JP2010501978A

JP2010501978A - 自動調光レンジ認識方法

Info

Publication number: JP2010501978A
Application number: JP2009525164A
Authority: JP
Inventors: ウ，ミャンリャン; グロウエフ，ゲオルゲ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2010-01-21
Also published as: WO2008023341A2; CN101507368A; WO2008023341A3; EP2103196A2

Abstract

電子バラストの自動調光レンジ認識方法は、制御信号を読み出す工程８０２と、制御信号が制御信号最大値より大きいかどうかを決定する工程８０４と、制御信号が制御信号最大値より大きい場合に制御信号最大値を制御信号に設定する工程８０６と、制御信号が制御信号最小値より小さいかどうかを決定する工程８０８と、制御信号が制御信号最小値より小さい場合に制御信号最小値を制御信号に設定する工程８１０と、制御信号に対応する出力光レベルを計算する工程８１２とを有する。

Description

本発明は、概してランプの調光制御に関し、より具体的には、自動調光レンジ認識のための方法に関する。

蛍光ランプ用の電子バラストは精密になり、様々な用途で幅広く使用されている。問題を提示している１つの用途は、調光可能な電子バラストである。トライアック・ディマー等の最新の調光スイッチは、オンタイム、すなわち、チョップされた位相制御電力が非零である時間を削減された、位相制御される電力を発生させる。ライン入力電力は一時的に正と負の間の零電力を横断するが、位相制御される電力は負荷への電力を制限するよう零電力をより長く保つ。トライアック・ディマーは、白熱ランプ等の抵抗性負荷については有効に動作するが、蛍光ランプ用のバラスト等の非線形負荷については全く動作しないか又は不十分に動作する。非線形負荷には、ハム（hum）、バス（buzz）、ランホット（run hot）又はバーンアウトがある。

調光可能電子バラストは、トライアック・ディマーとともに動作するよう設計されてきたが、このような調光可能電子バラストは、所定のライン入力電圧を伴う使用に限定される。例えば、１２０ボルトで動作するよう設計されるトライアック・ディマー用の調光可能電子バラストは、２７７ボルトのライン入力電圧とともに使用され得ない。調光制御電圧信号は、調光可能電子バラスト内で生成され、従って、調光制御電圧信号の電圧は、調光可能電子バラストへのライン入力電圧によって影響を及ぼされる。所定のライン入力電圧以外の電圧でトライアック・ディマー用の現在の調光可能電子バラストを使用しようとすることは、力率、全高調波歪み、及び安定性に関する問題を生じさせる。キャパシタ及びインダクタ等の、１のライン入力電圧にサイズを合わせられているコンポーネントは、他のライン入力電圧にはサイズが合わない。様々な調光可能電子バラストが様々な所定のライン入力電圧に対して使用される必要性は、異なるライン入力電圧のための異なる調光可能電子バラストを製造し及び備える際に更なる費用を発生させる。

調光可能電子バラストは、また、特定の光出力レンジに対応する特定のディマーレンジを有するトライアック・ディマーとともに動作するよう設計されている。例えば、最小ディマー出力は最小光出力に対応し、最大ディマー出力は最大光出力に対応すべきである。あいにく、これは滅多にない状況である。製造者間及び単一の製造者からの異なるロットにおけるトライアック・ディマーは、異なるディマーレンジを有する。実際のディマーレンジが設計ディマーレンジより大きい場合は、最小光出力を下回り及び／又は最大光出力を上回るデッドゾーンが存在する。これにより、光出力はディマー調整に対して鈍感である。実際のディマーレンジが設計ディマーレンジより小さい場合は、最小光出力を上回り及び／又は最大光出力を下回る光出力損失が存在する。これにより、光出力は、夫々、最小ディマー出力で最小光出力に達することができず、及び／又は最大ディマー出力で最大光出力に達することができない。ディマーレンジと光出力範囲との間の不整合は、調光可能電子バラストの有用性及び望ましさを低める。

上記の欠点を解消する自動調光レンジ認識の方法を提供することが望ましい。

本発明の１つの観点は、電子バラストの自動調光レンジ認識方法であって、制御信号を読み出す工程；前記制御信号が制御信号最大値より大きいかどうかを決定する工程；前記制御信号が前記制御信号最大値より大きい場合に該制御信号最大値を前記制御信号に設定する工程；前記制御信号が制御信号最小値より小さいかどうかを決定する工程；前記制御信号が前記制御信号最小値より小さい場合に該制御信号最小値を前記制御信号に設定する工程；及び前記制御信号に対応する出力光レベルを計算する工程を有する方法を提供する。

本発明の他の観点は、電子バラストの自動調光レンジ認識方法であって、第１の制御信号限界と第２の制御信号限界との間にある調光レンジを有する電子バラストを設ける工程；制御信号を読み出す工程；前記制御信号が前記第１の制御信号限界を超えて前記調光レンジの外側にあるかどうかを決定する工程；及び前記制御信号が前記第１の制御信号限界を超えて前記調光レンジの外側にある場合に該第１の制御信号限界を前記制御信号に設定する工程を有する方法を提供する。

本発明の他の観点は、電子バラストの自動調光レンジ認識方法であって、電源オン時に前記電子バラストのレンジ値を初期化する工程；前記電子バラストの動作中に前記レンジ値を自動で認識する工程；前記レンジ値のレンジコピーを調整する工程；及び電源オフ時に前記電子バラストの前記レンジ値を記憶する工程を有する方法を提供する。

本発明の他の観点は、感知位相制御電力信号を受信してスケール電力信号を生成するよう動作上接続されているスケーリング回路と、前記スケール電力信号を比較電圧と比較してオンタイム信号を生成するよう動作上接続されている比較器とを有するオンタイム変換器；前記感知位相制御電力信号に応答してライン電圧信号を生成するライン電圧検出器；及び前記オンタイム信号に応答して調光制御信号を生成し、前記ライン電圧信号に応答して幹線バイアス信号を生成するマイクロコントローラを有し、前記幹線バイアス信号は前記比較電圧にバイアスをかける、電子バラスト用の制御回路を提供する。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付の図面に関連して読まれる、今のところ好ましい実施形態の以下の詳細な記載から更に明らかになるであろう。詳細な記載及び図面は、本発明を限定するものではなく単なる例示に過ぎない。本発明の適用範囲は、添付の特許請求の範囲及びこれの均等によって定義される。

本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストを有する照明システムのブロック図である。本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストを有する照明システムのブロック図である。図２の照明システムに関する本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストのブロック図である。本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関して自動調光レンジ認識のフローチャートである。本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関してレンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識のフローチャートである。本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関して電源オン時にレンジ値を初期化する工程のフローチャートである。本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関して、電子バラストがオフされる場合にレンジ値が記憶のために利用可能であるようにレンジ値のレンジコピーを調整するフローチャートである。本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関して、電子バラストが次にオンされる場合にレンジ値が使用のために使用可能であるように電源オフ時にレンジ値を記憶するフローチャートである。

図１は、本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストを有する照明システムのブロック図である。この電子バラストは、望まれるランプ調光を作るようディマーによって提供される如何なる位相制御電力にも適合する。ランプへの電力波形は、ライン電圧によって影響を及ぼされない。オンタイム変換器は、位相制御電力を調光制御信号へ変換する。ライン電圧検出器はライン電圧を検出し、キャパシタンス選択回路によりブースト回路キャパシタンスを調整する。いわゆる当業者には明らかなように、位相制御された電力は、トライアック・ディマー等の如何なる位相制御装置によっても供給され得る。

電子バラスト２４は、ＥＭＩフィルタ２２でディマー１８から位相制御された電力２０を受け取り、共振タンク４０からランプ４４のための電力４２を供給する。ディマー１８は、１２０ボルト又は２７７ボルトの電源ライン電力等の幹線電力１６を受け取り、幹線電力１６の位相を制御して、電子バラスト２４へ供給される電力を低減し、ランプ４４を暗くする。例となる電子バラスト２４は、フィルタ処理された幹線電力２６を発生させるＥＭＩフィルタ２２を有する。この幹線電力２６は、ディマー１８及び直流（ＤＣ）整流器２８へ動作上接続される。ＤＣ整流器２８は、整流された電力３０をブースト／力率制御器（ＰＦＣ）３２へ供給する。ブースト／ＰＦＣ３２は、直流バス電力３４をスイッチング回路３６へ供給する。スイッチング回路３６は、スイッチ電力３８を共振タンク４０へ供給する。スイッチング回路３６は、スイッチング制御器４８からのスイッチング制御信号４６に応答する。共振タンク４０は、ランプ電力４２をランプ４４へ供給する。

電子バラスト２４は、フィルタ処理された幹線電力２６から感知位相制御電力信号５２を受信して、キャパシタンス選択信号６４及び／又は調光制御信号５８を生成するユニバーサル回路１００を有することができる。当業者には明らかなように、ユニバーサル回路１００へ供給される感知位相制御電力信号は、例えば、整流電力３０から感知されるように、フィルタ処理された幹線電力２６に加えて他の点で感知され得る。

ユニバーサル回路１００は、感知位相制御電力信号５２に応答して調光制御信号５８を生成する調光回路を有することができる。調光制御信号５８は、スイッチング制御器４８へ供給される。調光回路は、位相制御されている電力を感知し、感知された位相制御電力に関してオンタイムを決定し、このオンタイムに応答してランプの調光を制御する。ここで定義されるように、オンタイムは、感知位相制御電力信号５２の正又は負の各電圧パルスが非零である存続期間である。

ユニバーサル回路１００は、また、感知位相制御電力信号５２に応答してキャパシタンス選択信号６４を生成するキャパシタンス選択回路を有することができる。キャパシタンス選択信号６４は、キャパシタンス回路６６へ供給される。キャパシタンス回路６６は、ブースト／ＰＦＣ３２に対してキャパシタンスを調整するよう動作上接続されている。キャパシタンス選択回路は、位相制御されている電力を感知し、感知された位相制御電力に関してライン電圧を決定し、このライン電圧に応答してブースト／ＰＦＣキャパシタンスを調整する。

図２は、本発明に従って作られた汎用の調光用電子バラストを有する照明システムのブロック図である。図２において、同じ要素については図１と同じ参照番号を共有している。

この電子バラストは、望まれるランプ調光を作るようディマーによって提供される如何なる位相制御電力にも適合する。ランプへの電力波形は、ライン電圧によって影響を及ぼされない。オンタイム変換器は、位相制御電力をオンタイムへ変換する。このオンタイムは、調光制御信号へ変換される。ライン電圧検出器はライン電圧を検出し、キャパシタンス選択回路によりブースト回路キャパシタンスを調整し、及び／又は安定性回路を通して力率制御器の内部乗算器を調整して、電子バラストの動作を安定に保つ。いわゆる当業者には明らかなように、位相制御された電力は、トライアック・ディマー等の如何なる位相制御装置によっても供給され得る。

この例で、電子バラスト２４は、調光回路、キャパシタンス選択回路及び安定性回路を有するユニバーサル回路１００を有する。電子バラスト２４は、感知位相制御電力信号５２を受信してオンタイム信号５４を生成するオンタイム変換器５０を有する調光回路を有することができる。調光回路内の、ＭＣＵとしても知られるマイクロコントローラ５６は、オンタイム信号５４に応答して調光制御信号５８を生成する。調光制御信号５８はスイッチング制御器４８へ供給される。調光回路は、位相制御された電力を感知し、感知された位相制御電力に関してオンタイムを計算し、このオンタイムに応答してランプの調光を制御する。ここで定義されるように、オンタイムは、感知位相制御電力信号５２の正又は負の各電圧パルスが非零である存続期間である。マイクロコントローラ５６は、ＤＣ電力７０をＤＣ電力供給７２から受け取る。ＤＣ電力供給７２は、ＤＣバス等の電子バラスト２４内のいずれかの適切な場所から電源を供給され得る。

電子バラスト２４は、感知位相制御電力信号５２を受信してライン電圧信号６２を生成するライン電圧検出器６０を有するキャパシタンス選択回路を有することができる。マイクロコントローラ５６は、ライン電圧信号６２に応答してキャパシタンス選択信号６４を生成する。キャパシタンス選択信号６４は、キャパシタンス回路６６へ供給される。キャパシタンス回路６６は、ブースト／ＰＦＣ３２に対してキャパシタンスを調整するよう動作上接続されている。キャパシタンス選択回路は、位相制御されている電力を感知し、感知された位相制御電力に関してライン電圧を決定し、このライン電圧に応答してブースト／ＰＦＣキャパシタンスを調整するランプ制御方法を実施する。

電子バラスト２４は、感知位相制御電力信号５２を受信してライン電圧信号６２を生成するライン電圧検出器６０を有する安定性回路を有することができる。マイクロコントローラ５６は、ライン電圧信号６２に応答して内部乗算器信号６８を生成する。内部乗算器信号６８はブースト／ＰＦＣ３２へ供給される。安定性回路は、位相制御された電力を感知し、感知された位相制御電力に関してライン電圧を決定し、このライン電圧に応答してブースト／ＰＦＣ内部乗算器を選択するランプ制御方法を実施する。

図３は、図２の照明システムに関する本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストの概略図である。ユニバーサル回路１００は、調光回路、キャパシタンス選択回路及び安定性回路を有する。調光回路は感知位相制御電力信号を調光制御信号へ変換し、キャパシタンス選択回路はライン電圧を選択し、ブースト／ＰＦＣでキャパシタンスを切り替え、安定性回路はライン電圧を検出し、その情報をブースト／ＰＦＣへ供給する。ＤＣ電力供給７２は、ＤＣバス電力３８０を受け取り、望まれるようにマイクロコントローラ回路、キャパシタンス選択回路、安定性回路及び他のコンポーネントに電源を供給する。ＤＣ電力供給７２は、１５ボルト電力供給３８２及び５ボルト電力供給３８４を有する。

調光回路は、オンタイム変換器５０及びマイクロコントローラ５６を有する。オンタイム変換器５０は、感知位相制御電力信号５２を受信し、オンタイム信号５４を生成する。マイクロコントローラ５６は、オンタイム信号５４を受信し、調光制御信号５８を生成する。オンタイム変換器５０は、スケーリング回路４０２及び比較器４０４を有する。スケーリング回路４０２は、感知位相制御電力信号５２を増減して平滑化し、スケール電力信号４０３を生成する。スケール電力信号４０３は、オンタイム信号５４を生成するよう比較器４０４で比較電圧４０５と比較される。幹線バイアス信号６９は、比較電圧４０５にバイアスをかけ、幹線電力が低電圧又は高電圧のいずれであるかを示す。一実施例で、幹線バイアス信号６９は、幹線電力が例えば１２０ボルトといった低電圧である場合はロー（Ｌｏｗ）レベルであり、幹線電力が例えば２７７ボルトといった高電圧である場合はハイ（Ｈｉｇｈ）レベルである。幹線バイアス信号６９は、幹線電力が高電圧である場合に比較電圧を増大させて、感知位相制御電力信号５２の平衡を保たせ、オンタイムパルスの正確な測定を確保する。調光制御信号５８からスイッチング制御信号４６を生成するようオンタイム信号５４を処理することは上述されている。

キャパシタンス選択回路は、ライン電圧検出器６０、マイクロコントローラ５６及びキャパシタンス回路６６を有する。ライン電圧検出器６０は、ディマー１８に給電する主電力の電圧を検出する。この例では、ライン電圧検出器６０は、感知位相制御電力信号５２のピーク電圧に比例してライン電圧信号６２を供給するラインピーク検出器である。マイクロコントローラ５６は、ライン電圧信号６２のレベルを検出し、主電力が例えば２７７ボルトといった高電圧、又は例えば１２０ボルトといったより低い電圧のいずれであるかを決定する。この例では、マイクロコントローラ５６は、反転キャパシタンス選択信号４０６を生成する。この信号は、キャパシタンス選択信号６４を生成するようインバータ４０８で反転される。主電力が高電圧である場合に、マイクロコントローラ５６は、反転キャパシタンス選択信号４０６を第１のレベルに設定し、一方、主電力が高電圧でない場合は、マイクロコントローラ５６は、反転キャパシタンス選択信号４０６を第２のレベルに設定する。主電力がキャパシタンス選択信号６４によって示されるように高電圧である場合に、キャパシタンス回路６６におけるトランジスタＱ３はオフであり、余分のキャパシタンスがブースト／ＰＦＣに加えられることはない。主電力がキャパシタンス選択信号６４によって示されるように高電圧でない場合に、キャパシタンス回路６６におけるトランジスタＱ３はオンであり、余分のキャパシタＣ４Ａがブースト／ＰＦＣに加えられる。キャパシタンスを減らすことにより、より高い主電力電圧での安定性は高まる。また、様々なキャパシタンス値を用いることで、様々な主電力電圧で力率及び全高調波歪みは改善される。

安定性回路は、ライン電圧検出器６０及びマイクロコントローラ５６を有する。キャパシタンス選択回路に関して上述されたように、ライン電圧検出器６０は、感知位相制御電力信号５２を受信し、マイクロコントローラ５６でライン電圧信号６２を生成する。マイクロコントローラ５６は、ライン電圧信号６２のレベルを検出し、主電力が例えば２７７ボルトといった高電圧、又は１２０ボルトといったより低い電圧のいずれであるかを決定する。主電力が高電圧である場合に、マイクロコントローラ５６は、内部乗算器信号６８を第１のレベルに設定し、一方、主電力が高電圧でない場合は、マイクロコントローラ５６は、内部乗算器信号６８を第２のレベルに設定する。内部乗算器信号６８は、ブースト／ＰＦＣ、例えば、ブースト／ＰＦＣにおけるＰＦＣ集積回路のＭＵＬＴＩＮピンへ供給される。主電力が内部乗算器信号６８によって示されるように高電圧である場合に、ＰＦＣ集積回路のＭＵＬＴＩＮピンは第１のレベルに保たれる。主電力が内部乗算器信号６８によって示されるように高電圧でない場合に、ＰＦＣ集積回路のＭＵＬＴＩＮピンは第２のレベルに保たれる。例えば、一実施例で、第１のレベルはローであり、第２のレベルはハイである。当業者には明らかなように、ＰＦＣ集積回路の安定性を高めるようＭＵＬＴＩＮピン電圧へ小さな電流を供給する効果は特定の電子バラスト設計に依存し、これにより、ＭＵＬＴＩＮピンが高電圧に関してハイ又はローのいずれに保たれるかは特定の電子バラスト設計に依存する。

図４は、本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関して自動調光レンジ認識のフローチャートである。この例で、自動調光レンジ認識方法は、前出の図２及び図３に関して記載されたように、マイクロコントローラ５６を用いる汎用の調光用電子バラストで実施される。マイクロコントローラ５６は、電流制御信号としての感知位相制御電力信号５２に応答して出力光レベルとしての調光制御信号５８を与えるテーブル又は方程式等のライティング関数を記憶している。一実施例で、ライティング関数は、観測者による光レベルの認知を可能にする対数関数である。マイクロコントローラ５６は、また、記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値、デフォルト制御信号最小値及びデフォルト制御信号最大値、及び／又は許容される制御信号最小値及び許容される制御信号最大値を記憶することできる。記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値は、電子バラストの電源がオフされる場合に記憶され、電子バラストの電源がオンされる場合に取り出される。デフォルト制御信号最小値及びデフォルト制御信号最大値は、電子バラストへ位相制御された電力を供給するよう期待されるあらゆる位相制御ディマーに関して夫々期待される最も高い最小値及び最も低い最大値である。許容される制御信号最小値及び許容される制御信号最大値は、電子バラストに関して夫々許容される最も低い最小値及び最も高い最大値である。

自動調光レンジ認識方法８００は、感知位相制御電力信号等の制御信号を読み出す工程８０２を有する。読み出された制御信号は、この制御信号が制御信号最大値より大きいかどうかを決定するよう制御信号最大値と比較される（８０４）。制御信号が制御信号最大値より大きい場合は、制御信号最大値が制御信号に設定され（８０６）、方法８００は出力光レベルの計算（８１２）を続ける。制御信号が制御信号最大値より大きくない場合は、方法８００は、制御信号が制御信号最小値より小さいかどうかを決定するよう制御信号を制御信号最小値と比較する工程８０８を続ける。制御信号が制御信号最小値より小さい場合は、制御信号最小値が制御信号に設定され（８１０）、方法８００は出力光レベルの計算（８１２）を続ける。制御信号が制御信号最小値より小さくない場合は、制御信号は制御信号最小値及び制御信号最大値の各既存値の間にあり、方法８００は出力光レベルの計算（８１２）を続ける。出力光レベルが計算されると、方法８００は次の制御信号を読み出す工程（８０２）を続ける。

当業者には明らかなように、方法８００の開始時のレンジ値を定める制御信号最小値及び制御信号最大値は、許容される制御信号最小値及び許容される制御信号最大値等の許容値、デフォルト制御信号最小値及びデフォルト制御信号最大値等の期待値、又は記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値等の学習値でありうる。許容される制御信号最小値及び許容される制御信号最大値は、電子バラストの動作を許容する限界値であり、許容レンジを定める。デフォルト制御信号最小値及びデフォルト制御信号最大値は、電子バラストとともに使用されるべきあらゆるディマーに関して期待される値であり、期待されるレンジを定め、更に、許容される制御信号最小値及び許容される制御信号最大値によって形成される許容レンジ内にある。記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値は、制御信号最小値及び制御信号最大値が不揮発性メモリにおけるマイクロコントローラに記憶される場合に電子バラストの動作に基づく値であり、許容レンジと期待されるレンジとの間にある。すなわち、記憶される制御信号最小値は、デフォルト制御信号最小値より小さいか又は等しく、許容される制御信号最小値より大きいか又は等しく、記憶される制御信号最大値は、デフォルト制御信号最大値より大きいか又は等しく、許容される制御信号最大値より小さいか又は等しい。

出力光レベルを計算する工程８１２には、出力光レベルステップを決定する工程が含まれる。ライティング関数が多数の制御信号ステップの関数として多数の出力光レベルステップを与えるテーブルである場合に、出力光レベルステップは、現在の制御信号に関して制御信号最小値と制御信号最大値との間を補間することによって決定され得る。かかる決定は、下記の式として代数的に表され得る。

ここで、“分解能［ステップ］”は制御信号の分割の数であり、“出力光レベル［ステップ］”は現在の制御信号に関する特定のステップである。“出力光レベル［ステップ］”は、調光制御信号を設定するために使用され得る出力光レベルに対応する。分解能は、夫々８、９、１０等のビットに対応する２５６、５１２、１０２４等のように、マイクロコントローラで利用可能なメモリ空間によって決定され得る。

方法８００は、電子バラストが起動されている場合に連続的に実行され得る。一実施例で、制御信号最小値及び制御信号最大値は夫々、電子バラストが起動されている場合に、マイクロコントローラに記憶されている所定値に設定される。次いで、制御信号最小値及び制御信号最大値は、ユーザが制御信号を変更する場合に方法８００によって必要とされるように調整される。他の実施例で、電子バラストが起動されるたびの制御信号最小値及び制御信号最大値は夫々、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリにおけるマイクロコントローラに記憶される。これにより、電子バラストは、それが接続されている特定のディマーに関して値を覚え、電子バラストの電源が切られる場合にそれらの値を保持する。

方法８００は、動作の一例によって説明され得る。この例で、分解能は２５６ステップであり、制御信号最小値は２５であり、制御信号最大値は７５である。電子バラストの電源オン時の制御信号は、工程８０２で５０と読み出されるとすると、制御信号は、工程８０４では７５の制御信号最大値より小さく、更に、工程８０８では２５の制御信号最小値より大きい。従って、工程８１２で、出力光レベルステップは以下のように決定される。

出力光レベルステップは、調光制御信号を設定するために使用され得る出力光レベルレンジの中間にある出力光レベルに対応する。

次に、ディマーは上方に調整され、制御信号は工程８０２で１００と読み出されるとする。制御信号は、工程８０４で、７５の制御信号最大値より大きい。従って、工程８０６で、制御信号最大値は１００に設定される。次に制御信号が工程８０２で読み出された５０に設定される場合に、出力光レベルステップは、工程８１２で以下のように決定される。

従って、目下、５０の制御信号からは８５の出力光レベルステップが得られる。この出力光レベルステップは、５０の制御信号に関する最初の出力光レベルステップより低い。出力光レベルステップは、調光制御信号を設定するために使用され得る出力光レベルに対応する。

次に、ディマーが下方に調整され、制御信号は工程８０２で２０と読み出されるとする。制御信号は、工程８０８で、２５の制御信号最小値より小さい。従って、工程８１０で、制御信号最小値は２０に設定される。次に制御信号が工程８０２で読み出された５０に設定される場合に、出力光レベルステップは、工程８１２で以下のように決定される。

従って、目下、５０の制御信号からは９６の出力光レベルステップが得られる。この出力光レベルステップは、５０の制御信号に関する最初の出力光レベルステップより低いが、制御信号最大値の調整後の出力光レベルステップよりは高い。出力光レベルステップは、調光制御信号を設定するために使用され得る出力光レベルに対応する。制御信号最小値及び制御信号最大値は、この場合に、電子バラストに付随する位相制御ディマーからの制御信号のレンジと一致する。

当業者には明らかなように、自動調光レンジ認識方法は、制御信号最大値又は制御信号最小値をそれら両方を調整することなく調整するために使用され得る。一方を調整するこのような方法は、第１の制御信号限界と第２の制御信号限界との間にある調光レンジを有する電子バラストを設ける工程と、制御信号を読み出す工程と、制御信号が第１の制御信号限界を超えて調光レンジの外側にあるかどうかを決定する工程と、制御信号が第１の制御信号限界を超えて調光レンジの外側にある場合に第１の制御信号限界を制御信号に設定する工程とを有する。この方法は続けて、制御信号が第２の制御信号限界を超えて調光レンジの外側にあるかどうかを決定する工程と、制御信号が第２の制御信号限界を超えて調光レンジの外側にある場合に第２の制御信号限界を制御信号に設定する工程とによって、他方の限界を調整することができる。方法は、制御信号が調光レンジ内にある場合に出力光レベルを計算する工程を更に有することができる。

電子バラストが起動されるたびの制御信号最小値及び制御信号最大値は夫々、記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値として、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリにおけるマイクロコントローラに記憶される。これにより、電子バラストは、それが接続されている特定のディマーに関して値を覚え、電子バラストの電源が切られる場合にそれらの値を保持する。制御信号最小値及び制御信号最大値が記憶されている場合に、電子バラストへ接続されているランプは、電子バラストの電源がオンされるたびに、所与のディマースイッチ位置について同じ光出力を提供する。

制御信号最小値及び制御信号最大値が記憶されている場合、ディマースイッチを他のディマースイッチと交換することは、制御信号最小値及び制御信号最大値をデフォルト値にリセットすることを必要としうる。交換用ディマースイッチが交換されるディマースイッチと同じディマーレンジを有する可能性は低い。交換用ディマースイッチがより大きいレンジを有する場合は、電子バラストは自動調光レンジ認識方法８００を用いてそのレンジを調整することができる。交換用ディマースイッチがより小さいレンジを有する場合は、電子バラストは、レンジを調整するようリセットされ得る。

電子バラストは、マイクロコントローラに制御信号最小値をデフォルトの制御信号最小値に及び制御信号最大値をデフォルトの制御信号最大値にリセットするよう指示するために電子バラストへリセット信号を供給することによって、リセットされ得る。一実施例で、リセット信号は、ある速度である回数だけディマーのオン及びオフを切り替えること、ある速度である回数だけ最大値と最小値との間でディマーを動かすこと、それらの組み合わせ、又はその他等、ディマーのオン及びオフを切り替えること、及び／又は所定時間に最大値と最小値との間でディマーを動かすことを含む制御シーケンス信号である。１つの例で、観測者は、ディマーを操作することによってこの制御シーケンス信号を手動で入力する。他の例で、交換用ディマーは、自動リセットディマーの不揮発性メモリに記憶されている制御シーケンス信号を有し、この制御シーケンス信号は、交換用ディマーが組み込まれる場合に自動的に電子バラストへ送信される。他の実施例で、リセット信号はディマー信号でない。すなわち、それは、ディマーが組み込まれていない電子バラストへ印加される幹線電圧である。電子バラストは、ディマーが組み込まれている場合に存在するチョップ電圧ではなく通例の交流（ＡＣ）電圧を検出する。

図５乃至８は、本発明に従って作られる汎用の調光用電子バラストに関してレンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識のフローチャートである。図４に記載される自動調光レンジ認識方法８００は、図５のレンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識に含まれ得る。方法５００は、方法５００を開始する工程５０２と、電源オン時に電子バラストのレンジ値を初期化する工程６００と、自動調光レンジ認識方法を提供することによって、電子バラストの動作中に前記レンジ値を自動で認識する工程８００と、レンジ値のレンジコピーを調整する工程７００と、電源オフ時にレンジ値を記憶する工程９００と、方法５００を終了する工程５０４とを有する。電子バラストの動作履歴に依存して、レンジ値は、許容される制御信号最小値及び／又は許容される制御信号最大値、デフォルト制御信号最小値及び／又はデフォルト制御信号最大値、あるいは、記憶される制御信号最小値及び／又は記憶される制御信号最大値でありうる。当業者には明らかなように、他の実施例では、レンジ値は、制御信号レンジ及び制御信号レンジスパンに関して最小値及び最大値のうち１つによって定められ得る。方法５００は、制御信号レンジが自動調光レンジ認識方法８００によって拡大され、電子バラストの電源がオフされる場合にディマー位置が制御信号最小値と制御信号最大値の間にある、すなわち、ディマー位置が制御信号最小値又は制御信号最大値にない場合に、特に有用である。方法５００は、また、電子バラストが多数のサイクルにわたって電源をオン及びオフされる場合に変数におけるエラーが補正されるように、自己回復である。

図６は、電源オン時に電子バラストのレンジ値を初期化する工程のフローチャート６００である。この初期化方法６００は、制御信号限界の記憶されている値が許容される制御信号レンジに又はその外側にある場合に、制御信号レンジを許容される制御信号レンジに設定する。初期化を開始すると（６０２）、不揮発性メモリからの制御信号限界の記憶値が、レンジ値の作業変数である制御信号限界と、制御信号限界のコピーとに入力される（６０４）。制御信号最小値及び制御信号最小値のコピーは、記憶される制御信号最小値に設定される。制御信号最大値及び制御信号最大値のコピーは、記憶される制御信号最大値に設定される。電子バラストが第１の時間に電源をオンされる場合に、記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値はデフォルト制御信号最小値及びデフォルト制御信号最大値でありうる。

制御信号限界のコピーの値は、制御信号限界の許容値に対して確認される。制御信号限界及び制御信号限界のコピーは、制御信号限界のコピーが許容される制御信号レンジの外側にある場合に、許容される制御信号限界に設定される。制御信号最大値のコピーが許容される制御信号最大値より大きいか又は等しい場合（６０６）に、制御信号最大値及び制御信号最大値のコピーは、許容される制御信号最大値に等しく設定され（６０８）、方法６００は工程６１０で続く。制御信号最小値のコピーが許容される制御信号最小値より小さいか又は等しい場合（６１０）に、制御信号最小値及び制御信号最小値のコピーは、許容される制御信号最小値に等しく設定され（６１２）、方法６００は工程６１４で続く。制御信号限界及び制御信号限界のコピーは、初期化方法６００の全体を通して等しく、従って、交換できるように使用され得る。

初期化方法６００は、制御信号限界及び／又は制御信号限界のコピー等のレンジ値の任意の妥当性確認を続ける。１つの例では、制御信号最小値のコピーが制御信号最大値のコピーより大きいかどうかが決定される（６１４）。制御信号最小値のコピーが制御信号最大値のコピーより大きい場合は、それらの値が妥当でないことを示しており、制御信号最小値及び制御信号最小値のコピーはデフォルト制御信号最小値に等しく設定され、制御信号最大値及び制御信号最大値のコピーはデフォルト制御信号最大値に等しく設定される（６１６）。他の例で、任意の確認は、制御信号限界のコピーを、制御信号限界のデフォルト値の分数又は倍数等の制御信号限界の期待値と比較することである。他の例で、任意の確認は、制御信号限界のコピーのチェックサム等、制御信号限界のコピーのデータチェックである。出力最大／最小フラグはオフリミットにリセットされ、レート変更フラグは不変（unchanged）にリセットされる（６１７）。そして、初期化方法６００は工程６１８で終了する。レンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識方法５００は、図４に関して記載される自動調光レンジ認識方法８００を続けることができる。方法５００は、ディマーが現在の制御信号最小値及び／又は制御信号最大値を超えて動かされる場合に電子バラストの制御信号レンジを広げるよう、電子バラストの動作中にディマースイッチのための適切なレンジ値を自動で認識する。

図７は、電子バラストがオフされる場合にレンジ値が記憶のために利用可能であるようにレンジ値のレンジコピーを調整するフローチャート７００である。制御信号限界のコピーは、レンジが拡大される場合に、拡大された信号制御レンジのためのレンジ値に設定される。フラグは、出力光レベル限界にある出力光レベル及び／又は拡大を示すよう設定される。自動調光レンジ認識方法８００の後に、レンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識方法５００は、レンジコピーを調整する工程７００を続けることができる。レンジコピーを調整する工程７００は７０２で始まる。制御信号最大値が制御信号最大値のコピーより大きいこと（７０４）、又は制御信号最小値が制御信号最小値のコピーより小さいこと（７１０）が決定される場合に、制御信号最大値のコピーは制御信号最大値に設定され、制御信号最小値のコピーは制御信号最小値に設定される（７０６）。レンジ変更フラグは変更（changed）に設定され（７０８）、電子バラストの制御信号レンジが、自動調光レンジ認識方法８００により電源オン後の電子バラストの初期化（６００）又は通常動作の間に変更されることを示す。

図７を参照すると、レンジ値のレンジコピーを調整する工程７００は、出力光レベルが最大値又は最小値のいずれであるかを決定する工程を続ける。出力光レベルは、例えば０から２５５といったように、特定の電子バラスト設計に関して予め決定される光出力レンジにわたって変化する。出力光レベルが出力光レベルの最大値にあると（７１２）、又は出力光レベルが出力光レベルの最小値にあると（７１８）決定される場合に、出力最大／最小フラグはリミットに設定される（７１４）。出力光レベルが出力光レベルの最大値にないと（７１２）、又は出力光レベルが出力光レベルの最小値にないと（７１８）決定される場合は、出力最大／最小フラグはオフリミットに設定される（７２０）。調整方法７００は工程７１６で終了する。レンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識方法５００は、電源オフ時にレンジ値を記憶する工程９００を続ける。

図８は、電子バラストが次にオンされる場合にレンジ値が使用のために使用可能であるように電源オフ時にレンジ値を記憶するフローチャート９００である。不揮発メモリに記憶される制御信号限界は、出力光レベルが出力光レベル限界にある場合はデフォルト制御信号限界に設定され、制御信号レンジが拡大されている場合は拡大レンジに設定される。電源オフ時のレンジ値の記憶９００は９０２で始まる。出力最大／最小フラグがリミットに設定されていると決定される場合に（９０４）、出力光レベルは最大又は最小であることを示し、制御信号限界、制御信号限界の記憶値はデフォルト値に設定される（９０６）。記憶される制御信号最小値はデフォルト制御信号最小値に設定され、記憶される制御信号最大値はデフォルト制御信号最大値に設定される（９０６）。電子バラストが電圧低下又は電力中断を起こし、電源をオフしていない場合に有用でありうる他の任意の実施例で、揮発性ＲＡＭメモリに記憶される作業変数が同様に設定され得る。制御信号限界のコピー及び制御信号限界の記憶値は、デフォルト値に設定される（９０７）。制御信号最小値及び制御信号最小値のコピーは、デフォルト制御信号最小値に設定される（９０７）。制御信号最大値及び制御信号最大値のコピーは、デフォルトの制御信号最大値に設定される（９０７）。出力最大／最小フラグはオフリミットにリセットされ、レート変更フラグは不変にリセットされ（９０８）、記憶方法９００は工程９１０で終了する。出力最大／最小フラグがリミットに設定されておらず（９０４）且つレート変更フラグが変更に設定される（９１２）と決定される場合は、記憶される制御信号最小値は制御信号最小値のコピーに設定され、記憶される制御信号最大値は制御信号最大値のコピーに設定される（９１４）。出力最大／最小フラグはオフリミットにリセットされ、レート変更フラグは不変にリセットされ（９０８）、記憶方法９００は工程９１０で終了する。出力最大／最小フラグがリミットに設定されておらず（９０４）且つレート変更フラグが変更に設定されていない（９１２）と決定される場合は、記憶される制御信号最小値及び記憶される制御信号最大値は同じままである。出力最大／最小フラグ及びレート変更フラグがリセットされる必要はない。記憶方法９００は工程９１０で終了する。

図５のレンジ記憶を伴う自動調光レンジ認識方法５００は、交換用ディマースイッチが対象のディマースイッチより小さい制御信号レンジを有さない限り、ディマースイッチを他のディマースイッチと交換するために電子バラストのリセットを必要としない。交換用ディマースイッチがより小さいレンジを有する場合は、電子バラストは、マイクロコントローラにリセットするよう指示するために電子バラストへリセット信号を供給することによって、レンジを調整するようリセットされ得る。リセット信号は、制御信号最小値をデフォルト制御信号最小値に及び制御信号最大値をデフォルト制御信号最大値にリセットする制御シーケンス信号又は非ディマー信号でありうる。

ここで開示される本発明の実施形態は現在のところ好ましいと考えられるが、様々な変更及び改良が本発明の適用範囲から逸脱することなく行われ得る。例えば、電子バラストの制御信号レンジは、上述される制御信号最大値又は最小値よりむしろ、レンジのスパンを有し、制御信号最大値又は最小値等のエンドポイントとして記憶され得る。当業者には明らかなように、記載される実施形態は例示であり、代替の回路が特定の用途に望まれるように使用され得る。本発明の適用範囲は添付の特許請求の範囲で示されており、均等の範囲及び意義の範囲内にある全ての変形はそれに包含されるよう意図される。

Claims

電子バラストの自動調光レンジ認識方法であって：
制御信号を読み出す工程；
前記制御信号が制御信号最大値より大きいかどうかを決定する工程；
前記制御信号が前記制御信号最大値より大きい場合に該制御信号最大値を前記制御信号に設定する工程；
前記制御信号が制御信号最小値より小さいかどうかを決定する工程；
前記制御信号が前記制御信号最小値より小さい場合に該制御信号最小値を前記制御信号に設定する工程；及び
前記制御信号に対応する出力光レベルを計算する工程；
を有する方法。
前記計算する工程は：
前記制御信号最大値と前記制御信号最小値との間の差によって前記制御信号と前記制御信号最小値との間の差を割ることによって有理数を生成する工程；
前記有理数に分解能を乗ずることによって出力光レベルステップを生成する工程；及び
前記出力光レベルステップに対応する前記出力光レベルを決定する工程；
を有する、請求項１記載の方法。
前記出力光レベルを決定する工程は、出力光レベルステップに対する出力光レベルのテーブルにおいて前記出力光レベルを調べる工程を有する、請求項２記載の方法。
前記テーブルにおける出力光レベルは、前記出力光レベルステップの対数関数である、請求項３記載の方法。
前記制御信号最大値及び前記制御信号最小値を不揮発性メモリに記憶する工程を更に有する、請求項１記載の方法。
前記電子バラストへのリセット信号に応答して前記制御信号最小値をデフォルトの制御信号最小値に及び前記制御信号最大値をデフォルトの制御信号最大値にリセットする工程を更に有する、請求項５記載の方法。
前記リセット信号は制御シーケンス信号である、請求項６記載の方法。
前記リセット信号はディマー信号でない、請求項６記載の方法。
電子バラストの自動調光レンジ認識方法であって：
第１の制御信号限界と第２の制御信号限界との間にある調光レンジを有する電子バラストを設ける工程；
制御信号を読み出す工程；
前記制御信号が前記第１の制御信号限界を超えて前記調光レンジの外側にあるかどうかを決定する工程；及び
前記制御信号が前記第１の制御信号限界を超えて前記調光レンジの外側にある場合に該第１の制御信号限界を前記制御信号に設定する工程；
を有する方法。
前記制御信号が前記第２の制御信号限界を超えて前記調光レンジの外側にあるかどうかを決定する工程；及び
前記制御信号が前記第２の制御信号限界を超えて前記調光レンジの外側にある場合に該第２の制御信号限界を前記制御信号に設定する工程；
を更に有する、請求項９記載の方法。
前記制御信号が前記調光レンジ内にある場合に出力光レベルを計算する工程を更に有する、請求項９記載の方法。
前記第１の制御信号限界及び前記第２の制御信号限界を不揮発性メモリに記憶する工程を更に有する、請求項９記載の方法。
前記電子バラストへのリセット信号に応答して前記第１の制御信号限界をデフォルトの第１の制御信号限界に及び前記第２の制御信号限界をデフォルトの第２の制御信号限界にリセットする工程を更に有する、請求項１２記載の方法。
前記リセット信号は制御シーケンス信号である、請求項１３記載の方法。
前記リセット信号はディマー信号でない、請求項１３記載の方法。
電子バラストの自動調光レンジ認識方法であって：
電源オン時に前記電子バラストのレンジ値を初期化する工程；
前記電子バラストの動作中に前記レンジ値を自動で認識する工程；
前記レンジ値のレンジコピーを調整する工程；及び
電源オフ時に前記電子バラストの前記レンジ値を記憶する工程；
を有する方法。
前記レンジ値は、許容される制御信号最小値、デフォルトの制御信号最小値、及び記憶される制御信号最小値を含むグループから選択される最小値、並びに許容される制御信号最大値、デフォルトの制御信号最大値、及び記憶される制御信号最大値を含むグループから選択される最大値である、請求項１６記載の方法。
前記自動で認識する工程は：
制御信号を読み出す工程；
前記制御信号が制御信号最大値より大きいかどうかを決定する工程；
前記制御信号が前記制御信号最大値より大きい場合に該制御信号最大値を前記制御信号に設定する工程；
前記制御信号が制御信号最小値より小さいかどうかを決定する工程；
前記制御信号が前記制御信号最小値より小さい場合に該制御信号最小値を前記制御信号に設定する工程；及び
前記制御信号に対応する出力光レベルを計算する工程；
を有する、請求項１６記載の方法。
記憶される制御信号最小値として前記制御信号最小値を記憶し、記憶される制御信号最大値として前記制御信号最大値を記憶する工程を更に有し、
前記レンジ値を初期化する工程は：
前記制御信号最小値及びコピーの制御信号最小値の両方を前記記憶される制御信号最小値に等しく設定する工程；
前記制御信号最大値及びコピーの制御信号最大値の両方を前記記憶される制御信号最大値に等しく設定する工程；
前記コピーの制御信号最大値が許容される制御信号最大値より大きいか又は等しいかどうかを決定する工程；
前記コピーの制御信号最大値が前記許容される制御信号最大値より大きいか又は等しい場合に前記制御信号最大値及び前記コピーの制御信号最大値の両方をデフォルトの制御信号最大値に等しく設定する工程；
前記コピーの制御信号最小値が許容される制御信号最小値より小さいか又は等しいかどうかを決定する工程；及び
前記コピーの制御信号最小値が前記許容される制御信号最小値より小さいか又は等しい場合に前記制御信号最小値及び前記コピーの制御信号最小値の両方をデフォルトの制御信号最小値に等しく設定する工程；
を有する、請求項１８記載の方法。
前記レンジ値の妥当性を確認する工程；
前記レンジ値が妥当でない場合に前記制御信号最小値及び前記コピーの制御信号最小値の両方をデフォルトの制御信号最小値に等しく設定する工程；及び
前記レンジ値が妥当でない場合に前記制御信号最大値及び前記コピーの制御信号最大値の両方をデフォルトの制御信号最大値に等しく設定する工程；
を更に有する、請求項１９記載の方法。
前記レンジコピーを調整する工程は：
前記制御信号最大値が前記コピーの制御信号最大値より大きいかどうかを決定する工程；
前記制御信号最大値が前記コピーの制御信号最大値より大きい場合に、前記コピーの制御信号最小値を前記制御信号最小値に等しく、前記コピーの制御信号最大値を前記制御信号最大値に等しく、及びレート変更フラグを変更されるよう設定する工程；
前記制御信号最小値が前記コピーの制御信号最小値より小さいかどうかを決定する工程；
前記制御信号最小値が前記コピーの制御信号最小値より小さい場合に、前記コピーの制御信号最小値を前記制御信号最小値に等しく、前記コピーの制御信号最大値を前記制御信号最大値に等しく、及びレート変更フラグを変更されるよう設定する工程；
出力光レベルが最大出力光レベルにあるかどうかを決定する工程；
前記出力光レベルが前記最大出力光レベルにある場合に出力最大／最小フラグをリミットに設定する工程；
前記出力光レベルが最小出力光レベルにあるかどうかを決定する工程；
前記出力光レベルが前記最小出力光レベルにある場合に出力最大／最小フラグをリミットに設定する工程；及び
前記出力光レベルが前記最大出力光レベルになく且つ前記出力光レベルが前記最小出力光レベルにない場合に前記出力最大／最小フラグをオフリミットに設定する工程；
を有する、請求項１９記載の方法。
前記レンジ値を記憶する工程は：
前記出力最大／最小フラグがリミットに設定されているかどうかを決定する工程；及び
前記出力最大／最小フラグがリミットに設定されている場合に、前記記憶される制御信号最小値を前記デフォルトの制御信号最小値に等しく且つ前記記憶される制御信号最大値を前記デフォルトの制御信号最大値に等しく設定する工程；
を有する、請求項２１記載の方法。
前記出力最大／最小フラグがリミットに設定されている場合に、前記制御信号最小値及び前記コピーの制御信号最小値の両方を前記デフォルトの制御信号最小値に等しく設定する工程；及び
前記出力最大／最小フラグがリミットに設定されている場合に、前記制御信号最大値及び前記コピーの制御信号最大値の両方を前記デフォルトの制御信号最小値に等しく設定する工程；
を更に有する、請求項２２記載の方法。
前記レンジ変更フラグが変更されるよう設定されているかどうかを決定する工程；及び
前記レンジ変更フラグが変更されるよう設定されている場合に、前記記憶される制御信号最小値を前記コピーの制御信号最小値に等しく且つ前記記憶される制御信号最大値を前記コピーの制御信号最大値に等しく設定する工程；
を更に有する、請求項２１記載の方法。
感知位相制御電力信号を受信してスケール電力信号を生成するよう動作上接続されているスケーリング回路と、前記スケール電力信号を比較電圧と比較してオンタイム信号を生成するよう動作上接続されている比較器とを有するオンタイム変換器；
前記感知位相制御電力信号に応答してライン電圧信号を生成するライン電圧検出器；及び
前記オンタイム信号に応答して調光制御信号を生成し、前記ライン電圧信号に応答して幹線バイアス信号を生成するマイクロコントローラ；
を有し、
前記幹線バイアス信号は前記比較電圧にバイアスをかける、電子バラスト用の制御回路。
前記マイクロコントローラは、更に、前記ライン電圧信号に応答してブースト／ＰＦＣへ供給される内部乗算器信号を生成し、
前記ブースト／ＰＦＣは、前記内部乗算器信号に応答してブースト／ＰＦＣ内部乗算器を選択する、請求項２５記載の回路。