ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение направлено в целом на управление приборами твердотельного освещения. Более конкретно, различные заявленные способы и устройства, раскрытые в настоящем документе, относятся к регулированию диапазона вывода света системы твердотельного освещения для компенсации переключающих диапазонов различных регуляторов освещенности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Цифровые или твердотельные технологии освещения, то есть освещение на основании полупроводниковых источников света, такие как светоизлучающие диоды (LED), предлагают конкурентную альтернативу традиционным лампам дневного света, газоразрядным лампам высокой интенсивности (ГВИ) и лампам накаливания. Функциональные преимущества и выгоды LED включают в себя высокое преобразование мощности и оптическую эффективность, продолжительность срока службы, низкие операционные издержки и многие другие. Последние достижения в технологии LED обеспечили эффективные и надежные источники света полного спектра, которые позволяют различные световые эффекты во многих применениях.
Некоторые из приборов, осуществляющие эти источники, характеризуются модулем освещения, включающим в себя один или более LED, способных производить белый и/или другие цвета света, например, красный, зеленый и синий, а также устройство управления или устройство обработки для независимого управления выводом LED, чтобы генерировать различные цвета и цветоизменяющие световые эффекты, например, как описано в патенте США № 6016038 и 6211626. Технология LED включает в себя устройства освещения, снабжаемые мощностью линейного напряжения, такие как серия ESSENTIALWHITE, производимая Philips Color Kinetics. Такие устройства освещения могут быть регулируемыми с помощью технологии регулятора освещенности заднего фронта, такой как регуляторы освещенности типа низкого электрического напряжения (НЭН) для линейного напряжения 120ВАХ (или введенного сетевого напряжения).
Многие световые приборы используют регуляторы освещенности. Обычные регуляторы освещенности работают хорошо с лампами накаливания (электрическими и галогенными лампами). Однако проблемы случаются с другими типами электрических ламп, включающими в себя компактную флуоресцентную лампу (КФЛ), галогенные лампы низкого напряжения с использованием электронных устройств переключения и лампы твердотельного освещения (ТТО), такие как LED и OLED. Галогенные лампы низкого напряжения с использованием электронных устройств переключения, в частности, могут быть переключены с помощью специальных регуляторов освещенности, таких как регуляторы освещенности типа КФЛ или резистивно-емкостные (РЕ) регуляторы освещенности, которые работают надлежащим образом с нагрузкой, имеющей на входе схему коррекции (ККМ) коэффициента мощности.
Традиционные регуляторы освещенности обычно отсекают часть каждой формы волны введенного сигнала сетевого напряжения и передают оставшуюся часть формы волны на световой прибор. Регулятор освещенности переднего фронта или передней фазы отсекает передний фронт формы волны сигнала напряжения. Регулятор освещенности заднего фронта или обратной фазы отсекает задний фронт формы волны сигнала напряжения. Электронные нагрузки, такие как возбуждающие сигналы LED, обычно работают лучше с регуляторами освещенности заднего фронта.
В отличие от устройств с лампами накаливания и других резистивных устройств освещения, которые отвечают естественным образом без ошибки на прерывистую синусоидальную волну, формируемую «фазообрезающим» регулятором освещенности, LED и другие нагрузки твердотельного освещения могут вызывать ряд таких проблем, как пропадание разрядов нижнего края, перебой триака, проблемы с минимальной нагрузкой, мерцание верхнего края, и большие шаги при выводе света, если разместить их на прерывающих фазу регуляторах освещенности.
Дополнительно, диапазоны регулирования освещенности (то есть, диапазон между минимальными и максимальными углами фаз регулятора освещенности) могут отличаться у разных регуляторов освещенности, в зависимости от различных факторов, таких как модель и/или тип регулятора освещенности. Например, среди обычных регуляторов освещенности, среднеквадратичное значение (СКЗ) напряжения, выведенное регулятором и наблюдаемое на входе преобразователя мощности, может разниться от 45 процентов до 20 процентов полностью непрерываемых электрических сетей при минимальных настройках регулятора освещенности (соответствующих минимальным углам фаз регулятора освещенности и самым нижним уровням вывода света), и от 75 процентов до 95 процентов полностью непрерываемых электрических сетей при максимальных настройках регулятора освещенности (соответствующих максимальным углам фаз регулятора освещенности и самым высоким уровням вывода света). Эти различия приводят к различным уровням переключения и диапазонам переключения, в зависимости от устройства переключения.
Фиг. 1А и 1В изображают иллюстративные прерывистые формы волн выпрямленного входного сетевого напряжения, принятого преобразователем мощности от различных типов регуляторов освещенности (регулятора А освещенности и регулятора В освещенности), соответственно настроенных на их минимальные настройки регулятора освещенности. Как изображено на Фиг. 1А и 1В, угол фазы регулятора А освещенности на его минимальной настройке регулятора освещенности больше, чем угол фазы регулятора В освещенности на его минимальной настройке регулятора освещенности. Например, регулятор А освещенности может быть регулятором освещенности 6615-POW, а регулятор В освещенности может быть регулятором освещенности DVELV-303P, которые производит Leviton Manufacturing Co, причем регулятор А освещенности постепенно снижает уровень освещения до 17 процентов, а регулятор В освещенности постепенно снижает уровень освещения до 6 процентов. Угол фазы каждого регулятора освещенности соответствует «рабочему времени», что является такой продолжительностью времени, когда каждая форма волны прерывистого сигнала выпрямленного ввода сетевого напряжения не равна нулю. «Рабочее время» может быть определено, например, продолжительностью времени, когда электронное переключение соответствующего регулятора освещенности включено (то есть, позволяет току протекать к преобразователю мощности). Со ссылкой на Фиг. 1А и 1В, рабочее время Tona регулятора А освещенности больше, чем рабочее время Tonb регулятора В освещенности.
Соответственно, регулятор А освещенности обеспечивает большее среднеквадратичное напряжение на входе преобразователя мощности, чем регулятор В освещенности, что приводит к большему выводу света от нагрузки твердотельного освещения, когда регулятор А освещенности настроен на его минимальной настройке регулятора освещенности, а не когда регулятор В освещенности настроен на его минимальной настройке регулятора освещенности. Из-за нелинейной природы реакции человеческого глаза на интенсивность света, разница между двумя самыми низкими настройками интенсивности регулятора освещенности будет огромной. Подобная ситуация существует в отношении к максимальным настройкам регулятора А освещенности и регулятора В освещенности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее раскрытие направлено на соответствующие изобретению способы и устройства определения минимального и максимального угла фазы регулятора освещенности и регулирования вывода мощности на нагрузку твердотельного освещения на основании максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности для управления количеством света, выведенного нагрузкой твердотельного освещения в ответ на максимальный и минимальный углы фазы регулятора освещенности.
В общем, в одном аспекте, обеспечен способ для управления преобразователем мощности, чтобы обеспечить равномерный диапазон регулирования освещенности на нагрузку твердотельного освещения, в независимости от типа регулятора освещенности. Способ включает в себя определение минимального и максимального угла фазы регулятора освещенности, связанного с преобразователем мощности в течение работы нагрузки твердотельного освещения, и динамическое регулирование выходной мощности преобразователя мощности на основании обнаруженных минимального и максимального угла фазы регулятора освещенности. Отрегулированная выходная мощность преобразователя мощности регулирует уровень света верхнего края, выводимого нагрузкой твердотельного освещения при максимальном угле фазы, чтобы соответствовать заранее заданному значению верхнего края, и регулирует уровень света нижнего края, выводимого нагрузкой твердотельного освещения при минимальном угле фазы, чтобы соответствовать заранее заданному значению нижнего края.
При другом аспекте, способ обеспечивает равномерный диапазон регулирования освещенности нагрузки твердотельного освещения для множества различных типов регуляторов освещенности. Способ включает в себя первоначальную настройку минимального угла фазы, соответствующую минимальной настройке регулятора освещенности, и максимального угла фазы, соответствующую максимальной настройке регулятора освещенности; обнаружение угла фазы регулятора освещенности на основании выпрямленного входного сетевого напряжения; определение того, является ли обнаруженный угол фазы меньшим, чем первоначальный минимальный угол фазы; и настройку обнаруженного угла фазы в качестве минимального угла фазы, когда обнаруженный угол фазы меньше, чем первоначальный минимальный угол фазы. Способ дополнительно включает в себя определение того, является ли обнаруженный угол фазы большим, чем первоначальный максимальный угол фазы; и настройку обнаруженного угла фазы в качестве максимального угла фазы, когда обнаруженный угол фазы больше, чем первоначальный максимальный угол фазы. Функция диапазона вывода света определяется из минимального угла фазы и максимального угла фазы для определения значения сигнала управления мощностью. Сигнал управления мощностью управляет выходной мощностью, доставляемой преобразователем мощности на нагрузку твердотельного освещения, так что нагрузка твердотельного освещения выводит заранее заданный минимальный уровень света в ответ на минимальный угол фазы и выводит заранее заданный максимальный уровень света в ответ на максимальный угол фазы.
В другом аспекте, обеспечена система управления мощностью, доставляемой на нагрузку твердотельного освещения. Система включает в себя преобразователь мощности и схему обнаружения угла фазы регулятора освещенности. Преобразователь мощности выполнен с возможностью доставлять заранее заданную номинальную мощность на нагрузку твердотельного освещения в ответ на выпрямленное входное напряжение, исходящего от сети напряжения. Схема обнаружения угла фазы регулятора освещенности выполнена с возможностью определять, подключен ли регулятор освещенности между сетью напряжения и преобразователем мощности, генерировать сигнал управления мощностью, имеющий первое значение, когда регулятор освещенности присутствует, и имеющий второе значение, когда регулятор освещенности отсутствует, и обеспечивать сигнал управления мощностью на преобразователь мощности. Преобразователь мощности увеличивает выходную мощность на величину компенсации в ответ на первое значение сигнала управления мощностью, причем увеличенная выходная мощность равна номинальной мощности.
Как используется в настоящем документе для целей раскрытия настоящего изобретения, термин «LED» следует понимать как включающий в себя любой электролюминесцентный диод или другой тип системы, основанной на инжекции/переходе носителей заряда, который способен генерировать излучение в ответ на электрический сигнал. Таким образом, термин LED включает в себя, без ограничения указанным, различные полупроводниковые структуры, которые излучают свет в ответ на ток, светоизлучающие полимеры, органические светоизлучающие диоды (OLED), электролюминесцентные полоски и тому подобное. В частности, термин LED относится к светоизлучающим диодам всех типов (включая полупроводниковые и органические светоизлучающие диоды), которые могут быть выполнены с возможностью генерировать излучение в одном или более из инфракрасного спектра, ультрафиолетового спектра и различных частях видимого спектра (обычно включая длину волны излучения от примерно 400 нанометров до примерно 700 нанометров). Некоторые примеры LED включают в себя, но не ограничиваются, различными типами инфракрасных LED, ультрафиолетовых LED, красных LED, синих LED, зеленых LED, желтых LED, янтарных LED, оранжевых LED и белых LED (описаны дополнительно ниже). Также следует понять, что LED можно выполнить с возможностью и/или управлять ими для генерирования излучения, имеющего различные ширины полосы (например, полная ширина на половине максимума или FWHM) для данного спектра (например, узкая ширина полосы, широкая ширина полосы) и множество доминирующих длин волны в пределах заданной общей категоризации цвета.
Например, одна реализация LED, выполненная с возможностью генерировать преимущественно белый свет (например, прибор белого освещения LED), может включать в себя ряд кристаллов, которые соответственно излучают различные спектры электролюминесцентного света, которые, в сочетании, смешиваются и формируют преимущественно белый свет. В другой реализации, прибор белого освещения LED может быть ассоциирован с фосфорным материалом, который преобразует электролюминесцентный свет, имеющий первый спектр, в другой второй спектр. В одном примере этой реализации, электролюминесцентный свет, имеющий относительно короткую длину волны и спектр с узкой полосой пропускания, «накачивает» фосфорный материал, который, в свою очередь, излучает более длинные волны, имеющие более широкую полосу.
Также, необходимо понимать, что термин LED не ограничивается физическим и/или электрическим типом LED. Например, как описано выше, LED может относиться к одному устройству излучения света, имеющему множество кристаллов, которые выполнены с возможностью соответственно излучать различные спектры излучения (например, которые могут быть управляемы индивидуально или нет). Также, LED можно ассоциировать с фосфором, который считается неотъемлемой частью LED (например, некоторые типы LED белого света). В общем, термин LED может относиться к пакетным LED, непакетным LED, LED с поверхностным монтажом, LED с монтажом кристаллов на печатной плате, LED с монтажом Т-пакета, LED с радиальным пакетом, LED с энергетическим пакетом, LED, включающие в себя тип защитной оболочки и/или оптический элемент (например, рассеивающие линзы) и т.д.
Термин «источник света» следует понимать как относящийся к любому одному или более различным источникам излучения, включающих в себя, без ограничения указанным, источники на основании LED (включая один или более LED, определенных выше), источники, светящиеся от нагрева (например, лампы накаливания, галогенные лампы), флуоресцентные источники, фосфоресцентные источники, источники высокой интенсивности разряда (например, натриевая лампа, ртутная лампа и металлогалогенные лампы), лазеры, другие типы электролюминесцентных источников, пиролюминесцентные источники (например, факелы), источники, светящиеся от газовых горелок (например, газокалильные сетки, источники излучения от угольной дуги), фотолюминесцентные источники (например, источники газового электрического разряда), катодолюминесцентные источники с использованием электронного насыщения, гальванолюминесцентные источники, кристаллолюминесцентные источники, кинелюминесцентные источники, термолюминесцентные источники, триболюминесцентные источники, сонолюминесцентные источники, радиолюминесцентные источники и люминесцентные полимеры.
Термин «прибор освещения» или «осветительное устройство» используется в настоящем документе для ссылки на осуществление или расположение одного или более элементов освещения в конкретной форме, комплексе или пакете. Термин «элемент освещения» используется в настоящем документе для ссылки на устройство, включающее в себя один или более источников света одинакового или различных типов. Данный элемент освещения может иметь любое из различных монтажных приспособлений для источника(ов) света, огораживающих/корпусных приспособлений и форм, и/или электрических и механических соединительных конфигураций. Дополнительно, данный элемент освещения опционально может быть ассоциирован с (например, включать в себя, быть соединенным с/или входить в состав пакета с) различными другими компонентами (например, управляющей схемой), относящимися к работе источника(ов) света. «Элемент освещения на основании LED» относится к элементу освещения, который включает в себя один или более источников света LED, описанных выше, один или в комбинации с другими источниками света, не основанными на LED. «Многоканальный» элемент освещения относится к элементу освещения на основании LED, или не основанному на LED, который включает в себя по меньшей мере два источника света, выполненных с возможностью соответственно генерировать различные спектры излучения, причем каждый различный спектр источника можно называть «каналом» многоканального элемента освещения.
Термин «устройство управления» используется в настоящем документе в основном для описания различных устройств, относящихся к работе одного или более источников света. Устройство управления может быть осуществлено различными способами (например, в виде закрепленных технических средств) для выполнения различных функций, описанных в настоящем документе. «Устройство обработки» является одним примером устройства управления, которое использует один или более микропроцессоров, которые можно запрограммировать с помощью программного обеспечения (например, микрокода) для выполнения различных функций, описанных в настоящем документе. Устройство управления может быть осуществлено с использованием или без устройства обработки и также может быть осуществлено как комбинация закрепленных технических средств для выполнения некоторых функций и устройства обработки (например, один или более запрограммированный микропроцессор и ассоциированная электронная схема) для выполнения других функций. Примеры компонентов устройства управления, которые могут быть использованы в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничены, обычные микропроцессоры, микроконтроллеры, специализированные интегральные микросхемы (СИМС) и программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ).
Следует понимать, что все комбинации предыдущих концепций и дополнительных концепций, описанных более подробно ниже (при условии, что такие концепции не являются взаимно несостоятельными), рассматриваются в качестве части объекта изобретения, раскрытого в настоящем изобретении. Более конкретно, все комбинации заявленного объекта изобретения, представленные в конце настоящего раскрытия, рассматриваются в качестве части объекта изобретения, раскрытого в настоящем изобретении. Также следует понимать, что терминологии, явно использованной в настоящем документе, которая также может быть в любом раскрытии изобретения, включенном посредством ссылки, следует придавать значение, наиболее связанное с конкретными концепциями, раскрытыми в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах сходные ссылочные позиции обычно относятся к одним и тем же или сходным элементам во всех различных проекциях. Также, чертежи не обязательно соответствуют масштабу, напротив, основной акцент делается на иллюстрирование принципов настоящего изобретения.
Фиг. 1А-1В изображают формы волны различных обычных регуляторов освещенности на соответственных минимальных настройках регулятора освещенности.
Фиг. 2 является структурной схемой, изображающей регулируемую систему освещения, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций, изображающей процесс управления величиной мощности, доставляемой преобразователем мощности на нагрузку твердотельного освещения, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций, изображающей процесс определения максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Фиг. 5А-5В являются графиками, изображающими углы фазы регулятора освещенности, меняющиеся от нижней до верхней точек сигнала управления мощностью, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Фиг. 6 является диаграммой схемы, изображающей управляющую схему системы освещения, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Фиг. 7А-7С изображают примеры форм волны и соответствующие цифровые импульсы регулятора освещенности, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций, изображающей процесс обнаружения углов фазы, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В последующем раскрытии изобретения, с целью объяснения, но не ограничения, изложены иллюстративные варианты осуществления, раскрывающие конкретные детали, чтобы обеспечить четкое понимание настоящего изобретения. Однако, специалистам в данной области техники будет очевидно, что другие варианты осуществления в соответствии с настоящим раскрытием, которые отклоняются от конкретных деталей, раскрытых в настоящем документе, включены в объем приложенной формулы изобретения. Более того, описания хорошо известных устройств и способов могут быть пропущены, чтобы не затруднить понимание настоящих вариантов осуществления. Такие способы и устройства очевидно находятся в рамках объема настоящих идей.
Заявителями установлено, что было бы выгодным обеспечить схему, способную регулировать выходную мощность от преобразователя мощности на нагрузку твердотельного освещения, для компенсации различий между максимальным и минимальным уровнем регулирования, обеспеченными различными регуляторами освещенности, таким образом, обеспечивающую равномерные уровни верхнего и нижнего вывода света нагрузкой твердотельного освещения.
Обычно, желательно иметь одинаковую величину вывода света от нагрузки твердотельного освещения на максимальной и минимальной настройках регулятора освещенности, соответственно, в независимости от типа регулятора освещенности (например, модели и производителя), с которым соединена нагрузка твердотельного освещения. В различных вариантах осуществления, максимальный и минимальный углы фазы конкретного регулятора освещенности обнаруживаются во время работы нагрузки твердотельного освещения. Выходная мощность преобразователя мощности, запускающая работу нагрузки твердотельного освещения, регулируется автоматически, на основании обнаруженных максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности, так что уровень вывода света нагрузкой твердотельного освещения при максимальном угле фазы регулятора освещенности является заранее заданным значением верхнего края, а уровень вывода света нагрузкой твердотельного освещения при минимальном угле фазы регулятора освещенности является заранее заданным значением нижнего края.
Фиг. 2 является структурной схемой, изображающей регулируемую систему освещения, включающую в себя регулятор освещенности, электрическую схему обнаружения угла фазы регулятора освещенности, преобразователь мощности и прибор твердотельного освещения, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Со ссылкой на Фиг. 2, система 200 освещения включает в себя регулятор 204 освещенности и схему 205 выпрямления, которые обеспечивают (отрегулированное) выпрямленное напряжение Urect от сетевого напряжения 201. Сетевое напряжение 201 может обеспечивать различные невыпрямленные вводы сетевого напряжения, такие как 100ВАХ, 120ВАХ, 230ВАХ и 277ВАХ, в соответствии с различными воплощениями. Регулятор 204 освещенности является прерывающим фазу регулятором освещенности, например, который обеспечивает регулирующую способность путем отсечения заднего фронта (регулятор освещенности заднего фронта) или переднего фронта (регулятор освещенности переднего фронта) форм волны сигнала напряжения от сетевого напряжения 201 в ответ на вертикальную работу его устройства 204а сдвига. В целях обсуждения, предположим, что регулятор 204 освещенности является регулятором освещенности заднего фронта.
В общем, абсолютное значение выпрямленного напряжения Urect пропорционально углу фазы или уровню регулирования, настроенному регулятором 204 освещенности, так что угол фазы, соответствующий более низким настройкам регулятора освещенности, приводит к более низкому выпрямленному напряжению Urect. В изображенном примере, предполагается, что устройство 204а сдвига передвигается вниз к более низкому углу фазы, сокращая величину вывода света от нагрузки 240 твердотельного освещения, и передвигается вверх, чтобы увеличить угол фазы, увеличивая величину вывода света от нагрузки 240 твердотельного освещения. Следовательно, наименьшее регулирование происходит, когда устройство 204а сдвига находится в самом верхнем положении (как изображено на Фиг. 2), и наибольшее регулирование происходит, когда устройство 204а сдвига находится в самом нижнем положении.
Система 200 освещения дополнительно включает в себя схему 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности и преобразователь 220 мощности. Схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности выполнена с возможностью определять угол фазы (уровень регулирования) соответственного регулятора 204 освещенности на основании выпрямленного напряжения Urect, и динамически устанавливать рабочую точку преобразователя 220 мощности на основании, частично, определенного угла фазы, с помощью сигнала управления мощностью. Преобразователь 220 мощности принимает выпрямленное напряжение Urect от схемы 205 выпрямления и сигнал управления мощностью, посредством линии 229 управления, и выводит соответствующее напряжение постоянного тока для подачи мощности на нагрузку 240 твердотельного освещения. Преобразователь 220 мощности преобразует выпрямленное напряжение Urect и напряжение постоянного тока на основании по меньшей мере абсолютного значения выпрямленного напряжения Urect и значения сигнала управления мощностью, принятого от схемы 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности. Напряжение постоянного тока, выведенное преобразователем 220 мощности, таким образом, отражает выпрямленное напряжение Urect и угол фазы регулятора освещенности, применяемый регулятором 204 освещенности. В различных вариантах осуществления, преобразователь 220 мощности работает по типу разомкнутого контура или прямой связи, как описано в патенте США № 7256554 на имя Lys, включенного в настоящий документ посредством ссылки.
В различных вариантах осуществления, сигнал управления мощностью может быть сигналом широтно-импульсной модуляции (PWM), например, который меняет высокий и низкий уровни в соответствии с выбранным коэффициентом заполнения. Например, сигнал управления мощностью может иметь высокий коэффициент заполнения (например, 76 процентов), соответствующий высокому рабочему времени регулятора 204 освещенности, и низкий коэффициент заполнения (например, 12 процентов), соответствующий низкому рабочему времени регулятора 204 освещенности. Когда регулятор 204 освещенности настроен между максимальным и минимальным углами фазы, схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности дополнительно определяет скважность сигнала управления мощностью, который конкретно соответствует обнаруженному углу фазы регулятора освещенности, определенному в соответствии с функцией, настроенной для максимального и минимального углов фазы, как описано ниже.
Регулятор 204 освещенности может быть одним из различных типов прерывающих фазу регуляторов освещенности, совместимых с нагрузкой 240 твердотельного освещения, например, доступным от различных производителей. В общем, каждый из различных типов регуляторов освещенности обеспечивает различные заранее заданные максимальные и минимальные углы фазы, соответствующие самой высокой и самой низкой настройке регулятора освещенности. Другими словами, различные типы регуляторов освещенности имеют различные значения для высокого рабочего времени при максимальных настройках регулятора освещенности и для низкого рабочего времени при минимальных настройках регулятора освещенности, соответственно, прерывистых синусоидальных волн, где «рабочее время» является величиной времени, когда каждая прерывистая форма волны сигнала выпрямленного ввода сетевого напряжения не равна нулю, как описано выше. Таким образом, каждый угол фазы регулятора освещенности имеет соответствующее рабочее время и наоборот. В обычной системе освещения, различные значения рабочего времени различных типов регуляторов освещенности переводят в различные уровни света и различные диапазоны регулирования освещенности, выведенные нагрузкой 240 твердотельного освещения в ответ на то, что иначе является одинаковыми настройками регулятора освещенности.
Однако, в соответствии с различными вариантами осуществления, схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности выполняет алгоритм для обнаружения максимального угла фазы (соответствующего высокому рабочему времени) и минимального максимального угла фазы (соответствующего низкому рабочему времени) конкретного регулятора 204 освещенности, и для регулирования сигнала управления мощностью, так чтобы выходная мощность верхнего и нижнего края, доставляемая преобразователем 220 мощности на нагрузку 240 твердотельного освещения в ответ на максимальный и минимальный углы фазы регулятора 204 освещенности, была такой же, независимо от типа регулятора освещенности. Соответственно, уровни вывода света нагрузкой 240 твердотельного освещения, подобным образом, являются такими же при максимальном и минимальном углах фазы регулятора 204 освещенности, независимо от типа регулятора освещенности. Следовательно, верхний и нижний уровни вывода света настраиваются независимо от типа регулятора освещенности и текущих максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности.
Например, когда один тип регулятора освещенности имеет более длинное рабочее время, чем другой тип регулятора освещенности, то схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности настроит сигнал управления мощностью так, что вывод света нагрузкой 240 твердотельного освещения при максимальной настройке обоих регуляторов освещенности является одинаковым. Подобным образом, когда один тип регулятора освещенности имеет более короткое рабочее время, чем другой тип регулятора освещенности, то схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности настроит сигнал управления мощностью так, что вывод света нагрузкой 240 твердотельного освещения при минимальной настройке обоих регуляторов освещенности является одним и тем же.
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций, изображающей процесс управления величиной мощности, доставляемой преобразователем мощности на нагрузку твердотельного освещения, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Процесс может быть осуществлен, например, аппаратно-программным обеспечением и/или программным обеспечением, выполненным электрической схемой 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности, изображенной на Фиг. 2, или микроконтроллером 615 на Фиг. 6, описанным ниже.
На этапе S310 первоначально определяются соотношения между различными углами фаз (рабочее время регулятора освещенности) и значениями сигнала управления мощностью для обеспечения желаемых верхнего и нижнего уровней вывода света нагрузкой 240 твердотельного освещения, когда регулятор 204 освещенности настроен на максимальную и минимальную настройки регулятора освещенности, соответственно. Соотношения сохраняются для будущего доступа к ним схемы 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности, чтобы схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности определяла правильную функцию, определяющую диапазон вывода света нагрузкой 240 твердотельного освещения на основании максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности и ассоциированных значений сигнала управления мощностью, и вычисляла значения сигнала управления мощностью, соответствующие средним углам фазы регулятора освещенности на основании этой функции, как описано ниже. Например, рабочее время регулятора освещенности и ассоциированные значения сигнала управления мощностью могут быть использованы для заполнения таблиц, соответствующих максимальной и минимальной настройкам регулятора освещенности, либо могут быть сохранены в базе данных соотношений, хотя другие средства хранения рабочего времени регулятора освещенности и значений сигнала управления мощностью могут быть включены в настоящий документ, без отклонения от объема настоящего изобретения.
Первоначально, желаемые верхний и нижний уровни вывода света (например, указанные в люменах) выбираются для вывода нагрузкой 240 твердотельного освещения при максимальной и минимальной настройках регулятора освещенности, соответственно. Например, уровень вывода света в 500 люмен может быть выбран в качестве верхнего уровня вывода света, а уровень вывода света в 25 люмен может быть выбран в качестве нижнего уровня вывода света. Для выбранного верхнего и нижнего уровня вывода света, значение сигнала управления мощностью определяется для каждого из множества возможных верхних значений рабочего времени (максимальные углы фазы), соответствующих различным типам регуляторов освещенности, где каждое значение сигнала управления мощностью настраивает рабочую точку преобразователя 220 мощности, чтобы обеспечить вывод нагрузкой 240 твердотельного освещения 500 люмен в ответ на верхнее значение рабочего времени. Подобным образом, для выбранного минимального уровня вывода света, значение сигнала управления мощностью определяется для каждого из множества возможных нижних значений рабочего времени (минимальные углы фазы), соответствующих различным типам регуляторов освещенности, где каждое значение сигнала управления мощностью настраивает рабочую точку преобразователя 220 мощности для вывода нагрузкой 240 твердотельного освещения 25 люмен в ответ на нижние значение рабочего времени.
В соответствии с различными вариантами осуществления, значения сигнала управления мощностью могут быть определены в соответствии с различными средствами, без отклонения от объема настоящего изобретения, определенное значение может быть процентом максимально возможного значения сигнала управления мощностью. Также, сигнал управления мощностью может иметь процентный коэффициент заполнения, как описано ниже, который варьируется от 100 процентов до нуля процентов, причем определенное значение сигнала управления мощностью может быть определено опытным путем, например, на этапе проектирования, производства и/или установки. Например, рабочее время и сигнал управления мощностью конкретного регулятора освещенности может различаться, чтобы найти значения сигнала управления мощностью при максимальном и минимальном углах фазы регулятора освещенности, необходимые для того, чтобы нагрузку 240 твердотельного освещения выводило желаемые люмен. Альтернативно, значения сигнала управления мощностью могут быть определены теоретически, что будет очевидно специалистам в данной области техники, без отклонения от объема настоящего изобретения.
В различных вариантах осуществления, рабочее время регулятора освещенности и соответствующие значения сигнала управления мощностью для генерирования верхнего уровня вывода света могут заполнять первую таблицу соответствия, а рабочее время регулятора освещенности и соответствующие значения сигнала управления мощностью для генерирования нижнего уровня вывода света могут заполнять вторую таблицу соответствия. Для целей обсуждения, Таблица 1 обеспечивает пример первой таблицы соответствия, включающей в себя полученные опытным путем ассоциации между верхними значениями рабочего времени регулятора освещенности и значениями сигнала управления мощностью, которые приводят к выводу 500 люмен нагрузкой 240 твердотельного освещения:
Как описано выше, рабочее время является величиной времени, когда каждая форма волны прерывистого сигнала выпрямленного ввода сетевого напряжения не равна нулю (например, эффективно соответствующие величине времени, когда электронный переключатель регулятора освещенности включен), примеры которых изображены в виде Tona Tonb на Фиг. 1А и 1В. Со ссылкой на соответственные входы в Таблице 1, например, регулятор освещенности, который выводит форму волны сигнала, имеющую рабочее время 7,0 мс при максимальной настройке, требует относительно большого сигнала управления мощностью (например, имеющего коэффициент заполнения 90 процентов), чтобы преобразователь 220 мощности обеспечивал вывод нагрузкой 240 твердотельного освещения 500 люмен. В сравнении, регулятор освещенности, который выводит форму волны сигнала, имеющую рабочее время 8,2 мс при максимальной настройке, требует относительно небольшого сигнала управления мощностью (например, имеющего коэффициент заполнения 74 процента), чтобы преобразователь 220 мощности обеспечивал вывод нагрузкой 240 твердотельного освещения 500 люмен. Таким образом, для различных значений рабочего времени регулятора освещенности (различных вводах среднеквадратичного значения напряжения на преобразователь 220 мощности) сигнал управления мощностью может быть настроен так, что уровень вывода света является фиксированным верхним значением при максимальной настройке регулятора освещенности.
Подобным образом, для целей обсуждения, Таблица 2 обеспечивает пример второй таблицы соответствия, включающей в себя полученные опытным путем ассоциации между нижними значениями рабочего времени регулятора освещенности и значениями сигнала управления мощностью, которые приводят к выводу 25 люмен нагрузкой 240 твердотельного освещения:
Со ссылкой на соответственные записи в Таблице 2, например, регулятор освещенности, который выводит форму волны сигнала, имеющую рабочее время 1,0 мс при минимальной настройке, требует относительно большого сигнала управления мощностью (например, имеющего коэффициент заполнения 16 процентов), чтобы преобразователь 220 мощности обеспечивал вывод нагрузкой 240 твердотельного освещения 25 люмен. В сравнении, регулятор освещенности, который выводит форму волны сигнала, имеющую рабочее время 2,2 мс при минимальной настройке, требует относительно небольшого сигнала управления мощностью (например, имеющего коэффициент заполнения 4 процента), чтобы преобразователь 220 мощности обеспечивал вывод нагрузкой 240 твердотельного освещения 25 люмен. Таким образом, для различных значений рабочего времени регулятора освещенности (различных вводах среднеквадратичного значения напряжения на преобразователь 220 мощности) сигнал управления мощностью может быть настроен так, что уровень вывода света является фиксированным нижним значением при минимальной настройке регулятора освещенности.
Диапазон рабочего времени в Таблицах 1 и 2 может соответственно содержать известные разницы верхнего рабочего времени и нижнего рабочего времени регуляторов освещенности, определенные для конкретного продукта (нагрузки 240 твердотельного освещения). В различных вариантах осуществления, Таблицы 1 и 2 могут храниться в схеме 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности, так что для конкретного верхнего или нижнего значении рабочего времени регулятора освещенности. Значение сигнала управления мощностью определяется и подается на преобразователь 220 мощности для формирования заданного верхнего и нижнего уровня вывода света. Также, хотя иллюстративные Таблицы 1 и 2 показывают рабочее время регуляторов освещенности для указания уровня регулирования, установленного регулятором освещенности, понятно, что таблицы 1 и 2 могут альтернативно показывать углы фазы регулятора освещенности для указания уровня регулирования, установленного регулятором освещенности, без отклонения от объема настоящего изобретения.
Со ссылкой на Фиг. 3, на этапе S320 нагрузка 240 твердотельного освещения соединяется с регулятором 204 освещенности, вместе со схемой 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности и преобразователем 220 мощности, и работает с использованием различных настроек регулирования регулятора 204 освещенности. Во время этой работы, максимальный и минимальный углы фазы, ассоциированные с регуляторами 204 освещенности, определяются путем процесса, изображенного на этапе S330. Определение максимального и минимального углов фазы может быть выполнено путем динамического обнаружения различных углов фазы регулятора освещенности и идентификации самого большого и самого маленького из обнаруженных углов фазы (например, имеющих самое длинное и самое короткое рабочее время регулятора освещенности, соответственно) в качестве максимального и минимального углов фазы.
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций, изображающей процесс определения максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Процесс может быть осуществлен, например, в виде программно-аппаратных средств и/или программного обеспечения, выполненного в виде схемы 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности, изображенной на Фиг. 2, либо в виде микроконтроллера 615 на Фиг. 6, описанного ниже.
Со ссылкой на Фиг. 4, первоначальный максимальный угол фазы и первоначальный минимальный угол фазы регулятора 204 освещенности настраиваются на этапе S431, чтобы начать процесс. Первоначальный максимальный и минимальный углы фазы могут быть настроены на заранее заданные номинальные значения. Например, первоначальный максимальный и минимальный углы фазы могут быть настроены на ранее вычисленные средний максимальный угол фазы и средний минимальный угол фазы выборки регуляторов освещенности, которые сопоставимы с нагрузкой 240 твердотельного освещения. Альтернативно, первоначальный максимальный и минимальный углы фазы могут быть настроены условно определенными верхними и нижними значениями. Также, первоначальный максимальный и минимальный углы фазы могут быть извлечены из устройства памяти, в котором они хранились, после предыдущей операции системы 200 освещения, что позволит избежать повторного счета актуальных максимального и минимального углов фазы во время каждой операции нагрузки 240 твердотельного освещения.
На этапе S432 определяется угол фазы регулятора освещенности. Например, угол фазы может быть обнаружен в соответствии с алгоритмом, изображенным на Фиг. 8, описанной ниже, либо извлечен из устройства памяти (например, в котором хранилась информация об угле фазы на этапе S827 на Фиг. 8). В различных вариантах осуществления, угол фазы регулятора освещенности определяется посредством работы системы 200 освещения, так что любые изменения угла фазы регулятора освещенности, в ответ на изменения настройки регулятора 204 освещенности, обнаруживаются и обрабатываются.
На этапе S433 определяется, является ли обнаруженный угол фазы меньшим, чем текущий минимальный угол фазы (например, который является первоначальным минимальным углом фазы в течение по меньшей мере первого цикла). Когда определено, что текущий обнаруженный угол фазы меньше, чем минимальный угол фазы (этап S433: Да), то предыдущий минимальный угол фазы замещается текущим обнаруженным углом фазы на этапе S434. Когда определено, что текущий обнаруженный угол фазы не меньше, чем минимальный угол фазы (этап S433: Нет), то процесс переходит на этап S435, на котором определяется, является ли обнаруженный угол фазы большим, чем текущий максимальный угол фазы (например, который является первоначальным максимальным углом фазы в течение по меньшей мере первого цикла).
Когда определено, что текущий обнаруженный угол фазы больше, чем максимальный угол фазы (этап S435: Да), то предыдущий максимальный угол фазы замещается текущим обнаруженным углом фазы на этапе S436. Когда определено, что текущий обнаруженный угол фазы не больше, чем максимальный угол фазы (этап S435: Нет), то процесс переходит на этап S437. Конечно, в альтернативных вариантах осуществления, определение того, является ли обнаруженный угол фазы большим, чем текущий максимальный угол фазы, может быть выполнено до или одновременно с определением того, является ли обнаруженный угол фазы меньшим, чем текущий минимальный угол фазы, без отклонения от объема настоящего изобретения.
На этапе S437 максимальный и минимальный углы фазы регулятора освещенности, а также обнаруженный угол фазы, возвращаются к процессу, изображенному на Фиг. 3. В различных вариантах осуществления, максимальный и минимальный углы фазы могут быть возвращены к процессу, изображенному на Фиг. 3, только тогда, когда были сделаны изменения минимального и/или максимального углов фазы. Иначе, процесс, изображенный на Фиг. 3, продолжает использовать первоначальные или последние определенные максимальный и минимальный углы фазы. Обнаруженный угол фазы регулятора освещенности возвращается, так что можно определить значение сигнала управления мощностью для управления выходной мощностью преобразователем 220 мощности с помощью функции, определенной из максимального и минимального углов фазы, как описано ниже.
При этом процесс определения угла фазы по Фиг. 4 продолжается, возвращаясь на этап S432, где снова обнаруживается угол фазы регулятора освещенности. Этапы с S433 по S437 повторяются во время работы системы освещения. Наконец, регулятор 204 освещенности настраивается на самые верхние и самые нижние настройки регулятора освещенности, и можно идентифицировать соответствующие актуальные максимальный и минимальный углы фазы. Однако схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности продолжает генерировать сигналы управления мощностью, соответствующие обнаруженным углам фазы регулятора освещенности, как описано ниже, так что управление переключением света может быть выполнено на некотором уровне до, во время или после того, как были определены актуальные максимальный и минимальный углы фазы.
Ссылаясь снова на Фиг. 3, на этапе S340 идентифицируются значения сигнала управления мощностью, соответствующие максимальному и минимальному углам фазы, обнаруженным при выполнении этапа S330. Это может быть выполнено с помощью соотношений между углами фазы и значениями сигнала управления мощностью, определенными на этапе S310. Например, максимальный и минимальный углы фазы имеют соответствующие верхнее и нижнее рабочее время, которое заполняет ранее сохраненные первую и вторую таблицы, как описано выше. В целях обсуждения, можно предположить, что, например, верхнее рабочее время было определено как равное 8 мс, а нижнее рабочее время было определено как равное 1,4 мс. Со ссылкой на Таблицу 1, значение сигнала управления мощностью, соответствующее верхнему рабочему времени 8 мс, равно 76 процентов (что приведет к уровню вывода света 500 люмен), а со ссылкой на Таблицу 2, значение сигнала управления мощностью, соответствующее верхнему рабочему времени 1,4 мс, равно 12 процентов (что приведет к уровню вывода света 25 люмен).
На этапе S350 функция, представляющая диапазон регулирования вывода света нагрузкой 240 твердотельного освещения между верхней и нижней точками, соответствующими максимальной и минимальной настройкам переключателя мощности, определяется с помощью максимального и минимального углов фазы (верхнее и нижнее значения рабочего времени) и соответствующих значений сигнала управления мощностью. В общем, любые из множества функций, соотносящих значения сигнала управления мощностью к углам фазы регулятора освещенности (или значениям рабочего времени), могут быть использованы в различных вариантах осуществления, в зависимости от требований ориентированного на применение проектирования и желательных реализаций, что будет очевидно специалистам в данной области техники, при условии, что функция не имеет больших ступенек, чтобы избежать больших ступенек в выводе света нагрузкой 240 твердотельного освещения.
Фиг. 5А и 5В показывают примеры «плавных» или существенно непрерывных функций, соотносящих значения управления мощностью (вертикальная ось) и значения рабочего времени регулятора освещенности (горизонтальная ось), где Фиг. 5А изображает линейную функцию, а Фиг. 5В изображает нелинейную функцию. В целях обсуждения, можно опять предположить, что, например, верхнее рабочее время и соответствующий сигнал управления мощностью были определены как равные 8 мс и 76 процентов, а нижнее рабочее время и соответствующий сигнал управления мощностью были определены как равные 1,4 мс и 12 процентов. С помощью правильной настройки верхней точки Н и нижней точки L функции на основании регулятора освещенности, верхний и нижний уровни, соответствующие верхней точке Н и нижней точке L, могут быть одними и теми же для разных регуляторов освещенности.
Хотя Фиг. 5А и 5В изображают значения рабочего времени регулятора освещенности в миллисекундах, в целях объяснения, понятно, что каждое из значений рабочего времени имеет соответствующий угол фазы регулятора освещенности, как описано выше, причем нижнее значение рабочего времени (например, 1,4 мс) имеет соответствующий минимальный угол фазы, а верхнее значение рабочего времени (например, 8 мс) имеет соответствующий максимальный угол фазы. Также, любая функция может быть использована для настройки желаемого регулируемого диапазона вывода света нагрузкой 240 твердотельного освещения, при условии, что она плавная и не имеет больших ступенек.
На этапе S360 на Фиг. 3 сигнал управления мощностью вычисляется и генерируется на основании функции диапазона вывода света на этапе S350. Конечно, если определено, что угол фазы регулятора освещенности, обнаруженный при выполнении этапа S330 (например, на этапе S432), является максимальным углом фазы или минимальным углом фазы, то соответствующее значение сигнала управления мощностью уже известно (например, из первой и второй таблиц соответствия). Однако, для обнаруженных углов фазы регулятора освещенности, между максимальным и минимальным углами фазы (промежуточных углов фазы регулятора освещенности), значение сигнала управления мощностью настраивается схемой 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности на основании функции, причем промежуточные углы фазы регулятора освещенности приводят к выводу соответствующих промежуточных уровней света нагрузкой 240 твердотельного освещения. Другими словами, в примерах, изображенных на Фиг. 5А и 5В, каждый из промежуточных углов фазы регулятора освещенности может быть графически представлен на линейной или нелинейной кривой, в качестве функции обнаруженного угла фаз регулятора освещенности (или значения рабочего времени регулятора освещенности).
Схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности отправляет сигнал управления мощностью на преобразователь 220 мощности. В ответ устанавливается рабочая точка преобразователя 220 мощности, и преобразователь 220 мощности доставляет мощность в нагрузку 240 твердотельного освещения, соответствующую среднеквадратичному вводу напряжения и сигналу управления мощностью, так что равномерно регулируемый уровень света выводится нагрузкой 240 твердотельного освещения, независимо от типа переключателя мощности.
Таким образом, в соответствии с различными вариантами осуществления, схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности выполнена с возможностью идентифицировать максимальный и минимальный углы фазы регулятора 204 освещенности и выводить сигналы управления мощностью, которые управляют преобразователем 220 мощности, так что нагрузка 240 твердотельного освещения выводит заранее заданный верхний уровень света в ответ на максимальный угол фазы и заранее заданный нижний уровень света в ответ на минимальный угол фазы. Схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности также выводит сигналы управления мощностью, соответствующие обнаруженным промежуточным углам фазы между максимальным и минимальным углами фазы, на основании функции диапазона вывода света, которая может быть линейной или нелинейной. Схема 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности также выводит сигнал управления мощностью, например, посредством линии 229 управления, на преобразователь 220 мощности, который динамически настраивает рабочую точку преобразователя 220 мощности, как описано выше. Таким образом, мощность, доставляемая на нагрузку 240 твердотельного освещения, определяется среднеквадратичным входным напряжением и сигналом управления мощности.
Фиг. 6 является диаграммой схемы, изображающей управляющую схему системы освещения, включающую в себя схему обнаружения угла фазы регулятора освещенности, преобразователь мощности и нагрузку твердотельного освещения, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Общие компоненты на Фиг. 6 подобны компонентам на Фиг. 2, хотя обеспечено более подробное описание некоторых иллюстративных компонентов, в соответствии с иллюстративной конфигурацией. Конечно, другие конфигурации могут быть осуществлены без отклонения от объема настоящего изобретения.
Со ссылкой на Фиг. 6, схема 600 управления включает в себя схему 605 выпрямления и схему 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности (пунктирный блок). Как описано выше в отношении схемы 205 выпрямления, схема 605 выпрямления соединена с регулятором освещенности, подсоединенным между схемой 605 выпрямления и сетевым напряжением для приема (регулируемого) невыпрямленного напряжения, указанного входами регулируемого напряжения и нейтрали. В изображенной конфигурации, схема 605 выпрямления включает в себя четыре диода D601-D604, подсоединенных между узлом N2 выпрямленного напряжения и заземлением. Узел N2 выпрямленного напряжения принимает выпрямленное напряжение Urect и соединен с заземлением через конденсатор С615 фильтрации входа, соединенный параллельно со схемой 605 выпрямления.
Схема 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности выполняет процесс обнаружения угла фазы на основании выпрямленного напряжения Urect. Угол фазы, соответствующий уровню регулирования, настроенному регулятором освещенности, обнаруживается на основании степени прерывания фазы, присутствующего в форме волны сигнала выпрямленного напряжения Urect. Схема 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности определяет, является ли обнаруженный угол фазы максимальным или минимальным углом фазы по отношению к конкретному регулятору освещенности, и генерирует сигнал управления мощностью на основании обнаруженного угла фазы, как описано выше. Преобразователь 620 мощности управляет работой нагрузки 640 LED, которое включает в себя иллюстративные LED 641 и 642, соединенные последовательно, на основании выпрямленного напряжения Urect (среднеквадратичного входного напряжения) и сигнала управления мощностью, обеспеченного схемой 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности. Это позволяет схеме 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности избирательно настраивать мощность, доставляемую от преобразователя 620 мощности на нагрузку 640 LED, так что уровень вывода света нагрузкой 640 LED будет по существу равномерным для одинаковых настроек регулятора освещенности (включая верхние и нижние настройки) для множества различных типов регуляторов освещенности. В различных вариантах осуществления, преобразователь 620 мощности работает по типу разомкнутого контура или прямой связи, как описано, например, в патенте США № 7256554 на имя Lys, который включен в настоящий документ посредством ссылки.
В изображенном иллюстративном варианте осуществления, схема 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности включает в себя микроконтроллер 615, который использует формы волны сигнала выпрямленного напряжения Urect, чтобы определить угол фазы. Микроконтроллер 615 включает в себя цифровой вход 618, подсоединенный между первым диодом D611 и вторым диодом D612. Первый диод D611 имеет анод, соединенный с цифровым входом 618, и катод, соединенный с источником Vcc напряжения, а второй диод D612 имеет анод, соединенный с заземлением, и катод, соединенный с цифровым входом 618. Микроконтроллер 615 также включает в себя цифровой выход.
В различных вариантах осуществления, микроконтроллер 615 может быть, например, процессором PIC12F683, производимым Microchip Technology Inc, а преобразователь 620 мощности может быть L6562, производимым ST Microelectronics, хотя другие типы микроконтроллеров, преобразователей мощности или другие процессоры и/или контроллеры могут быть включены без отклонения от объема настоящего изобретения. Например, функциональность микроконтроллера 615 может быть осуществлена одним или более процессорами и/или контроллерами, подсоединенными для приема цифрового входа между первым и вторым диодами D611 и D612, как описано выше, и которые могут быть запрограммированы с помощью программного обеспечения или программно-аппаратных средств (например, хранящихся в памяти) для выполнения различных функций, описанных в настоящем документе, либо она может быть осуществлена комбинацией специализированных аппаратных средств для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более программируемых микропроцессоров и ассоциированными схемами) для выполнения других функций. Примеры компонентов контроллера, которые могут быть использованы в различных вариантах осуществления, включают в себя, без ограничения указанным, обычные микропроцессоры, микроконтроллеры, ASIC и FPGA, как описано выше.
Схема 610 обнаружения угла фазы регулятора освещенности дополнительно включает в себя различные пассивные электронные компоненты, такие как первый и второй конденсаторы С613 и С614, и сопротивление, указанное иллюстративными первым и вторым резисторами R611 и R612. Первый конденсатор С613 подсоединен между цифровым входом 618 микроконтроллера 615 и узлом N1 обнаружения. Второй конденсатор С614 подсоединен между узлом N1 обнаружения и заземлением. Первый и второй резисторы R611 и R612 подсоединены последовательно между узлом N2 выпрямленного напряжения и узлом N1 обнаружения. В изображенном варианте осуществления, первый конденсатор С613 может иметь, например, значение около 560 пФ, а второй конденсатор С614 может иметь значение около 10 пФ. Также, первый резистор R611 может иметь, например, значение около 1 МОм, а второй резистор R612 может иметь значение около 1 МОм. Однако, соответственные значения первого и второго конденсаторов С613 и С614 и первого и второго резисторов R611 и R612 могут варьироваться, чтобы обеспечивать уникальные преимущества в любой конкретной ситуации или чтобы удовлетворять требования ориентированного на применение проектирования различных реализаций, что будет очевидно специалистам в данной области техники.
Выпрямленное напряжение Urect связано по переменному току с цифровым входом 618 микроконтроллера 615. Первый резистор R611 и второй резистор R612 ограничивают ток в цифровой вход 618. Пр нарастании формы волны сигнала выпрямленного напряжения Urect, первый конденсатор С613 заряжается на нарастающем фронте через первый и второй резисторы R611 и R612. Первый диод D611 ограничивает цифровой вход 618 до напряжения выше источника Vcc напряжения на падение на диоде, например, когда первый конденсатор С613 заряжается. Первый конденсатор С613 остается заряженным, пока форма волны сигнала не равна нулю. На спадающем фронте формы волны сигнала выпрямленного напряжения Urect, первый конденсатор С613 разряжается через второй конденсатор С614, и цифровой вход 618 ограничивается вторым диодом D612 до напряжения ниже потенциала земли на падение на диоде. При использовании регулятора освещенности заднего фронта, спадающий фронт формы волны сигнала соответствует началу прерывистой части формы волны. Первый конденсатор С613 остается разряженным, пока форма волны сигнала равна нулю. Соответственно, полученный цифровой импульс логического уровня на цифровом входе 618 близко следует за движением прерывистого выпрямленного напряжения Urect, примеры которого изображены на Фиг. 7А-7С.
Более конкретно, Фиг. 7А-7С изображают примеры форм волны и соответствующие цифровые импульсы на цифровом входе 618, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Верхние формы волны на каждой фигуре изображают прерывистое выпрямленное напряжение Urect, где величина прерывистости отражает уровень регулирования. Например, формы волны могут изображать часть полного пика 170 В (или 340 В для ЕС) выпрямленной синусоидальной волны, которая появляется в выходе регулятора освещенности. Нижние прямоугольные формы волны изображают соответствующие цифровые импульсы, наблюдаемые на цифровом входе 618 микроконтроллера 615. А именно, длина каждого цифрового импульса соответствует прерывистой форме волны и, таким образом, равна рабочему времени регулятора освещенности (например, величине времени, когда внутренний переключатель регулятора освещенности включен). Принимая цифровые импульсы через цифровой вход 618, микроконтроллер 615 способен определить уровень, на который был настроен регулятор освещенности.
Фиг. 7А изображает пример формы волны выпрямленного напряжения Urect и соответствующих цифровых импульсов, когда регулятор освещенности настроен на максимальной настройке или верхнем рабочем времени, указанном верхним положением скользящего контакта регулятора освещенности, изображенного рядом с формами волны. Фиг. 7В изображает пример формы волны выпрямленного напряжения Urect и соответствующих цифровых импульсов, когда регулятор освещенности настроен на промежуточной настройке, указанной средним положением скользящего контакта регулятора освещенности, изображенного рядом с формами волны. Фиг. 7С изображает пример формы волны выпрямленного напряжения Urect и соответствующих цифровых импульсов, когда регулятор освещенности настроен на минимальной настройке или нижнем рабочем времени, указанном нижним положением скользящего контакта регулятора освещенности, изображенного рядом с формами волны.
Фиг. 8 является блок-схемой, изображающей процесс обнаружения углов фазы регулятора освещенности, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Процесс может быть осуществлен программно-аппаратными средствами и/или программным обеспечением, выполняемым микроконтроллером 615, изображенным на Фиг. 6, или, в общем, процессором или контроллером, например, схемой 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности, изображенной на Фиг. 2, например.
На этапе S821 на Фиг. 8 нарастающий фронт цифрового импульса входного сигнала (например, указанного нарастающими фронтами нижних форм волны на Фиг. 7А-7С) обнаруживается, например, начальной зарядкой первого конденсатора С613. Выборка на цифровом входе 618 микроконтроллера 615, например, начинается на этапе S822. В изображенном варианте осуществления, сигнал дискретизируется в цифровой форме для заранее заданного времени, равного чуть меньше половины цикла электрической сети. Каждый раз при выборке сигнала на этапе S823 определяется, имеет ли выборка высокий уровень (например, цифровая «1») или низкий уровень (например, цифровой «0»). В изображенном варианте осуществления, на этапе S823 выполняется сравнение для определения того, является ли выборка цифровой «1». Если выборка равна цифровой «1» (этап S823: Да), счетчик получает приращение на этапе S824, а если выборка не равна цифровой «1» (этап S823: Нет), небольшая задержка вводится на этапе S825. Задержка вводится таким образом, что число тактовых циклов (например, микроконтроллера 615) является одинаковым, независимо от того, определена ли выборка как равная цифровой «1» или цифровому «0».
На этапе S826 определяется, выполнена ли дискретизация всей половины цикла электрической сети. Если половина цикла электрической сети не завершена (этап S826: Нет), процесс возвращается на этап S822, чтобы снова взять выборку сигнала на цифровом входе 618. Если половина цикла электрической сети завершена (этап S826: Да), то взятие выборок останавливается и значение счетчика, накопленное на этапе S824, идентифицируется как текущий угол фазы на этапе S827, а счетчик сбрасывается в ноль. Значение счетчика может быть сохранено в устройстве памяти, примеры которого описаны выше. Микроконтроллер 615 может затем ожидать следующего нарастающего фронта, чтобы вновь начать взятие выборок.
Например, можно предположить, что микроконтроллер 615 берет 255 выборок в течение половины цикла электрической сети. Когда угол фазы регулятора освещенности установлен посредством скользящего контакта в верхнее положение его диапазона (например, как изображено на Фиг. 7А), счетчик будет получать приращение до 255 на этапе S824 на Фиг. 8. Когда угол фазы регулятора освещенности установлен посредством скользящего контакта в нижнее положении его диапазона (например, как изображено на Фиг. 7С), счетчик получит приращение только до 10 или 20 на этапе S824. Когда угол фазы регулятора освещенности установлен посредством скользящего контакта в среднее положение его диапазона (например, как изображено на Фиг. 7В), счетчик получит приращение до 128 на этапе S824. Значение счетчика, таким образом, дает микроконтроллеру 615 точное указание уровня, на который настроен регулятор освещенности или угол фазы регулятора освещенности. В различных вариантах осуществления, угол фазы может быть вычислен, например, микроконтроллером 615 с помощью заранее заданной функции значения счетчика, где функция может варьироваться, чтобы обеспечить уникальные преимущества для любой конкретной ситуации или чтобы удовлетворить ориентированные на применение требования проектирования различных реализаций, что будет очевидно специалистам в данной области техники.
Соответственно, как описано выше, верхнее и нижнее рабочее время конкретного устройства переключения могут быть определены электронным способом с использованием минимальных пассивных компонентов и структуры цифрового входа микроконтроллера (или другого процессора или электрической схемы обработки), и верхнее и нижнее рабочее время конкретного устройства переключения может быть использовано для динамической настройки уровней вывода света нагрузкой твердотельного освещения так, чтобы уровни света были существенно равномерными (конкретно, и самой верхней, и самой нижней настроек регулятора освещенности) для множества различных типов регуляторов освещенности. В варианте осуществления, определение настройки регулятора освещенности выполняется с помощью связанной по переменному току схемы, структуры цифрового входа с диодным ограничением микроконтроллера и алгоритма (реализованного, например, программно-аппаратными средствами, программным обеспечением и/или аппаратными средствами), выполняемого для бинарного определения присутствия регулятора освещенности, как описано выше со ссылкой на Фиг. 6-8.
Другими словами, в соответствии с различными вариантами осуществления, верхняя и нижняя точки функции диапазона вывода света определяются по ходу работы путем нахождения сначала максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности. Затем соответствующие значения сигнала управления мощностью идентифицируются, например, отыскиваются в таблице, извлекаются из реляционной базы данных или вычисляются, с использованием максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности, чтобы настроить желаемый верхний и нижний уровни вывода света нагрузкой твердотельного освещения, независимо от актуального диапазона регулирования регулятора освещенности. Функция диапазона ввода света может быть плавной, существенно непрерывной функцией, например, обеспечивающей увеличивающиеся с приращениями значения сигнала управления мощностью, соответствующие углам фазы регулятора освещенности между верхней и нижней точками.
Электрическая схема обнаружения угла фазы регулятора освещенности и ассоциированный алгоритм могут быть использованы в различных ситуациях, где желательно, чтобы различные регуляторы освещенности, имеющие различные верхние и нижние настройки регулятора освещенности, приводили к одинаковым диапазонам регулирования освещенности, когда они используются с подобными продуктами освещения. В различных вариантах осуществления, схема обнаружения угла фазы регулятора освещенности и ассоциированный алгоритм также могут быть использованы в ситуациях, где дополнительно желательно знать точный угол фазы регулятора освещенности с прерыванием фазы. Например, электронные трансформаторы, которые работают как нагрузка для регулятора освещенности с прерыванием фазы, могут использовать эту схему и способ для определения угла фазы регулятора освещенности. При условии, что угол фазы регулятора освещенности известен, диапазон регулирования освещенности и совместимость с регуляторами освещенности по отношению к нагрузке твердотельного освещения (например, LED) могут быть улучшены. Примеры таких улучшений включают в себя управление цветовой температурой лампы с настройками регулятора освещенности, определение минимальной нагрузки, с которой регулятор освещенности может оперировать на месте, определение, когда переключатель мощности работает на месте с перебоями, изменение диапазонов вывода света, и создание индивидуально регулируемого света согласно кривым положения скользящего контакта.
В общем, различные варианты осуществления могут быть использованы в ситуациях, где регулируемая электронная балластная нагрузка соединена с регулятором освещенности, и желательно иметь одинаковые уровни вывода света при максимальной и минимальной настройках регулятора освещенности, независимо от типа используемого регулятора освещенности. В различных вариантах осуществления, функциональность схемы 210 обнаружения угла фазы регулятора освещенности и/или микроконтроллера 615, например, может быть реализована одной или более схем обработки, состоящих из любой комбинации аппаратных средств, программно-аппаратных средств или программного обеспечения, и может включать в себя свое собственное устройство памяти (например, энергонезависимое устройство памяти) для хранения исполняемого программного обеспечения/исполняемого кода программно-аппаратных средств, которое позволяет выполнять различные функции. Например, такая функциональность может быть реализована с помощью ASIC, FPGA и тому подобного.
Способ установки диапазона вывода света, одинакового для разных регуляторов освещенности, может быть использован для любого регулируемого преобразователя мощности с нагрузкой твердотельного освещения (например, LED), где желательно иметь одинаковую оптимальную производительность в диапазоне вывода света при использовании различных регуляторов освещенности с прерыванием фазы с различными минимальными и максимальными настройками регулятора освещенности. Схема обнаружения угла фазы регулятора освещенности, в соответствии с различными вариантами осуществления, может быть реализована в различных продуктах EssentialWhiteTM и/или eW, производимых Philips Color Kinetics, включая в себя eW Blast PowerControl, eW Burst PowerCore, eW Core MX PowerCore, eW PAR 38 и тому подобное. Дополнительно, она может быть использована в качестве компонента «интеллектуальных» усовершенствований для различных продуктов, чтобы сделать их совместимыми с регуляторами освещенности.
Хотя множество соответствующих изобретению вариантов осуществления описано и проиллюстрировано в настоящем документе, специалисты в данной области техники легко представят различные другие средства и/или структуры выполнения функции и/или получения результатов и/или одного или более преимуществ, описанных в настоящем документе, и каждый из таких вариантов и/или модификаций должен входить в объем соответствующих изобретению вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. В общем, специалистам в данной области техники будет понятно, что все параметры, размеры, материалы и конфигурации, описанные в настоящем документе, приведены в иллюстративных целях, и что актуальные параметры, размеры, материалы и/или конфигурации зависят от конкретного применения или применений, для которых используется настоящее изобретение.
Специалистам в данной области техники будет понятно, либо с помощью обычного эксперимента они смогут выявить многие эквиваленты конкретных соответствующих изобретению вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Следовательно, следует понимать, что предыдущие варианты осуществления представлены только для примера и что в пределах объема приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов варианты осуществления могут быть осуществлены иначе, чем конкретно описанные и изложенные в формуле изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на каждую индивидуальную характеристику, систему, деталь, материал, набор и/или способ, описанные в настоящем документе.
Все определения, описанные и используемые в настоящем документе, следует понимать как интерпретируемые согласно словарным определениям, определениям в документах, включенных в настоящий документ посредством ссылки, и/или обычными значениям описанных терминов.
Фразу «и/или», как использовано в настоящем документе в описании и в формуле изобретения, следует понимать как «любой или оба» из элементов, связанных таким образом, то есть, элементов, которые в некоторых случаях представлены конъюнктивно, а в других случаях - дизъюнктивно. Множество элементов, перечисленных с «и/или», следует понимать одинаковым образом, то есть «один или более» из связанных таким образом элементов. Другие элементы могут опционально быть представлены вместо элементов, конкретно идентифицированных условием «и/или», независимо от того, относятся они или нет к тем конкретно идентифицированным элементам. Таким образом, в качестве не ограничивающего примера, ссылка на «А и/или В», используемая совместно с открытой формулировкой типа «содержащий», может относиться в одном варианте осуществления только к А (опционально включая элементы, отличные от В); в другом варианте осуществления только к В (опционально включая элементы, отличные от А); и в другом варианте осуществления как к А, так и к В (опционально включая другие элементы); и так далее.
Как используется в настоящем документе в описании и формуле изобретения, фразу «по меньшей мере один», со ссылкой на список из одного или более элементов, следует понимать как по меньшей мере один элемент, выбранный из любого одного или более элементов в списке элементов, но не обязательно включая по меньшей мере один из каждых элементов, конкретно перечисленных в списке элементов, и не исключая любые комбинации элементов в списке элементов. Это определение также допускает опциональное присутствие других элементов, отличных от элементов, конкретно идентифицированных в списке элементов, к которым относится фраза «по меньшей мере один», независимо от того, относятся они или нет к конкретно идентифицированным элементам. Таким образом, в качестве не ограничивающего примера, «по меньшей мере один из А и В» (или, эквивалентно, «по меньшей мере один из В и А», или, эквивалентно, «по меньшей мере один из А и/или В») может относиться в одном варианте осуществления к по меньшей мере одному А, опционально включая больше, чем один А, но без В (и опционально включая элементы, отличные от В); в другом варианте осуществления к по меньшей мере одному В, опционально включая больше, чем один В, но без А (и опционально включая элементы, отличные от А); в еще одном варианте осуществления к по меньшей мере одному А, опционально включая больше, чем один А, и к по меньшей мере одному В, опционально включая больше, чем один В (и опционально включая другие элементы); и так далее.
Следует понимать, что если не указано обратное, то в любых способах, заявленных в настоящем документе, которые включают в себя больше чем один этап или действие, порядок этапов или действий способа не обязательно ограничен порядком, в котором этапы или действия способа перечислены. Также, любые ссылочные номера или другие знаки в круглых скобках в формуле изобретения обеспечены только для удобства и не предназначены для ограничения формулы изобретения.
В формуле изобретения, а также в вышеизложенном описании все переходные фразы, такие как «содержащий», «включающий в себя», «несущий», «имеющий», «имеющий в своем составе», «вовлекающий», «держащий», «состоящий из» и тому подобное, следует понимать как открытые, то есть подразумевающие включение, но не ограничение. Только переходные фразы «состоящий из» и «состоящий по существу из» являются закрытыми или полузакрытыми переходными фразами, соответственно.
Изобретение относится к устройствам освещения и управлению работой устройств освещения. Техническим результатом является управление преобразователем мощности для обеспечения равномерного диапазона регулирования освещенности в нагрузку твердотельного освещения независимо от типа регулятора освещенности. Результат достигается определением максимального и минимального углов фазы регулятора (204) освещенности, соединенного с преобразователем (220) мощности, во время работы нагрузки (240) твердотельного освещения; и динамическим регулированием выходной мощности преобразователя мощности на основе обнаруженных минимального и максимального углов фазы регулятора освещенности. Отрегулированная выходная мощность преобразователя мощности регулирует верхний уровень вывода света нагрузкой твердотельного освещения при максимальном угле фазы, чтобы соответствовать заранее заданному верхнему значению, и регулирует нижний уровень вывода света нагрузкой твердотельного освещения при минимальном угле фазы, чтобы соответствовать заранее заданному нижнему значению. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.
1. Способ управления преобразователем мощности для обеспечения равномерного диапазона регулировки освещенности в нагрузку твердотельного освещения независимо от типа регулятора освещенности, содержащий:
определение максимального и минимального углов фазы регулятора (204) освещенности, соединенного с преобразователем (220) мощности, во время работы нагрузки (240) твердотельного освещения; и
динамическое регулирование выходной мощности преобразователя мощности на основании обнаруженных минимального и максимального углов фазы регулятора освещенности, причем отрегулированная выходная мощность преобразователя мощности регулирует верхний уровень вывода света нагрузкой твердотельного освещения при максимальном угле фазы, чтобы соответствовать заранее заданному верхнему значению, и регулирует нижний уровень вывода света нагрузкой твердотельного освещения при минимальном угле фазы, чтобы соответствовать заранее заданному нижнему значению.
2. Способ по п.1, в котором этап определения максимального и минимального углов фазы регулятора освещенности содержит:
обнаружение множества углов фазы регулятора освещенности на основании выпрямленного входного сетевого напряжения;
сравнение обнаруженных углов фазы с ранее определенным минимальным углом фазы и ранее определенным максимальным углом фазы;
настройку обнаруженного угла фазы в качестве минимального угла фазы, когда обнаруженный угол фазы меньше, чем ранее определенный минимальный угол фазы;
настройку обнаруженного угла фазы в качестве максимального угла фазы, когда обнаруженный угол фазы больше, чем ранее определенный максимальный угол фазы.
3. Способ по п.2, в котором этап динамического регулирования выходной мощности преобразователя мощности содержит:
определение функции, соотносящей значения сигнала управления мощностью преобразователя мощности с углами фазы регулятора освещенности, с использованием минимального угла фазы для определения нижней точки функции, соответствующей нижнему уровню вывода света нагрузкой твердотельного освещения, и с использованием максимального угла фазы для определения верхней точки функции, соответствующей верхнему уровню вывода света нагрузкой твердотельного освещения.
4. Способ по п.3, дополнительно содержащий:
определение значения сигнала управления мощностью для регулирования выходной мощности преобразователя мощности в нагрузку твердотельного освещения на основании упомянутой функции и обнаруженного угла фазы.
5. Способ обеспечения равномерного диапазона регулирования освещенности нагрузки твердотельного освещения для множества различных типов регуляторов освещенности, содержащий:
первоначальную настройку минимального угла фазы, соответствующего минимальной настройке регулятора освещенности, и максимального угла фазы, соответствующего максимальной настройке регулятора освещенности;
обнаружение угла фазы регулятора освещенности на основании выпрямленного входного сетевого напряжения;
определение того, является ли обнаруженный угол фазы меньшим, чем первоначальный минимальный угол фазы;
настройку обнаруженного угла фазы в качестве минимального угла фазы, когда обнаруженный угол фазы меньше, чем первоначальный минимальный угол фазы;
определение того, является ли обнаруженный угол фазы большим, чем первоначальный максимальный угол фазы;
настройку обнаруженного угла фазы в качестве максимального угла фазы, когда обнаруженный угол фазы больше, чем первоначальный максимальный угол фазы; и
определение функции диапазона вывода света из минимального угла фазы и максимального угла фазы для определения значения сигнала управления мощностью, причем сигнал управления мощностью управляет выходной мощностью, доставляемой преобразователем мощности в нагрузку твердотельного освещения, так что нагрузка твердотельного освещения выводит заранее заданный минимальный уровень света в ответ на минимальный угол фазы и выводит заранее заданный максимальный уровень света в ответ на максимальный угол фазы.
6. Способ по п.5, дополнительно содержащий:
настройку значения сигнала управления мощностью путем применения обнаруженного угла фазы к функции диапазона вывода света.
7. Способ по п.5, в котором функция диапазона вывода света содержит функцию, определяющую кривую между нижним значением рабочего времени, соответствующим минимальному углу фазы, и верхним значением рабочего времени, соответствующим максимальному углу фазы.
8. Способ по п.7, в котором функция диапазона вывода света содержит линейную функцию.
9. Способ по п.5, в котором первоначальная настройка минимального угла фазы содержит:
определение минимального угла фазы, соответствующего каждому из множества различных типов регуляторов освещенности;
вычисление среднего минимального угла фазы на основании определенного минимального угла фазы, соответствующего множеству различных типов регуляторов освещенности; и
настройку первоначального минимального угла фазы на вычисленный средний минимальный угол фазы.
10. Способ по п.5, в котором первоначальная настройка максимального угла фазы содержит:
определение максимального угла фазы, соответствующего каждому из множества различных типов регуляторов освещенности;
вычисление среднего максимального угла фазы на основании определенного максимального угла фазы, соответствующего множеству различных типов регуляторов освещенности; и
настройку первоначального максимального угла фазы на вычисленный средний максимальный угла фазы.
11. Способ по п.5, в котором сигнал управления мощностью содержит сигнал широтно-импульсной модуляции (PWM), а значение сигнала управления мощностью содержит скважность сигнала в процентах.
12. Способ по п.5, дополнительно содержащий:
построение первой таблицы соответствия, ассоциирующей множество первых углов фазы регулятора освещенности с множеством значений сигналов управления мощностью, которые соответственно обеспечивают вывод нагрузкой твердотельного освещения заранее заданного минимального уровня света при соответствующих углах фазы регулятора освещенности; и
построение второй таблицы соответствия, ассоциирующей множество вторых углов фазы регулятора освещенности с множеством значений сигналов управления мощностью, которые соответственно обеспечивают вывод нагрузкой твердотельного освещения заранее заданного максимального уровня света при соответствующих углах фазы регулятора освещенности.
13. Способ по п.12, в котором определение функции диапазона вывода света содержит:
ассоциирование минимального угла фазы с выбранным первым углом фазы регулятора освещенности из множества первых углов фазы регулятора освещенности в первой таблице соответствия;
извлечение выбранного первого значения сигнала управления мощностью, соответствующего выбранному первому углу фазы регулятора освещенности, из первой таблицы соответствия; и
идентификацию нижней точки функции диапазона вывода света в качестве точки, соответствующей выбранному первому углу фазы регулятора освещенности и выбранному первому значению сигнала управления мощностью.
14. Способ по п.13, в котором определение функции диапазона вывода света дополнительно содержит:
ассоциирование максимального угла фазы с выбранным вторым углом фазы регулятора освещенности из множества вторых углов фазы регулятора освещенности во второй таблице соответствия;
извлечение выбранного второго значения сигнала управления мощностью, соответствующего выбранному углу фазы регулятора освещенности, из второй таблицы соответствия; и
идентификацию верхней точки функции диапазона вывода света в качестве точки, соответствующей выбранному второму углу фазы регулятора освещенности и выбранному второму значению сигнала управления мощностью.
15. Способ по п.1, в котором обнаружение угла фазы содержит:
выборку цифровых импульсов, соответствующих формам волны сигнала выпрямленного входного сетевого напряжения; и
определение длин выбранных цифровых импульсов, причем длины соответствуют уровню регулирования освещенности регулятора освещенности.
16. Система управления мощностью, доставляемой на нагрузку твердотельного освещения, содержащая:
преобразователь мощности, выполненный с возможностью доставлять заранее заданную номинальную мощность на нагрузку твердотельного освещения в ответ на выпрямленное входное напряжение, происходящее из сетевого напряжения; и
схему обнаружения угла фазы регулятора освещенности, выполненную с возможностью определять, подсоединен ли регулятор освещенности между сетевым напряжением и преобразователем мощности, чтобы генерировать сигнал управления мощностью, имеющий первое значение, когда регулятор освещенности присутствует, и имеющий второе значение, когда регулятор освещенности отсутствует, и чтобы обеспечить сигнал управления мощностью для преобразователя мощности,
причем преобразователь мощности увеличивает выходную мощность на величину компенсации в ответ на первое значение сигнала управления мощностью, причем увеличенная выходная мощность равна номинальной мощности.
17. Система по п.16, в которой
преобразователь мощности работает по типу разомкнутого контура или прямой связи,
схема обнаружения угла фазы регулятора освещенности содержит:
устройство обработки, содержащее цифровой вход;
первый диод, соединенный между цифровым входом и источником напряжения;
второй диод, соединенный между цифровым входом и заземлением;
первый конденсатор, соединенный между цифровым входом и узлом обнаружения;
второй конденсатор, соединенный между узлом обнаружения и заземлением; и
резистор, подсоединенный между узлом обнаружения и узлом выпрямленного напряжения, который принимает выпрямленное входное напряжение, и
устройство обработки выполнено с возможностью выборки цифровых импульсов на цифровом входе на основе выпрямленного входного напряжения и идентифицировать угол фазы на основе длин выбранных цифровых импульсов.
18. Система по п.17, в которой первый конденсатор заряжается через резистор на нарастающем фронте формы волны сигнала выпрямленного входного напряжения, и первый диод ограничивает цифровой входной вывод напряжением, которое выше источника напряжения на падение на диоде, когда первый конденсатор заряжается, причем цифровой импульс имеет длину, соответствующую форме волны сигнала.
| US 2009184662 A1, 2009.07.23 | |||
| US 2009160369 A1, 2009.06.25 | |||
| WO 2009140525 A1, 2009.11.19 | |||
| US 2009167203 A1, 2009.07.02 | |||
| WO 2005115058 A1, 2005.12.01 | |||
| ФАЗОВЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ | 2006 |
|
RU2298217C1 |
