高強度放電燈的自動循環控制的製作方法
2023-09-19 06:15:35
專利名稱：高強度放電燈的自動循環控制的製作方法
技術領域：
本公開內容的技術領域是照明控制，特別是高強度放電(HID)燈的自動循環控制。
然而，在很多應用中使HID燈長時間工作而不將其關閉。每周至少關閉一次HID燈是燈的最終用戶的責任，不管是人工關閉或是通過燈座外的自動樓宇控制系統來關閉。由於或是不知道或是疏忽，該要求並不是總能滿足的。一些應用中，在給定區域一次關閉所有的燈是不可能或不期望的。這會導致照明系統的非正常運行以及使燈處於持續打開狀態。
如果不定期關閉燈，弧光燈管的破裂可能會導致災難性的故障。該破裂會損壞燈座和其周圍環境，如果燈在沒有保護措施的燈座上運行，甚至可能造成人身危險。
本發明的一個方面是提供HID燈的自動循環控制。
本發明的另一方面是提供集成到HID燈系統的HID燈的自動循環控制。
本發明的又一方面是提供具有不同定時的HID燈的自動循環控制，以使HID燈組中交錯循環。
本發明的再一方面是提供當已經具有循環時避免不必要循環的HID燈的自動循環控制。
附圖簡述與附圖相結合，從下述的優選實施例的詳細描述中，本發明的前述及其它特點和優點將變得更為明顯。詳細描述和附圖只是本發明的例示，而不是限制由所附的權利要求書和其等同物所定義的本發明的範圍。
圖1表示根據本發明製造的HID燈的自動循環控制流程圖。
圖2表示根據本發明製造的使用電子HID鎮流器的HID燈系統的示意圖。
圖3表示根據本發明製造的使用電磁鎮流器的HID燈系統的示意圖。
圖4提供了圖3中控制電路細節的示意圖；圖5表示圖4中控制電路的一些波形的時序圖。
優選實施例詳述本發明HID燈的自動循環控制的作用是通過在操作燈的鎮流器內「預置」一個運行時間來確保燈每周至少循環開關一次。如果在預置的運行時間到達之前HID燈系統沒有循環關閉，鎮流器會自動關閉燈並重新打開，以保證燈可繼續按設計運行。如果燈在到達預置的運行時間前關閉並打開，鎮流器會自己復位並開始一個新的預置運行時間周期。
圖1表示HID燈的自動循環控制流程圖。自動循環控制始於模塊20，這時HID燈是打開的。如果HID燈在自動循環控制激活的任何時候關閉，自動循環控制將從模塊20重新開始，因為HID燈會根據生產廠家的指令循環關閉。在模塊22處給HID燈供電，在模塊24處初始化第一定時器，然後自動循環控制進入運行定時循環。
在模塊26處啟動第一定時器。在給定位置安裝多臺HID燈的地方，燈之間的定時時鐘速率(與實際時間有關的定時器計數速率)可有目的地變化，以便所有的燈具不同時關閉。這可以利用「時鐘」來實現，由分別具有某公差的電阻和電容構成的「模擬」振蕩器來模仿該時鐘。利用時鐘5％的公差，鎮流器可製成在鎮流器第一次切斷的8小時時段內和後繼循環中甚至更大的時間範圍內隨機開關。公差可根據具體應用而選取在具體應用中所期望的任何值，並可以有較大的變化，典型值在50％到100％之間。
在模塊28第一定時器與運行時間給定值(T_Oper)相比較。運行時間給定值是HID燈生產廠家推薦的時間，超過該時間應當關閉HID燈以維持正常運行。運行時間給定值可根據具體應用而選取在具體應用中所期望的任何值，並可以有較大的變化。典型運行時間給定值在12小時和336小時之間，更典型的約為一周或大約168小時。對不同的HID燈的設計和運行狀況可能有其他的運行時間給定值。運行時間給定值也可根據使用HID燈的環境選取。在有大量HID燈的大倉庫中，與只有一個HID燈照亮一塊區域的情況相比，單個HID燈的循環可以更頻繁，因為通電的HID燈提供的是連續照明。
在給定位置安裝多臺HID燈的地方，鎮流器間的運行時間給定值可以有目的地變化，以便所有的燈具不同時關閉，鎮流器可在生產過程中編程為具有多個不同的運行時間給定值，以進一步保證循環的隨機分布。如果不同的運行時間給定值被編程到不同的鎮流器，與上面的模塊26相關聯的可以是一個更準確的第一定時器。在可替代的實施例中，當HID燈通電時單個鎮流器可產生一個隨機的運行時間給定值。運行時間給定值可以是可能時間的預定範圍內的隨機數。這提供了燈組的隨機循環而不必在生產時編程隨機數。
如果在模塊28處第一定時器小於運行時間給定值(T_Oper)，自動循環控制返回模塊26，且計時繼續。如果在模塊28處第一定時器等於或大於運行時間給定值(T_Oper)，在模塊30自動循環控制熄滅HID燈，在模塊32第二定時器初始化，且自動循環控制進入冷卻時間循環。
在模塊34啟動第二定時器，在模塊36第二定時器與冷卻時間給定值(T_Cool)比較。冷卻時間給定值可以短到幾毫秒，也可長到幾分鐘甚至幾小時。在冷卻時間給定值為幾毫秒的情況下，燈在冷卻到足以進行″再觸發″前一直保持熄滅。冷卻時間必須足夠長以避免瞬時再觸發，該時間的下限隨HID燈的設計而不同。也可能將冷卻時間給定值設置為一個較長的時間以允許燈完全冷卻，該時間的上限由具體應用中具體客戶可以關閉照明的時間來確定。運行時間和冷卻時間給定值也可根據使用HID燈的環境選擇。與只有單個HID燈照明一個區域的情況相比，在有多臺HID燈的大倉庫中，單個HID燈可以冷卻較長的時間，因為通電的HID燈是提供連續的照明。為保證正常運行，許多燈要求至少15分鐘的冷卻時間。典型冷卻時間給定值可在5毫秒到2小時之間，更典型的為大約15分鐘到30分鐘。
如果在模塊36第二定時器小於冷卻時間給定值(T_Cool)，自動循環控制返回模塊34，且定時繼續。如果在模塊36第二定時器等於或大於冷卻時間給定值(T_Cool)，在模塊22自動循環控制重新供電給HID燈，自動循環控制重新開始。
這裡指的定時器只是作為例子，本領域技術人員會立即明白，根據本發明，許多計數、測量和比較時間及時段的設備和方法是可能的，這些實施例是已考慮到的，並落在要求保護的本發明範圍內。這些設備包括但不限於電子計數器、電子定時器、分離器件構成的定時器電路、固態定時器、嵌入微處理器內的固態定時器和機械定時器。
圖1的自動循環控制可用於使用電子或電磁鎮流器的HID燈中。圖2表示使用電子HID鎮流器的HID燈系統示意圖。圖3表示使用電磁鎮流器的HID燈系統示意圖。
在作為使用電子HID鎮流器的HID燈系統的示意圖的圖2中，輸入電壓40施加到電子HID鎮流器42，該鎮流器電連接到HID燈44。微處理器46電連接到該電子HID鎮流器42並控制該鎮流器。微處理器46能夠執行圖1所描述的實現自動循環控制所需要的程序步驟，並能控制燈的電源供給。微處理器46在電子HID鎮流器42中還有其他所期望的功能。微處理器46可在電子鎮流器42的內部或外部，微處理器46可以有ROM、RAM或其他計算機可讀存儲介質，用於存儲圖1所描述的執行自動循環控制的程序代碼。
在作為使用電磁鎮流器的HID燈系統示意圖的圖3中，輸入電壓50跨接施加到控制電路52的兩端。輸入電壓50也跨接施加到開關裝置54、電磁鎮流器56和HID燈58的兩端，這些設備串行連接以便開關裝置54可控制電流流過串行電路。控制電路52控制開關裝置54。根據具體應用，開關裝置54可以是可控矽三極體、繼電器或其他開關設備。雖然圖3中所示是使用了電磁鎮流器，但是這種配置也可以使用電子鎮流器。
圖4是提供圖3中控制電路52細節的示意圖，其中的元件與圖3中相應元件的標號相同。圖5表示圖4的控制電路52的一些波形的時序圖。
參考圖4，當供電到HID燈系統時，電壓50出現在第一個單觸發電路60的輸入端。這樣在第一單觸發電路60的輸出端產生瞬時脈衝，該脈衝與第二單觸發電路62的輸出在或門做或運算，在第一定時器66的復位輸入端產生一個脈衝。這樣在第一定時器66的輸出端產生高電平信號，該高電平打開開關裝置54，電壓就施加到HID燈上。第一定時器66配置成單穩態，以便在生產廠家推薦的運行時間給定值階段在輸出端給出高電平信號，該給定值典型地約為168小時。這個運行時間給定值可以有與之相應的一個公差，以便當在給定區域使用一組HID燈時所有的HID燈不同時關閉。當第一定時器66達到運行時間給定值時，其輸出電平變低，開關裝置54關閉，電壓從HID燈切斷。第二定時器68配置成單穩態以便在第一定時器66輸出的負邊緣開始計時。第二定時器68在等於冷卻時間給定值的時段內計時，該給定值典型地為超過15分鐘。在冷卻時間結束時，第二定時器68的輸出負邊緣產生一個脈衝，通過反相器70和第二單觸發電路62復位第一定時器66，並且上述順序重新開始。很多電路配置可實現相同的功能，很多其他等效的電路對本領域的技術人員是顯而易見的。雖然圖4中所示是使用電磁鎮流器的電路，但是該電路也可使用電子鎮流器，通過使用電子鎮流器的控制電路切斷到燈的電源並可省去開關裝置54。
圖5表示圖4的控制電路52的一些波形的時序圖。曲線1表示第一單觸發電路60的輸入，曲線2和曲線3表示或門64的輸入，曲線4表示第一定時器66的輸入，曲線5表示第二定時器68的輸入，曲線6表示第二定時器68的輸出。曲線6表示正極的軌跡如果在另一實施例中電路的設計省去反相器70，軌跡將反相。Vlamp軌跡表示HID燈58的輸入。在t1時刻對控制電路供電。HID燈在t1到t2的運行時間是打開的。燈在t2被循環關閉並在t2到t3的冷卻時間保持關閉，在t3時循環再次開始。
注意圖2～5例示了本發明的具體應用和實施例，並不用於限制這裡所列的本公開內容或權利要求書的範圍，這是很重要的。讀了說明書和看了相關附圖後，本發明的大量其它實施例對本領域技術人員顯而易見是可能的，這些實施例已經被考慮到，落在本發明權利要求的範圍內。
目前雖然這裡公開的本發明的實施例被認為是優選的，但在不偏離本發明的精神和範圍的情況下可以有多種變型和修改。在所附的權利要求書中說明了本發明的範圍，試圖將其它等同物的含義和範圍內的所有變型都包括於其中。
權利要求
1.一種高強度放電燈的自動循環控制系統，包括高強度放電燈的電源開關裝置；可操作連接到電源開關裝置的第一定時裝置；以及可操作連接到電源開關裝置的第二定時裝置；其特徵在於，當電源開關裝置供電HID燈時以及在第一定時裝置計數到運行時間給定值而發信號通知電源開關裝置熄滅HID燈時，第一定時裝置啟動計時，當電源開關裝置熄滅HID燈時以及在第二定時裝置68計數到冷卻時間給定值而發信號通知電源開關裝置給HID燈供電時，第二定時裝置啟動計時。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述運行時間給定值是HID燈生產廠家推薦的值。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述運行時間給定值在12小時到336小時之間。
4.如權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述運行時間給定值大約是一周。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，單個HID燈的運行時間給定值是按照分布狀態選取的，以便一組HID燈的運行時間給定值是不同的。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，HID燈的運行時間給定值是隨機選取的，所選取的運行時間給定值在預定的範圍內。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，單個HID燈的第一定時裝置的精度是按照分布選取的，以便一組HID燈的精度是不同的。
8.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，該精度在50％到100％的公差範圍內。
9.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，該精度超出5％的公差。
10.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述冷卻時間給定值在5毫秒到2小時之間。
11.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述冷卻時間給定值大約為15分鐘。
12.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，電源開關裝置是從包括可控矽開關三極體和繼電器的組合中選取的。
13.一種存儲電腦程式的計算機可讀介質，用於自動循環控制根據前述權利要求的任一項的HID燈，該電腦程式包括供電給HID燈的計算機可讀代碼；初始化第一定時器的計算機可讀代碼；啟動第一定時器的計算機可讀代碼；比較第一定時器和運行時間給定值的計算機可讀代碼；如果第一定時器小於運行時間給定值，啟動第一定時器的計算機可讀代碼；如果第一定時器等於或大於運行時間給定值，切斷HID燈電源並初始化第二定時器的計算機可讀代碼；啟動第二定時器的計算機可讀代碼；比較第二定時器和冷卻時間給定值的計算機可讀代碼；如果第二定時器小於冷卻時間給定值，啟動第二定時器的計算機可讀代碼；以及如果第二定時器等於或大於冷卻時間給定值，供電給HID燈的計算機可讀代碼。
全文摘要
本發明提供了一種HID燈的自動循環控制系統和方法，該系統包括HID燈的電源開關裝置(50)，可操作連接到電源開關裝置(50)的第一定時器(66)，以及可操作連接到電源開關裝置(50)的第二定時器(68)，其特徵在於，當電源開關裝置(50)供電給HID燈以及當第一定時器(66)計數到運行時間給定值而用信號通知電源開關裝置(50)熄滅HID燈時，第一定時器(66)啟動計時，當電源開關裝置熄滅HID燈以及當第二定時器(68)計數到冷卻時間給定值而用信號通知電源開關裝置(50)供電給HID燈時，第二定時器(68)啟動計時。如果燈在到達運行時間給定值之前關閉並打開，則系統復位並開始新的運行定時周期。
文檔編號H05B37/02GK1463567SQ02801898
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月27日 優先權日2001年5月29日
發明者R·A·埃爾哈德特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司