CN103340016A - 用于事件和备用照明的装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案在正常电力条件期间提供原始的事件和/或通用照明，并且其在电力中断的时间段期间提供用于期望的持续时间的不间断的事件照明，提供从事件照明水平至通用照明水平的逐渐的转变，并且提供从通用照明水平至应急照明水平的逐渐的转变。

Description

用于事件和备用照明的装置、方法和系统

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C§119要求享有2010年12月20日提交的临时申请No.61/425139的优先权，并且通过参考将所述申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及诸如运动赛事之类的大区域照明的领域。更具体地，本发明涉及照明系统对在运动赛事或其它公众集会中可能发生的电力中断供应（outage）的响应。

背景技术

运动场馆的照明需求

需要照明的运动场馆和其它大区域一般需要使照明水平变化以在不同的时间使用。在用于运动或活动的设施的活跃使用期间需要最多的光。在事件（event）之前当人们正在到达时和在事件之后当人群仍在时可以需要较少的光。为了在电力中断供应期间的应急出口以及可能为了在场馆没有被大量人群占据时的维持和安保的目的，需要低得多的光线水平。

可能用在运动场馆的以上三种类型的照明在本文中将以如下的定义进行考虑：“事件照明”是主要在运动场、赛道等上或附近所提供的照明，有利于参与者，允许观众清楚地看见，用于电视照明等。“通用照明（utilitylighting）”是提供用于使观众能够看见并在场地内移动、离开座位等的照明。它可以部分由“事件照明”提供，并且可以部分由单独的设备或照明系统提供。“应急照明”是任意灯或照明系统，其向场地提供最低水平的照明以允许从场地安全离开，或者其可以对维持、安保或者连续的应急使用有用。

在运动赛事中用于参与者的充足的“事件照明”对于允许安全和有效地进行运动或活动是必要的。例如，公知的是，察觉移动对象的能力与多个因素有关，包括：速度、大小、对比度和颜色。如果对象移动非常快，相对较小，与它的周围环境的对比度低或者颜色类似于它的背景，则它难以被察觉。因此，诸如棒球和汽车比赛之类的运动依赖高水平的事件照明以提供充足的照明。其它运动或活动也可能需要高水平的事件照明。

用于观众的安全和便利的“通用照明”与事件照明有关。与所需要的事件照明比较而言相对低水平的通用照明可以是（自身）充足的，因为在设施内的移动不需要相同程度的视觉灵敏度，具体地，因为观众通常不具有与诸如投掷、击打、竞争性驾驶等的高速活动的直接的相互作用。然而，当存在高水平的事件照明时，眼睛可能习惯于相对高水平的通用照明。如果事件照明被突然且剧烈地降低，则会导致观众没有在设施内轻易地移动的能力，直至他们的眼睛重新适应减弱后的光水平，并且观众通常将会由于突然且猛烈的改变而经历一定程度的对他们的周围环境的不适。

用于典型的运动场馆的“应急照明”通常被认为是足以进行安全的退场的照明，但被认为不足以作为通用照明。通常需要使用人工照明的公共设施来提供光照（illumination）水平的且持续时间足以用于设施的疏散的应急光。典型的所需要的持续时间是90分钟。然而，设施的安全疏散不是仅有的应急备用照明的可预测的使用。在各种类型的破坏或灾害的事件中，诸如运动场之类的场馆可能用于应急避难所、仓库、应急操作中转站（emergency operations staging）等。因此，提供延长的照明的能力，即便在非常低的水平，也可以是有益的。

对于运动场馆，在发生电力中断时，“所需要的”应急照明可能不是令人满意的或理想的，因为应急照明水平没有提供充足的事件或通用照明。许多运动场馆可以得益于具有一系统，该系统在发生电力故障时提供基本上相同的光水平以帮助降低高速对象的低能见度的风险，或者为了美观、便利或其它原因而提供基本上相同的光水平。例如，可以以非常高的速度-在大于等于100英尺每秒的量级上投掷或击打棒球。光的缺失，即便是非常短的时间，也将使跟踪空气中球的移动变得困难，这可能导致球员或观众被球击中。类似地，赛车以非常高的速度行驶。如果在汽车比赛期间照明将被中断或被显著地减弱，则驾驶员可能失去对他们的车辆的控制。

备用系统的类型

存在各种现有类型的备用系统。不间断电源（UPS）类型的备用系统（有时被认为是“双变换”或“在线”系统）在电力中断时向照明系统提供即时的完全的电力。它采用AC电网电力并将其转换为DC电力。所述DC电力用来对蓄电池进行充电。将相同的DC电力馈送给逆变器，所述逆变器将DC转换为AC电力以对照明系统进行供电。在电力中断时，来自蓄电池的DC电力在不中断的情况下流向DC-至-AC逆变器，所述DC-至-AC逆变器能够在没有任何电压损失或者没有任何AC正弦波形输出的中断或修改的情况下维持至照明系统的完全的AC电压输出。关于使用这种类型的系统的考虑包括如下的事实：它自身维持相同的事件照明一规定的时间段，典型地为90分钟。这可能完全耗尽电池，使得提供任意延长的照明时间段成为不可能。因为仅仅需要短时间的非常高水平的事件照明以便完成有潜在风险的活动，所以这可能不是对受限的备用电力的有效的用法。降低照明水平以便增加应急照明的持续时间将需要由知识渊博的员工对灯光进行额外的控制或手工切换。或者，将需要多个备用系统来将电力提供给具有不同输出水平的不同的照明系统。用于调节光水平的配置都未设置典型的UPS类型的系统。使用UPS类型的系统的完整的备用系统因此可能太贵或太复杂，或者可能无法提供充足的备用持续时间、特别低水平的照明或其它期望的好处。

“应急照明”类型的备用系统通常提供最小水平的低水平光照以及场馆疏散所需要的持续时间。照明设备被提供用于步道和出口，但照明设备不提供完成或安全地停止有潜在风险的运动活动的能力。

可以安装这些系统的变型或组合，这增加了备用系统的成本和复杂性。可以安装UPS系统，所述UPS系统使事件照明能够继续一给定的持续时间，而应急系统提供较低水平的延长照明。在没有昂贵的额外设备和成本的情况下逐渐地调光（dimming）仍将是困难的或是不可能的。

用于运动场馆的期望的照明方案

因此，对于运动场馆而言，在发生电力中断时，理想的将是提供高水平的事件和通用照明以及等于或大于最小要求水平的应急照明。在与通常所获得的持续时间相比更长的持续时间内和/或以与通常所实现的成本相比更低的成本来提供这些照明水平将是有利的。

具体地，需要使用现有照明设备的备用事件照明，在发生电力故障时，所述备用事件照明在足以安全地完成或终止有潜在风险的活动的持续时间内提供不间断的事件照明，其与原始的（primary）照明的强度和质量功能上相同。对于棒球比赛，这可以允许安全地使被投掷的或被击打的球停止，可能地允许完成比赛，帮助减小球员被空降的棒球击中或者在相对短的持续时间内的对比赛或活动的实质性破坏的可能性。或者对于汽车比赛，这将使车辆能够在警示旗帜下安全地减速。此外，存在对提供从事件照明水平至更低水平的逐渐的转变的能力的需求，由此允许充足的时间使眼睛适应更低的照明水平并减小可能由于照明水平的突然减小而出现的潜在的恐慌或不适。

同样地，存在对使用现有事件或通用照明设备的备用通用照明的需求，其超过应急照明的最低标准，并且其提供了在与应急照明的现有标准相比的持续时间和质量方面的好处。这将带来较少的不便和较少的观众不适或不满意。此外，存在对提供从通用照明水平至更低的应急照明水平的逐渐的转变的能力的需求，由此允许充足的时间使眼睛适应更低的照明水平并减小可能由于照明水平的突然减小而出现的潜在的恐慌或不适。

同样地，存在对使用现有事件或通用照明设备的应急照明的需求，其超过应急照明的最低标准，并且其提供了在与应急照明的现有标准相比的持续时间和质量方面的好处。此外，存在对提供从应急照明水平至更低的照明水平的逐渐的转变的能力的需求，所述更低的照明水平在发生延长的电力中断时仍可能是有用的，由此允许充足的时间使眼睛适应更低的照明水平并减小可能由于照明水平的突然减小或照明的完全丧失而出现的潜在的恐慌或不适。由此，提供低至原始的事件或通用照明水平的10%或者甚至小到小于等于其2%的量级的更低的光水平的能力可以是有好处的且令人满意的。

因此，在本领域中的改进是令人期待的。

发明内容

因此，本发明的根本目标、特征、优点或方案是改善现有技术或者处理本领域中的难题、问题或缺陷。

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案在正常电力条件期间提供原始的事件和/或通用照明，并且其在中断电力的时间段期间提供期望的持续时间内的不间断的事件照明，提供从事件照明水平至通用照明水平的逐渐的转变并提供从通用照明水平至应急照明水平的逐渐的转变。

此外，设想了一种根据本发明的方案的装置、系统和方法，其提供了从应急照明水平至更低照明水平的逐渐的转变，所述更低照明水平可以是非常低的，并且所述更低照明水平可以根据计划表或时间表而被关闭，或者所述更低照明水平可以保持光照，只要甚至最低的备用电力是可用的。

此外，设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，根据本发明的方案其可以与单独的应急类型备用照明系统协同（in tandem）工作，以便最大化备用照明的质量和持续时间，并且其可以提供用于可以与运动赛事照明不相关的应急或其它使用的低水平照明。

此外，设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，根据本发明的方案其可以与现有的照明控制和报告系统一起工作，所述现有的照明控制和报告系统可以处于开启或关闭位置，以便提供关于照明系统的状态的信息，或者允许远程控制照明系统。

附图说明

图1示出了可以用在本发明的实施例中的典型的LED灯的放大尺寸的示意图。

图2-3示出了根据本发明的方案的典型的LED照明安装的尺寸上大大减小的立视图。

图4示出了根据本发明的方案的实施例的逻辑操作。

图5-8示出了根据本发明的方案的实施例的功能部件。

图9是根据本发明的方案的方法的流程图。

具体实施方式

A.附图

在该说明书中将不时地参考附图。附图标记或文字将用来表示附图中的特定部分或位置。相同的附图标记或文字将表示整个附图中的相同或类似的部分或位置，除非另有说明。

B.综述

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案在正常电力条件期间提供原始的事件和/或通用照明，并且其在电力中断的时间段期间或在其它期望的环境下，使用现有的事件或通用照明设备和/或最新提供的照明设备，提供如下的一个或多个：

a.提供不间断的事件照明，所述不间断的事件照明与原始照明的强度

和质量功能上相同或者基本上相同，持续时间足以安全地完成或终

止危险的活动；

b.提供从事件照明水平至通用照明水平的逐渐的转变；

c.提供不间断的通用照明，其超过应急照明的最小标准，并且其提供

在与应急照明的现有标准相比的持续时间或质量方面的好处；

d.提供从通用照明水平至更低的应急照明水平的逐渐的转变，由此允

许充足的时间使眼睛适应更低的照明水平；

e.使用现有的事件或通用照明设备来提供不间断的应急照明，其超过

应急照明的最低标准，并且其提供与应急照明的现有标准相比的延

长的持续时间和/或增强的质量；

f.提供从应急照明水平至更低照明水平的逐渐的转变，所述更低的照

明水平在发生延长的电力中断时仍可能是有用的，由此允许充足的

时间使眼睛适应更低的照明；

g.在延长的持续时间内提供甚至小到小于等于原始的事件或通用照

明水平的2%的量级的更低的光水平；

h.提供一个或多个关闭选项，所述关闭选项包括使照明能够在减小后

的水平下继续，只要备用电源是足以支撑的。

f.提供警告信号，例如使灯闪烁（flash）一短的时间段，以表明照明

模式的改变（例如，从事件照明变为通用照明或者从通用照明变为

应急照明）。

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案可以与单独的应急类型备用照明系统协同工作，以便最大化备用照明的质量和持续时间，而不需要长时间地使用完全电力的备用事件照明。

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案可以提供用于可以与运动赛事照明不相关的应急或其它使用的低水平照明。

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案可以与现有的照明控制和报告系统一起工作，所述现有的照明控制和报告系统可以处于开启或关闭位置，以便提供关于照明系统的状态的信息，或者允许对照明系统进行远程控制。

根据本发明的方案的实施例呈现了一些与现有系统的差异。例如，现有系统通常不允许使用相同的照明设备来获得事件照明、通用照明和应急照明三者。因此，对于现有系统，如果仅将电力备用系统应用于应急照明部件，则高速活动在发生电力中断时可能变得有风险。换句话说，如果将电力备用系统应用于事件照明，则要么备用照明的可用持续时间短得多，要么需要的能量存储大得多。因此，对于任意给定存储容量，设想的实施例可以提供持续时间大得多的备用照明。

所述实施例的一些好处包括：

a.在发生电力中断时提供不间断的事件照明，由此减小来自空气中的球、高速行驶的汽车等的伤害的风险。

b.提供延长的时间段的通用照明，与暗得多的应急照明相比使观众更舒适和自信。

c.提供延长的时间段的更高强度的应急照明，在延长的不利的环境下允许更安全且更实用的场地。

d.提供在照明水平之间的逐渐调光，由此减小由于突然的照明改变而带来的不适或焦虑的水平，并且减小由于眼睛适应更低光水平所需的时间而带来的临时性视觉损伤的影响。

e.允许所述照明系统的报告和装置外控制。

前述实施例的一些额外的好处包括：

a.不需要完全的UPS系统。

b.可以与驱动器系统集成。

c.不限于典型的应急照明结构。

d.提供在最亮的事件照明与最暗的功能应急照明之间的大范围的差异，允许根据环境管理备用电力。这意味着可以从相同的照明设备提供正常的事件照明、备用事件照明、备用通用照明、应急照明以及长持续时间的应急照明。

e.允许用现有的驱动器或固态切换来调光，而不需要与事件或通用照明系统分离的应急备用系统。

C.第一示例性实施例：具有自包含备用系统的照明系统

设想了一种用于固态照明的装置、系统和方法，其根据本发明的方案在正常电力条件期间提供用于运动或其它大区域照明需求的原始的事件和/或通用照明，并且其在电力中断的时间段期间或在其它期望的环境下，使用现有的事件或通用照明设备来提供功能上不间断的事件照明，所述功能上不间断的事件照明被转变为连续的更低水平。

在功能上，照明系统将使用电网电力以用于正常的事件照明的给定的电力水平操作。在发生电力中断时，“备用事件照明”将被不间断地维持在或基本上维持在初始的水平和质量一预定时间段。所述预定时间可以在10秒至1分钟的量级，或者更长。电力将由电池、“长寿命电池”、电容器、超级电容器或者其它应急电源提供。

在规定的时间段之后，光水平将在数秒或数分钟的时间段内降低至预定水平。可以酌情在数分钟或数小时的连续时间段中逐渐地或逐步地降低照明水平，以便在考虑未来可能的照明需求的同时使能见度和照明效用最大化。

也可以使用功率驱动器或配电系统内的可寻址的固态切换或使用常规的切换方法，通过选择性地关闭独立的LED或照明设备LED阵列中的一部分来实现照明水平的减小。

图1-2示出了根据第一示例性实施例的装置。一个或多个图1中的LED灯10通常安装为图2中的阵列20的一部分，所述阵列20位于杆30或其它结构上，作为用于运动场馆或其它场地的照明系统的一部分。电力是从AC（电网）电力输入的（在例如35处）。变压器/整流器40将AC转换为DC电流，所述DC电流处于适合于对驱动器50和电池70进行供电的电压。在发生电力中断时，电池70将DC电力供应给驱动器50。（如所具体实现的，这些部件可以作为单独的部件提供且通过合适的导线15连接，或者以一定的方式组合，或者可以包含在一个共同的箱子内或甚至在一个诸如控制器60之类的共同的板上。）控制器的一个示例是可编程微处理器。

从驱动器50至照明阵列20的输出通常是“电流源”类型，其提供通过一串上的一个或多个LED的规定的电流。其也可以使用同步或异步脉冲调制、线性调光或者本领域中公知的其它方法来控制供应给LED的电力。可对控制器60进行编程以控制这些功能。

图4中的框图401示出了设想的第一实施例的逻辑操作。来自例如手工操作者、自动控制器等的事件照明ON（开启）信号400以及诸如可选的远程接口输入435、可选的手工控制输入440、可选的变量编程420、UPS备用模式信令410以及主电力和系统状态信号430之类的其它控制输入被汇集在控制输入节点450。也可选地将主电力和系统状态信号430提供给远程接口435。基于控制输入450，所述系统选择照明模式（见节点460）：正常的事件照明480、备用模式470或者可选模式490三者之一。可选模式可以包括诸如为了与事件照明不相关的应急照明的目的以低水平照明操作灯一延长的持续时间，或者将操作控制重新与中央或局部控制以及监控系统联系起来。另一个可选模式将是如期望的那样对照明水平进行手工控制。另一个可选模式将是如期望的那样对照明水平进行远程控制。可以设计并选择许多其它可选模式。当选择备用模式470时，在节点500选择合适的备用模式。通常，备用事件照明510将继续10秒至1分钟的量级的预定的时间。灯然后将调光至备用活动照明水平520以持续15分钟至2小时的量级的更长的时间段。灯将进一步调光至应急照明水平530以持续可以在数个小时的量级的更长的时间段。最终，灯可以调光至延长的应急照明水平540，所述延长的应急照明水平540可以在数个小时至一天或多天的量级。延长的应急照明水平可以在小于等于原始的事件或通用照明水平的10%至2%的量级。最终，因为电力存储器的完全放电、照明在特定水平以下的失效或者因为不再需要照明，可以关闭灯550。

电力存储介质可以是市场可买到的电池、电容器或其它能够提供DC或AC电流的技术。电池通常将提供最长的备用时间。电容器通常将提供短得多的备用时间，但是可以具有低得多的维护需求和维护成本，并且可以没有与电池相同的贮藏寿命问题。

例如，采用一操作程序，其使灯在完全的亮度下工作10秒，在两分钟内斜降至10%的亮度，并且以10%的亮度工作总共两小时的额外时间段。所需要的来自电池备用系统的电力可以通过如下步骤来粗略地计算出来：将每秒使用的电力与秒数相乘，然后转换至瓦特小时，将所述瓦特小时除以电压以给出所需要的来自备用电池系统的安培小时。所以，对于具有每个工作在1瓦特的50个LED的单一设备而言，所需要的电力将是

对于最初时间段：50瓦特×10秒=500瓦特秒。

对于斜降时间段，两分钟的平均使用={[50瓦特-(50瓦特×10%)]/2×120秒+[50瓦特×10%×120秒]}=[2700瓦特秒+600瓦特秒]=3300瓦秒。

对于两小时时间段，[50瓦特×10%×3600秒/小时×(2小时-2分钟10秒)]=35350瓦特秒。

对于整个时间段，500+3300+35350瓦特秒=39150瓦特秒。

两小时、两分钟和10秒的应急操作所需要的总功率是39800瓦特秒。由于每瓦特小时为3600瓦特秒，这刚好为11瓦特小时。算到12瓦特小时以考虑到一定的系统低效，并且除以来自典型的蓄电池的可用的12伏特，这是1安培小时。相比之下，市场可买到的（例如来自由Tractor SupplyCompany,200Powell Place，Brentwood，TN37027运营的零售店的）诸如Stowaway Battery ST27DC180之类的典型的船用/RV深循环电池额定为105安培小时。这意味着单一的12伏特深循环电池可以对100个这样的设备供电以进行2小时的应急操作。此外，在10%功率下，该设备每操作一小时将需要5瓦特小时，其在12伏特电池中等同于0.417安培小时，或者为约1/2安培小时。这将使单一设备能够依赖于相同的电池操作超过200小时。

图5的框图501示出了该实施例的功能部件。诸如开关605之类的手工输入向控制器620提供手工输入信号610。控制器620监控AC电源（见670）。驱动器690提供电流700以驱动LED灯710。AC电源（线路电力）660向变压器/整流器650提供AC电流665。变压器/整流器650向电力存储器630提供DC充电输出640。变压器/整流器650也向驱动器690提供DC工作电流680。

图9的框图1001示出了针对图5的控制器620的电力监控和“电力输出”操作的编程（programming）。在其它实施例中描述的控制器将类似地操作。图9的控制输入1020（=手工输入605，图5）由控制器1010估计。基于来自控制输入的信号，控制器向驱动器1035（=驱动器690，图5）发出0至10伏特之间的信号。控制器周期性地检查1040电力退出（drop-out）信号1050（=670，图5）并且估计1060电力是否已经退出。如果“否”1062，则操作是正常的1095，并且控制循环再次在1010处开始。如果“是”1061，则执行“电力退出”协议1070。该协议可以是如期望的，并且可以是根据操作者的输入而可变的，或者可以被编程到控制器存储器中。例如，所述程序可以设计为维持现有光水平10秒，在2分钟的时间段期间逐渐地使光水平降低至10%，并且在10%处进行操作直至电力恢复或系统电力耗尽。一旦执行“电力退出”协议1070，控制器检查1080并估计1085电力是否恢复。如果“否”1087，则控制器维持1090电力退出协议1070。如果“是”1086，则控制器返回至正常操作1095。

注意到实施例中使用的部件是业内公知的，并且可以针对大小、容量、价格、性能、可靠性等从许多型号中选择。下文列出将是合适的一些示例性部件。例如，图5的控制器620已经在2011年9月29日提交的并通过参考并入本文中的美国序列号No.13/248859中详细描述，所述控制器620可以适用于通过软件或较小的硬件修改而包括本文中描述的功能。示例性的变压器/整流器（也可应用于图6的720和650）是可从BIAS power1368Busch Parkway Buffalo Grove，IL60089获得的BPI400工业电源模块。LED驱动器690可以是可从Thomas Research,11548Smith Drive,Huntley,Illinois60142获得的100W的TRC-100DS。电池（“电力存储器”630）可以是数以千计的商用型号中的任意一种，所述商用型号包括先前描述的ST27DC180。LED灯710可以是在2010年3月31日提交的、公开为U.S.2010/0195326并通过参考并入本文中的美国序列号No.12/751519中描述的单元，或者可以是任意的使用多个LED的其它设备。

D.第二示例性实施例：与商用UPS集成的照明系统

设想了用于固态照明的第二装置、系统和方法，其根据本发明的方案提供了在正常电力条件期间的用于运动或其它大区域照明需求的原始的事件和/或通用照明，并且其在中断电力的时间段期间或在其它期望的环境下，使用现有的事件或通用照明设备提供功能上不间断的事件照明，所述功能上不间断的事件照明被转变为相继的更低的水平。

在功能上，照明系统将工作在用于使用电网电力的正常的事件照明的给定的电力水平，所述电网电力通过使用市场可买到的UPS来提供。在至UPS的电力中断的事件中，所述UPS将继续向照明系统提供电网电力的等同形式。然而，照明系统将开始类似于先前的实施例的备用反应策略，所述先前的实施例在仍提供“备用事件照明”，然后提供备用通用照明和应急照明的同时将趋于使来自UPS的可用的备用电力最大化。可选地，来自UPS的电力可以根据先前的实施例由电池、电容器、或者其它紧急电源补充。

在发生电力中断时，来自UPS或者来自单独的电力监控功能或电路的信号将用信号通知（signal）照明系统以根据先前的实施例开始备用响应。

图3示出了根据第二实施例的装置，AC电力35被输入UPS80。UPS80向变压器/整流器40供应电力，所述变压器/整流器40向驱动器50供应DC电流。在发生电力中断时，UPS80继续向变压器/整流器40供应电力。来自驱动器50的输出继续向LED阵列20供应，但是被根据来自控制器60的指令进行了修改。

在该实施例中采用的商用UPS包括蓄电池和UPS电路，其提供双转换保护。图4的框图401示出了设想的第二实施例的逻辑操作，其功能上类似于第一实施例；然而，在第二实施例的情况下，通过UPS提供向LED驱动器提供电力，所以事件照明480由电网通过UPS提供。

图6的框图601示出了该实施例的功能部件。诸如开关605之类的手工输入连接至控制器620并向其发送信号610。控制器620监控AC电源660（经由电源监控信号670）以及商用UPS780的状态（经由UPS监控信号790）。驱动器690提供可变的电压或电流700以驱动LED灯710。AC电源（线路电力）660向UPS变压器/整流器720提供AC电流。变压器/整流器720向电力存储器740提供DC充电输出730。然后，电力存储器740可以提供760DC电力输出。变压器/整流器720也向UPS逆变器770提供DC操作电流750。UPS逆变器770向变压器/整流器650提供AC电力775。

虽然商用UPS通常提供仿真电网电力的AC电流，但是可以获得提供DC输出作为替代的UPS单元。可以将该DC电力直接提供给LED驱动器电路。在这种情况下，在LED驱动器电路中将不需要AC变压器/整流器650。

该实施例的好处可以包括如下能力：改进现有的UPS备用系统，同时增强应急照明管理能力。这可以允许如下能力：使用相同的物理照明部件从完全备用事件照明转变为备用通用照明，进而转变为应急照明。这可以在电力中断期间进一步显著地延长应急照明的持续时间，消除或减小对单独的应急光的需求，并且提供在延长的电力中断期间延长设施的使用的额外的功能。

除了本文中前面列出的部件之外，将适合于该实施例的一些示例性部件在下文中列出。图6的示例性UPS逆变器770是可从Controlled PowerCompany,1955Stephenson Highway,Troy,Michigan48083获得的UltraLITEModel ELU Centralized Emergency Lighting Inverter。

E.第三示例性实施例

在图7的框图701中示出了第三可选的实施例。在正常操作期间，通过AC切换继电器870将电网电力800提供给LED驱动器880。LED驱动器880提供电流以操作LED设备895。LED控制器890向LED驱动器880提供可变的0-10VDC控制信号。可以提供外部控制输入885，以便通过用信号通知LED控制器890来改变LED亮度。

如果发生电力中断供应，则电力开关870将来自电网电力800的用于LED驱动器880的AC电源切换至逆变器860。退出检测功能820监控AC开关870处的电网电力。如果发生电力中断供应，退出检测功能用信号通知LED控制器890以在“掉电”模式下操作，其开始根据预编程的计划表对灯进行调光。电力检测功能820也用信号通知电池开关850以将来自电池830的DC电力连接至逆变器860。

逆变器860通过来自DC电源840的电力而保持“导通”和“空闲”。这允许所述逆变器比其在电力中断供应的情况下掉电且必须用电池电力冷启动时更快地将AC电力提供给AC开关870。

电池830通过电池充电器810来保持充电，所述电池充电器810由AC电力电网800供电。

将适合于该实施例的一些示例性部件已经在前面列出。图7的示例性切换继电器870是可从Tyco Electronics Corporation,1050Westlakes Drive,Berwyn,PA19312获得的KRP-14AN-120-ND。

F.第四示例性实施例

图8的框图801中示出了第四可选的实施例。在图8中，设备995接收来自逆变器960的电力。逆变器960接收来自切换电子单元970的电力，如果AC电力900没有中断，则所述切换电子单元970接收来自驱动器980的电力，或者如果AC电力中断，则所述切换电子单元970接收来自电池930的电力。将AC电力900提供给充电器910，所述充电器910对电池930进行充电。

将适合于该实施例的一些示例性部件已经在前面列出。

G.选项或替代

如本领域技术人员可以理解的，本发明可以采用许多形式和实施例。本文中将包括对本领域技术人员而言明显的变化。根据本发明的方案的额外的选项和替代有许多且是不同的。一些选项/替代包括：

a.使用电池和电容器两者来提供两种类型的技术的好处，或者使用诸如应急发电机之类的其它电源，所述应急发电机包括与有意调光的输出相结合的非常小功率的发电机。

b.可以同时对LED/固态灯进行调光，或者可以关闭独立的LED组，或者可以遵循两种策略，允许在运动场、体育场等的不同场地控制不同的光水平。

c.可以提供警报功能或“闪烁”电路。不同的颜色或不同的闪烁间隔可以用来表示系统状态。如果使用不同颜色的LED，则它们可以是可视警报系统的一部分-例如：仅仅间歇地使红色LED闪烁。该警报或闪烁电路可以用来例如表示电力中断供应生效，灯将被调光，或者灯几乎断电。不同的颜色或闪烁序列等可以用来表示不同的条件。

d.在发生电力中断时，备用电路可以在没有警告的情况下立即启动，或者灯可以“闪变（flicker）”或“闪烁”（即要么降低可视照明水平，要么增加照明水平，或者两者皆可）。

e.可以结合设备中的光传感器使用系统，所述光传感器测量环境光。光输出可以配合现场光，以便在应急条件下提供最大电池寿命的同时维持在至少最小的光水平。在这种情况下，期望的总的流明值可以是具体的，并且控制程序可以比较现场光与光输出，以便提供期望的光水平。

f.一种保持电池寿命的额外的方法可以是在驱动器上执行具有“特殊模式”的控制程序，其提供约100hz的脉宽调制（PWM）输出，所述输出将在闪变点之上，但将具有足够低的占空比以保持电池寿命。

g.系统可以将状态（诸如“事件”、“通用”或“应急”照明模式以及错误检测和电池状态变量）报告回中央控制系统。中央控制系统的示例将是来自Musco Corporation的CONTROL LINKTM，其使用无线网络，以进行从中央服务器至遍布全国、甚至全世界的不同场地中的照明系统相关联的广泛分布的控制器的通信。这样的系统的细节可以在US专利6681110和7778635中找到，其通过参考并入本文中。

h.电池充电可以通过使用太阳能充电器来完成，与一些类型的电池充电系统相比可以显著地节省成本。

i.作为根据本发明的方案的实施例的部分列出的独立的部件是业内公知的。许多已经在本文中前面列出。没有具体列出的任意部件将可使用来自许多不同供应商的标准或常规产品，并且可以通过互联网搜索或诸如Digi-Key Corporation,701Brooks Avenue South,ThiefRiver Falls,MN56701;McMaster-Carr,200New Canton Way,Robbinsville,NJ08691;Allied Electronics,Inc.,7151Jack Newell Blvd.S.,Fort Worth,Texas76118之类的部件供应商，或者许多其它类似的供应商来找到。

前文的描述的方式是示例性的而非限制性的。它既非是排他的也并未包括本发明可以采用的所有形式和实施例。在由所附权利要求限定的本发明中包括对本领域技术人员而言明显的变化。

Claims (20)

1.一种用于照明应用的大区域照明的方法，包括：

a.以如下水平提供来自电气供电的照明系统的光照：

i.事件照明水平；或者

ii.通用照明水平；

b.在所述照明系统的电力中断时提供：

i.相对短的持续时间内的不间断的事件照明或通用照明；以及

ii.从事件照明或通用照明至应急照明水平的逐渐的转变。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从应急照明水平逐渐转变至比应急照明水平低的照明水平。

3.根据权利要求3所述的方法，进一步包括根据计划表或时间表从比应急照明水平低的照明水平逐渐转变至关闭。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述大区域照明包括运动场、竞技场或者其它用于公众的大型场馆。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述照明系统包括：

a.高强度放电的光源；和/或

b.固态光源。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，电力中断是自动感测到的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过一个或多个因素来确定所述相对短的持续时间，所述一个或多个因素包括但不限于：

a.可用的电源。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述可用的电源包括电池电源和DC至AC转换器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，通过一个或多个因素来确定所述逐渐的转变，所述一个或多个因素包括但不限于：

a.可用的电源。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述照明系统在电力中断时处于事件照明水平，则在逐渐转变至应急照明水平之前，在事件照明水平至通用照明水平之间逐渐转变。

11.一种提供用于照明应用的大区域照明的系统，包括：

a.多个适于提供事件照明水平或通用照明水平的高强度灯设备；

b.所述设备的与AC电源连通的电力和控制电路；

c.用于感测至所述电力和控制电路的所述AC电源的中断的传感器；

d.备用电源；

e.包括控制器的子系统，所述控制器被配置为：

i.在感测到所述AC电源的中断时，自动地转接至所述备用电源；

ii.自动地控制所述设备的所述电力和控制电路的操作，以提供：

1.相对短的持续时间内的不间断的事件照明或通用照明；

2.从事件照明或通用照明至更低水平的逐渐的转变。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述备用电源包括：

a.备用电池系统；

b.应急发电机系统。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，从事件或通用至更低水平的所述逐渐的转变包括控制所述照明设备至应急光水平。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，从事件或通用至更低水平的所述逐渐的转变包括关闭所述灯设备，并且自动地开启单独的应急光水平的照明设备。

15.根据权利要求11所述的系统，进一步包括：由于除了感测到电力中断以外的原因而自由地控制所述照明设备，以实现在事件、通用、应急或者关闭光水平中的任意水平之间的逐渐的转变。

16.一种自动地控制用于诸如运动竞赛、汽车比赛或者公开表演之类的事件的广泛的或大区域照明系统的方法，包括：

a.提供来自公共电网的充足的电力，以提供如下水平的光照：

i.事件照明水平；或者

ii.通用照明水平；

b.在感测到所述照明系统的电网电力的中断时，从替代的电源提供：

i.相对短的持续时间内的不间断的事件照明；以及

ii.从事件照明或通用照明至应急水平的逐渐的转变。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过所述替代的电源的容量以及所述竞赛、比赛或者表演的性质来确定所述相对短的持续时间。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述竞赛、比赛或者表演的性质包括合理的时间长度：

a.以完成运动竞赛中的比赛；

b.以使赛车在警示或黄色旗帜的赛道条件下减速；或者

c.以使人类的眼睛适应在事件照明水平与更低水平之间的差异。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述照明系统的状态传送至远程监控系统。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述远程监控系统向所述照明系统提供控制信号，以影响或控制从事件照明或通用照明至应急照明水平或至期望的照明水平的转变。

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