专利名称：用于照明系统的功率控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别对照明系统，例如使用荧光灯的照明系统有用的功率控制设备。
研究表明，许多建筑物为了它们的需要，例如趋于由现有照明系统进行过照明。这样的过照明造成电力的浪费。通常，例如考虑到与许多其他灯比较，荧光灯提高了效率，所以把它们用于大型建筑物的照明系统。并且，在荧光灯中光输出与所需功率之间的关系为非线性，而且已经发现，在许多情况下，能实现荧光灯功率消耗的大大减小，而没有对应的光输出的显著变化。然而，如果连续地对荧光灯照明系统供给减小的功率，则灯可能起动困难，例如增加闪烁时间，这样会降低灯的使用寿命。此外，可能希望调节灯的光强度输出，并且在大型照明系统设备中，可能因而希望从远距离或中央场所来改变光输出或消耗功率。
按照本发明，提供一种用于照明系统的功率控制设备，它包括一个功率变化装置，耦合为接收交流电输入电源，并且产生可控的交流电输出电源，以操作一个至少包括一盏灯的电负载；监视装置，用于监视输入电源和/或输出电源的电参数，以产生监视信号；一个数字处理装置，耦合为接收所述监视信号，并且与所述功率变化装置耦合，以便控制所述功率变化装置，使所述输出电源在最大输出电平与最小输出电平之间变化；一个定时器，与所述数字处理装置耦合；以及一个第一存储器，存储控制参数，并且与所述数字处理装置耦合；其中所述数字处理装置响应所述监视信号的状态，控制所述功率变化装置，使所述输出电源在预定时限期间产生第一预定电平，之后使所述输出电源减小到第二预定电平，并且其中所述第二预定电平和所述预定时限由所述数字处理装置按照所述第一存储器所存储的控制参数来设置。
优选地，所述存储的控制参数包括一天的预定时间和/或一周的预定天的指示，以及所述第二预定电平的对应值，并且其中所述数字处理装置在所述的一天的预定时间和/或一周的预定天，响应所述定时器，以使所述第二预定电平变为所述存储器中所存储的对应值。
在本发明的一个优选形式中，至少一个光传感器与数字处理装置耦合，并且数字处理装置还响应由至少一个光传感器所探测的光强度，以增大或减小第二预定电平。在本发明的一个形式中，该设备包括多个与所述数字处理装置耦合的光传感器，各产生一个相应的探测光强度值，并且其中所述数字处理装置操作为根据所述存储器中所存储的预选相应的加权系数，计算探测光强度值的加权平均，所述数字处理装置响应该加权平均，增大或减小所述第二预定电平。
优选地，该设备还包括一个输入口，与数字处理装置耦合，以接收控制指令，其中所述数字处理装置响应第一控制指令，以改变包括所述第二预定电平的所述存储的控制参数。
优选地，还设有一个第二存储器，与数字处理装置耦合，以存储性能数据，并且其中对于所述输出电源的各功率变化，所述数字处理装置在所述第二存储器中存储性能数据，性能数据可能包括表示所述输出电源的输出电平和发生功率变化的时间的数据。
在本发明的一个形式中，设置多个与单个数字处理装置耦合的功率变化装置，各功率变化装置安排为把它的输出电源供给对应的不同电负载。在这种布置下，数字处理装置优选地适合于按照不同的对应的第二预定电平，分别控制各功率变化装置。
各种形式的功率变化装置可以用于本发明。例如，功率变化装置可以包括可调变压器，其中所述第一预定电平对应于比所述第二预定电平大的交流电压。可选择地，功率变化装置例如可以包括波形变换装置，例如可控硅整流器(SCR)，其中第一与第二预定电平之间的差受到相对于交流电输入电源的电压过零点点来改变SCR的起动时间的影响。
在本发明的一个优选形式中，所述功率变化装置包括一个可调变压器，并且其中所述第一预定电平对应于比所述第二预定电平大的交流电压。优选地，所述监视装置监视所述输入电源的线电压和/或线电流，以便确定其过零点时间，并且其中所述数字处理装置适合于控制所述功率变化装置，以大致上至少仅在所述过零点时来改变输出电源。
如本领域技术人员从本说明书所能确定，本发明的实施例提供一种功率控制设备，它能用来减小电负载，例如荧光照明系统的功率消耗。当监视装置探测到一个状态，例如荧光灯接通时，该优选的功率控制设备作出响应，把输出电源增大到第一预定电平(例如最大可用功率)，以便于灯的起动。在预定时限之后，然后使输出电源降低到第二预定电平，以便节省电力。通过一个接收功率控制指令的输入口，可调节第二预定电平，并且因此可调节功率节省量。第二预定电平还可以受其他输入的影响，例如一天的选择时间，或响应测量环境光线的光传感器来调节。
在下文参考附图作为例子说明的本发明的几个实施例，更详细地叙述本发明，其中
图1是按照第一实施例的功率控制设备的方框图；图2是按照第二实施例的功率控制设备的方框图；图3是按照第三实施例的功率控制设备的方框图；图4是功能流程图，说明用于控制本发明的一个实施例中的微处理器的算法；图5是说明本发明的又一个实施例的方框图；图6说明用于本发明的实施例中的电力装置的例子；以及图7是定时图。
图1以方框图形式说明功率控制设备2，它耦合在一个电网交流电输入电源4与一个或多个电负载6，例如荧光或放电照明系统，或其他类似系统之间。功率控制设备2一般包括一个取电力装置8形式的功率变化装置，以及一个包含在微处理器电路10中的数字处理装置。电力装置8耦合为接收电网输入电源4，并且提供至少一个输出电源9，以对至少一个负载6供电。监视电路12、14设置为分别监视电网输入电源4和输出电源9的电参数。如图1示意所示，监视电路12、14各自接收分别表示输入和输出电源的电压和电流的信号，并且对数字处理电路10提供输入。因此，如本领域技术人员将显而易见，监视电路12、14各自有利地包括适当的信号滤波和调节电路，以及转换电路，以按适当的信号电平和格式对数字处理电路10提供表示所监视电压和电流的输入。监视电路12、14还包括模拟-数字转换电路，以便对数字处理电路10提供适当的输入。
电力装置8主要提供一种装置，以改变通过各输出电源9供给电负载6的功率。有几种方法可用来改变供给输出电源9的功率，并且电力装置8的具体形式将取决于所使用的功率变化方法。例如，一种减小负载6所用功率的方法是对负载供给减小的电压。在这种情况下，电力装置8可能包括一个降压变压器，并且优选地变压器输出电压能够至少在输入电压的100％降到输入电压的一个分数，例如50％之间变化。这能例如通过使用常规形式的自耦变压器来实现，这种自耦变压器具有多个电压分接头或 连续可调。为了改变自耦变压器的输出电压，输出分接头从一个接头移到另一个接头，这种移动根据变压器的物理特性，可以用机械方式或通过电转接来实现。对本领域技术人员将会显而易见，为了改变输出电压，能用常规装置实现所要求的转接或机械移动，例如通过步进电动机，因此这里不包括其实现细节，以避免影响本发明叙述的清晰性。
其他能根据输入电源电平来改变电力装置的功率输出的方法是使用波形变换，波形变换例如可以利用可控硅(SCR)整流器或闸流管电路来实现。在这种情况下，通过改变SCR或闸流管的点火时间，能改变电力装置的输出功率的电平。通过相对于电源输入电压波形的过零点点来增大点火时间，有可能改变传送到电力装置8输出侧的负载6的功率。对本领域技术人员来说，改变所述型式的波形变换电路的点火时间的方式也将显而易见，因此不详细叙述。
电力装置8通过功率控制电路16与数字处理电路10耦合。功率控制电路16的作用主要是从数字处理电路10接收控制信号，并且把这些信号变成控制电力装置8的功率变化所要求的形式。例如，对于电力装置8包括一个连续可调自耦变压器情况，其输出通过使用步进电动机或其他类似装置受到机械控制，则功率控制电路16适合于把数字处理电路10输出的逻辑电平控制信号变成操作步进电动机的电信号，以便改变电力装置8的输出。另一方面，对于电力装置8的不同实施例，可能不需要功率控制电路16，或功率控制电路16可以结合在数字处理电路10中。例如，如果电力装置8包括仅要求精确定时的逻辑电平信号的波形变换电路，例如SCR，那么可以直接从数字处理电路10提供点火信号。
数字处理电路10可以包括任何适当的数字处理电路，例如微处理器或微控制器电路，或其他类似的提供信号的输入和输出及具有存储控制算法和数据的存储器的电路。例如，本领域技术人员将会理解的8251微控制器电路能有效地用于数字处理电路10。如所述，数字处理电路10从监视电路12和14接收输入信号，并且通过功率控制电路16对电力装置8输出控制信号。数字处理电路10还设有一个编程输入口18，一个输出数据口20，并且它可选择地与一个或多个显示装置22耦合。
数字处理电路10包括处理电路，它在一个存储器电路所存储的指令控制下起作用，该存储器电路优选地为一个非易失形式的存储器，例如ROM、PROM、EPROM、闪存RAM或电池后备RAM。电路10还设有如RAM存储器那样的存储器，以存储控制参数(这些控制参数可以从编程口18接收)或存储通过输出口20或显示装置22输出的数据。数字处理电路10的主要功能是按照其编程指令和控制参数，并且根据从监视电路12、14和编程输入口18所接收的输入起作用，以便控制电力装置8，并且特别控制通过输出电源9传送到负载6的输出功率。图4说明用于微处理器控制电路10的控制算法的一例。实际中图4流程图所说明的算法将包含在存储器所存储的指令编码中，并且由微处理器或微控制器来执行，尽管可选择地数字处理电路10可能包括一个可编程逻辑电路(PLC)或其他类似电路，在这种情况下，算法可以硬布线到PLC中。如所述，除用存储器存储控制指令外，数字处理电路10优选地还设有用于存储控制参数的存储器，这些控制参数例如可以通过编程口18来接收。存储在数字处理电路10中的控制参数数据典型地将包括表示减小的操作功率电平的数据，以用于与控制设备耦合的负载；在电力装置8以不连续步可调的情况下，减小的操作功率电平与满操作功率电平之间的步数；当增加新负载时，在减小到减小的输出功率电平之前，保持在满输出功率电平的延时；表示使输出电源转换到满输出功率而必须增加的新负载量的阈值；以及在功率电平以不连续步变化情况下，或在功率电平连续变化情况下，保持在各步的时间间隔，以及使功率电平从满输出电平降到减小的输出电平的总时间。
参考图6，说明的是可以用于本发明实施例的电力装置8的自耦变压器40的简单示意图。该自耦变压器40构成为在其一次端接收电网输入电压VIN，并且在二次端具有多个标记为P1到P6的分接头。分接头P1到P6与一个多路电路42的各个输入耦合，该多路电路42具有单输出44，它提供一个输出电压VOUT。多路电路42构成为按照在实际中从数字处理电路10所提供的输入指令46，把其输入中的一个且仅有一个耦合到输出44。
作为例子，分接头P1到P6可以安排为使输出电压VOUT能够以10％增量在100％VIN到50％VIN的范围之内变化。因此，通过改变电压输出线44所耦合的变压器分接头，能改变输出电压，并且因此能改变供给负载的功率。如所述，这是根据来自数字处理电路10的指令，用多路电路42来实现的。从一个分接头到另一个分接头的转接是在输入电压波形的过零点点时进行的，以便避免输出电压波形的相当大不连续性，从而避免在电力装置的输出中引入噪声。并且优选地输出功率一次仅按单增量来减小，其间具有一个延时，以便使输出功率实现逐渐减小。另一方面，当需要增加输出功率时，例如以便能够起动增加到负载的另外荧光灯时，那么优选地使输出功率尽快地而不是逐步地增加到其最大。
图7说明对于使用图6所示类型的电力装置的功率控制设备，在操作期间参考输入电压的输出电压的曲线图。当最初起动时(t0)，功率控制设备的微处理器控制器把电力装置的输出电压设置为最大电压(最大功率电平)。输出电压在预定时限Ts内保持最大，在此时限之后在时间t1，电压减小一个增量。这个单增量减小例如对应于多路电路42把输出线44的连接从分接头P1转接到P2。输出电压在该电压下保持时间间隔TI，之后在时间t2再次减小。电压又在时间间隔TI内保持恒定，之后再次减小(在时间t3)。此时输出电压在本例中已达到输入电压VIN的70％，它对应于变压器分接头P4。在本例中，该输出电压对应于功率控制设备的希望输出功率电平，因此输出电压保持在该电平下而不作进一步减小。当增加另外负载时，例如接通另外荧光灯，则输出电压再次增大到最大(时间t4所说明)，并且之后输出电压按上述方式逐步返回到其静态电平，除非在此期间增加另外负载。
参考上述例子，可能由数字处理电路10典型地存储在存储器中的参数数据将是减(静态)输出功率电平或与其相对应的数据，例如变压器分接头的标识，或从最大电压电平的减小数，或由输出监视电路所监视的实际输出电压，保持在最大电压的时限(TS)，减小时间间隔(TI)，以及在返回到最大电压之前所要求的负载增加阈值。
例如，考虑一种功率控制设备，其中构成电力装置，使输入电压为240V交流，而输出电压以10V步长在240V到150V可变(例如具有十个二次分接头的自耦变压器)。对于典型应用，用于这样布置的控制参数可能为减小的输出VR＝200V最大电压时间 TS＝20秒减小间隔时间 TI＝3秒负载增加阈值 IT＝0.5安培输出现在参考图4，示出了数字处理电路10的微处理器的控制算法的流程图100，它从初始化步102开始，在该步对微处理器及其各种输入和输出进行初始化，以便保证能够接收和发送有关信号。并且此时，微处理器查询其相关存储器，以检索上述讨论类型的控制参数。最初把对各负载6的输出功率设置为最大功率(步104)，例如以使荧光灯的起动容易。这是由数字处理电路10通过可用的功率控制电路16来控制电力装置8，以便使电力装置提供最大输出功率(例如满电网线电压)来实现的。在图6例子中，这将对应于线46上来自数字处理电路的控制信号，该控制信号控制多路电路42，以便把输出线44与自耦变压器分接头P1耦合。一旦电力装置设置为最大功率，就在步106起动延时定时器，以便开始计时最大功率间隔时间(TS，参考图7)。
电力装置输出的参数由与输出电源9耦合的监视电路14来测量(步108)。典型地这些参数将包括供给各负载的输出线电压和输出线电流。如果供给一个特定负载的线电流增加，这可能表示例如因接通附加灯而使负载增加。如果负载保持恒定，过程从步110转到步112，在步112确定是否经过了延时TS。当仍未经过延时TS时，过程继续重复步108、110和112，以监视输出参数用于负载增加。负载增加由相对时间的测量输出线电流的比较值来检测，以便感受电流增加。当检测到电流增加时，把增加量与负载增加阈值控制参数比较，以便确定增加的电流是否构成值得使输出返回到满功率电平的负载增加。
如果在步110检测到负载增加，过程转到步126，此时测量由监视电路12所监视的输入参数。监视电路12可能以和监视电路14不同的方式，监视电网输入电源的线电压和电流，因为在本例中特别重要的是输入电信号的相位信息。如前所述，优选地由电力装置实行的功率电平之间的任何转换或变化都在输入电源波形的过零点时发生，以便避免转换期间的噪声和瞬变现象。因此，电压和电流波形的瞬时值可以由监视电路12以与电路14所供给的峰值或RMS值相比较的形式来提供。一种探测过零点点的方式是利用包括在数字处理电路10中的数字信号处理(DSP)电路。例如，为了探测其过零点点，可以用DSP来分析瞬时电网输入电源的电压和电流电平的数字采样。将会容易认识到，这些特征的实现为本领域技术人员所理解。
在步126和128监视输入参数，直到信号的定相适当为止(例如在过零点点)，然后过程转到步104，如上所述，在该步使电力装置8的功率设置为最大电平。
当最大功率延时TS结束时(步112)，过程把功率电平逐渐地减小到要求(减小的)功率设定值。这在步114和116开始，在该步以和步126和128类似方式监视输入参数，直到输入定相正确为止。当定相达到过零点点时，数字处理电路10控制电力装置8，以便减小输出功率电平(步118)。再参考图6，在第一种情况下，通过把多路电路42连接从自耦变压器分接头P1变到P2，这个动作可以使输出电压从1.0VIN减到0.9VIN。数字处理电路10然后通过比较上述的存储控制参数数据，确定是否达到了预选的减功率电平。在图7例子中，这种情况在供给负载6的功率由电力装置减小三次之后发生。如果希望的减功率电平还没有达到，那么在初始化与时间间隔TI(图7)相对应的间隔定时器之后，过程返回到步108。典型地，间隔定时器可能约为几秒，而最大功率延时(TS)可能约为15秒左右。
在上述例子中，对于控制参数，根据供给负载的实际输出电压VR来表示减小的输出功率电平。在这种情况下，步120将通过把控制参数VR与监视电路14所供给的测量输出电压相比较来实现。于是，如果VR大于实际输出电压，则已达到减小的输出功率电平，如果VR不大于实际输出电压，过程继续以便再次减小输出电平。
一旦达到希望的减小的功率电平，微处理器控制算法就进入包括步122和124的监视环，与步108和110类似，这两步监视来自监视电路14的输出参数，并且探测任何负载增加。如果探测到负载电流增加比阈值大，控制器算法就转到步126，以监视输入信号的定相，然后在步104使输出功率返回到最大电平。
图2说明按照本发明的一个实施例的功率控制设备，它相对图1所示实施例包括附加特征。特别是，输入监视电路12包括一个来自光强度测量装置26，例如光电二极管或其他类似装置的输入。光强度测量装置典型地将布置在由构成负载6中一个的荧光灯所照明的空间内，以便对由功率控制设备所供电的负载，提供它所产生的光的测量值。这样使数字处理电路10能够实现反馈环路，以便能控制电力装置，从而按照规定的光强度，而不是按照上述特定功率电平来输出功率。所供给的光强度可以通过光强度设定输入24来设置，或可以由存储器中所存储的控制参数数据来规定。对本领域技术人员来说，为了实现光强度反馈控制而在数字处理电路10的过程中所必需的控制步骤是显而易见的，这里不必详细叙述。
图3是说明功率控制设备的另一个实施例的方框图，该实施例特别适用于控制街灯或其他类似灯。这个实施例也包括一个光强度测量装置26，以便使控制设备能改变由电力装置8供给的功率，从而使提供照明所需的功率达到预选水平。该光强度测量装置特别在包括负载6的灯对一个还接收自然光的区域照明情况下，例如街灯情况下有利，以便能减小功率，以当自然提供附加照明时(例如太阳升起时)，减小灯负载的照明。并且在本实施例中，微处理器10包括一个控制程序，它使其能够确定包括负载6的灯是否故障。这种情况通过参考由输出监视电路14所提供的监视信号而能容易确定。本例中功率控制设备2还包括一个遥测电路28，它在灯负载6故障情况下发送数字处理电路10的输出。遥测电路28通过无线电信号或电话信号，把其输出例如发送到一个中央控制器(未示出)，中央控制器然后能采取措施，以便更换故障灯。
事实上可能有不止一个光强度测量装置26对数字处理电路10提供输入，以便从照明负载6所照明的多个位置供给光强度测量。在这种情况下，数字处理电路10例如可以根据测量装置的具体位置，对光强度测量进行加权平均，以便控制电力装置8。这样，多个光强度测量装置可以对数字处理电路10提供多个输入信号，各信号的值由各自预定的加权值来加权。然后对加权光强度测量进行平均，并且把该平均值与作为控制参数存储在存储器中的预定值比较。这样使功率控制设备能够考虑负载输出的实际影响，以便能用平均光强度值和对应的控制参数，而不是用输出线电压与预定减输出电压电平控制参数之间的比较，来确定适当的减小的输出功率电平。根据照明和使用的功率节省策略，对于安置为受自然或外部照明影响的光强度传感器，可以如希望那样用较大或较小加权来处理。可选择地，由多个光强度传感器提供的输入信号可以经受阈值检验而不是加权平均，其中把最高或最低光强度传感器信号(为了考虑瞬时变化，可能对时间平均)与一个阈值比较，以确定所考虑的区域在任何位置是否过照明或欠照明。
各功率控制设备2能构成为通过多个输出电源9来控制多个负载6。一种可以实现的方式是构造功率控制设备，使多个电力装置8与数字处理电路10并联耦合，并且使各电力装置8与分离的相应负载6耦合。然而，为了分别地控制传送到各负载6的功率，相应的电力装置8各自应该由数字处理电路10分别来控制，并且为此应该对各电力装置提供与控制电路10的分开控制连接。此外，应该包括分离式输出监视电路14，用于各电力装置8以便例如能探测任何个别负载6的增加，并且通过仅控制对应的电力装置来处理该负载增加。输入监视电路12可以共同用于控制各电力装置。类似地，在电力装置包括变压器情况下，通过用多个二次输出来构成变压器，使这多个二次输出例如通过与相应的多路电路连接而能个别分接，有可能从单电力装置提供多个输出电源。
为了控制输出电源，数字处理电路10的控制算法当然必须适合于结合图4所述的算法，以便处理多输入和输出。如本领域技术人员已知，一种可以实现的方式是安排数字处理电路10为多任务，或利用分时或其他类似方式在处理任务之间交换。然而，还将认识到，在执行图4说明算法时，在正常操作期间的大部分时间内，过程将保持在包括步122和124的监视环中。因此，使算法和数字处理电路可以适合于控制多电力装置的一种方式是提供一个具有中断的类似环，该中断由耦合到数字控制电路的输出电源中任何一个上的负载探测增加来驱动。当中断起动时，数字处理电路的控制算法转到为对应负载和电力装置所特有的子程序，以控制供给功率的增加和渐减。
如上所述，功率控制设备2还可能构成为按照一天的时间或一周的天，改变从电力装置输出的功率电平。控制参数数据可以安排为例如通过存储天和时间数据及对应的减小的输出功率电平值，还存储表示希望输出功率电平的暂时变化的信息。数字处理电路的控制算法也可以修改为周期地检查所存储的时间/天数据，以便确定何时出现所存储的时间和天，并且其时用和配合时间和天相对应的减小的输出功率电平，更换操作的减小的输出功率电平。例如，在商业建筑物中，可能希望在交易小时期间有一个功率电平操作，在清洁工或其他类似人员所要求的时间期间有另一个功率电平操作，而在其他时间期间有又一个功率电平操作。参考以上叙述，对数字处理电路的控制算法中能包括这种功能准备的方式将容易理解。
编程口18安排为从外部源，例如中央控制板接收指令和/或数据。编程口18的一个特别用途是改变数字处理电路10中存储器所存储的控制参数数据。例如，如果希望增大由功率控制设备控制照明的特定区域中的光强度，那么可以从远距离源，或甚至从本地输入键盘或其他类似装置发送指令，以改变与减小的功率电平对应的控制参数。编程口能由控制设备用来接收数据，以更改或替换上述任何控制参数，包括改变一天中不同时间的输出功率电平的数据。各功率控制设备的数字处理电路可以个别编码，以便微处理器将仅对在编程口18接收的数据起作用，该编程口18预先加有正确编码。这种布置既作为安全措施操作，又作为允许多个功率控制设备与在数据总线上通信的单个中央控制器相耦合的装置来操作。像这样的布置能在多种应用场合，例如在大型商业建筑物中有利。例如，具有多楼层的大型零售商店可能具有分式功率控制设备2，用于控制建筑物各楼层上的灯。然而，可能还希望从中央场所，例如建筑物的保安室对灯可控制或可编程。在这种情况下，可能按图5所示方式把多个功率控制设备与单个中央控制板50连接。
上述输出口20还提供外部通信，并且可能还通过和编程口18相同的数据总线与中央控制板连接。为了对使用功率进行估计和分析，数字处理电路10中的存储器优选地留有存储空间，以存储表示功率控制设备的性能的数据。在最简单的实施中，每次数字处理电路控制电力装置，以增大或减小功率电平时，就对存储器进行输入表示时间和结果产生的功率电平。这个数据提供足够表示功率控制设备的性能的信息。作为附加措施，可以在各控制变化时存储输出线电流值(表示负载)，与没有功率控制设备的额定电网线功率下操作的相同负载比较，它帮助确定负载信息和功率消耗信息两者。在各控制变化时存储这样信息的技术细节为本领域技术人员所公知。
为了检索数字处理电路存储器中所存储的性能数据，电路10和控制算法优选地构成为响应在编程口18所接收，并对该特定功率控制设备所编码的下载指令，在输出口上传送存储数据。然后在大多数情况下，把性能数据从数字处理电路传送到远距离场所，以供分析和估计。
对于波形变换装置来说，使用基于变压器的电力装置的一个优点是除减小可能实行的噪声引入外，还能够有利于实际增大输出线电压，使之超过由输入电源所供给的电压。在电网供电电压变化情况下，这一点特别有利。在这种情况下，功率控制设备可以补偿供电电压的变化，甚至把输出电源电压控制为比输入电压高的电平。为此，在所使用的电力装置取变压器形式下，变压器有利地设有一个或多个分接头，它们提供大于一次电压的二次电压。于是能进一步增强控制算法，以监视输入电源的峰值线电压，并且当要求满功率时提供电压增高。
以上仅通过例子详细地叙述了本发明，并且叙述不认为作为本发明的限定，本发明由附加权利要求来限定。
权利要求
1.一种用于照明系统的功率控制设备，包括一个功率变化装置，耦合为接收交流电输入电源，并且产生可控的交流电输出电源，以操作至少包括一盏灯的电负载；监视装置，用于监视输入电源和/或输出电源的电参数，以产生监视信号；一个数字处理装置，耦合为接收所述监视信号，并且与所述功率变化装置耦合，以便控制所述功率变化装置，使所述输出电源在最大输出电平与最小输出电平之间改变；一个定时器，与所述数字处理装置耦合；以及一个第一存储器，存储控制参数，并且与所述数字处理装置耦合；其中所述数字处理装置响应所述监视信号的状态，控制所述功率变化装置，以使所述输出电源在一个预定时限期间产生所述第一电平，之后使所述输出电源减小到第二预定电平，并且其中所述第二预定电平和所述预定时限由所述数字处理装置按照存储在所述第一存储器中的控制参数来设置。
2.如权利要求1所述的功率控制设备，其中所述存储的控制参数包括一天的预定时间和/或一周的预定天的指示，以及所述第二预定电平的对应值，并且其中所述数字处理装置在所述的一天的预定时间和/或一周的预定天响应所述定时器，以使所述第二预定电平变为所述存储器中所存储的对应值。
3.如权利要求2所述的功率控制设备，其中所述监视装置监视通过所述输出电源供给所述电负载的线电流的变化。
4.如权利要求3所述的功率控制设备，其中所述存储的控制参数包括负载增加阈值，并且其中数字处理装置所响应的所述监视信号的所述状态是所述线电流超过所述负载增加阈值。
5.如权利要求1所述的功率控制设备，包括至少一个与所述数字处理装置耦合的光传感器，其中所述数字处理装置响应由至少一个光传感器所探测的光强度，增大或减小所述第二预定电平。
6.如权利要求5所述的功率控制设备，包括多个与所述数字处理装置耦合的光传感器，各自产生一个相应的探测光强度值，并且其中所述数字处理装置操作为根据所述存储器中所存储的预选相应的加权系数，计算探测光强度值的加权平均，所述数字处理装置响应该加权平均，增大或减小所述第二预定电平。
7.如权利要求1所述的功率控制设备，还包括一个与数字处理装置耦合，以接收控制指令的输入口，其中所述数字处理装置响应第一控制指令，改变包括所述第二预定电平的所述存储的控制参数。
8.如权利要求7所述的功率控制设备，还包括一个与数字处理装置耦合，以存储性能数据的第二存储器，并且其中对于所述输出电源的各功率变化，所述数字处理装置在所述第二存储器中存储性能数据。
9.如权利要求8所述的功率控制设备，其中所述性能数据包括表示所述输出电源的输出电平和发生功率变化的时间的数据。
10.如权利要求9所述的功率控制设备，还包括一个与所述数字处理装置耦合的输出口，并且其中所述数字处理装置响应第二所述控制指令，把所述第二存储器中所存储的所述性能数据传送到所述输出口。
11.如权利要求1所述的功率控制设备，其中所述监视装置监视所述输入电源的线电压和/或线电流，以便确定其过零点时间，并且其中所述数字处理装置适应于控制所述功率变化装置，以大致上至少仅在所述过零点时改变输出电源。
12.如权利要求1所述的功率控制设备，其中所述功率变化装置包括一个可调变压器，并且其中所述第一预定电平对应于比所述第二预定电平大的交流电压。
13.如权利要求1所述的功率控制设备，包括多个与所述数字处理装置耦合的功率变化装置，各功率变化装置安排为把它的输出电源供给一个对应的不同电负载。
14.如权利要求13所述的功率控制设备，其中所述数字处理装置适应于按照所述第一存储器中所存储的不同对应控制参数，控制各功率变化装置。
全文摘要
一种特别用于照明系统,例如荧光灯的功率控制设备。在一个电网输入电源与至少一个输出到负载(6),例如照明系统的电源之间,耦合设置一个功率变化电路(16)。该功率变化装置可控制为按照来自一个数字处理电路(10)的控制信号,改变供给负载的功率电平。监视电路(12,14)与数字处理电路(10)耦合,以提供与输入电源(4)和至少一个输出电源(9)的电参数有关的监视信号。数字处理电路(10)响应监视信号的状态,控制功率变化电路(16),以使输出电源(9)在一个预定时限期间供给第一预定电平,之后使输出电源减小到第二预定电平。该第二预定电平和预定时限由数字处理装置按照第一存储器中所存储的控制参数来设置。所存储的控制参数可能包括一天的预定时间和/或一周的预定天的指示,以及第二预定电平的对应值,其中数字处理电路(10)在一天的预定时间和/或一周的预定天响应定时器,以使第二预定电平变为存储在存储器中的对应值。
文档编号H05B37/02GK1242136SQ96180511
公开日2000年1月19日 申请日期1996年10月24日 优先权日1996年10月24日
发明者阿兰·西克托尔·弗古斯·尼科尔斯, 罗伯特·安托尼·弗雷德里克·莫斯 申请人:恩康股份有限公司