JP2008511965A

JP2008511965A - 高輝度放電照明を制御する装置および方法

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Publication number: JP2008511965A
Application number: JP2007530241A
Authority: JP
Inventors: エムアーチデキンジェイムズ; チャールズベナスロビン
Original assignee: アクティヴイーエスライティングコントロールズインコーポレイテッド
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2008-04-17
Also published as: CA2577416C; US20060055248A1; KR20070057187A; MX2007002620A; ZA200701542B; AU2005282832A1; EP1784700A1; CN101065715A; KR100876005B1; BRPI0515620A; NZ552850A; AU2005282832B2; IL181574A0; US7084587B2; CN100595713C; CA2577416A1; EP1784700A4; WO2006028781A1

Abstract

改良された、ＨＩＤ（高輝度放電）照明のような放電照明を制御する装置および方法は、照明の全電圧始動と、選択された可変始動段階または期間後の減電圧における照明の連続動作とをもたらす。装置は一次巻線および二次巻線を有する単巻変圧器回路を備える。一次巻線は常に負荷と直列であるが、電線からの全ライン電圧を負荷に接続するために短絡される。一次巻線が短絡されない場合に、二次巻線も負荷に接続され、そのため減電圧が負荷に供給される。熱的類似デバイスはＨＩＤ照明ユニットのウォームアップ時定数をシミュレートし、そのためＨＩＤ照明ユニットの動作電圧の減少は、この照明ユニットが減少した動作電圧で動作を持続するために、十分に高い温度に達した後にだけ生じる。

Description

本出願は２００４年９月２日に提出の米国仮特許願第６０／６０６９７２号に関連するものである。

本発明は照明制御の分野に関する。より詳しくは、本発明は、ＨＩＤ（高輝度放電）ランプのような、照明ユニットに加えられる電圧を制御する装置および方法に関する。このようなＨＩＤ照明は消費エネルギー１ワット当たりの照明出力が大きい。さらに、いったん全電圧で始動すると、このようなＨＩＤ照明は、照明出力をほとんど減少させずに、しかもエネルギー消費を大幅に減少させて、大幅に減少した電圧で動作を持続させる。

本発明は、先行技術である特許文献１（１９８４年２月１４日に許可）、特許文献２、特許文献３、および特許文献４における改良発明である。

特許文献１は、スイッチと直列に接続される単巻変圧器を用いて印加電圧を選択的に低減させる、ＨＩＤ照明用の制御装置を開示している。単巻変圧器の巻線の第１部分は入力と出力との間に配置され、第２巻線部分は出力と交流電源の共通または中立端子との間に配置される。巻線の第１部分は単巻変圧器の直列巻線と称され、巻線の第２部分は単巻変圧器の共通巻線と称される。スイッチ（例えば、リレー）は、リレーが開状態である場合に、電流は共通巻線を流れず、出力電圧は入力電圧にほぼ等しいように、共通巻線と直列に接続される。
米国特許第４４３１９４８号公報米国特許第５５２８１１０号公報米国特許第５５０８５８９号公報米国特許第５６２３１８６号公報

一方、特許文献１によれば、リレーのスイッチ接点が閉である場合に、電流は共通巻線を流れることが可能であり、単巻変圧器は、出力電圧が入力電圧よりも減少させた状態でその正常機能を行う。しかしながら、特許文献１の発明は、特許文献２〜４に指摘されているように、重大な欠点を有する。

特許文献２〜４では、単巻変圧器は、単巻変圧器における高調波の発生を相殺するためにバッキングコイルを備え、不測の加熱が単巻変圧器に影響を及ぼす。この発明の単巻変圧器は特許文献１の欠点を克服している。しかしながら、ＨＩＤ照明を制御する技術に対するさらなる改良が実現可能である。従って、電力消費を減少させるために、改良されたＨＩＤ照明を制御する装置および方法を提供する必要がある。

関連する技術の不備を考慮して、本発明の目的はこれらの不備を減らすか、少なくとも１つをなくすことにある。

本発明の第１の目的は、改良された単巻変圧器回路を備えるＨＩＤ照明制御装置を提供することにあり、この制御装置は、単一のＳＰＤＴスイッチだけを用いて、照明ユニットを全電圧で始動させ、照明ユニットの動作を持続させている間に印加電圧を低減させ、全電圧から低減電圧への変化中に照明ユニットへの電流を切断しないことを可能にする。

本発明の第２の目的は、ＨＩＤ照明ユニット用の適切な始動およびウォームアップ時間を決定するために、ＨＩＤ照明の熱慣性類似物を利用するＨＩＤ照明制御装置を提供することにあり、この時間は周囲条件によって変化する。

ＨＩＤ照明ユニット用のウォームアップ時間は周囲温度によって変化し、風速によっても若干変化する。

本発明の第３の目的は、ＨＩＤ照明ユニットが低減電圧レベルで動作を持続するために十分な動作温度に達した後にだけ、ＨＩＤ照明ユニットの動作電圧を減少させるＨＩＤ照明制御装置を提供することにある。

本発明の目的および利点について、添付図面に基づく本発明の次の特に好ましい例示的実施形態より明らかにする。

図１を参照すると、照明制御装置１０は電線１２を経由してライン電力を受け取り、全体を矢印の付いている符号１６で示す相互接続配線を用いて、１対のＨＩＤ照明１４を制御する。ところで図２および３を併せて見ると、照明制御装置１０は、内部空洞２０を規定する大体長方形の箱またはケース１８を含むことが分かる。スタンドオフ２４を用いて支持される印刷回路基板２２は空洞２０内に配置される。コネクタストリップ２６は、電気配線の装置１０への接続を容易にするために、印刷回路基板２２の一端に隣接して取り付けられる。このコネクタストリップ２６はまた、印刷回路基板２２上に配置される回路（以下にさらに説明される）に接続する。

図２および図３をさらに詳細に見ると、印刷回路基板２２は１対の相隔たる変圧器２８および３０を担持することが分かる。２つの変圧器２８および３０は、照明制御装置１０が１対のＨＩＤ照明ユニット（またはこのような照明ユニットの２つのバンク）を制御することを可能にする。この１対の変圧器の間に、印刷回路基板２２は１対の相隔たるＳＰＤＴ（単極双投）リレー３２および３４を担持する。リレー３２と３４との間および変圧器２８と３０との間に、印刷回路基板２２は、全体を矢印の付いている符号３６で示す熱的類似デバイスを担持する。デバイス３６は、印刷回路基板２２に隣接して形成され、かつ変圧器およびリレーによって囲まれる、保護された「ポケット」または凹み３６’内に設置される。

分かりやすくするために図２および３に示されていないが、凹み３６’内の熱的類似デバイス３６を囲む断熱材、および１対の変圧器２８、３０の間の、かつ１対のリレー３２、３４を覆う空間に亘る環境保護カバーが装置１０にある。すなわち、環境保護カバー（図３に破線３６"で示す）はデバイス３６のすぐ上を凹み３６’を横切って亘り、デバイス３６の上に上部境界壁を形成し、同様に印刷回路基板２２は凹み３６’に対する下部壁を形成する。熱的類似デバイス３６の周囲の、かつ印刷回路基板２２と環境保護カバー３６"との間の空間は、選ばれた量の断熱材、例えばグラスファイバー断熱材で充填される。デバイス３６の周囲の断熱材および環境保護カバーは以下にさらに図示され、説明されるが、それらの目的は、保護され、熱的に制御される環境を熱的類似デバイス３６の周りに設けることである。

照明制御装置１０の動作について、制御装置１０の一部の簡略図である図４に基づき説明する。図４において、ＡＣライン電力が電線３８および４０を経由して受け取られ、電線３８は変圧器４４（変圧器２８かそれとも３０を表す）の一次巻線４２の一端に接続されている。この変圧器巻線４２の他端はＨＩＤ照明ユニット１４に接続され、ＨＩＤ照明ユニット１４の他の端子は他の電線４０に接続される。従って、ライン電圧が電線３８および４０に加えられると必らず、ＨＩＤ照明ユニット１４は電圧を受け取る。一方、ＨＩＤ照明ユニット１４によって受け取られる電圧レベルは、照明制御装置１０の動作によって制御され、即ち、変圧器２８または３０（図４の図式変圧器４４によって表される）の動作によって制御される。

図４に示す回路は、一次巻線４４の他端および照明ユニット１４に接続する共通接点を有するＳＰＤＴスイッチ（リレー３２または３４を表し、それで図４に「３２／３４」として示す）を備えている。このリレー３２または３４は、電線３８および一次巻線４２の第１端に接続される常時開（ＮО）接点を含む。同様に、リレー３２または３４は、変圧器４４の二次巻線４６の一端に接続される常時閉（ＮＣ）接点を備えている。

この二次巻線４６の他端は電線４０に接続される。従って、当業者には、リレー２８または３０が非通電であり、かつＮＣ接点が閉である場合に、変圧器４４は従来の単巻変圧器として機能し、減電圧を照明ユニット１４に供給することが分かる。別の面から見ると、リレー２８または３０のＮＣ接点が閉である場合に、リレー２８または３０は電力を電線３８から二次巻線４６の第１端に供給する。このリレー２８または３０のＮО接点が閉である場合に、リレーは一次巻線４２を短絡するが、全電圧を電線３８から照明ユニット１４に供給する。リレー２８または３０のＮＣ接点が閉である場合に、照明ユニット１４に供給される減電圧レベルは、一次巻線４２および二次巻線４６の全巻回数と比べた二次巻線４６の巻線比に大体比例するライン電圧の比である。重要なことには、図４に示す回路の構成のために、照明ユニット１４に加えられる電圧の全電圧から減電圧への変化は、照明ユニットへの電流を切断せずに起こる。従って、ＨＩＤ照明ユニットは電流の一時的な切断で停止することはない。ＨＩＤ照明ユニット１４のウォームアップ後に要求される電圧減少の間に電流は途切れない。

ＨＩＤ照明ユニット１４を全電圧で始動させ、その後に、電圧レベルが連続動作のために減少する場合に、照明ユニットが確実に照らし続けることができるように、全電圧において十分なウォームアップ動作期間を続けるために、熱的類似デバイス３６が設けられる。図５を見ると、この熱的類似デバイス３６は矢印の付いている符号４８で表される制御熱源を含んでいる。電圧がＨＩＤ照明ユニット１４を始動させるために電線３８および４０に最初に加えられる場合に、抵抗４８が熱を生じ始めるように、この制御熱源は、ライン電圧および共通端子に（すなわち、電線３８と４０との間に）接続される抵抗を用いて設けられることが好ましい。デバイス３６は、矢印５０によって示される熱質量（ウォームアップ時定数を与える）と、符号５２で表される温度応答性スイッチとをさらに含んでいる。温度応答性スイッチ５２は常時閉であることが好ましい実施形態で示されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、デバイス３６は常時開の温度応答性スイッチを用いてもよく、そのときリレー２８および３０のＮОおよびＮＣ接点の接続を逆にする。

熱的類似デバイス３６は、断熱バリア５４（図５に破線およびハッシュマークで表す）を含んでいる。この断熱バリア５４は、図２および３を参照して上述された断熱材および環境保護カバーによって施される。実際には、この断熱バリアは、必要かつ十分な程度の断熱をヒーター４８、質量５０、およびスイッチ５２の組み合せと周囲との間に設けるように選択され、これによりデバイス３６は、ＨＩＤ照明ユニット１４のウォームアップ時定数または特性の類似である（いくらか遅いほうが好ましい）時定数で、周囲温度からスイッチ５２の活性化温度よりも十分に高い温度へ暖まる。熱的類似デバイス３６のウォームアップの時定数の必要かつ意図的な遅延は、例えば、電圧が照明制御装置１０によって減少する前に、ＨＩＤ照明ユニットが風の強い状態（熱をＨＩＤ照明ユニットから逃がす）にもかかわらずその動作温度に確実に達するために用いることができる。従って、いったん動作電圧が照明制御装置１０によって減少すると、ＨＩＤ照明ユニットの連続動作は確保される。

結果として、ＨＩＤ照明ユニット１４が全ライン電圧で始動させられ、次に、照明ユニットが減電圧レベルにおいて動作を持続するのに十分な温度に達するために周囲温度から暖まる、全ライン電圧における動作期間を与えられると、熱的類似デバイス３６も同様に周囲温度からウォームアップする。熱的類似デバイスは、照明ユニット１４が減電圧における動作を持続するほど十分に熱くなった時を決定するために使用される。この目的を達成するために、電圧が照明制御装置１０に最初に加えられると、熱的類似デバイス３６のスイッチ５２は閉じられ、電力をリレー２８または３０のコイルに供給する。従って、このリレー２８または３０のＮＣ接点は開かれ、ＮО接点は閉じられる。結果として、一次巻線４２は短絡し、ＨＩＤ照明ユニット１４は全ライン電圧をすぐに受け取り（図４の電線３８から）、この全ライン電圧は冷たい周囲状態であってもＨＩＤ照明ユニット１４を始動させるのに十分である。

続いて、照明ユニット１４は始動し、ウォームアップし、それで熱的類似デバイス３６はウォームアップする。熱的類似デバイス３６が、温度応答性スイッチ５２が開く温度に達する時までに、照明ユニット１４は減電圧レベルにおいて動作を持続するのに十分な温度に達している。後で示すように、このスイッチ５２はリレー２８または３０のコイルに接続され、開かれると、ＨＩＤ照明ユニット１４の動作を持続するのに必要な所望の電圧減少を起こすために、このリレーを不作動にする。

ところで図６を参照すると、照明制御装置１０は１対の変圧器２８および３０と、１対のリレー３２および３４とを実際に含み、これら全ては１対の熱的類似デバイス（各々矢印の付いている符号３６で表す）により制御され、この一対の熱的類似デバイスは単一抵抗を両方の熱的類似デバイス用のヒーターとして用いている。すなわち、単一抵抗４８は１対の温度応答性スイッチ５２ａおよび５２ｂを加熱する。さらに、抵抗４８ならびにスイッチ５２ａおよび５２ｂの一体となった質量は所望の熱質量５０を与える。図２、３、および５を参照して上に指摘したように、凹み３６’内に配置された断熱材は、この凹みの上の環境保護カバーとともに、周囲に対する所望の断熱材５４を与える。当業者は、周囲に対する熱的類似デバイス３６の断熱（または分離）材５４は決して完全ではなく、単に十分かつ必要なレベルに過ぎないことが分かる。すなわち、ＨＩＤ照明ユニット１４の電源が動作期間後に切られると、ＨＩＤ照明ユニットが冷えるにつれて、熱的類似デバイス３６も冷える。断熱材５４の断熱値を適切に選択することによって、熱的類似デバイス３６はＨＩＤ照明ユニット１４の動作停止のわずか数分後にスイッチ５２の接点を再び閉じる。このようにして、いったんスイッチ５２が閉じると、電力をライン１２（すなわち電線３８および４０）に再度供給することによってＨＩＤ照明ユニットは全電圧で再始動することができる。

図７の本発明の別の実施形態においては、街灯５６（図７には街灯のヘッドだけを示す）の場合は、本発明のモジュール式電圧減少装置５８は、周囲光センサー６０とランプ構造５６のレセプタクル６２との間に置かれるように構成されている。図８に示すように、電圧減少装置５８は、ランプ構造５６のレセプタクル６２の複製物であるレセプタクル６４を備えている。さらに、電圧減少装置５８は３ピンプラグ６６を備え、このプラグ６６は、周囲光センサー６０がランプ構造５６のレセプタクル６２に適合するように、周囲光センサー６０と同じピン配置を備えている。従って、本発明の実施形態の取付けは、図７に示すように、周囲光センサー６０をレセプタクル６２から一時的に取り外し、電圧減少装置５８をレセプタクル６２を挿入することによって簡単に行われ、次に周囲光センサー６０が電圧減少装置５８のレセプタクル６４に挿入される。周囲光センサーは全く同じようにその機能を実行し続ける。しかしながら、街灯５６の高輝度放電（ＨＩＤ）照明ユニットに加えられる電圧は、全電圧における最初の放電起動の後に自動的に減少する。

図７、８、および９に示す本発明の実施形態の多くの特徴が、上に図示し、説明したものと同一または類似であるので、図７〜９の特徴は同一の符号に１００を加えて表される。図８を見ると、装置５８は矢印の付いている符号１２８で表される変圧器を備えることが分かる。この場合には、この変圧器１２８の一次巻線１４２はタップ１４２ａを含み、このタップの使用は図９を参照して以下に説明される。また一方、変圧器１２８は二次巻線１４６も含み、上に説明した第１実施形態のように電源ラインおよび負荷（すなわち、街灯５６）と関連する。さらに、図７〜９の実施形態は、上に説明したようにＳＰＳＤリレー１３２および熱的類似デバイス１３６を含む。従って、図７〜９の照明制御装置の動作は上に説明したものと同じであり、街灯５６は全電圧で始動、ウォームアップされ、この後に、熱的類似デバイス１３６が、十分に高い温度に達したことを表示すると、ＨＩＤ照明ユニットの動作電圧は減少して、街灯の動作を減電圧において持続する。

図９の回路は、プラグ６６から一次巻線１４２への接続が、一次巻線１４２の端部ではなくタップ１４２ａで行われることを除いて、図８に示す回路とほぼ同じである。その結果として、制御される街灯の動作電圧が全電圧から或る低い選択される動作電圧へ減少する場合に、図９の実施形態によって生じる電圧減少は図８の実施形態によって生じる電圧減少の２倍である。図８および９の装置は、変圧器１４２とプラグ６６との間の接続を除いて同じである。従って、図８および９の装置５８のユーザーは、街灯５６の動作を持続するのに望ましい電圧減少を選択できる。図８の実施形態によって生じる電圧減少の場合は、街路照明は目に見えて分かるほどには減少しない。一方、街路照明のわずかな目に見えて分かる減少が許容できる場合は、街灯５６を動作させるコストを約３６％以上削減するために、図９の実施形態を用いることができる。

図１０は本発明の別の実施形態を示し、この実施形態は図６の実施形態に多くの点で類似しているが、制御放電照明の動作電圧のスイッチを始動電圧から低い動作電圧へ切り換えるカウントダウンタイマーを備えている。従って、図１０の実施形態は図６と同じような多くの特徴を有するので、図１０の特徴は図６を参照して上に図示、説明した特徴と同じか、または類似であり、上に用いた符号と同じであるがダッシュ記号（’）を付した符号で図１０に示される。

図１０を見ると、照明制御装置１０’は、一対の変圧器２８’および３０’（変圧器の二次巻線はТ１およびТ２として表される）と、図６の一対のリレー３２および３４の機能を行う単一の双極双投（ＤＰＤＴ）リレー３２’とを含むことが分かる。リレー３２’は、予め選択したカウントダウン期間を有し、かつ起動するとこの期間をゼロに向ってカウントダウンし始める、単一カウントダウンタイマー３６’によって制御される。すなわち、全電圧が照明制御装置１０’の「負荷」端子に接続したＨＩＤランプに加えられるように、照明制御装置１０’が通電されると、タイマー３６’はカウントダウンを開始する。タイマー３６’によって実施されるカウントダウン期間を適切に選択することによって、照明制御装置１０’の「負荷」端子に接続したＨＩＤランプは全線間電圧で確実に始動し、次に、照明制御装置１０’の回路によって（すなわち、図４に示す単巻変圧器回路の適用によって）実施される、低い所望の動作電圧に切り換えられる。極寒の冬の温度を経験する場所で特に実現される照明制御装置１０’の利点は、熱的類似物（すなわち、図６の照明制御装置１０に用いられた）が、照明制御装置に接続したＨＩＤランプの完全な類似物ではないということである。極寒の気候では、特に終日続く寒冷浸透期間の後で（街灯および標識照明灯が経験するとき）、動作電圧が減少する前にＨＩＤランプが減電圧で動作を持続する温度に達しないという問題が起きる。その場合には、電圧が減少すると、ＨＩＤランプは放電動作を中断し、再始動しない。

しかしながら、図１０の実施形態は、極低温における長期の寒冷浸透の後でも、動作電圧が減少する前にＨＩＤランプが持続温度に達することを確かにする、一定の時間間隔を選択することによって、この問題を回避する。図４および１０の実施形態の組み合せが用いられ、熱的類似始動タイマーか、あるいはカウントダウンタイマーを選択するために温度応答性スイッチを使用する、簡単な方法によって実現できることは当業者にも分かる。従って、この方法が実施される場合は、ＨＩＤランプは熱的類似物を用いて中程度の状態で始動し、エネルギーはランプを可能な限り速やかに低い持続電圧に切り換えることによって節減される。一方、気温が極度に低いと、ＨＩＤランプはカウントダウンタイマーを用いて始動し、どんなに周囲温度が低くても、適切なランプのウォームアップと、動作電圧減少時におけるランプの途切れない照明とを確かにするように、時間間隔が選ばれるので、電圧が減少した場合にランプの動作が確実に持続する。

図７と、図１１、１２、および１３において、街灯５６の場合は、本発明のモジュール式電圧減少装置５８は、周囲光センサー６０とランプ構造５６のレセプタクル６２との間に置かれるように構成されている（図７参照）。具体的にいえば、図に示すように、モジュール式電圧制御装置または減少装置５８は、レセプタクル６４（これは街灯構造５６のレセプタクル６２の機能的複製である）を上部に備える筐体５８’を含む。さらに、電圧減少装置５８は３ピンプラグ６６（これは周囲光センサー６０と同じピン配置を備える）を備える。結果として、モジュール式電圧減少装置５８は、ランプ構造５６のレセプタクル６２および周囲光センサー６０に適合する。電圧減少装置５８は街灯５６のレセプタクル６２に差し込まれ、周囲光センサーは図１１に矢印によって示す電圧減少装置５８に差し込まれる。

図１２および１３を参照すると、街灯の上で遭遇する過酷な環境において筐体５８’に適切な耐候性をもたせるために、筐体５８’は、中央開口部６８ｂを有する端壁６８ａを規定するカップ状（すなわち、逆さにしたカップの形）の筐体部分６８を含み、レセプタクル６４は中央開口部６８ｂを通してアクセスされることが分かる。環状凹み６８’は、筐体部分６８の上端に外接し、周囲光センサー６０のウェザースカート６０’（図１１参照）内に特定の距離だけ挿入される。さらに、この筐体部分６８は、下向きに配置された開口部７２を規定し、板状の閉鎖部材７４を開口部７２に受け入れ、この閉鎖部材は所定の距離だけ開口部７２内へ引っ込めて取り付けられて、垂れ下がるスカート部分７６を設ける。周囲光センサーの電圧減少装置５８への電気的接続に耐候性をもたせるために、スカート６０’が凹み６８’に入り、筐体部分６８を部分的に覆うのと同じ方法で、スカート７６はスカート６０’を複製し、電圧減少装置５８が街灯のレセプタクル６２に差し込まれる場合に（図７参照）、同様な耐候性を備える。

図１３において、トロイダル変圧器７８は筐体部分６８内に収容されている。このトロイダル変圧器は図８および９に示す変圧器１２８の機能を果たす。通路７８’はこの変圧器７８の中央に規定される。変圧器７８の上方で、印刷回路基板８０は弾力性のある絶縁スペーサ８２上に置かれ、回路部品８４を担持する。一対の弾力性のある絶縁体８２が変圧器７８を間にはさむように、別の弾力性のある絶縁体８２も変圧器７８の下に配置される。図８および９において、回路部品８４は、熱的類似デバイス１３６およびリレー１３２のような部品を含んでいる。あるいは、図１０において、カウントダウンタイマーが回路部品８４に含まれている。通路７８’の中央で、端壁６８ａから閉鎖部材７４へ延びるのがタイロッド８６である。このタイロッド８６は一対の螺子８８および９０によって固定され、これらの螺子は、タイロッド８６によって規定される、それぞれの軸方向に延びる穴に螺子止めされ、それによって閉鎖部材、ならびに電圧減少装置５８の回路部品は、カップ状筐体部分６８を含む筐体５８’内に保持される。タイロッド８６および螺子８８はすぐ上に述べた部品のスタックを圧縮して保持するのに対して、閉鎖部材７４とレセプタクル６４の上面との間の距離が一定であるように、一対の弾力性のある絶縁体８２は変圧器７８の軸方向寸法における製造のばらつきに備える。

また一方で、筐体部分６８および閉鎖部材７４は、高分子材料から一体成形によって形成されることが最も好ましい。筐体部分６８および閉鎖部材７４に用いる高分子材料は、十分に当業者が選択できる範囲にあるが、それは、街灯の上で遭遇する過酷な環境において耐候性があり、かつ紫外光（すなわち太陽光）による劣化に耐えなければならない。上に説明したように、筐体部分６８の内容物の軸方向寸法は一定であり（すなわち、タイロッド８６によって）、電圧減少装置５８が筐体部分６８内に簡単に嵌め込まれるが、優れた耐候性が電圧減少装置５８内の回路に施されるように、閉鎖部材７４はカップ状筐体部分６８にと嵌合するように構成される。

本発明は、上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

改良されたＨＩＤ照明用の照明制御装置の一実施例を示す。図１の照明制御装置の部分断面平面図を示す。図１の照明制御装置の立面図を示す。図１の照明制御装置の簡略部分回路図を示す。図１の照明制御装置に含まれる、ＨＩＤ照明の熱慣性類似物を示す。図１、２、および３の照明制御装置の完全な回路図を示す。ＨＩＤ照明の別の実施例、およびこのような照明制御装置の別の代替実施例の斜視図を示す。図７のＨＩＤ照明制御装置の別の実施例の回路図を示し、この回路はＨＩＤ照明の動作を持続するために第１レベルの減電圧を供給する。図７のＨＩＤ照明制御装置の別の実施例の回路図を示し、この回路は第１レベルの減電圧の２倍の電圧を供給する。図６に示す回路に類似するが、１対の制御放電照明ユニットに対して始動電圧から動作電圧への変化を起こすカウントダウンタイマーを含む、照明制御装置の完全な回路図を示す。街灯用の照明制御装置および照明制御装置に差し込まれる街灯用の周辺光センサーの組立分解斜視図を示す。図７、８、９、および１１に示す街灯照明制御装置の平面図を示す。図７、８、９、および１１に示す街灯照明制御装置の立面（部分的に断面）図を示す。

符号の説明

１０照明制御装置
１０’ 照明制御装置
１２ライン
１４ＨＩＤ照明ユニット
１６相互接続配線
２０内部空洞
２２印刷回路基板
２４スタンドオフ
２６コネクタストリップ
２８変圧器
２８’ 変圧器
３０変圧器
３０’ 変圧器
３２ＳＰＤＴリレー
３２’ ＤＰＤＴリレー
３４ＳＰＤＴリレー
３６熱的類似デバイス
３６’ 凹み
３６’ カウントダウンタイマー
３６" 環境保護カバー
３８電線
４０電線
４２一次巻線
４４変圧器
４６二次巻線
４８抵抗
５０熱質量
５２温度応答性スイッチ
５２ａ温度応答性スイッチ
５２ｂ温度応答性スイッチ
５４断熱バリア
５６街灯
５８電圧減少装置
５８’ 筐体
６０周囲光センサー
６０’ ウェザースカート
６２レセプタクル
６４レセプタクル
６６３ピンプラグ
６８筐体部分
６８’ 環状凹み
６８ａ端壁
６８ｂ中央開口部
７２開口部
７４閉鎖部材
７６垂れ下がるスカート部分
７８変圧器
７８’ 通路
８０印刷回路基板
８２弾力性のある絶縁スペーサ
８４回路部品
８６タイロッド
８８螺子
９０螺子
１２８変圧器
１３２ＳＰＤＴリレー
１３６熱的類似デバイス
１４２一次巻線
１４２ａタップ
１４６二次巻線
Т１二次巻線
Т２二次巻線

Claims

負荷デバイスを全ＡＣライン電圧で始動させたり、前記負荷デバイスを低減した動作電圧で、電圧低減中にラインと前記負荷デバイスとの間の連続を失わずに、連続動作させたりする制御装置であって、単巻変圧器が、第１端部および第２端部を含む一次巻線と、第１端部および第２端部を有するニ次巻線とを有し、前記一次巻線は、その第１端部で前記ＡＣラインの一方の側に接続され、その第２端部で前記負荷デバイスの一方の側に接続され、第１スイッチ接点と共通接点が接続されると、前記一次巻線は短絡され、前記負荷デバイスは全ライン電圧を受け取るように、ＳＰＤＴスイッチが、前記一次巻線の前記第１端部に接続する前記第１スイッチ接点と、前記負荷デバイスに接続する前記共通接点とを有し、また前記ＳＰＤＴスイッチは前記ニ次巻線の第１端部に接続する第２スイッチ接点を含み、前記ニ次巻線の第２端部が前記ＡＣラインの他の側および前記負荷デバイスの他の側に接続し、そのため前記第２スイッチ接点と前記共通接点が接続されると、前記一次巻線および前記ニ次巻線は直列になって前記ＡＣラインに接続され、前記負荷デバイスは低減電圧を受け取る制御装置。
ライン電圧を制御装置および負荷に印加してから或る期間経過すると、ＳＰＤＴスイッチを共通接点と第１スイッチ接点との接続から前記共通接点と第２スイッチ接点との接続へ切り換える、インターバルデバイスをさらに備える請求項１に記載の制御装置。
インターバルデバイスが負荷デバイスの熱的類似物を備える請求項２に記載の制御装置。
インターバルデバイスが、周囲温度に応じて、ライン電圧の制御装置および負荷への印加と前記負荷に印加される電圧の低減との間の期間を変更する請求項３に記載の制御装置。
インターバルデバイスがカウントダウンタイマーを備える請求項３に記載の制御装置。
インターバルデバイスが、カウントダウンタイマーの値に応じて、ライン電圧の制御装置および負荷への印加と前記負荷に印加される電圧の低減との間の期間を決定する請求項５に記載の制御装置。
負荷デバイスが高輝度放電（ＨＩＤ）ランプを備える請求項１に記載の制御装置。
第１および第２端部を含む一次巻線を有する第２単巻変圧器をさらに備える制御装置であって、前記第２単巻変圧器は第１端部および第２端部を有するニ次巻線を有し、前記一次巻線は、その第１端部でＡＣラインの一方の側に接続され、その第２端部で第２負荷デバイスの一方の側に接続され、
第１スイッチ接点と共通接点が接続されると、前記第２単巻変圧器の前記一次巻線は短絡され、前記第２負荷デバイスは全ライン電圧を受け取るように、第２ＳＰＤＴスイッチが、前記第２単巻変圧器の前記一次巻線の前記第１端部に接続する前記第１スイッチ接点と、前記第２負荷デバイスに接続する前記共通接点とを有し、
前記第２ＳＰＤＴスイッチは、前記第２単巻変圧器の前記二次巻線の第１端部に接続する第２スイッチ接点を含み、前記二次巻線の第２端部が前記ＡＣラインの他の側および前記第２負荷デバイスの他の側に接続し、そのため前記第２ＳＰＤＴスイッチの前記第２スイッチ接点と前記共通接点が接続されると、前記一次巻線および前記ニ次巻線は直列になって前記ＡＣラインに接続され、前記第２負荷デバイスは低減電圧を受け取る請求項１に記載の制御装置。
単巻変圧器、第２単巻変圧器、ＳＰＤＴスイッチ、および第２ＳＰＤＴスイッチを収容するケースを備える制御装置であって、前記単巻変圧器および前記第２単巻変圧器は前記ケース内に間隔を置いて配列され、前記ＳＰＤＴスイッチおよび前記第２ＳＰＤＴスイッチも同様に直交直線に沿って前記ケース内に間隔を置いて配列されて、前記単巻変圧器、前記第２単巻変圧器、前記ＳＰＤＴスイッチ、および前記第２ＳＰＤＴスイッチの間に凹みを規定し、負荷デバイスおよび第２負荷デバイスのウォームアップ時定数をほぼ複製する熱的類似デバイスが、前記凹みに配置される請求項８に記載の制御装置。
凹みに充填される断熱材と、前記凹みを塞ぐ保護カバー部材とを備える請求項９に記載の制御装置。
ＨＩＤランプを全ライン電圧で始動させたり、低減したエネルギー消費で連続動作するために、ラインと前記ＨＩＤランプとの間の連続を中断せずに、前記ＨＩＤランプの動作電圧を低減させたりする方法であって、
第１端部および第２端部を含む一次巻線と、第１端部および第２端部を有するニ次巻線とを有する単巻変圧器を設ける段階と、
前記一次巻線をその第１端部で前記ラインの一方の側に接続し、前記一次巻線をその第２端部で前記ＨＩＤランプと直列に接続する段階と、
第１スイッチ接点と共通接点が接続されると、前記一次巻線は短絡され、前記ＨＩＤランプは全ライン電圧を受け取るように、前記第１スイッチ接点を有するＳＰＤＴスイッチを設け、前記第１スイッチ接点を前記一次巻線の前記第１端部に接続し、前記ＳＰＤＴスイッチの前記共通接点を前記ＨＩＤランプに接続する段階と、
前記ＳＰＤＴスイッチの第２スイッチ接点を前記ニ次巻線の第１端部に接続し、前記ニ次巻線の第２端部を前記ラインの他の側および前記ＨＩＤランプの他の側に接続し、そのため前記第２スイッチ接点と前記共通接点が接続されると、前記一次および二次巻線は直列になって前記ラインに接続され、前記ＨＩＤランプは低減電圧を受け取る段階とを含む方法。
熱的類似デバイスを設け、ＨＩＤランプが周囲温度からウォームアップするのに大体類似して、前記熱的類似デバイスが周囲温度からウォームアップするように、電力を前記ＨＩＤランプおよび前記熱的類似デバイスに同時に加える段階と、
前記熱的類似デバイスの温度レベルを用いて、ＳＰＤＴスイッチを切り換えて、前記ＨＩＤランプに加えられる動作電圧を低減し、そのため前記ＨＩＤランプの動作電圧が低減すると、前記ＨＩＤランプは周囲よりも十分に高い温度に達していて、低減した動作電圧で放電動作を持続する段階と、
をさらに含む請求項１１に記載の方法。
電力が加えられると所定の期間をカウントダウンし、次にＳＰＤＴスイッチを切り換えて、ＨＩＤランプに供給される動作電圧を低減する、カウントダウンタイマーを設ける段階と、
前記カウントダウンタイマーが前記所定の期間の最後に達し、前記ＳＰＤＴスイッチを切り換えて、前記ＨＩＤランプに加えられる動作電圧を低減させると、前記ＨＩＤランプは周囲よりも十分に高い温度に達していて、低減した動作電圧で放電動作を持続するように、電力を前記ＨＩＤランプおよび前記カウントダウンタイマーに同時に加える段階と、
をさらに含む請求項１１に記載の方法。
高輝度放電（ＨＩＤ）街灯用の差込みモジュール式制御ユニットであって、単巻変圧器が、第１端部および第２端部を備える一次巻線と、第１端部および第２端部を有する二次巻線とを有し、前記一次巻線は、その第１端部でＡＣ電源に接続され、その第２端部で前記ＨＩＤ街灯の一方の側に接続され、第１スイッチ接点と共通接点が接続されると、前記一次巻線は短絡され、前記ＨＩＤ街灯は全ライン電圧を受け取るように、ＳＰＤＴスイッチが、前記一次巻線の前記第１端部に接続する前記第１スイッチ接点と、前記ＨＩＤ街灯の前記一方の側に接続する前記共通接点とを有し、また前記ＳＰＤＴスイッチは前記二次巻線の第１端部に接続する第２スイッチ接点を含み、前記ニ次巻線の第２端部が前記ＡＣ電源および前記ＨＩＤ街灯の他の側に接続し、そのため前記第２スイッチ接点と前記共通接点が接続されると、前記一次巻線および前記二次巻線は直列になって前記ＡＣ電源に接続され、前記ＨＩＤ街灯は、前記ＨＩＤ街灯への電流を切断せずに低減電圧を受け取る差込みモジュール式制御ユニット。
おすプラグを一端に、相補形のめすレセプタクルを反対端に呈する細長い筐体をさらに備え、前記おすプラグは街灯の光センサーのレセプタクルに挿入されるように構成され、前記相補形のめすレセプタクルは前記街灯を制御する前記光センサーを受け入れる請求項１４に記載の差込みモジュール式制御ユニット。
単巻変圧器がトロイダル構成であり、おすプラグとめすレセプタクルとの間の細長い筐体内に嵌まる請求項１５に記載の差込みモジュール式制御ユニット。
トロイダル単巻変圧器が中央開口部を備え、この開口部を貫通して細長い筐体の構造部材が受け入れられる請求項１６に記載の差込みモジュール式制御ユニット。
細長い筐体が、めすレセプタクル用の開口を上方に規定し、かつ前記めすレセプタクルを補完する電気プラグのおすピンを担持する閉鎖部材が受け入れられる開口を下方に規定する、カップを逆さまにした形の筐体を含む請求項１７に記載の差込みモジュール式制御ユニット。
周囲光が低減すると街灯を自動的に起動する周囲光センサーを受け入れるレセプタクル付きのランプ構造を有する、前記街灯と組み合せて使用するために、前記光センサーと前記ランプ構造との間に置かれるように構成したモジュール式電圧低減装置であって、前記光センサーを受け入れるレセプタクルと、
前記モジュール式電圧低減装置を前記ランプ構造のレセプタクルに嵌合させるプラグと、前記街灯を全ライン電圧で始動したり、前記ランプ構造への電流を切断せずに低減電圧で前記街灯の動作を持続したりする電圧制御回路とを備えるモジュール式電圧低減装置。
電圧制御回路が、第１端部および第２端部を含む一次巻線と、第１端部および第２端部を有する二次巻線とを有する単巻変圧器を備え、前記一次巻線は、その第１端部で前記ＡＣラインの一方の側に接続され、その第２端部で負荷デバイスの一方の側に接続され、第１スイッチ接点と共通接点が接続されると、前記一次巻線は短絡され、前記負荷デバイスは全ライン電圧を受け取るように、ＳＰＤＴスイッチが、前記一次巻線の前記第１端部に接続する前記第１スイッチ接点と、前記負荷デバイスに接続する前記共通接点とを有し、また前記ＳＰＤＴスイッチは前記二次巻線の第１端部に接続する第２スイッチ接点を含み、前記二次巻線の第２端部が前記ＡＣラインの他の側および前記負荷デバイスの他の側に接続し、そのため前記第２スイッチ接点と前記共通接点が接続されると、前記一次巻線および前記二次巻線は直列になって前記ＡＣラインに接続され、前記負荷デバイスは低減電圧を受け取る請求項１９に記載のモジュール式電圧低減装置。