专利名称：高强度放电灯的自动循环控制的制作方法
技术领域：
本公开内容的技术领域是照明控制，特别是高强度放电(HID)灯的自动循环控制。
然而，在很多应用中使HID灯长时间工作而不将其关闭。每周至少关闭一次HID灯是灯的最终用户的责任，不管是人工关闭或是通过灯座外的自动楼宇控制系统来关闭。由于或是不知道或是疏忽，该要求并不是总能满足的。一些应用中，在给定区域一次关闭所有的灯是不可能或不期望的。这会导致照明系统的非正常运行以及使灯处于持续打开状态。
如果不定期关闭灯，弧光灯管的破裂可能会导致灾难性的故障。该破裂会损坏灯座和其周围环境，如果灯在没有保护措施的灯座上运行，甚至可能造成人身危险。
本发明的一个方面是提供HID灯的自动循环控制。
本发明的另一方面是提供集成到HID灯系统的HID灯的自动循环控制。
本发明的又一方面是提供具有不同定时的HID灯的自动循环控制，以使HID灯组中交错循环。
本发明的再一方面是提供当已经具有循环时避免不必要循环的HID灯的自动循环控制。
附图简述与附图相结合，从下述的优选实施例的详细描述中，本发明的前述及其它特点和优点将变得更为明显。详细描述和附图只是本发明的例示，而不是限制由所附的权利要求书和其等同物所定义的本发明的范围。
图1表示根据本发明制造的HID灯的自动循环控制流程图。
图2表示根据本发明制造的使用电子HID镇流器的HID灯系统的示意图。
图3表示根据本发明制造的使用电磁镇流器的HID灯系统的示意图。
图4提供了图3中控制电路细节的示意图；图5表示图4中控制电路的一些波形的时序图。
优选实施例详述本发明HID灯的自动循环控制的作用是通过在操作灯的镇流器内“预置”一个运行时间来确保灯每周至少循环开关一次。如果在预置的运行时间到达之前HID灯系统没有循环关闭，镇流器会自动关闭灯并重新打开，以保证灯可继续按设计运行。如果灯在到达预置的运行时间前关闭并打开，镇流器会自己复位并开始一个新的预置运行时间周期。
图1表示HID灯的自动循环控制流程图。自动循环控制始于模块20，这时HID灯是打开的。如果HID灯在自动循环控制激活的任何时候关闭，自动循环控制将从模块20重新开始，因为HID灯会根据生产厂家的指令循环关闭。在模块22处给HID灯供电，在模块24处初始化第一定时器，然后自动循环控制进入运行定时循环。
在模块26处启动第一定时器。在给定位置安装多台HID灯的地方，灯之间的定时时钟速率(与实际时间有关的定时器计数速率)可有目的地变化，以便所有的灯具不同时关闭。这可以利用“时钟”来实现，由分别具有某公差的电阻和电容构成的“模拟”振荡器来模仿该时钟。利用时钟5％的公差，镇流器可制成在镇流器第一次切断的8小时时段内和后继循环中甚至更大的时间范围内随机开关。公差可根据具体应用而选取在具体应用中所期望的任何值，并可以有较大的变化，典型值在50％到100％之间。
在模块28第一定时器与运行时间给定值(T_Oper)相比较。运行时间给定值是HID灯生产厂家推荐的时间，超过该时间应当关闭HID灯以维持正常运行。运行时间给定值可根据具体应用而选取在具体应用中所期望的任何值，并可以有较大的变化。典型运行时间给定值在12小时和336小时之间，更典型的约为一周或大约168小时。对不同的HID灯的设计和运行状况可能有其他的运行时间给定值。运行时间给定值也可根据使用HID灯的环境选取。在有大量HID灯的大仓库中，与只有一个HID灯照亮一块区域的情况相比，单个HID灯的循环可以更频繁，因为通电的HID灯提供的是连续照明。
在给定位置安装多台HID灯的地方，镇流器间的运行时间给定值可以有目的地变化，以便所有的灯具不同时关闭，镇流器可在生产过程中编程为具有多个不同的运行时间给定值，以进一步保证循环的随机分布。如果不同的运行时间给定值被编程到不同的镇流器，与上面的模块26相关联的可以是一个更准确的第一定时器。在可替代的实施例中，当HID灯通电时单个镇流器可产生一个随机的运行时间给定值。运行时间给定值可以是可能时间的预定范围内的随机数。这提供了灯组的随机循环而不必在生产时编程随机数。
如果在模块28处第一定时器小于运行时间给定值(T_Oper)，自动循环控制返回模块26，且计时继续。如果在模块28处第一定时器等于或大于运行时间给定值(T_Oper)，在模块30自动循环控制熄灭HID灯，在模块32第二定时器初始化，且自动循环控制进入冷却时间循环。
在模块34启动第二定时器，在模块36第二定时器与冷却时间给定值(T_Cool)比较。冷却时间给定值可以短到几毫秒，也可长到几分钟甚至几小时。在冷却时间给定值为几毫秒的情况下，灯在冷却到足以进行″再触发″前一直保持熄灭。冷却时间必须足够长以避免瞬时再触发，该时间的下限随HID灯的设计而不同。也可能将冷却时间给定值设置为一个较长的时间以允许灯完全冷却，该时间的上限由具体应用中具体客户可以关闭照明的时间来确定。运行时间和冷却时间给定值也可根据使用HID灯的环境选择。与只有单个HID灯照明一个区域的情况相比，在有多台HID灯的大仓库中，单个HID灯可以冷却较长的时间，因为通电的HID灯是提供连续的照明。为保证正常运行，许多灯要求至少15分钟的冷却时间。典型冷却时间给定值可在5毫秒到2小时之间，更典型的为大约15分钟到30分钟。
如果在模块36第二定时器小于冷却时间给定值(T_Cool)，自动循环控制返回模块34，且定时继续。如果在模块36第二定时器等于或大于冷却时间给定值(T_Cool)，在模块22自动循环控制重新供电给HID灯，自动循环控制重新开始。
这里指的定时器只是作为例子，本领域技术人员会立即明白，根据本发明，许多计数、测量和比较时间及时段的设备和方法是可能的，这些实施例是已考虑到的，并落在要求保护的本发明范围内。这些设备包括但不限于电子计数器、电子定时器、分离器件构成的定时器电路、固态定时器、嵌入微处理器内的固态定时器和机械定时器。
图1的自动循环控制可用于使用电子或电磁镇流器的HID灯中。图2表示使用电子HID镇流器的HID灯系统示意图。图3表示使用电磁镇流器的HID灯系统示意图。
在作为使用电子HID镇流器的HID灯系统的示意图的图2中，输入电压40施加到电子HID镇流器42，该镇流器电连接到HID灯44。微处理器46电连接到该电子HID镇流器42并控制该镇流器。微处理器46能够执行图1所描述的实现自动循环控制所需要的程序步骤，并能控制灯的电源供给。微处理器46在电子HID镇流器42中还有其他所期望的功能。微处理器46可在电子镇流器42的内部或外部，微处理器46可以有ROM、RAM或其他计算机可读存储介质，用于存储图1所描述的执行自动循环控制的程序代码。
在作为使用电磁镇流器的HID灯系统示意图的图3中，输入电压50跨接施加到控制电路52的两端。输入电压50也跨接施加到开关装置54、电磁镇流器56和HID灯58的两端，这些设备串行连接以便开关装置54可控制电流流过串行电路。控制电路52控制开关装置54。根据具体应用，开关装置54可以是可控硅三极管、继电器或其他开关设备。虽然图3中所示是使用了电磁镇流器，但是这种配置也可以使用电子镇流器。
图4是提供图3中控制电路52细节的示意图，其中的元件与图3中相应元件的标号相同。图5表示图4的控制电路52的一些波形的时序图。
参考图4，当供电到HID灯系统时，电压50出现在第一个单触发电路60的输入端。这样在第一单触发电路60的输出端产生瞬时脉冲，该脉冲与第二单触发电路62的输出在或门做或运算，在第一定时器66的复位输入端产生一个脉冲。这样在第一定时器66的输出端产生高电平信号，该高电平打开开关装置54，电压就施加到HID灯上。第一定时器66配置成单稳态，以便在生产厂家推荐的运行时间给定值阶段在输出端给出高电平信号，该给定值典型地约为168小时。这个运行时间给定值可以有与之相应的一个公差，以便当在给定区域使用一组HID灯时所有的HID灯不同时关闭。当第一定时器66达到运行时间给定值时，其输出电平变低，开关装置54关闭，电压从HID灯切断。第二定时器68配置成单稳态以便在第一定时器66输出的负边缘开始计时。第二定时器68在等于冷却时间给定值的时段内计时，该给定值典型地为超过15分钟。在冷却时间结束时，第二定时器68的输出负边缘产生一个脉冲，通过反相器70和第二单触发电路62复位第一定时器66，并且上述顺序重新开始。很多电路配置可实现相同的功能，很多其他等效的电路对本领域的技术人员是显而易见的。虽然图4中所示是使用电磁镇流器的电路，但是该电路也可使用电子镇流器，通过使用电子镇流器的控制电路切断到灯的电源并可省去开关装置54。
图5表示图4的控制电路52的一些波形的时序图。曲线1表示第一单触发电路60的输入，曲线2和曲线3表示或门64的输入，曲线4表示第一定时器66的输入，曲线5表示第二定时器68的输入，曲线6表示第二定时器68的输出。曲线6表示正极的轨迹如果在另一实施例中电路的设计省去反相器70，轨迹将反相。Vlamp轨迹表示HID灯58的输入。在t1时刻对控制电路供电。HID灯在t1到t2的运行时间是打开的。灯在t2被循环关闭并在t2到t3的冷却时间保持关闭，在t3时循环再次开始。
注意图2～5例示了本发明的具体应用和实施例，并不用于限制这里所列的本公开内容或权利要求书的范围，这是很重要的。读了说明书和看了相关附图后，本发明的大量其它实施例对本领域技术人员显而易见是可能的，这些实施例已经被考虑到，落在本发明权利要求的范围内。
目前虽然这里公开的本发明的实施例被认为是优选的，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以有多种变型和修改。在所附的权利要求书中说明了本发明的范围，试图将其它等同物的含义和范围内的所有变型都包括于其中。
权利要求
1.一种高强度放电灯的自动循环控制系统，包括高强度放电灯的电源开关装置；可操作连接到电源开关装置的第一定时装置；以及可操作连接到电源开关装置的第二定时装置；其特征在于，当电源开关装置供电HID灯时以及在第一定时装置计数到运行时间给定值而发信号通知电源开关装置熄灭HID灯时，第一定时装置启动计时，当电源开关装置熄灭HID灯时以及在第二定时装置68计数到冷却时间给定值而发信号通知电源开关装置给HID灯供电时，第二定时装置启动计时。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行时间给定值是HID灯生产厂家推荐的值。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行时间给定值在12小时到336小时之间。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述运行时间给定值大约是一周。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，单个HID灯的运行时间给定值是按照分布状态选取的，以便一组HID灯的运行时间给定值是不同的。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，HID灯的运行时间给定值是随机选取的，所选取的运行时间给定值在预定的范围内。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，单个HID灯的第一定时装置的精度是按照分布选取的，以便一组HID灯的精度是不同的。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，该精度在50％到100％的公差范围内。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，该精度超出5％的公差。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却时间给定值在5毫秒到2小时之间。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述冷却时间给定值大约为15分钟。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，电源开关装置是从包括可控硅开关三极管和继电器的组合中选取的。
13.一种存储计算机程序的计算机可读介质，用于自动循环控制根据前述权利要求的任一项的HID灯，该计算机程序包括供电给HID灯的计算机可读代码；初始化第一定时器的计算机可读代码；启动第一定时器的计算机可读代码；比较第一定时器和运行时间给定值的计算机可读代码；如果第一定时器小于运行时间给定值，启动第一定时器的计算机可读代码；如果第一定时器等于或大于运行时间给定值，切断HID灯电源并初始化第二定时器的计算机可读代码；启动第二定时器的计算机可读代码；比较第二定时器和冷却时间给定值的计算机可读代码；如果第二定时器小于冷却时间给定值，启动第二定时器的计算机可读代码；以及如果第二定时器等于或大于冷却时间给定值，供电给HID灯的计算机可读代码。
全文摘要
本发明提供了一种HID灯的自动循环控制系统和方法，该系统包括HID灯的电源开关装置(50)，可操作连接到电源开关装置(50)的第一定时器(66)，以及可操作连接到电源开关装置(50)的第二定时器(68)，其特征在于，当电源开关装置(50)供电给HID灯以及当第一定时器(66)计数到运行时间给定值而用信号通知电源开关装置(50)熄灭HID灯时，第一定时器(66)启动计时，当电源开关装置熄灭HID灯以及当第二定时器(68)计数到冷却时间给定值而用信号通知电源开关装置(50)供电给HID灯时，第二定时器(68)启动计时。如果灯在到达运行时间给定值之前关闭并打开，则系统复位并开始新的运行定时周期。
文档编号H05B37/02GK1463567SQ02801898
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月27日 优先权日2001年5月29日
发明者R·A·埃尔哈德特 申请人:皇家菲利浦电子有限公司