制一對HID燈14。現在相互結合觀察圖2和3，可以看到，照明控制器10包括大致長方形的箱體或殼體18，後者限定了內腔20。設置在內腔20中的是印刷電路板22，後者通過支架24支撐。連接器帶26鄰接於印刷電路板22的一個邊緣被承載，以幫助實現電線到裝置10的連接。該連接器帶26還用於設置在印刷電路板22上的電路(以下將進行進一步的解釋)的連接。
更詳細地觀察圖2和3，可以看到印刷電路板22承載了一對間隔開的變壓器28和30。雙變壓器28和30使照明控制裝置10控制一對HID燈具單元(或兩排這樣的燈具單元)。在這對變壓器之間，印刷電路板22承載著一對間隔開的SPDT(單刀，雙擲)繼電器32和34。此外，在繼電器32和34之間(以及變壓器28、30之間)，印刷電路板22承載著熱模擬裝置，通常用箭頭數字36表示。可以想見的是，裝置36位於緊挨印刷電路板22形成並位於周圍的變壓器和繼電器之間的受掩蔽的″座″或凹槽36′中。
出於顯示清楚的原因未顯示在圖2和3中但存在於裝置10中的是凹槽36′中圍繞熱模擬裝置36的一些絕熱物質；以及跨過這對變壓器28、30以及這對繼電器32、34之間間距的環境蓋。即，環境蓋(圖3中由虛線36″指示)恰好在裝置36上方跨過凹槽36′，並形成裝置36上方的上邊界壁，印刷電路板22以相同的方式形成凹槽36′的下壁。圍繞熱模擬裝置36並介於印刷電路板22與環境蓋36″之間的空間填充著選定數量的絕熱物質，例如玻璃纖維絕緣物。繞裝置36的絕熱物質和環境蓋將在下面進行進一步描述，但現在足以理解它們的目的是提供圍繞熱模擬裝置36的受保護及熱受控環境。
為了驗證對照明控制器10之操作的最初理解，現在注意看圖4，它提供了控制器10的一部分的簡化示意圖。觀察圖4可以看到的是AC線路電力通過電線38、40被接收；並且電線38被連接到變壓器44(代表變壓器28或30)的初級繞組42的一側。這個變壓器繞組42的另一側連接於HID燈具單元14，該HID燈具單元14的另一連接端連接於另一電線40。因此，無論何時線路電壓施加於電線38和40，HID燈具單元14將接收電壓。然而，由HID燈具單元14接收的電壓電平通過照明控制單元10的操作進行控制，具體而言是通過變壓器28或30(由圖4所示變壓器44表示)的操作進行控制。
可以看到的是圖4所示電路包括SPDT開關(表示為繼電器32或34，從而圖4中指示為″32/34″)，它具有連接於繞組44另一側並連接於燈具單元14的公共觸點。這一繼電器32或34包括連接於電線38和初級繞組42的第一端的常開(NO)觸點。類似地，繼電器32或34包括連接於變壓器44的次級繞組46的一端的常閉(NC)觸點。
這一次級繞組46的另一端連接於電線40。因此，所屬領域普通技術人員將意識到，當繼電器28或30不受激勵、NC觸點閉合時，變壓器44用作傳統的自耦變壓器並將下降電壓傳遞到燈具單元14。不同地觀察，當繼電器28或30的NC觸點閉合，繼電器28或30從電線38向繞組46的第一端提供電力。並且，當這種繼電器28或30的NO觸點閉合，則繼電器使初級繞組42短路，但從電線38向燈具單元14傳遞全電壓。當繼電器28或30的NC觸點閉合，傳遞至燈具單元14的下降電壓電平將是大致根據繞組46相對於繞組42與46的總匝數的匝數比確定的線路電壓比例。此外，重要的是，由於圖4所示電路的結構，從施加於燈具單元14的全電壓向施加於燈具單元的下降電壓的轉換發生時通向燈具單元的電流不會中斷。因此，即使由於電流的臨時中斷HID燈具單元也不會傾向於熄滅。在HID燈具單元14加熱之後電流在電壓降低理想期間保持連續。
現在，為了提供HID燈具單元14的全電壓起動，之後在全電壓下進行充足的加熱操作間隔，從而確保當電壓電平降低以持續操作時燈具單元能夠保持發光，提供了熱模擬裝置36。觀察示意性圖5，可以看到熱模擬裝置36包括控制熱源，用箭頭數字48表示。這一熱控熱源最好通過連接於線路電壓和公共觸點(即交叉電線38和40)的電阻器實現，從而當電壓首先施加於這些電線以起動HID燈具單元14時，電阻器48開始產生熱量。裝置36還包括由箭頭50表示(提供加熱時間常數)的蓄熱物質，以及用數字52表示的溫度敏感開關。雖然指出的是在本優選實施例中溫度敏感開關52是常閉的，但本發明不局限於此。即，裝置36可採用常開溫度敏感開關，然後將反轉繼電器28及30的NO及NC觸點的連接關係。
此外考慮到熱模擬裝置36，可以看到它包括絕熱屏障54(圖5中用短劃線和斜線符號表示)。這種絕緣屏障54由上述絕熱物質和環境蓋提供，參見圖2和3。實際上，這種絕熱屏障被選定以提供加熱器48、質量塊50、開關52及環境的組合之間理想而充分的絕熱程度。從而裝置36將以一個時間常數從環境加熱並充分升高到開關52的激活溫度之上，該時間常數是HID燈具單元14的加熱時間常數或特徵的模擬量，或者最好比它稍慢些。用於熱模擬裝置36加熱的理想和有意的時間常數緩慢度可被採用，例如用於確保即使在多風情況(將從HID照明單元帶走熱量)下HID照明單元也能在電壓被控制器10降低之前到達其工作溫度。因此，一旦工作電壓被控制10降低，HID燈具單元的連續操作得到確保。
其結果是，HID燈具單元14在全線路電壓下起動，並且此後具有在全線路電壓下的一段工作時間，期間燈具單元從環境溫度加熱到達足以在下降電壓電平下連續工作的溫度，這時熱模擬裝置36將類似地從環境溫度加熱。熱模擬裝置用於確定燈具單元14何時熱到足以支持在下降電壓下的操作。為此，要注意當電壓首先施加於照明控制器10時，熱裝置36的開關52閉合併將電力提供給繼電器28或30的線圈。因此，這一繼電器28或30的NC觸點打開，NO觸點閉合。其結果是，線圈42短路，HID燈具單元14立即接收全線路電壓(從圖4所示電線38)，該電壓即使在寒冷的環境條件下也足以起動HID燈具單元14。
繼而，燈具單元14起動並加熱，熱模擬裝置36也加熱。到熱模擬裝置36到達溫度敏感開關52打開的溫度時，燈具單元14將已經得到充足的溫度以支持在下降電壓水平下的工作。如將看到的，開關52連接於繼電器28或30的線圈，打開時阻止該繼電器活動，從而影響用於HID燈具單元14連續工作的理想壓降。
現在轉看圖6，看到的是照明控制單元10實際上包含了一對變壓器28和30、一對繼電器32和34，它們都由一對熱模擬裝置(每個都用箭頭數字36表示)進行控制，對於每個熱模擬裝置，它們都用單個電阻器作為加熱器。即，單個電阻器48用於向一對溫度敏感開關52a和52b提供熱量。此外，電阻器48與開關52a及52b的結合質量塊提供理想的蓄熱物質50。如上參考圖2、3和5指出的，沿凹槽36′上方的環境蓋36″放入該凹槽中的絕熱物質提供了與環境的理想絕緣54。本領域普通技術人員將意識到，熱模擬裝置36與環境之間的絕緣(或隔離)54不意味著完全絕緣，而僅意味著充分和理想的水平。即，如果HID燈具單元14在工作一段時間後關閉，則熱模擬裝置36將像HID燈具單元一樣冷卻。通過適當選擇絕緣54的絕緣值，裝置36將在燈具14不工作後幾分鐘內再次閉合開關52的觸點。因此一旦開關52閉合，燈具會再次以全電壓起動並將電力施加至線路12(即，電線38和40)。
現在參見圖7，觀察本發明的可選實施例，看到對於路燈56(圖7中僅可見路燈燈頭)，本發明的模塊化電壓降低裝置58用於插入在環境光傳感器60與燈具結構56的容器62之間。更具體而言，如圖8所示，電壓降低裝置58提供容器64，它是燈具結構56的容器62複製品。此外，電壓降低裝置58提供三腳插頭66，它提供與環境光傳感器60相同的插頭配置，從而匹配於燈具結構56的容器62。因此，將看到如圖7所示的本發明實施例的安裝可通過從容器62臨時去除環境光傳感器60、將電壓降低裝置58安裝在容器62中、然後將環境光傳感器60置入電壓降低裝置58的容器64中來簡單實現。環境光傳感器以恆常的方式連續執行其功能。當然，施加於路燈56的高強度放電(HID)燈具單元的電壓將在以全電壓進行初始放電激活之後自動降低。
由於圖7、8和9所示的本發明實施例的許多特徵都等同於或類似於上述的那些，現在對讀者而言已經熟悉的圖7-9的特徵用以上採用的相同數字前面增加一百(100)來表示。觀察圖8，看到裝置58包括用箭頭數字128表示的變壓器。在這種情況下，這種變壓器128的初級繞組142包括分接頭142a，其使用將參考圖9進行解釋。當然，變壓器128還包括次級繞組146，它與供電線路相關聯並帶有如上述第一實施例所述的負載(即路燈56)。此外，圖7-9的實施例包括如上所述的SPDT繼電器132和熱模擬裝置136。因此，圖7-9的燈具控制裝置的操作與上述的相同，路燈56在全電壓下起動並加熱，此後當熱模擬裝置136指示出已經獲得足夠高溫以支持路燈在下降電壓下工作時，施加於HID燈具單元的工作電壓降低。
圖9的電路基本與圖8中所示的相同，除了從插頭66到初級繞組142的連接從分接頭142a處獲得，而非在該初級繞組142的端獲得。這種結果是，當施加於受控路燈的工作電壓從全電壓降低到某一較低選定工作電壓時，由圖9的實施例影響的電壓降低是由圖8的實施例影響的兩倍。可以注意到圖8與圖9的裝置除了變壓器142與插頭66之間的連接關係之外完全相同。因此，很顯然圖8和9的裝置58的使用者可選擇路燈56持續工作所期望的電壓降低值。採用受圖8的實施例影響的電壓降低，街道照明效果沒有明顯的降低。另一方面，如果小而能注意到的街道照明效果的降低是可以容忍的，則圖9的實施例可以採用，從而實現路燈56的工作成本方面大約36％或更多的降低。
圖10描述了本發明的替換實施例，在許多方面類似於圖6，但包括用於影響受控的放電燈工作電壓從起動電壓切換到較低工作電壓的倒數計時器。因此，由於圖10的實施例具有與圖6共有的許多特徵，圖10的特徵用與以上參考圖6所述的那些相同或類似的標記表示在圖10中，用與上述相同的數字加上一撇(′)來表示。
觀察圖10，可以看到照明控制單元10′包括一對變壓器28′和30′(變壓器次級繞組表示為T1和T2)，以及實現圖6所示那對繼電器32、34的功能的單個雙刀雙擲(DPDT)繼電器32′。繼電器32′由單個倒數計時器36′進行控制，後者具有預選的倒數間隔並且在激活開始之後將該間隔倒數至零(0)。簡而言之，當控制器10′受到激勵時計時器36′開始它的倒數，從而全線路電壓施加於以控制器10′的″負載″連接的燈具單元。通過合理設置由計時器36′實現的倒數時間間隔，連接於控制器10′的″負載″終端的HID燈具將以全線路電壓可靠起動，然後將切換到由控制器10′的電路實現的較低理想工作電壓(即，通過應用圖4顯示的本發明的自耦變壓器電路)。在經歷極冷冬季溫度的場所中尤其會出現的控制電路10′的益處是熱模擬器(即圖6的控制器10中採用的)並非連接於控制器的HID燈具的理想模擬器。在極冷的寒帶，特別在一整天的低溫期(如路燈和標誌照明燈情況)之後，會經歷一些困難，即燈具在工作電壓降低之前達不到在下降電壓下工作的持續溫度。這種情況下，燈具將在電壓降低時不進行放電操作，並且它們也不會再開始。
然而，圖10的實施例通過允許選定某一時間間隔而避免了這種困難，這樣即使處於極低溫狀態下很長時間，也能確保HID燈在工作電壓降低之前到達持續溫度。所述領域的普通技術人員還可以想見的是，圖4和10的實施例組合可被採用，並且受到利用溫度敏感開關以在熱模擬起動計時器或倒數起動計時器之間進行選擇這樣的簡單手段的影響。從而，如果這種手段實現，HID燈具將利用熱模擬器在溫和的條件下起動，一旦可用就使燈具切換到較低持續電壓，從而能量將得到節省。另一方面，在極冷的溫度下，HID燈具將利用倒數計時器起動，並確保電壓降低時燈具的持續工作，因為時間間隔被選定從而確保無論環境溫度有多冷，都能達到足夠的燈具加熱以及燈具在工作電壓降低時的連續照明。
現在重新考慮圖7，同時考慮圖11、12和13，可以回想到對於路燈56，本發明的模塊化電壓降低裝置58用於插入在環境光傳感器60與燈具結構56的容器62之間(回想圖7)。更具體而言，如圖11所示，模塊化電壓控制器或降低裝置58包括殼體58′，它提供向上設置的容器64(它是路燈結構56的容器62的功能複製品)。此外，電壓降低裝置58提供三腳插頭66(它提供與環境光傳感器60相同的插腳配置)。其結果是，模塊化電壓降低裝置58適配於燈具結構56的容器62以及環境光傳感器60。控制器58插入路燈56的容器62，環境光傳感器插入控制器58，這由圖11中的箭頭指示。
轉看圖12和13，可以看到為了在路燈頂部遭遇的惡劣環境中為殼體58′提供足夠的天氣保護，殼體58′包括杯狀(即，反轉的杯狀)殼體部分68，它限定出具有中心開口68b的端壁68a，容器64通過該開口被訪問。環形槽68′限制了殼體部分68的上端，並用於使環境光傳感器60的天氣裙邊部分60′(圖11中的箭頭)在殼體58′外圍部分向下經過一段選定的距離。此外，這種殼體部分68限定了向下設置的開口72，並將盤狀閉合件74接收在開口72中，該閉合件向上進入開口72一段預定距離，以提供附屬的裙邊部分76。以與為了將環境光傳感器電源接頭的天氣保護提供到控制器58中而使裙邊60′進入凹槽68′並部分包圍殼體68相同的方式，裙邊76複製裙邊60′並在控制器58插入路燈的容器62中時提供類似的天氣保護，回見圖7。
進一步考慮圖13，可以看到環型(torroidal)變壓器78接收在殼體68中。這種環型變壓器起到圖8和9中示意性描述的變壓器128的作用。通道78′是變壓器78的中心。在變壓器78上，印刷電路板80位於彈性隔片和絕緣體82上並承載電路元件84。另一彈性絕緣體82還設置在變壓器78的下面從而這對彈性絕緣體82將變壓器78夾在中間。回見圖8和9所示，可以看到電路元件84可包括與熱模擬裝置136以及繼電器132相同的這些元件。可選地，回見圖10，倒數計時器可包括在該電路元件84中。沿通道78的中心並從端壁68a到閉合件74的是連杆86。該連杆86由一對螺栓88、90固定，它們每一個被螺紋接合到由杆86限定的各個軸向延伸孔中，從而閉合件以及控制器58所含的電路元件保持在包括杯狀殼體部分68在內的殼體58′中。連杆86和螺栓88使上面所述的這堆元件保持受壓，而這對彈性絕緣體82用於產生變壓器78軸向尺寸的變化，從而閉合件74與容器64的頂面之間的距離得以固定。
此外，最優選的是殼體部分68與閉合件74中每一個可能通過用一整塊聚合材料模製形成。殼體部分68和74所用的聚合材料對所屬領域技術人員進行選擇而言是良好的，但在路燈頂部遭遇的惡劣環境中它要既不受天氣影響又耐紫外線(即日光)損蝕。如上解釋的，殼體68結構的軸向尺寸固定(即由連杆86固定)，閉合件74用於咬合於杯狀部件68從而控制器58在殼體部分68中簡單咬合在一起，然而優良的天氣保護在控制器58中提供給電路。
鑑於上述內容，很顯然本發明不僅限於以上所描繪、所述及所公開的優選示例性實施例的具體細節。相反，本發明規定僅由所附權利要求的精神和範圍來限制，同時完全認可其等效物。
權利要求
1.一種控制裝置，用於在全AC線路電壓下起動負載裝置，並在降低的工作電壓下所述負載裝置保持持續操作，同時在電壓降低期間沒有線路與負載之間的連續性損失，所述控制裝置特徵在於自耦變壓器具有包括第一和第二端的初級繞組，以及具有相應第一和第二端的次級繞組；所述初級繞組在其第一端連接到所述AC線路的一側並且在其第二端連接於所述負載裝置的一側；SPDT開關具有連接於所述初級繞組的所述第一端的第一開關觸點，公共觸點連接於所述負載裝置，從而當所述第一開關觸點與所述公共觸點連接時，所述初級繞組短路並且所述負載裝置接收全線路電壓；所述SPDT開關包括連接於所述次級繞組第一端的第二開關觸點，所述次級繞組第二端連接於所述AC線路的另一側以及所述負載裝置的另一側，從而當所述第二開關觸點和所述公共觸點連接時所述初級和次級繞組串聯穿過所述AC線路並且所述負載裝置接收下降電壓。
2.如權利要求1所述的控制裝置，還包括間隔裝置，用於使所述SPDT開關在將線路電壓應用於所述控制裝置和負載後經過一個間隔時間段從所述公共觸點與所述第一開關觸點連接改變為所述公共觸點與所述第二開關觸點連接。
3.如權利要求2所述的控制裝置，其中所述間隔裝置包括所述負載裝置的熱模擬器。
4.如權利要求3所述的控制裝置，其中所述間隔裝置影響施加於所述控制裝置和負載的線路電壓與根據環境溫度施加於所述負載的下降電壓之間的可變時間間隔。
5.如權利要求3所述的控制裝置，其中所述間隔裝置包括倒數計時器。
6.如權利要求5所述的控制裝置，其中所述間隔裝置影響施加於所述控制裝置和負載的線路電壓與根據所述倒數計時器的值施加於所述負載的下降電壓之間的預定時間間隔。
7.如權利要求1所述的控制裝置，其中所述負載裝置包括高強度放電(HID)燈具。
8.如權利要求1所述的控制裝置，還包括第二自耦變壓器，它還具有包括第一和第二端的初級繞組，所述第二自耦變壓器還具有包括相應第一和第二端的次級繞組；所述初級繞組在其第一端連接到所述AC線路的一側並且在其第二端連接於第二負載裝置的一側；第二SPDT開關，它具有連接於所述第二自耦變壓器的所述初級繞組的所述第一端的第一開關觸點，和連接於所述第二負載裝置的公共觸點，從而當所述第一開關觸點和所述公共觸點連接時，所述第二自耦變壓器的所述初級繞組短路並且所述第二負載裝置接收全線路電壓；所述第二SPDT開關包括連接於所述第二自耦變壓器的所述次級繞組第一端的第二開關觸點，並且所述次級繞組第二端連接於所述AC線路的另一側以及所述第二負載裝置的另一側，從而當所述第二開關觸點和所述第二SPDT開關的所述公共觸點連接時所述初級和次級繞組串聯穿過所述AC線路並且所述第二負載裝置接收下降電壓。
9.如權利要求8所述的控制裝置，其中所述裝置包括接收所述自耦變壓器、所述第二自耦變壓器、所述SPDT開關及所述第二SPDT開關的殼體；所述自耦變壓器以間隔隔開的關係設置在所述殼體中，所述SPDT開關類似地以間隔隔開的關係沿正交線路設置在所述殼體中，以限定出所述自耦變壓器與SPDT開關之間的凹槽；並且設置在所述凹槽中的是熱模擬裝置，它基本複製所述負載裝置和所述第二負載裝置的加熱時間常數。
10.如權利要求9所述的控制裝置，還包括接收在所述凹槽中的絕熱物質，以及跨過所述凹槽的保護蓋部件。
11.一種方法，它影響HID燈具在全線路電壓下的起動並使HID燈具在降低能耗的情況下持續工作的工作電壓降低而不中斷線路與HID燈具之間的連續性，所述方法特徵在於包括以下步驟提供自耦變壓器，它具有包括第一和第二端的初級繞組以及具有相應第一和第二端的次級繞組；所述初級繞組在其第一端連接至所述線路的一側，並且所述初級繞組在其第二端與所述HID燈具單元串聯；提供具有第一開關觸點的SPDT開關，所述第一開關觸點連接於所述初級繞組的所述第一端，所述SPDT開關的公共觸點連接於所述HID燈具單元，從而當所述第一開關觸點與所述公共觸點連接時，所述初級繞組短路並且所述HID燈具單元接收全線路電壓；此外，將所述SPDT開關的第二開關觸點連接於所述次級繞組第一端，而所述次級繞組第二端連接於所述線路的另一側以及所述HID燈具的另一側，從而當所述第二開關觸點與所述公共觸點連接時，所述初級和次級繞組串聯穿過所述線路並且所述HID燈具單元接收下降電壓。
12.如權利要求11所述的方法，還包括提供熱模擬裝置的步驟，同時施加電力到所述HID燈具和所述熱模擬裝置，從而所述熱模擬裝置大致類似於所述HID燈具從環境溫度加熱那樣從環境溫度加熱，並且用所述熱模擬裝置的溫度水平影響所述SPDT開關的切換以降低施加於所述HID燈具的工作電壓，從而當施加於HID燈具的工作電壓降低時它已經達到高於環境的足夠高的溫度以在下降的工作電壓下支持放電操作。
13.如權利要求11所述的方法，還包括提供倒數計時器的步驟，它倒數將電力施加到所述計時器的預定時間間隔，然後影響所述SPDT開關的切換以降低提供至所述HID燈的工作電壓，同時將電力施加至所述HID燈具和所述倒數計時器，從而當所述倒數計時器到達所述預定時間間隔的終點並影響所述SPDT開關的切換以降低施加於所述HID燈具的工作電壓時，所述HID燈具將已經達到高於環境的足夠高的溫度以在下降的工作電壓下支持放電操作。
14.一種用於高強度放電(HID)路燈的插入模塊化控制單元，所述控制單元特徵在於自耦變壓器，它具有包括第一和第二端的初級繞組以及具有相應第一和第二端的次級繞組；初級繞組在其第一端連接於AC電源，在其第二端連接於HID路燈一側；SPDT開關具有連接於所述初級繞組的所述第一端的第一開關觸點，以及連接於所述HID路燈一側的公共觸點，從而當所述第一開關觸點與所述公共觸點連接時，所述初級繞組短路並且所述HID路燈接收全線路電壓；所述SPDT開關包括連接於所述次級繞組第一端的第二開關觸點，而所述次級繞組第二端連接於所述AC電源及所述HID路燈的另一側，從而當所述第二開關觸點與所述公共觸點連接時，所述初級和次級繞組串聯穿過所述AC電源並且所述HID路燈接收下降電壓，而沒有電流到HID路燈的中斷。
15.如權利要求14所述的插入模塊化控制單元，還包括拉長的殼體，一端具有凸插頭並且相對端具有互補的凹容器，所述凸插頭用於插入所述路燈的光傳感器容器中，並且所述互補容器接收用於所述路燈控制的光傳感器。
16.如權利要求15所述的插入模塊化控制單元，其中所述自耦變壓器具有環型結構以安裝在所述拉長殼體中所述凸插頭與凹容器之間。
17.如權利要求16所述的插入模塊化控制單元，其中所述環型自耦變壓器提供中心開口，所述控制單元殼體的結構元件穿過其中而被接收。
18.如權利要求17所述的插入模塊化控制單元，其中所述殼體包括向上限定出凹容器開口的反向杯狀殼體部分，並向下限定出一個開口，閉合件接收其中，該閉合件承載著互補於所述凹容器的電插頭的凸插腳。
19.為了結合具有燈具結構的路燈使用，該燈具結構具有接收根據環境光的減少而自動激活路燈的環境光傳感器的容器，一種模塊化電壓降低裝置用於插入在光傳感器與燈具結構之間，所述模塊化電壓降低裝置特徵在於用於接收所述光傳感器的容器；用於將所述模塊化電壓降低裝置配合於所述燈具結構容器的插頭；以及用於在全線路電壓下起動所述路燈並在下降電壓下進行路燈的持續工作而沒有電流到所述燈具結構的中斷的電壓控制電路。
20.如權利要求19所述的模塊化電壓降低裝置，其中所述電壓控制電路包括自耦變壓器，它具有包括第一和第二端的初級繞組，以及具有相應第一和第二端的次級繞組；所述初級繞組在其第一端連接到所述AC線路的一側並且在其第二端連接於所述負載裝置的一側；SPDT開關具有連接於所述初級繞組的所述第一端的第一開關觸點，公共觸點連接於所述負載裝置從而當所述第一開關觸點與所述公共觸點連接時，所述初級繞組短路並且所述負載裝置接收全線路電壓；所述SPDT開關包括連接於所述次級繞組第一端的第二開關觸點，所述次級繞組第二端連接於所述AC線路的另一側以及所述負載裝置的另一側，從而當所述第二開關觸點和所述公共觸點連接時所述初級和次級繞組串聯穿過所述AC線路並且所述負載裝置接收下降電壓。
全文摘要
用於例如HID(高強度放電)燈的放電燈控制的改良型裝置和方法，影響燈的全電壓起動和燈在選定並可變的起動相或間隔之後在降低電壓下的持續操作。該裝置包括自耦變壓器(28和30)，後者具有初級繞組和次級繞組。初級繞組總是與負載串聯，但可能短路以將線路電壓從線路連接到負載。當初級繞組不短路時，次級繞組也連接至負載，從而下降電壓提供至負載。熱模擬裝置(36)模擬HID燈具單元的加熱時間常數，從而HID燈具單元工作電壓的降低僅在該燈具單元已經達到充分高溫以在下降工作電壓下持續工作之後受到影響。
文檔編號H05B41/36GK101065715SQ200580029592
公開日2007年10月31日 申請日期2005年8月26日 優先權日2004年9月2日
發明者詹姆斯·M·阿奇德金, 羅賓·查爾斯·貝納斯 申請人:活動Es照明控制公司