CN1981561A - 驱动照明系统中电灯的方法及驱动这种电灯的控制设备 - Google Patents

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Abstract

照明系统中驱动电灯(14)的方法及控制设备，尤其是对于通过电灯提供给它的能量总量改变具有快速响应的电灯，其中所述装置控制器(8)与电灯(14)连接。所述装置控制器(8)从系统控制器(2)接收数据值以改变电灯(14)的光输出电平。一旦接收到与先前接收到的数据值不同的数据值，所述装置控制器则计算附加数据值，并将所述附加数据值分布在后面的时间间隔内以平滑电灯(14)的不同光输出电平之间的过渡。

Description

驱动照明系统中电灯的方法及驱动这种电灯的控制设备
技术领域
本发明涉及用于驱动权利要求1前序部分所述的照明系统中电灯的方法以及用于驱动权利要求6前序部分所述的这种电灯的控制设备。尤其是，属于对提供给它的能量总量改变具有快速响应类型的电灯，诸如包括发光二极管(LED)的电灯。
背景技术
实践中，所述类型的方法已经公知。尤其是用于驱动白炽灯的方法已经公知，在所述白炽灯中驱动器包括与所述电灯和交流电压源串联连接的三端双向可控硅开关。所述三端双向可控硅开关由控制信号控制，所述控制信号确定了使三端双向可控硅开关导电的交流电压每个周期的相位。如果流经三端双向可控硅开关的电流降低至一些阈值以下，三端双向可控硅开关将停止导电。这种类型的驱动器在家庭应用中非常普遍。
一些年以来，趋向于从遥控器来控制电灯的状态，即提供给电灯的能量总量。通过数据通信线路可以将数个电灯装置连接至这种遥控器，并通过电源线路连接至市电供电电源。所述遥控器可以控制包含在一个或者更多电灯装置中的电灯的状态。这样，就可以使用很少的控制线和电源供电线建成具有不同电灯装置的电灯遥控的照明系统。
实践中上述类型的照明系统是公知的。将数据从遥控器传输至每个电灯装置的装置控制器的几种协议也是公知的，诸如DMX和DALI。特别地，控制电灯能量状态的数据包括8位。因此对于256种不同的光输出电平的电灯，可以将电灯的光输出控制在255阶。这种数据可以通过照明方案来确定，所述照明方案被编程在遥控器中，或者可以从距离上述遥控器一定距离处的手动可控控制装置向其发出指令。
当提供给白炽灯的能量总量发生改变时，将需经过一段时间才达到与提供给电灯的能量总量改变相关的新稳定温度。因此当改变所述能量总量时，人们将不会注意到电灯光输出中的阶跃状改变。
当使用对于提供给电灯的能量总量改变具有较快相应的电灯时，人们可能注意到电灯光输出中的阶跃状改变，尤其是在提供给电灯的能量总量改变一次跨过所述255阶中的数个阶时。对人来讲，这可能是令人烦恼的。
发明目标
本发明的目标是解决上述现有技术的缺陷。
发明内容
通过提供如权利要求1所述的方法可以实现本发明的上述目标。
使用所述方法，可以使电灯不同稳定光输出电平之间的过渡是逐渐的，以使人们不会注意到光输出的阶跃状改变，所述电灯不同稳定光输出电平与提供给连接至电灯的控制器的数据相关。
通过提供一种如权利要求6所述的控制设备也可以实现本发明的上述目标。
附图说明
根据下面结合附图的示范性描述，本发明将逐渐变得更加明显。图中：
图1示出了适合于应用根据本发明的方法且适合于说明根据本发明的照明系统的照明系统实施例的框图；和
图2示出了图1所示照明系统实施例中可能发生的实例事件和信号的时间图。
具体实施方式
图1中示出的框图同时适合用于说明现有技术的照明系统和其中包含了本发明的发光系统。
图1的示例性照明系统包括系统控制器2，所述系统控制器2与一个或者数个远离系统控制器的分组控制器4连接。任何分组控制器4均可以连接至一个或多个装置，诸如电灯装置6或者手动可控控制装置(未示出)，所述手动可控控制装置可远离与其连接的分组控制器4。
电灯装置6可以包括装置控制器8，所述装置控制器8连接至与驱动器12连接的设定值或者目标值转换器10，所述驱动器12连接至电灯14。所述装置控制器8连接至分组控制器4。
在图1的照明系统为现有技术系统的情况下，电灯可以为白炽灯，驱动器可以为半导体开关，尤其是三端双向可控硅开关，设定值转换器可以是数字至模拟转换器与三端双向可控硅开关点火脉冲发生器的结合。
电灯装置的装置控制器8将在一个或者多个瞬时接收数据。这种瞬时可以是周期性彼此接替或者不是。例如，系统控制器2可以周期扫描任何遥控装置，并且一旦确定控制装置的状态发生了改变，则可以确定将被发送至例如电灯装置6的新数据，用于改变电灯装置6的电灯14的光输出。
在电灯14属于对从驱动器12提供给它的能量总量改变具有快速响应的类型时，人们可以注意到电灯14的光输出中阶跃状改变，这可能是令人烦恼的。具有这种快速响应的电灯的实例是包括发光二极管(LED)的电灯。在这种情况下，驱动器12将使用直流电压为电灯14提供直流电。
为限制照明系统的控制器之间的通信带宽并能使用公知的技术和数据处理器，系统控制器2发送给装置控制器8的数据包括8位。为降低电灯14的电灯输出的光输出阶跃状改变，人们可以考虑增加所述数据的位数。然而，为建立电灯14的光输出中的特定改变，每个附加位要求两倍的传输速率。因此增加所述位数是不实际也是不经济的。
如下面说明，根据本发明在接收不同数据的连续瞬时之间建立了电灯14的光输出电平的更高分辨率。更高的分辨率分别提供了与不同瞬时接收的数据相关的光输出电平之间的逐渐改变或者逐渐过渡。
图2示出了图1所示已包含本发明的照明系统中可能发生的事件和信号的时间图。
图2的最上端线条A示出了在瞬时t1至t9发生的事件，在所述瞬时t1至t9，装置控制器8接收或者可以接收来自系统控制器2的数据。
图2的第二线条B示出了所接收数据的值。所接收数据可以存储在装置控制器8中。
图2的第三线条C示出了由设定值转换器10产生并提供至驱动器12的控制信号。
图2的最下端线条D示出了线条C所示控制信号的可替代方案。
为了说明目的，假定在时间t0处，电灯装置6存储代表相对较小值的数据，如线条B所示，所存储的数据值被设定值转换器10转换为由线条C表示的控制信号的较小值，这导致电灯14的光输出具有相对较低的电平。
如线条B所示，在时间t9处已存储了较大数据，这导致控制信号的高幅值，如线条C所示，控制信号的高幅值接着导致电灯14的高光输出电平。
根据本发明，当接收与先前接收的数据值不同的新数据值时，对装置控制器8进行编程，以通过在当前接收数据值和先前接收数据值之间进行内插来计算多个附加数据值，并将所述附加数据值分布在接收当前所接收数据值之后的特定持续时间的时间间隔上。
如线条B所示，在时间t1处，接收到大于先前所接收数据值的数据值。然后，装置控制器8将计算并分配附加数据值，使得线条C所示的控制信号在时间t1和t2之间将具有上升斜坡。
在时间t2处，接收到小于时间t1处所接收到的数据值的数据值。因此，控制信号在时间t2和t3之间将具有下降斜坡。
在时间t3处，接收到与时间t2处所接收到的数据值相同的数据值。因此，控制信号在时间t3和t4之间将不发生改变。
在时间t4处，接收到大于时间t3处所接收到的数据值的数据值。因此，控制信号在时间t3和t4之间将具有上升斜坡。
在时间t5处，接收到与时间t4处所接收到的数据值相同的数据值。因此，控制信号在时间t4和t5之间将不发生改变。
在控制信号中应用这样的斜坡，如线条C所示，将降低人们对电灯14的光输出电平中阶跃状改变的可感知性。
尽管线条C示出了直线斜坡，然而，所述斜坡可以包含大量小阶梯。此外，可以对装置控制器8进行编程以计算附加数据值，使得在图2的线条C示出为直线斜坡的地方应用平滑曲线。
通过将所述计算得到的附加数据值分布在一段时间上，可以进一步降低对电灯14的光输出电平改变的可感知性，所述一段时间比装置控制器8可以从系统控制器2接收数据的时间间隔更长。线条D示出控制信号的实例，其中计算所得的附加数据值分布在装置控制器8可以接收数据的三个时间间隔上。因此线条D示出的斜坡没有线条D中的那么陡。另外，一旦接收到与先前接收到的数据值不同的数据值时，则计算附加数据值以位于控制信号当前达到的值和当前所接收数据值之间的范围内。在这种情况下，从图2的线条D可以清楚，可以使得电灯14的光输出电平的过渡更加平滑。
可能的是，系统控制器2并不是在所有的情况下都使用固定的间隔将数据值传送给电灯装置6。可以对系统控制器2进行编程以仅传送改变的数据值，期间可能存在一些重复。在这种情况下，分布计算所得附加数据值的时间间隔可以根据装置控制器8接收到的改变数据值的速率进行改变。
装置控制器8可以测量接收两个连续数据值之间的时间间隔持续时间，并根据所测量的持续时间分步计算所得的附加数据值。
可以观察到，电灯14可以通过脉冲驱动，所述脉冲宽度已由诸如图2的线条C或者D示出的控制信号进行调制。在这种情况下，这种脉冲具有比数据接收时间间隔更小(诸如t1和t2之间的时间间隔)的周期。

Claims (9)

1.用于驱动照明系统中的电灯(14)的方法，所述照明系统包括装置控制器(8)和驱动器(12)，其中以一定间隔将代表电灯目标激励电平的设定值数据提供给所述装置控制器，所述设定值被转换为驱动控制信号，并将所述驱动控制信号提供给所述驱动器以驱动电灯，其特征在于，在用于产生驱动器控制信号的最后值和所提供设定值的最后值之间生成内插值，然后将所述内插值分布在随后的分布周期上，并且所述内插值用于在分布周期期间生成驱动器控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布周期具有与先前数据提供间隔的持续期间相同的持续时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布周期具有比先前数据提供间隔更长的持续时间。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，测量先前数据提供间隔的持续时间。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动控制信号为脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号由电流值调制以生成驱动控制信号，且所述驱动控制信号的脉冲周期与内插周期的随后分布内插值的周期相同。
6.用于驱动照明系统中的电灯(14)的控制设备，所述照明系统包括装置控制器(8)和驱动器(12)，其中以一定间隔将代表电灯目标激励电平的设定值数据提供给所述装置控制器，转换器(10)将所述设定值转换为驱动控制信号，并将所述驱动控制信号提供给所述驱动器以驱动电灯，其特征在于，所述装置控制器在用于产生驱动器控制信号的最后值和所提供设定值的最后值之间生成内插值，然后所述装置控制器将所述内插值分布在随后的分布周期上，并且所述转换器转换所述内插值以在分布周期期间生成驱动器控制信号。
7.根据权利要求6所述的控制设备，其特征在于，所述分布周期具有与先前数据提供间隔的持续期间相同的持续时间。
8.根据权利要求6所述的控制设备，其特征在于，所述分布周期具有比先前数据提供间隔更长的持续时间。
9.根据前述权利要求6至8任一项所述的控制设备，其特征在于，所述转换器生成作为脉冲宽度调制信号的驱动控制信号，所述脉冲宽度调制信号由电流值调制以生成驱动控制信号，且所述驱动控制信号的脉冲周期与内插周期的随后分布内插值的周期相同。
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