預編程能量管理鎮流器或驅動器的製作方法
2023-09-18 22:49:20 1
專利名稱：預編程能量管理鎮流器或驅動器的製作方法
技術領域：
本申請要求2009年 3 月 27 日提交的標題為"PRE-PROGRAMMED ENERGY MANAGEMENT BALLAST OR DRIVER」的美國臨時專利申請序號61/164171的優先權及其益處，通過引用將
其完整內容完整地結合於此。
背景技術：
鎮流器和驅動器裝置用於向諸如螢光燈、LED陣列等光源提供電力。這些裝置的常規設計目標包括連續努力以提高效率。但是，鎮流器和放電燈技術一般達到實際效率極限。 因此，最終用戶尋找其它解決方案來促進總能量節省的目標。過去所提出的各種方式包括通過在某人忘記關燈或者預計該場所未被使用或佔用時關燈或者使燈變暗來實現功率下降策略以節省能量的控制和傳感器系統。但是，這些解決方案要求附加傳感器、控制器、複雜布線和其它外圍裝置，並且因此成本極高以及難以安裝、維護和操作。因此，仍然需要光源的改進鎮流器和驅動器以及可成功實現最終用戶能量節省而無需明顯增加操作成本和複雜度的技術。
發明內容
提供一種預編程能量節省照明系統，包括用於控制從輸入電源提供給光源的電力、例如用於螢光燈的AC電力或者用於LED陣列的DC電力等的電源電路。該系統還包括簡檔控制組件(profile control component)，所述簡檔控制組件發信號通知電源電路按照作為當前時間值的函數的預編程能量簡檔控制光源功率。在某些實施例中，該系統包括內部時鐘組件，所述內部時鐘組件向控制組件提供當前時間值，以便啟動預編程能量簡檔。 在一些實施例中，提供同步輸入，以便在電力施加到照明系統時按照來自電源電路的信號來啟動內部時鐘或者對其編程。同步輸入還可按照來自接收廣播當前時間信號的接收器、 諸如原子時鐘信號接收器的當前時間信號來使內部時鐘同步，或者一些實施例中的同步輸入從輸入電源接收作為單工時鐘信息(simplex clock information)的當前時間信號。在某些實施例中，系統包括旁路組件，以便感測輸入電力條件，以及如果預定義的輸入電力條件序列在預定時間周期之內發生，則有選擇地禁止簡檔控制。在一些實施例中，系統存儲其中包括預設能量簡檔和一個或多個輔助簡檔的預編程能量簡檔，以及如果感測到某個預定義的電力條件序列，則旁路組件選擇這些輔助簡檔其中之一。該系統還可存儲能夠由旁路組件基於在輸入電力所感測的預定義的電力條件序列來創建和/或修改的一個或多個用戶定義能量簡檔。這樣，最終用戶能夠使用電源開關對系統重新編程以便進行預期簡檔控制。此外，在某些實施例中，系統還可包括允許簡檔選擇或修改以便通過RF或其它通信對系統重新編程的通信接口。還提供一種用於操作照明系統的方法。該方法包括將預編程能量簡檔存儲在照明系統中，將電力從輸入電源提供給光源，以及按照作為當前時間值的函數的預編程能量簡檔來控制從輸入電源向光源的電力提供。該方法的一些實施例包括接收來自廣播當前時間信號的當前時間值或者從輸入電源接收作為單工時鐘信息的當前時間值。另外的實施例還可包括將其中包含預設能量簡檔和一個或多個輔助簡檔的多個預編程能量簡檔存儲在系統中，以及至少部分基於預定義的電力條件序列來選擇這些輔助簡檔其中之一。又一些實施例可包括至少部分基於預定義的電力條件序列來創建或修改至少一個用戶定義能量簡檔。
在以下詳細描述和附圖中提出一個或多個示範實施例，附圖包括圖1是示出具有電源電路和簡檔控制組件的示範預編程能量節省照明系統的示意圖；圖2是示出具有向圖1的系統中的一個或多個螢光燈光源提供AC輸出電力的逆變器的示範電源電路實施例的示意圖；圖3是示出具有向圖1的系統中的LED陣列光源提供DC輸出電力的DC-DC轉換器的另一個電源電路實施例的示意圖；以及圖4是示出圖1的系統中的簡檔控制組件的其它細節的示意圖。
具體實施例方式現在參照附圖(其中相似參考標號通篇用於表示相似元件，並且其中各種特徵不一定按比例繪製)，圖1示出預編程能量節省照明系統100，它包括從輸入104接收單相或多相AC輸入電力並且在輸出106向光源108提供電力的電源電路102。電源電路102能夠是用於有選擇地把來自輸入104的電力轉換成適合在輸出106驅動光源負載108的形式的任何適當電路，並且在一些實施例中可包括隔離組件等。正如下面結合圖2和圖3進一步描述的一樣，例如，示範電源電路102包括輸入整流器110，之後跟隨可向LED陣列類型光源負載108提供DC輸出電力的DC-DC轉換器120 (圖3)，或者在另一個實施例中DC-DC轉換器120驅動逆變器130(圖2)以向一個或多個燈108提供AC輸出電力。當前所公開的實施例可用於各種電子照明應用中，以便實現用於向螢光燈或LED陣列供電的預編程能量管理鎮流器或驅動器，並且具體參照它們進行描述。要理解，本發明鎮流器也能夠用於其它照明應用，而並不局限於上述應用。系統100還包括採用一個或多個預定義能量簡檔142來預編程的輸出控制組件 140。如圖4的實施例進一步所示，控制組件140在一些實施例中存儲預定義預設能量簡檔 14 和一個或多個預定義輔助簡檔142b，並且最終用戶可通過使用開關SWl (圖1)或其它編程部件有選擇地開關輸入電力，在所存儲簡檔142之間進行選擇。在一個示例中，簡檔 142能夠是能夠被存儲並且定義作為當前時間的函數的輸出功率電平的文件或值或等式的集合。控制組件140能夠是任何適當硬體、軟體、可編程邏輯、存儲器或者它們的組合，以便按照本文所述的所選簡檔142、144來控制由電源電路102提供給光源108的輸出功率，並且實現本文所述的用戶可編程功能和通信功能。如圖1最清楚地示出，控制組件140發信號通知電源電路102以按照作為從內部時鐘150所接收的當前時間值52的函數的所選預編程能量簡檔142來控制從輸入電源104 到光源108的電力提供。時鐘組件150能夠是保持能夠根據需要來更新的當前時間值並且作為輸出信號或採取消息形式的值來提供當前時間值的任何電路或裝置。在操作中，內部時鐘組件150採取信號或消息形式向能量簡檔控制組件140提供當前時間值152，以便啟動預編程能量簡檔142，以及控制140由此來確定當前預期輸出電平，並且相應地控制電源電路 102。同步輸入160設置在系統100中，以便啟動內部時鐘組件150和/或對其編程。在一個實施例中，同步輸入160可按照來自電源電路102的信號166操作以便在電力施加到照明系統100時啟動內部時鐘組件，並且按照當前時間信號164、174進行操作以使內部時鐘組件150與當前時間同步。在所示系統100中，這能夠來自兩個不同源其中之一。在一個實施例中，接收器162在操作上耦合到同步輸入160，以便接收廣播當前時間信號164，其中同步輸入160可操作用來按照所接收當前時間信號164來使內部時鐘組件150與當前時間同步。在一個實施例中，同步輸入160還從電力輸入104接收作為單工時鐘信息(simplex clock information) 170的當前時間信號174，並且按照所接收單工時鐘信息170來使內部時鐘組件150與當前時間同步。在一個實施例中，照明系統100還包括旁路組件180，它在操作上與輸入電源104 耦合，以便感測輸入電力條件。在某些實現中，旁路組件180存儲一個或多個預定義的輸入電力條件序列182，並且至少部分基於預定時間周期之內的預定義的輸入電力條件序列 182經由命令信號或消息184有選擇地禁止簡檔控制。這樣，最終用戶可按照預定義序列 182來激勵電源開關SWl，以便使系統100在處於簡檔控制模式和離開簡檔控制模式之間進行切換。此外，對於系統100存儲一個或多個預編程能量簡檔142(例如預設能量簡檔14 和輔助簡檔142b)的實施例，旁路組件180可操作用來至少部分基於預定義的電力條件序列182來選擇輔助簡檔142b其中之一。這樣，用戶能夠操作開關SWl從預定義能量簡檔 142之中進行選擇，以便更好地適應特定用戶情況。如圖4進一步所示，照明系統100還可例如一個實施例中在控制組件140中存儲一個或多個用戶定義能量簡檔144。在這種情況下，旁路組件180可操作用來至少部分基於預定義的電力條件序列182來創建或修改至少一個用戶定義能量簡檔144。通過這個操作， 最終用戶能夠在預定時間周期中使用開關SWl來激勵預定義的開關操作序列，並且因而創建新簡檔144或者修改現有簡檔142、144用於存儲在系統100中，並且然後它們能夠根據給定安裝情況中的需要被選擇用於光源108的簡檔控制類型操作。示範照明系統100還可包括通信接口或埠 192，所述通信接口或埠 192可直接地或者經由網絡194連接到外部裝置，以便經由任何適當協議來接收電子(有線和/或無線)通信消息，用戶通過其能夠執行簡檔選擇和/或簡檔修改，以便對系統100重新編程。 在這點上，對於這些操作中的一個或多個操作，接口 192可以可操作用來從RF源190接收無線通信(以及向RF源190發送無線消息)。也參照圖2，在一個實施例中，電源電路102是具有用於提供AC輸出電力以操作一個或多個燈108的輸出106的鎮流器。鎮流器102包括整流器110，它對於來自輸入104 的單相或多相AC電力進行接收和整流，其中可採用任何形式的有源或無源、全波或半波整流器110，例如一個實施例中具有四個二極體(未示出)的全橋整流器。整流器110具有向無源或開關型DC-DC轉換器120提供已整流DC電壓的輸出112，以便將已整流DC電壓轉換為轉換器輸出122處的轉換器DC輸出電壓。在一些實施例中，DC-DC轉換器120還可包括功率因數校正能力，以便一般地控制系統100和電源電路102的功率因數。逆變器130在操作上耦合到轉換器輸出122，並且轉換轉換器DC輸出電壓，以便提供AC輸出電壓從而在逆變器AC輸出106驅動一個或多個燈108，其中逆變器130可以是任何適當的DC-AC轉換器，例如包括按照來自控制組件140的逆變器控制信號134進行操作的開關裝置，並且其可以可選地包括變壓器或其它隔離組件(未示出)，以便將AC輸出與輸入電力隔離。圖3示出系統100的另一個實施例，其中電源電路102是用於採用DC輸出電力向 LED陣列108供電的驅動器。在這個實施例中，將已整流DC 112提供給DC-DC轉換器120， DC-DC轉換器120是按照來自控制組件140的開關控制信號IM進行操作的開關型(例如升壓、降壓等)轉換器。在操作中，DC-DC轉換器120把來自整流器110的已整流DC電壓轉換為轉換器輸出122處的轉換器DC輸出電壓，並且還可執行功率因數校正，以便控制電源電路102的功率因數。將DC-DC轉換器120的輸出122作為DC輸出106來提供，以便在輸出功率控制組件140的控制下驅動LED陣列負載108。因此，本公開提供用於通過使用預編程能量節省鎮流器或驅動器來降低在某個場所的能量消耗的解決方案，其中預編程能量節省鎮流器或驅動器遵循基於時刻的預定簡檔並且能夠自行切斷，或者在多個時刻降低光輸出。此外，這個系統不要求任何外部控制，並且在某些實施例中將通過同步到單工原子時鐘信號或廣播原子時鐘信號來自行起動它自己(selfcommission itself)。這樣，一旦單元被加電，則它將開始遵循其預編程簡檔，其中最終用戶提供有使用簡單電力開關操作或者通過外部編程裝置來選擇不同預定簡檔和/ 或創建其自己的定製簡檔的部件。在一個實現中，將預定義預設簡檔預編程到系統中，這將被實現，直到由用戶重新編程為止。 在圖4所示的一個實施例中，輸出功率控制組件140包括經由旁路/程序組件180 可操作的簡檔選擇和編程邏輯146，通過它，用戶能夠通過從系統100中存儲的多個預定義簡檔142進行選擇，通過按照預定義編碼方案執行電力開關SWl (圖1)的電力開關序列，來對簡檔142、144重新編程。例如，給定預定義時間周期之內的通-斷-通序列182可完全禁用能量簡檔控制(例如直到隨後的斷電和重新施加電力)，其中其它序列182定義進入/ 退出重新編程模式，並且當處於重新編程模式時，(在預定義時間周期之內的)另外的預定義輸入電力序列將系統設置成按照系統100中存儲的一個或多個預定義輔助簡檔142b來控制光電力施加。在其它可能實現中，不同簡檔選擇和/或模式控制功能能夠通過按照預定義序列182控制施加/去除電力的時間來激勵。例如，至編程模式以及自編程模式的轉變可通過在某些時間周期施加電力以及去除電力(例如，斷電2秒，接著加電2秒，接著斷電2秒，並且然後接著再加電2秒)來實現。其它這種時間上專有的開關序列則可用於不同預編程能量控制簡檔之間的選擇和/或用於修改或創建用戶定義簡檔144。此外，在某些實施例中，可採用定時器或線路周期計數器，一旦電力施加到系統100它便被啟動，以便一旦定時器或線路周期計數器啟動便按照預定簡檔142、144來控制輸出功率。
在另一個實施例中，預編程能量簡檔142中的至少一個預編程能量簡檔是固定能量簡檔。例如，固定能量簡檔能夠與特定鎮流器因數(BF)(例如在一個實施例中為0. 87) 相關聯。此外，在相關實施例中，用戶能夠對預定義的電力條件序列182整體或部分地修改固定能量簡檔142 (例如經由旁路/程序組件180)。這些實施例允許用戶通過選擇鎮流器因數來調諧光輸出，其中用戶能夠通過選擇來進行編程。因此，所公開實施例通過為最終用戶提供簡單能量節省鎮流器或驅動器來解決常規系統的缺點，其中簡單能量節省鎮流器或驅動器將遵循基於時間的簡檔，並且能夠按照與現有鎮流器相似的方式來安裝，而不要求外部裝置或控制器。解決這個問題的先前嘗試均引起要求用戶接口部件的複雜系統，而當前公開的系統100不要求任何用戶接口，但它們與這些類型的系統是兼容的。還提供用於操作諸如上述系統100之類的照明系統的方法。該方法包括將預編程能量簡檔142存儲在照明系統100中，將電力從輸入電源104提供給光源108，以及按照作為當前時間值152的函數的預編程能量簡檔142來控制從輸入電源104向光源108的電力提供。在某些實施例中，該方法還包括接收來自廣播當前時間信號164的當前時間值152， 並且還可包括從輸入電源104接收作為單工時鐘信息170的當前時間值152。該方法的其它實施例還可包括將其中包含預設能量簡檔14 和一個或多個輔助簡檔142b的多個預編程能量簡檔142存儲在系統100中，以及至少部分基於預定義的電力條件序列182來選擇輔助簡檔142b其中之一。另外，該方法還可至少部分基於預定義的電力條件序列182來創建或修改至少一個用戶定義能量簡檔144。上述示例只是說明本公開的各個方面的若干可能實施例，其中等效變更和/或修改將是本領域的其他技術人員在閱讀和理解本說明書及附圖時將會想到的。具體關於由上述組件(組裝件、裝置、系統、電路等等)所執行的各種功能，除非另加說明，否則用於描述這類組件的術語(包括提到「部件」)預計對應於諸如硬體、軟體或者它們的組合之類的任何組件，其執行所述組件的指定功能(即，是功能上等效的)，即使與執行本公開的所示實現的功能的所公開結構不是結構上等效的。另外，雖然可能僅針對若干實現其中之一示出和/或描述了本公開的具體特徵，但是，這種特徵可與對於任何給定或特定應用可能是預期或有利的其它實現的一個或多個其它特徵相結合。此外，除非另加說明，否則提到單數組件或項預計包含兩個或更多這類組件或項。另外，在術語「包括」、「具有」、「帶有」或者其變體用於具體實施方式
和/或權利要求書中的範圍，這類術語預計包含在內，其方式與術語 「包含」相似。參照優選實施例描述了本發明。顯而易見，通過閱讀和理解前面的詳細描述， 修改和變更將是其他人會想到的。本發明旨在被理解為包括所有這類修改和變更。
權利要求
1.一種預編程能量節省照明系統，包括電源電路，可操作用來控制從輸入電源到光源的電力提供；以及能量簡檔控制組件，預編程為發信號通知所述電源電路按照作為當前時間值的函數的預編程能量簡檔來控制從所述輸入電源到所述光源的電力提供。
2.如權利要求1所述的照明系統，還包括內部時鐘組件，所述內部時鐘組件可操作用來向所述能量簡檔控制組件提供所述當前時間值，以便啟動所述預編程能量簡檔。
3.如權利要求2所述的照明系統，還包括同步輸入，所述同步輸入可操作用來啟動所述內部時鐘組件或者對所述內部時鐘組件編程。
4.如權利要求3所述的照明系統，其中，所述同步輸入按照來自所述電源電路的信號可操作用來在電力施加到所述照明系統時啟動所述內部時鐘組件。
5.如權利要求3所述的照明系統，其中，所述同步輸入按照當前時間信號可操作用來使所述內部時鐘組件與當前時間同步。
6.如權利要求5所述的照明系統，還包括接收器，所述接收器在操作上耦合到所述同步輸入，以便接收廣播當前時間信號，其中所述同步輸入可操作用來按照所述所接收當前時間信號來使所述內部時鐘組件與當前時間同步。
7.如權利要求5所述的照明系統，其中，所述同步輸入從所述輸入電源接收作為單工時鐘信息的所述當前時間信號，其中所述同步輸入可操作用來按照所述所接收單工時鐘信息來使所述內部時鐘組件與當前時間同步。
8.如權利要求1所述的照明系統，還包括旁路組件，所述旁路組件在操作上與所述輸入電源耦合，以便感測輸入電力條件，並且至少部分基於預定時間周期之內的預定義的輸入電力條件序列有選擇地禁止簡檔控制。
9.如權利要求1所述的照明系統，其中，所述系統存儲其中包含預設能量簡檔和一個或多個輔助簡檔的多個預編程能量簡檔，還包括旁路組件，所述旁路組件在操作上與所述輸入電源耦合，以便感測輸入電力條件，並且至少部分基於預定義的電力條件序列來選擇所述輔助簡檔其中之一。
10.如權利要求9所述的照明系統，其中，所述系統存儲至少一個用戶定義能量簡檔， 並且其中所述旁路組件可操作用來至少部分基於預定義的電力條件序列來創建或修改所述至少一個用戶定義能量簡檔。
11.如權利要求10所述的照明系統，還包括允許簡檔選擇或修改以便通過RF或其它通信對所述系統重新編程的通信接口。
12.如權利要求9所述的照明系統，還包括允許簡檔選擇以便通過RF或其它通信對所述系統重新編程的通信接口。
13.如權利要求1所述的照明系統，還包括允許通過RF或其它通信對所述系統重新編程的通信接口。
14.如權利要求1所述的照明系統，其中，所述預編程能量簡檔是固定能量簡檔。
15.如權利要求14所述的照明系統，還包括旁路組件，所述旁路組件在操作上與所述輸入電源耦合，以便感測輸入電力條件，並且至少部分基於預定義的電力條件序列來修改所述固定能量簡檔。
16.一種操作照明系統的方法，所述方法包括將預編程能量簡檔存儲在照明系統中； 從輸入電源向光源提供電力；以及按照作為當前時間值的函數的所述預編程能量簡檔來控制從所述輸入電源到所述光源的電力提供。
17.如權利要求16所述的方法，還包括接收來自廣播當前時間信號的所述當前時間值。
18.如權利要求16所述的方法，還包括從所述輸入電源接收作為單工時鐘信息的所述當前時間值。
19.如權利要求16所述的方法，還包括將其中包括預設能量簡檔和一個或多個輔助簡檔的多個預編程能量簡檔存儲在所述系統中；以及至少部分基於預定義的電力條件序列來選擇所述輔助簡檔其中之一。
20.如權利要求16所述的方法，還包括至少部分基於預定義的電力條件序列來創建或修改至少一個用戶定義能量簡檔。
全文摘要
提供一種預編程能量節省鎮流器或驅動器，它具有預定義能量簡檔，其輸出功率按照經由單工時鐘信息從輸入電力連接或者從所接收廣播時間信號所確定的當前時間來控制，並且它允許用戶從多個預編程簡檔中進行選擇和/或修改和存儲用戶定義能量簡檔。
文檔編號H05B37/02GK102365904SQ201080015646
公開日2012年2月29日 申請日期2010年2月9日 優先權日2009年3月27日
發明者D·J·卡奇馬裡克, H·普拉薩德, L·R·內羅涅 申請人:通用電氣公司