专利名称：：用于控制照明器的方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明一般涉及可以包括镇流高强度放电(HID,highintensitydischarge)照明器的灯具的操作，尤其涉及来自灯具的流明输出的控制、调整、补偿和监视。
背景技术：
：随着节能变得越来越重要，人们希望降低与广泛使用的可以包括HID照明器的照明系统和灯具有关的能耗。当前，尽管在午夜与黎明之间交通较稀少，但车行道、公路和居住街道都是通宵达旦地亮着。在需要大面积上的高亮度水平时，以及在希望高能效和/或长寿命时，通常使用HID灯和它们的灯具或HID照明器。十分适合使用这种HID照明器的地方包括体育馆、大型公共场所、仓库、建筑物、标牌、室外活动场所、运动场、车行道、停车场和道路。然而，最近HID光源，尤其是金属卣化物已经用在小型零售和居住环境中。保守的估计认为，在全世界范围内单单在车行道上就有至少150百万个HID照明器。包括水银蒸汽(MV)灯、金属卤化物(MH)灯、高压钠(HPS)灯、低压钠灯、和较不常用的氱气短弧光灯的HID灯具有包含在耐热外壳(孤光管)内的使用良好稳定弧光放电的发光元件。当不需要全亮时，诸如当照明区未被占用时，或在使用减少期间，灯具可以调整它们的流明输出以节能。当检测到占用增加时，可以恢复成全亮。但是，在调整和控制HID灯的流明输出时存在几方面问题和困难。这些问题的原因之一是需要镇流器来启动灯、调节灯启动和灯工作电流、以及维持适当供应电压。第一个问题是HID灯需要几分钟来点燃、预热并达到它们的全亮输出水平。其次，HID灯还具有热重新触发问题，这使得它们在仍然处在上升温度的时候，难以在关闭之后的短时间内重新点燃。根据镇流器-灯组合，在关灯之后，在灯可以被重新点燃之前可能需要花费10分钟。这造成了牵涉到必须使灯在非常短时段内(即，在几个毫秒内)返回到可接受水平的亮度和照度的行人沖突或车行道安全的灯调整应用的实际问题。如果关闭了HID灯，在重新点燃后可能需要花费几分钟，直到灯预热到足以产生所需输出。有几种方法可以用于调整镇流HID照明器的流明输出和功耗。第一种方法是使用可变电压变压器来降低供应给镇流器的初级电压，从而实现到额定灯功率的大约60%的流明调整。通常，在这种类型的布置中，HID照明器包含灯以及根据某种类型的变压器镇流器，该变压器镇流器具有扼流器和电容器形式的串联电感和电容(L-C电路)，用于根据为镇流器-灯组合指定的电压-电流特性来控制灯的工作电流。第二种方法是将可变电抗器用在镇流器电路中，以便不影响电压地改变灯电流。这种方法允许更大范围的流明和功率调整，允许根据灯和镇流器组合，降低到额定功率的大约30%。调整流明输出的笫三种方法是使用固态部件来改变输入镇流器的电流和电压两者的波形，这允许将流明输出向下调整到额定功率的大约50%。附图用于进一步例示各种的实施例和说明所有基于本发明的各种原理和优点，其中，在所有分立图中相同的标号表示相同或功能相似的元件并与如下详细描述一起包含在本说明书中并形成本发明书的一部分。图1以简化和代表性形式描绘了按照一个或多个实施例，用于控制照明器的以恒定瓦数隔离(CWI,constantwattageisolated)配置的控制器和多抽头电容器的高级方块图2以简化和代表性形式描绘了按照一个或多个实施例，用于控制照明器的以恒定瓦数自耦变压器(CWA)配置的图1的控制器和多抽头电容器；图3是按照一个或多个实施例的多抽头电容器的透视图；图4是描绘了按照一个或多个实施例的图3的多抽头电容器的示意性电路图5是按照一个或多个实施例的可以与图1的照明器控制系统结合在一起使用的控制器所执行的过程的高级流程图6例示了按照一个或多个实施例的可以供图1的照明器100使用的开关设置数据；图7描绘了按照一个或多个实施例的存储在图1的照明器100中的日志文件；以及图8描述了按照一个或多个实施例的流明水平调度。具体实施例方式总的说来，本公开涉及包括镇流HID灯的灯具的流明输出和功耗的控制。更具体地说，体现在方法和装置中的各种新概念和原理可以用于控制、调整、补偿和监视灯具，例如照明器的工作参数。这些方法和装置尤其适用于诸如铁心和线圏变压器镇流器布置的应用电容器的镇流器电路，这种镇流器电路通常可以被称为恒定瓦数自耦变压器(CWA)镇流器和恒定瓦数隔离(CWI)镇流器。虽然特别感兴趣的照明器控制方法和系统可能相差悬殊，但一个实施例可以有利地用在通常用于照亮车行道、公路和居住街道的头上街灯中。另外，这里讲述的新概念和原理可以有利地应用于其它照明系统，尤其是在有利地控制亮度水平输出或流明水平输出的地方，或在有利地调整、补偿和监视灯具或照明系统的照明器输出和功耗的地方。本公开旨在以允许实现的方式来进一步说明在应用时按照本发明构造和使用各种实施例的最佳模式。本公开的进一步目的是加深对本发明的新原理和优点的理解和认识，而不是以某些方式限制本发明。本发明的范围只由所附权利要求书，包括在本申请的审理期间所作的任何修改、和公布的那些权利要求的所有等效物来限定。还应该进一步明白，诸如第一和第二、顶端和底部等偶尔使用的关系术语只用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而未必在这样的实体或动作之间要求或暗示任何实际这样的关系或次序。许多新的功能或许多新的原理可以利用集成电路(IC)或在该IC中实现，这样的IC可能包括专用IC或能够集中处理的IC,并可以由嵌入软件、固件、或程序代码来控制。可以预期，本领域的普通技术人员一不管是否受例如可用时间、当前技术、经济考虑驱动而可能作出巨大的努力和许多设计选择一当受这里公开的概念和原理引导时，能够容易地利用最少量的实验来生成这样的软件指令和程序以及IC。因此，为了简洁和使埋没根据本发明的原理和概念的任何风险降到最低程度起见，如果有的话，对这样的软件和IC的进一步讨论将局限于与各种实施例的原理和概念有关的关键部分。现在参照图1,图1以简化和代表性形式描绘了按照一个或多个实施例的以恒定瓦数隔离(CWI)配置连接的照明器100的高级方块图。照明器100包括用于包围并支承灯104、镇流器电路106和控制器114的照明器外壳102。灯104可以是诸如例如金属卣化物灯、水银蒸汽灯或高压钠灯的高强度放电(HID)灯。在HID灯中通过在充气管中的两个电极之间建立的弧光来发光。弧光使金属蒸汽产生辐射能量。HID灯具有必须由诸如镇流器电路106的根据灯类型、镇流器和镇流器配置、以及工作瓦数专门设计的镇流器供应的特殊电要求。镇流器通过限制可以经过HID灯的电流来提供系统稳定性。镇流器使用电感和电容部件，因为它们通过少量功耗来阻止交流电。因此，镇流器电路106包括变压器108(电感部件)和多抽头电容器110(电容部件)。在一个实施例中，镇流器电路106可以利用诸如位于IllinoisRosemont的AdvanceTransformer公司制造和销售的#71A8188型号镇流器的150瓦(W)镇流器来实现。也可以被称为点燃器的激发器112是用于提供电压以击穿灯104的电极之间的气体并开始启动的电路。例如，在利用150W镇流器的一个实施例中，激发器112可以利用位于IllinoisRosemont的AdvanceTransformer公司制造和销售的#LI551J型号的点燃器来实现。下面将更完整描述的多抽头电容器110提供镇流器电路106中的可选电容值，以便调整灯104的强度，并在维持镇流器电路中的电容和电路内的功率的制造商要求的同时，控制灯104消耗的功率。多抽头电容器110的电容值可以由通过导线(或多条导线)308与多抽头电容器110耦合的控制器114来选择或可变地控制。照明器100的电力通过电力线116接收，其中，在一个实施例中，电力由在110伏交流电(VAC)到480VAC范围内的典型交流源供应。在如图的实施例中，供电线116之一经过控制器114，使得可以通过控制器114中的开关(未示出)来接通和断开照明器100。控制器114用于接通和断开照明器100，并且通过选择最暗工作模式到最亮工作模式之间的多个流明水平之一来控制灯104的亮度，其中，流明水平是响应于触发事件而选择的。控制器114包括与存储器120耦合的处理器118、和多个开关122。处理器118可以通过执行程序代码(例如，软件)以及利用存储在存储器120中的数据，来执行在控制器114内发生的许多功能和操作。在一个实施例中，处理器118可以包括每一个都是公知的并容易获得的一个或多个微处理器、微控制器、或数字信号处理器。例如，在一个实施例中，处理器118可以利用CaliforniaSanJoseATMEL公司在零件号ATMEGA128L-8A1下制造和销售的微控制器来实现。处理器118可以通过接口124与存储器120耦合，在一个实施例中，接口124被配置成传送在处理器118中处理和执行的数据和程序代码。在一些实施例中，处理器118还可以包括可以用于存储程序代码和/或数据的内部存储器。存储器120可以利用诸如RAM(随机访问存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、磁存储器、光存储器等的公知存储技术的某种组合来实现。存储器120可以包括可以单独或集体用于在处理器118和照明器100内执行各种算法、过程和方法的程序代码126和数据存储设备128。例如，程序代码126可以包括用于实现流明改变触发检测器130、流明水平调整器132、网络接口134、传感器补偿器136、和错误检测器137的过程和算法的程序代码。正如下面更详细描述的那样，流明改变触发检测器130可以用于检测触发事件或阈值穿越(例如，监视值超过预定值或下降到预定值以下)或预定时间，以便改变照明器100的流明输出；流明水平调整器132可以用于调整或细调灯104的流明输出，以便更精确地与响应于相应触发而要求的流明水平相匹配；网络接口134可以用于与其它联网设备通信数据和命令；传感器补偿器136可以用于响应于环境条件来补偿传感器读数；以及错误检测器137可以用于检测和报告照明器100工作中的错误。数据存储设备128可以用于存储与工作调度有关的数据、与响应于触发事件的操作有关的数据、和被记入日志以记录照明器100的各种工作参数的数据。数据存储设备128可以包括开关设置数据138、流明水平调度140、日志文件142、光度简档143、和传感器简档数据144。正如下面更详细描述的那样，开关设置数据138与用于特定流明输出水平的开关122的设置有关；流明水平调度140是与为每日的特定时间调度特定流明水平输出有关的数据；日志文件142是与记录工作参数有关的数据；光度简档143是表征在特定条件下的照明器工作的历史数据测量结果；以及传感器简档数据144是与表征在各种环境条件下的传感器工作有关的数据。虽然在一些实施例中，控制器114的许多功能可以归属于如处理器118执行的软件指令，但将期望这些操作的许多操作也可以通过硬件或软件和硬件的某种组合来执行。另外，本领域的普通技术人员应该认识到，未具体示出的众多其它功能或操作也可以在典型控制器设备中执行，以及那些功能或操作的各种功能或操作至少部分可以利用处理器和各种软件指令等来实现。开关122包括多个单独开关或开关元件146，其中的每一个开关具有与多抽头电容器110外壳内的一个"抽头，，电容器(如下面更完整描述)耦合的第一开关端148。每个开关146的第二开关端150—起与公用线耦合。开关122通过接口152与处理器118耦合，该接口可以传送数据，以便配置或有选择地打开和闭合开关148。通过有选择地打开和闭合开关148，可以在多抽头电容器110中产生各种电容值。在一个实施例中，开关122可以是用电子部件来取代运动部分的电子开关。例如，开关122可以利用TaxasForthWorth的Teccor公司在零件号Q6006DH3下销售的电子开关来实现。理论上，开关122应该容忍温度和电压随时间的变化。在一个可替代实施例中，可以使用其它类型的开关来取代电子开关。例如，可以使用继电器。尽管电子开关可以迅速地开关，但应该注意到，灯104响应于镇流器电路106中的电压变化而加热或冷却需要花费时间，并且在温度达到稳定之前，灯输出的变化将不会完全有效。控制器114还可以包括通过数据接口155与处理器118耦合的传感器接口154。传感器接口154可以用于从各种传感器获取和转换数据。例如，传感器接口154可以与下面将更详细描述的日光传感器156、活动传感器158和流明水平传感器160。如果传感器输出模拟电压电平，则传感器接口154可以用于将模拟数据转换成数字数据，然后处理器118可以读取并使用数字数据。另外，如果传感器是非线性的，传感器接口154可以用于归一化传感器读数。如果传感器读数趋向于随环境温度而改变，则传感器接口154可以用于响应于传感器温度来补偿传感器读数。在其它实施例中，这样的归一化和补偿可以由处理器118来完成。控制器114还可以包括通过数据接口163与处理器118耦合的收发器162。收发器162可以与天线164耦合，以便与其它网络设备、控制器或数据存储设备进行无线通信。例如，收发器162可以用于接收接通或断开照明器100或将照明器100转成特定流明水平的命令或消息。收发器162也可以用于接收用于存储在流明水平调度140中的控制数据、用于存储在开关设置数据138中的数据、或用于存储在数据存储设备128中的其它类似数据。收发器162可以利用射频信号、红外信号或其它无线数据传输技术来无线地通信数据，或收发器162可以利用电力线载体数据传输或其它有线传输技术，经由诸如电力线116的电线来通信数据。在一些实施例中，收发器162可以与控制器114分离，而仍然与控制器114共享接口，其中，收发器162与控制器114不处在共同外壳内。收发器162还可以用于从数据存储设备128发送数据。例如，在一个实施例中，可以从数据存储设备128发送可以代表在特定流明水平和功耗水平的工作时间的诸如日志文件142的数据。与时间和功耗水平有关的数据可以用于更精确的记费，因为代表实际用电的数据可被照明器100记录。日志文件142中指示问题或错误操作的数据也可以由收发器162发送。现在参照图2，图2以简化和代表性形式描绘了按照一个或多个实施例、除了以恒定瓦数自耦变压器(CWA)配置连接之外与照明器100类似的照明器200的高级方块图。如图所示，照明器200包括包围并支承灯104、镇流器202、和控制器114的外壳102。注意，镇流器202利用自耦变压器204以CWA配置连接。多抽头电容器110处在带有变压器202的次级侧并带有灯104的串联电路中。如上面参照图1所述，日光传感器156、活动传感器158和流明水平传感器160的每一个都与控制器114耦合。天线164也可以与控制器114耦合，用于接收或发送数据。因为在CWA配置中镇流器的初级侧未完全与次级侧隔离，在一些区域(例如，城市、州、或国家)中图1的CWI配置是优选的。现在参照图3，图3描绘了也显示在图l和2中并在图4中以示意图形式示出的多抽头电容器110的透视图。如图所示，多抽头电容器110具有外壳302和连接接头304和306。连接接头304和306由外壳302支承，并且它们可通过控制器114有选择地与外壳302内的多个电容器连接，这些电容器将在下面参照图4作更完整描述。连接接头304和306可从外壳302的外部接入，并被配置成接纳连在导线上的扁连接器，这些导线与灯104、变压器108或202、或镇流器电路中的其它部件耦合，以便将多抽头电容器放入镇流器电路中。多抽头电容器IIO还可以包括穿过外壳302的导线308。连接器310位于导线308的一端，以便与控制器114连接。如下面参照图4更完整所述，电线308的另一端在内部与一个或多个电容器连接。在一个实施例中，连接器310包括多个连接器引脚312,其中，每个引脚位于连接器310内的开口之一内。导线308与连接器310—起可以被称为线束。这个线束可以与控制器114上的插头连接，或者，它可以与耦合至控制器114的另一个互补线束连接。多抽头电容器110的尺寸和形状以及连接接头304和306被选择成使得多抽头电容器110可以容易地取代通常用在照明器中的电容器。这样的电容器取代可以是利用多抽头电容器110和控制器114来改装传统的不可调照明器的一部分，以便制成可以与照明器100相似的方式在亮度和功耗方面被监视和控制的照明器。现在参照图4，图4描绘了按照一个或多个实施例的多抽头电容器(参见图1、2和3)的示意性电路图。如图所示，多抽头电容器包括外壳302，在优选实施例中，外壳302是由金属或一些其它耐用和弹性材料制成的容器。在一个实施例中，外壳302的形状、尺寸和材料是用在HID镇流器电路中的电容器的典型形状、尺寸和材料。与外壳302耦合的是端子304和306，以便与外壳302内的多抽头电容器连接。在一个实施例中，端子304和306可以是通常用在HID镇流器电路中的电容器上的连接接头。在外壳302内部，存在多个电容器，其中，在优选实施例中，每个电容器通过电线308与多引脚连接器310中的连接器引脚(例如，402、404、406、408、410、412、414、和416)耦合。在优选实施例中，多抽头电容器110包括与多个抽头电容器420、422、424、426、428、和430集成在一起的基本电容器418。在其它实施例中，多抽头电容器110可以具有可以有选择地并联在接头304和306两端的多个抽头电容器，但没有永久地连接在接片304和306两端的基本电容器。多抽头电容器110还可以包括与基本电容器418并联以放电基本电容器418，使得它将不保存电荷并没有电击危险的电阻432。镇流器类型(即，CWA、CWI)和灯瓦数是确定镇流器电路106和202中的多抽头电容器110内的电容值的变量。因此，多抽头电容器110内的电容值取决于镇流器变压器(例如，108和204)和灯104的制造商以及每一个的额定瓦数。灯制造商通常提供电感和电容值以及用于选择镇流器电路部件的其它参数。指定的参数之一是镇流器电路的全亮或满功率工作所需的总电容。基本电容器418的电容值(可以表示成Cbase)最好被选择成使照明器IOO在最小亮度模式下工作，该模式消耗最小功率(例如，根据灯制造商，通常是额定最大功率的大约50%)，并且输出最低流明水平。为了确定用于在50%功率下工作的电容值或最小亮度，注意镇流器类型和瓦数，并且通过制造商数据表上的读数表来确定镇流器电容值。从制造商数据表中找到的数据的例子显示在下表l中表l:来自镇流器制造商的示范性数据表<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>使照明器IOO在最大亮度模式下工作所需的电容值(该值可以表示成Cmax)可以用于选择抽头电容器420、422、424、426、428、和430的电容值。例如，可以加入基本电容418以便使照明器IOO在制造商所指定的最大亮度模式下工作的电容值(该值可以表示成Ctap.t。t)等于所有抽头电容器并联相加的值。Cbase与Ctap掘之间的差值是可用作多级功率控制的电容量，并且是多抽头电容器110中的电容值的变化范围的幅度。Cmax与Cbase之间的差值是Ctap—t。t。如果存在(t)个抽头电容器，那么，每个抽头电容器可以具有通过如下公式确定的值(Cx):C=Ctop_,。,(2)，其中，x=1到t。x2(-1、，°抽头电容器的数量t可以通过所需流明调整水平个数，或cbase与Cmax之间的多抽头电容值中的所需均匀分布步数来确定。例如，如果需要(a)个调整水平，那么，抽头电容器的数量t可以通过如下公式计算/二l0g7例如，如果需要64个调整水平(例如，a=64),如下面的方程所示，抽头电容器的数量t等于6:/=log264=6下表2示出了可以用于提供范围从Cbase到Cmax的多抽头电容器110的64个可选值的基本电容器418和抽头电容器(420，422，424，426，428，和430)值的例子。这些例子针对不同镇流器类型(例如，CWA和CWI)、和不同灯瓦数。可以看出，为了使灯104安全地工作，最好根据镇流器类型和制造商推荐的最小(例如，Cb^)和最大(例如，Cmax)电容值来设计多抽头电容器110。表2:不同瓦数和镇流器类型的基本和抽头电容器值<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>注意，在一个实施例中，抽头电容器的值形成公比为1/2的等比级数。与二进制数的序列类似，这些抽头电容器可以顺序组合的形式来开关，以产生从等于基本电容418(例如，Cbase)的最低值到等于基本电容加上Ctapt。t(即，并联相加的所有抽头电容器)的最高值的几乎连续可变电容，其中，这样的可变电容的分辨率等于最小抽头电容值。在一个实施例中，基本电容器418永久地连接在端接头304和306两端，使得出现在接头304和306两端的最小多抽头电容是作为灯104工作的最小值的基本电容值。这防止了照明器100失去弧光并不得不重新启动。现在转到照明器100(或200)的操作，图5描绘了具有按照一个或多个实施例、由照明器和诸如照明器100的照明器控制器114的照明器控制器执行，或由另一个类似装置执行的示范性过程的高级流程图。如图所示，该过程从502开始，此后转到504，在504中，该过程设置开关，以便在多抽头电容器中产生与初始流明水平相对应的电容。初始流明水平可以是例如在特定流明水平上使照明器100从断开到接通。在一个实施例中，设置开关可以利用如图1所示，通过接口152与开关122耦合的处理器118来实现。处理器118可以将数字控制信号发送到固态电子开关，以便有选择地使开关146处在开路状态(例如，高阻抗状态)或闭路状态(例如，导通状态)。随着开关146被设置成导通状态，它们并联地连接相应抽头电容器，其中，将抽头电容器的值加在一起以产生可以跨越端子304和306测量的多抽头电容值。接着，如方块506所示，该过程确定是否发生了流明改变触发。流明改变触发是开始改变需要或期望的照明器流明输出的预定条件。例如，流明改变触发可以是记录在诸如流明水平调度140的调度或另一个类似表格或数据库中的每日时间。在另一个实施例中，流明改变触发可以是检测向上或向下穿过阚值的活动水平。这样的活动水平可以由测量沿着车行道或在道口上的行人或车流量的传感器来检测。活动水平可以利用传感器158来测量或感测，该传感器可以是红外、雷达、或声纳运动检测器、街道人行横道按钮、车行道路面上的车辆传感器、适合检测车辆或人的摄像机等。另一种流明改变触发可以是提高或降低亮度水平有用或被希望的诸如雨、雪、雾或其它天气条件的特定天气条件。环境或天气条件可以影响来自照明器的视在照度。在有雾、有雨或有雪期间，常常希望提高来自头上照明器的照度，以便提高地面的可见度。在另一个实施例中，流明水平改变触发可以是收发器160或另一个类似数据接收器所接收的消息或命令。这样的消息可以是接通或断开的命令、或改变到特定流明输出水平的命令。这样的命令可以直接或通过网络从中央控制器接收。所述命令可以作为转发消息从另一个照明器100接收，其中，这样的照明器作为将消息从一个照明器转发到另一个照明器的网状数据通信网络的一部分一起工作。收发器160可以是诸如例如射频接收器、红外数据接收器、光脉冲接收器等的各种已知数据接收器(或如果需要从照明器IOO发送的收发器)的任何—个。其它实施例可以从紧急车辆所发送的信号中接收流明水平触发。例如，对于救护车和救火车将道口灯转成绿色的紧急车辆上的信号(例如，可以由光脉冲接收器接收的被设置成以预定频率闪烁的频闪灯)也可以用作适用于对紧急情况作出快速响应的流明水平触发。其它紧急信号也可以成为流明水平触发。例如，建筑物报警器可以发出可以被照明器100接收的消息或信号。响应于这样的报警，照明器100可以被触发以将流明输出提高到可以帮助紧急人员处理引起报警的状况的最大流明水平。在又一个实施例中，流明水平触发可以是也许从电力公司发送的命令，指令设备卸栽或减轻电负荷，以便降低对电力的需求。例如，响应于对超过阈值的电力的需求，电力公司可以发送请求所选设备减轻它们对电力的需求的信号，并且输入节能模式。当照明器100接收到这样的请求时，它可以降低流明输出以便降低电耗。图8描绘了以包含触发事件802和相应流明水平804的表格800的形式的流明水平调度140。如上所述，触发事件802可以是每日的时间、或存在紧急车辆(例如，检测到来自紧急车辆的信号)、或接收到负荷卸载命令等。与这些触发事件802相关联的是流明水平804—当发生触发事件时由照明器IOO选择或调度输出的光输出水平。在一个实施例中，存在几个与表格800类似的表格或调度，其中，每个调度在特定环境下运行。例如，一个表格800可以用于平日，而另一个表格用于周末。可以存在针对特殊事件的调度，并且可以存在针对一年的不同部分的调度。在检测到流明水平触发之后，如508所示，该过程响应于检测的触发而确定新的流明水平。在一个实施例中，该过程可以在调度或数据表(例如，图8中的表格800)中查找新的流明水平，其中，新的流明水平804对应于检测的触发802。例如，在一个实施例中，流明改变触发检测器130可以检测具有预定流明变化的一天中的时间，并且响应于一天中的时间，该过程可以在调度800中查找与检测的一天中的时间相关联的新流明水平。在查找到新流明水平之后，如510所示，该过程确定与新流明水平相对应的开关设置。开关设置用于将开关148配置成在多抽头电容器110中产生具有选择成使照明器100在新流明水平上工作的值的多抽头电容。在一个实施例中，通过将所有开关146设置成导通状态，从而将所有抽头电容器(420,422，424，426，428,和430)与基本电容器418并联，可以在多抽头电容器110中产生最大多抽头电容。通过将所有开关146设置成开路状态，可以产生最小多抽头电容。通过利用打开和闭合开关的其它组合，可以设置各种其它流明输出水平。对于具有六个抽头电容器的如图4所示的多抽头电容器100的实施例，将所有可能的打开和闭合设置用在控制器114中的6个相应开关148可以产生64种不同的多抽头电容。接着，如512所示，该过程将开关配置成在多抽头电容器中产生多抽头电容值，其中，多抽头电容值对应于新流明水平。在一个实施例中，这可以通过接口152将信号从处理器118发送到开关122来实现，其中，这些信号控制各自开关146，有选择地使它们处在开路或闭路状态，以便在多抽头电容器110内形成与基本电容器418并联的,斤选抽头电容器(420，422,424，426，428，和430)的并联。因jt匕，响应于控制器的选择或允许命令，将次级电压从多抽头电容器110输出到镇流器电路。在将开关配置成在多抽头电容器110中产生下一个电容值之后，如514所示，该过程测量灯104的流明水平输出。在一个实施例中，这个步骤通过从传感器接口154读取流明水平传感器160所输出的值来实现。在一些实施例中，如果该过程还读取诸如流明水平传感器160的温度的可以影响流明水平传感器160的输出的当前工作条件，则可以提高流明水平传感器160的精度。然后，该过程可以通过参照数据表或方程，并应用适当补偿因子来校正或补偿来自流明水平传感器160的读数，来补偿温度和其它工作条件的影响。在一个实施例中，流明水平传感器160可以具有测量流明传感器温度的一部分传感器(即，与传感器整合的一部分)，使得可以利用描述传感器在各种环境条件的工作的传感器简档数据144来补偿流明传感器输出。在测量了流明水平输出之后，如516所示，该过程将测量的流明水平输出与新流明水平相比较。这个比较产生误差值，或测量流明水平与新流明水平之间的差值。将测量的流明水平输出与新流明水平值相比较的一个原因是，降低系统输入功率可能不成比例地降低流明输出。因此，当调整灯时，流明输出的降低可以大于系统输入功率的降低，这意味着效率可以随灯调整而下降。因为当多抽头电容值改变时，HID灯可能不立即调整光输出，所以在一些实施例中，在512中配置开关和在514中测量流明水平输出之间可能存在延迟。当一些系统从满功率到最小功率变暗时，在前几秒钟内发生光输出的总变化的大约一半。然后，可能需要花费另外3到10分钟使光稳定。在其它情况下，根据特定镇流器-灯组合的特性，灯可以立即对输入功率的微小变化作出响应。一些制造商宣称在昏暗模式下操作卣化物或水银蒸汽灯实际上可以增加金属的灯流明减光，这又产生诸如闪烁或失真的不期望光效应。降低这些类型灯光的功率使弧光管因电极'践射而变黑，这可以使流明输出随时间而变。为了有助于限制这种效应，灯制造商建议不要将这样的灯变暗到额定功率的50%以下。因此，一般说来，在镇流器-灯电路内必须保持50%的功率水平，以便提供满意的灯工作。在确定了测量流明水平输出与新流明水平之间的差值之后，如518所示，该过程确定是否需要流明调整。如果该差值超过预定值，则需要流明水平调整。如果需要流明调整，该过程转到方块520，其中，该过程重新配置开关以改变多抽头电容，以便补偿测量流明水平输出与新流明水平之间的差值。在一个实施例中，这个步骤可以通过改变开关设置，以升高或降低多抽头电容以减小误差值来实现。这个步骤提供到控制器114的反馈，使得控制器114可以更精确地控制照明器100的流明水平输出。需要这样的反馈是因为，随着时间的流逝，由于灯104的老化(例如，由于作为孤光放电的副产品，灯的内部变黑)，或由于温度对照明器100工作的影响，多抽头电容器值(通过特定开关设置选择)与流明输出水平的关联会发生漂移。在重新配置开关之后，如522所示，该过程用日志记录补偿后的开关配置。在一个实施例中，这个步骤可以通过改变表格或数据库中与新流明水平相对应的开关设置数据138(参见图1)来实现。照明器100保持对于相应流明改变触发要求或指示的每个流明水平的精度。因此，照明器110将不会发出比所需多的光，从而不会浪费能量，也不会发出比所需少的光，从而不会引起不安全状况或难以看清。简要参照图6，表600示出了可以存储在图1中的开关设置数据138中的数据的例子。如图所示，列602列出了照明器100可以输出的所有可能流明水平。这样的流明水平可以以英尺-烛光为单位列出，或以在这个特定镇流器、点燃器、和灯组合特有的亮度表征过程中由灯传感器测量的ADC值列出。列604可以列出与602中的流明水平相对应的变暗水平。代表开关设置的数据可以存储在列606中。在所示的实施例中，开关设置606被存储成与导通(例如，接通)和不导通(例如，断开)开关元件146相对应.的布尔(Boolean)数据。开关设置606可以是编程到照明器100中的原始开关设置。在开关设置被调整成补偿测量流明水平输出与新流明水平之间的差值之后，可以将调整后的开关设置存储在列608中，使得下一次照明器IOO被设置成特定流明水平602时，可以更精确的预期使用调整后的开关设置608。回头参照图5，在522中用日志记录了补偿后的开关设置之后，如524所示，该过程用日志记录时间和代表新流明水平的开关设置的数据。在一个实施例中，这个过程可以通过将时间和开关设置记录在日志文件142中来实现。注意，如果存在可用于将开关设置与功耗的等级相关联的附加数据，则时间和开关设置数据可以用于计算照明器100所使用的能量。这种功率使用计算可以由中央系统控制计算机利用从一个或多个联网照明器100中的日志文件124收集的数据来完成。因此，存储在日志文件142中的数据可以用于按实际用电向照明器100的拥有者收费，而不是根据照明器的数量来推测电费。因为照明器IOO可以记录与它的能耗有关的数据，所以除了节能以外，还有安装这样的功率控制系统的金钱驱动。日志文件142的例子显示在图7中。如图所示，表格700包括存储时间和日期的列702。日期可以表示成年、月、日。时间可以根据带有小时、分钟和秒的24小时时钟来表示。如果期望控制器114记录在不到1秒内发生的事件，那么，如有必要，时间可以包括几分之一秒。表格700还包括存储用日志记录的事件或状态条件的描述的列704。可以用日志记录的事件或状态的例子是响应于特定触发事件而设置开关、特定流明水平的开关设置的补偿、诸如灯故障的错误条件、灯循环变化、和其它类似事件和状态。上述功能和结构的各部分可以在一个或多个集成电路中实现。例如，许多功能可以在如图1所示的方块图所建议的信号和数据处理电路中实现。图5的流程图的算法和过程所建议的程序代码可以存储在如图1所示的程序代码126中。上面讨论的过程、装置、和系统及其新原理旨在生产改进的、更有效的、和更可靠的照明器。一般说来，照明器的功率和亮度可以在控制器的指引下，通过使用集成多抽头电容器的功率控制电路来控制。多抽头电容器可以取代照明器具的传统镇流器电路中的传统镇流电容器。而且，上面讨论的这种过程、装置、和系统适合与数字或电子镇流器结合用于HID照明器。本公开旨在说明如何按照本发明来构建和使用各种实施例，而不是限制本发明真正、预定、和合理的范围和精神。前面的描述无意穷举或使本发明局限于公开的确切形式。可以根据上面讲述的内容作出许多修改或改变。选择和描述这些实施例是为了最佳地例示本发明的原理和它的实际应用，使本领域的普通技术人员能够以各种实施例和借助于适合设想的具体使用的各种修改利用本发明。当按照合理、合法和平等地赋予它们的广度解释时，所有这样的修改和改变都在如在本专利申请的审理期间可能修改的所附权利要求书，及其所有等效物确定的范围之内。权利要求1.一种用于控制灯具的系统，包含用于存储数据和软件的存储器；具有集成在电容器外壳内的多个抽头电容器的多抽头电容器；多个开关，其中，每个开关与多个抽头电容器之一耦合，以便有选择地将抽头电容器耦合在一起，以产生多抽头电容；与存储器和开关耦合的处理器，其中，所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于检测用于改变灯具的流明水平输出的触发；响应于所述触发而确定新流明水平；确定与新流明水平相对应的电容值；和配置多个开关，以产生与新流明水平相对应的多抽头电容。2.根据权利要求1所述的用于控制灯具的系统，其中，所述多抽头电容器包含集成在电容器外壳内的基本电容器，其中，所述基本电容器具有分别与第一和第二连接接头连接的第一和第二端，其中，多个抽头电容器的每一个具有第一抽头电容器端和第二抽头电容器端，其中，所述基本电容器的第一端和每个第一抽头电容器端分别与多引脚连接器中的相应连接器引脚连接，以及其中，第二抽头电容器端与第二端和第二连接接头连接，其中，在第一和第二连接接头之间测量多抽头电容，以及多抽头电容可被配置成等于基本电容器值加上由多个开关选择的与基本电容器并联的一个或多个所选抽头电容器的值。3.根据权利要求2所述的用于控制灯具的系统，其中，多抽头电容器具有(t)个抽头电容器，以及其中，t个抽头电容器具有电容值(Cx)，其中，对于x等于l到t，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，Ctapj。t具有等于基本电容器值与使灯具在最大亮度下工作的电容值之间的差的值。4.根据权利要求2所述的用于控制灯具的系统，其中，所述基本电容器具有被选择成使灯具在最暗模式下工作的电容值。5.根据权利要求3所述的用于控制灯具的系统，其中，所述多抽头电容器具有基本上等于与n个抽头电容器并联的基本电容的最大多抽头电容，以及其中，最大多抽头电容被选择成使灯具在最亮模式下工作。6.根据权利要求1所述的用于控制灯具的系统，其中，所述多抽头电容器被配置成并适合取代固定亮度灯具中的电容器。7.根据权利要求2所述的用于控制灯具的系统，其中，所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于将开关配置成连接多引脚连接器中的所选引脚，以产生与新流明水平相对应的多抽头电容。8.根据权利要求1所述的用于控制灯具的系统，其中，所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于检测用于改变流明水平的触发包含所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于检测用于改变流明水平的每日时间。9.根据权利要求1所述的用于控制灯具的系统，其中，所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于检测用于改变流明水平的触发包含所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于检测活动水平的变化。10.根据权利要求l所述的用于控制灯具的系统，包含与处理器耦合的数据接收器，以及其中，所述处理器、数据接收器和存储器可协同操作，以便于检测用于改变流明水平的触发包含所述处理器、开关、数据接收器和存储器可协同操作，以便于检测由接收器接收的流明水平指令。11.根据权利要求9所述的用于控制灯具的系统，其中，所述数据接收器是无线收发器。12.根据权利要求9所述的用于控制灯具的系统，其中，所述数据接收器是用于接收在配电线上发送的数据的接收器。13.根据权利要求9所述的用于控制灯具的系统，其中，所述数据接收器是收发器。14.根据权利要求1所述的用于控制灯具的系统，其中，所述处理器、开关、和存储器可协同操作，以便于响应于所述触发而确定新流明水平包含所述处理器、开关和存储器可协同操作，以便于从存储器中再调用与所述触发相关联的流明水平。15.根据权利要求l所述的用于控制灯具的系统，包含与处理器耦合的灯流明传感器，用于测量灯具中的灯的流明水平输出，其中，所述处理器、开关、灯流明传感器和存储器可协同操作，以便于利用灯流明传感器来测量灯的灯流明输出；将灯流明输出与设置点相比较；和将开关重新配置成产生调整后的多抽头电容，以便使灯在与设置点更接近的灯流明输出下工作。16.—种用于控制灯具的方法，包含将多抽头电容器配置成产生使灯具在第一流明水平下工作的第一电容；将多抽头电容器重新配置成产生使灯具在第二流明水平下工作的第二电容；读取灯具中的灯的流明输出；将所迷流明输出与第二流明水平相比较，以生成流明水平误差；和将多抽头电容器重新配置成产生调整后的第二电容，以降低流明水平误差。17.根据权利要求16所述的用于控制灯具的方法，其中，重新配置多抽头电容器包含提供具有集成在电容器外壳内的多个抽头电容器的多抽头电容器；提供多个开关，其中，所述多个开关的每一个与抽头电容器之一连接；和将开关重新配置成使多个抽头电容器的所选抽头电容器并联，以提供第二电容。18.根据权利要求16所述的用于控制灯具的方法，其中，重新配置多抽头电容器包含响应于检测到流明改变触发而重新配置多抽头电容器。19.根据权利要求18所述的用于控制灯具的方法，其中，检测流明改变触发包含检测具有预定流明改变的每日时间。20.根据权利要求18所述的用于控制灯具的方法，其中，检测流明改变触发包含检测活动水平的改变。21.根据权利要求18所述的用于控制灯具的方法，其中，检测流明改变触发包含检测环境亮度水平的改变。22.根据权利要求18所述的用于控制灯具的方法，其中，检测流明改变触发包含在接收器中接收到改变流明水平的指令。23.根据权利要求16所述的用于控制灯具的方法，包含响应于多抽头电容器的重新配置，用日志记录指示多抽头电容器的以前配置和灯具在多抽头电容器的以前配置下的工作时间的数据。24.根据权利要求18所述的控制灯具的方法，其中，用日志记录数据包含用日志记录代表调整后的第二电容的数据。25，一种用于指定用在灯具中的多抽头电容器的方法，包含根据灯具的流明输出的调整水平的数量(a)来确定多抽头电容器中的抽头电容器的数量(t);根据灯具的最暗操作来确定多抽头电容器中的基本电容器的基本电容值；根据灯的全亮度操作来确定多抽头电容器的最大电容值；和根据调整水平的数量a、基本电容值、和最大电容值来确定t个抽头电容器的每一个的电容值(Cx)，其中，基本电容器和t个抽头电容器的所选抽头电容器的并联电路组合生成使灯具在a个亮度水平下工作的电容值。26.根据权利要求25所述的用于指定多抽头电容器的方法，其中，为灯具的最暗操作确定基本电容值包含确定使灯具在灯具的额定功率的50%工作的基本电容器值。27.根据权利要求25所述的用于指定多抽头电容器的方法，其中，根据调整水平的数量(a)来确定抽头电容器的数量(t)包含至少部分根据如下公式来确定抽头电容器的数量(t):t=log2a。28.根据权利要求25所述的用于指定多抽头电容器的方法，其中，为t个抽头电容器的每一个确定电容值(Cx)包含至少部分根据如下公式来为t个抽头电容器的每一个确定电容值(Cx):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>,其中，X从l到t，以及Ctap》t等于最大电容值与基本电容值之间的差值。29.—种多抽头电容器，包含限定电容器腔的电容器外壳；初级端和公用端，每一个都固定在电容器外壳上并具有在电容器腔内和电容器腔外的传导部分；电容器腔内的基本电容器，其中，所述基本电容器具有与初级端连接的第一端和与公用端连接的第二端，其中，所述基本电容器具有为使灯具在最小亮度模式下工作而选择的基本电容值；以及电容器腔内的(t)个抽头电容器，其中，t个抽头电容器的每一个具有与相应连接器引脚连接的第一端，以及其中，每个抽头电容器具有与公用端连接的第二端，以及其中，t个抽头电容器的每一个可以通过与连接器引脚耦合的电路与基本电容器并联，以及其中，并联的所有t个抽头电容器具有电容值Ctapt。t，以及其中，Ctapj。t等于基本电容值与为使灯具在最大亮度模式下工作而选择的最大电容值之间的差值。30.根据权利要求29所述的多抽头电容器，其中，数量t基于多抽头电容器的调整水平的数量(a)。31.根据权利要求30所述的多抽头电容器，其中，数量t至少部分基于如下公式t=l0g2a。32.根据权利要求29所述的多抽头电容器，其中，t个抽头电容器每一个的电容值(Cx)至少部分基于如下公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中x从i到t。全文摘要控制灯具的方法和系统包括存储数据和软件的存储器。多抽头电容器具有集成在电容器外壳内的多个抽头电容器。多个开关的每一个与多个抽头电容器之一耦合，以便有选择地将抽头电容器耦合在一起，以产生可变多抽头电容。处理器与存储器和开关耦合，以便于检测改变灯具的流明水平输出的触发；响应于所述触发而确定新流明水平；确定与新流明水平相对应的电容值；以及配置多个开关，以产生与新流明水平相对应的多抽头电容。处理器可以将代表流明改变的时间和开关设置的数据记录在存储器中，所述数据与功耗相关联。文档编号H05B37/02GK101208999SQ200680023318公开日2008年6月25日申请日期2006年6月30日优先权日2005年6月30日发明者劳恩斯·E·库伯克,卡罗·A·翁,唐纳德·A·克莱恩德,扬炯·乔,普拉提哈·沙尔玛,杰拉尔德·E·库兹,格雷戈利·P·杰克林,科林·D·麦卡西,詹姆斯·A·安德尔森申请人:路灯智能化公司