JP3872820B2 - 照明システムの電力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は蛍光灯を使用しているシステムのような照明システムに特に有用である電力制御装置に関する。
研究によると多くの建物が例えば、必要とされる目的に対して現在の照明システムによる照明が過剰である傾向にあることが示されている。このような過剰照明は電力の浪費となる。例えば、他の多くの電灯と比較して効率が高いという観点から大きな建物では照明システムにほとんど蛍光灯を使用している。また、蛍光灯において必要な光出力と電力との関係は非線形であり、多くの場合光出力があまり変化することなく蛍光灯による電力使用量をかなり減少することができることがわかった。しかしながら、低下電力を蛍光照明システムに継続的に供給すると、電灯の起動が困難になり、例えばちらつき時間が増加し、電灯の寿命が縮まる可能性がある。さらに、電灯の光レベル出力を調節することが好ましく、大きな照明システム装置においては遠隔位置または中央位置から光出力または消費電力を変更することが好ましい。
本発明による照明システムの電力制御装置は、
交流電気の入力電源を受け少なくとも一つの電灯からなる電気負荷を作動するための交流電気の制御可能な出力電源を生成するように接続されている電力可変手段と、
入力電源および／または出力電源の電気パラメータを監視し監視信号を生成する監視手段と、
前記監視信号を受信するように接続され前記電力可変手段に接続し前記電力可変手段を制御して前記出力電源を最大出力レベルと最小出力レベルとの間で変化させるディジタル処理手段と、
前記ディジタル処理手段に接続しているタイマーと、
制御パラメータを記憶し前記ディジタル処理手段に接続している第一メモリとを備え、
前記ディジタル処理手段が前記監視信号の状態に応答し前記電力可変手段を制御し前記出力電源を第一所定レベルで所定時間生成しその後前記出力電源を第二所定レベルに低下させ、前記第二所定レベルおよび前記所定時間が前記ディジタル処理手段によって前記第一メモリに記憶されている制御パラメータに従って設定される。
好ましくは前記記憶制御パラメータには所定時刻および／または曜日の表示および前記第二所定レベルに対応する値が含まれ、前記ディジタル処理手段は前記所定時刻および／または曜日に前記タイマに応答し前記第二所定レベルを前記メモリに記憶されている対応値に変化させる。
本発明の好適な形態において、少なくとも一つの光センサがディジタル処理手段に接続され、ディジタル処理手段はまた少なくとも一つの光センサによって検出された光レベルに応答し第二所定レベルを増加または減少させる。本発明の一形態において、装置は前記ディジタル処理手段に接続している複数の光センサを備え、各々検出された光レベル値を生成し、前記ディジタル処理手段は作動時、前記メモリに記憶されている予め選択された各重み係数に基づいて検出光レベル値の重みつき平均を計算し、前記ディジタル処理手段は重みつき平均に応答して前記第二所定レベルを増加または減少させる。
好ましくは、本装置はさらに、ディジタル処理手段に接続され制御コマンドを受信する入力ポートを備え、前記ディジタル処理手段は第一制御コマンドに応答し前記第二所定レベルを含む前記記憶制御パラメータを変更する。
好ましくは、ディジタル処理手段に接続することにより性能データを記憶する第二メモリも設けられ、前記出力電源における各電力変化に対して前記ディジタル処理手段は前記第二メモリに性能データを記憶する。性能データには前記出力電源の出力レベルおよび電力変化が生じた時間を示すデータを含めてもよい。
本発明の一形態において単一のディジタル処理手段に接続している複数の電力可変手段が設けられ、各電力可変装置はその出力電源を異なる対応電気負荷に供給するように配置されている。この形態において、ディジタル処理手段は好ましくは異なる対応第二所定レベルに従って電力可変手段を各々別に制御するように構成されている。
本発明において様々な形状の電力可変手段が使用可能である。例えば、電力可変手段は可変変圧器を備えてもよく、前記第一所定レベルは前記第一所定レベルよりも大きい交流電圧に相当する。また、電力可変手段は例えば、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）のような波形変更装置を備えてもよく、第一と第二所定レベルとの差はＡＣ電気入力電源の電圧ゼロ交差点に対してＳＣＲ放電時間を変化させることによって影響される。
本発明の好適な形態において、前記電力可変手段は可変変圧器を備え、前記第一所定レベルは前記第二所定レベルよりも大きい交流電圧に相当する。好ましくは、前記監視手段は前記入力電源の線間電圧および／または線電流を監視しそのゼロ交差時点を決め、前記ディジタル処理手段は前記電力可変手段を制御し出力電源を少なくとも実質上前記ゼロ交差時点でのみ変化させるように構成されている。
本明細書から当業者には明らかであるように、本発明の実施例による電力制御装置を使用して蛍光照明システムのような電気負荷の電力消費を低減することができる。蛍光灯の点灯のような状態を監視手段が検出すると、好適な電力制御装置が応答し出力電源を第一所定レベル（例えば最大使用可能電力）に増加させることによって電灯の起動を容易にする。所定時間後、出力電源は第二所定レベルに低下し電力を節約する。第二所定レベルすなわち節電量は、電力制御コマンドを受信するための入力ポートによって調節可能である。また選択時刻のような他の入力の影響によって、または周囲の光を測定する光センサに応じて第二所定レベルを調節してもよい。
添付図面に例証するいくつかの実施例を参照して本発明をさらに詳細に以下に説明するが、図面において、
図１は第一実施例による電力制御装置のブロック図であり、
図２は第二実施例による電力制御装置のブロック図であり、
図３は第三実施例による電力制御装置のブロック図であり、
図４は本発明の一実施例においてマイクロプロセッサ装置を制御するためのアルゴリズムを示す機能的流れ図であり、
図５は本発明の更なる実施例を示すブロック図であり、
図６は本発明の実施例に使用する電力装置の一例を示し、
図７はタイミング図である。
電力制御装置２はブロック図である図１に示され、主要交流電気入力電源４と蛍光灯すなわち放電照明システム等のような一以上の電気負荷６との間に接続されている。電力制御装置２は通常電力可変手段である電力装置８と、ディジタル処理手段であるマイクロプロセッサ回路１０とを備えている。電力装置８は主要電気入力電源４を受けるように接続され、少なくとも一つの出力電源９を提供し少なくとも一つの負荷６に電力を供給する。監視回路１２、１４は主要電気入力電源４および出力電源９の電気パラメータを監視するために各々、設けられている。図１に概略が示されているように、監視回路１２、１４は各々、入力および出力電源の電圧および電流を示す信号を受信し、ディジタル処理回路１０に入力する。従って、当業者には明らかであるように、監視回路１２、１４は好ましくは各々、適切な信号フィルムおよび状態調節回路と、適切な信号レベルおよび形式で、監視された電圧および電流を示す入力をディジタル処理回路１０に供給するための変換回路とを備えている。アナログ／デジタル変換回路も監視回路１２、１４に含まれ適切な入力がディジタル処理回路１０に供給される。
電力装置８は主に出力電源９の各々を介して電気負荷６に供給される電力を変化させる手段である。出力電源９に供給される電力を変化させる方法はいくつか使用可能であるが、特定形式の電力装置８は使用される電力変化方法による。例えば、負荷６が使用する電力を減じる一方法は低下電圧で負荷を供給することである。この場合、電力装置８は減圧変圧器を備えてもよく、好ましくは変圧器出力電圧は少なくとも１００％の入力電圧から例えば５０％の入力電圧の部分まで変化可能である。これは例えば従来の自動変圧器の使用により達成可能であるが、複数の電圧タップを有するかまたは連続して変化可能である。自動変圧器の出力電圧を変化させるために、出力タップを一接続から他の接続に移動させるが、これは変圧器の物理的特性によって機械的にまたは電気切換によって達成可能である。当業者には明らかであるように切換または機械運動、例えばステップモータが出力電圧を変化させる際、必要であるが、これは従来の方法で達成可能であるため、発明の記載を明瞭にするため実施の詳細はここでは述べない。
電力装置の電力出力を入力電源レベルから変化可能にする他の方法として、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）またはサイリスタ回路を使用して達成可能であるように波形変更を行う。この場合、電力装置からの出力電力のレベルはＳＣＲまたはサイリスタの放電時間を変化させることによって変更可能である。電源入力電圧波形のゼロ交差点に対して放電時間を増加させることによって、電力装置８の出力で負荷６に供給する電力を変化させることができる。上述したような波形変更回路の放電時間を変化させる方法は当業者には明らかなので、詳細を説明しない。
電力装置８は電力制御回路１６によってディジタル処理回路１０に接続されている。電力制御回路１６の機能は主にディジタル処理回路１０から制御信号を受信しこれらの信号を電力装置８の電力変化制御に必要な形式に変換することである。例えば、電力装置８が、出力がステップモータ等を使用して機械的に制御され連続可変である自動変圧器からなる場合、電力制御回路１６はディジタル処理回路１０から出力される論理レベルの制御信号を電気信号に変換しステップモータを作動することによって電力装置８の出力を変化させるように構成されている。一方、電力装置８の他の実施例において、電力制御回路１６は不必要であり、またはディジタル処理回路１０に設けてもよい。例えば、電力装置８が、正確に計時される論理レベル信号のみを必要とするＳＣＲのような波形変更回路からなる場合、これらの放電信号を直接ディジタル処理回路１０から供給してもよい。
ディジタル処理回路１０は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ回路等のような信号の入出力のための適切なディジタル処理回路と、制御アルゴリズムおよびデータを記憶するためのメモリとを備えてもよい。例えば、８２５１マイクロコントローラ回路は、当業者には周知であるが、ディジタル処理回路１０に有効利用することができる。上述したように、ディジタル処理回路１０は監視回路１２および１４から入力信号を受信し、電力制御回路１６によって電力装置８に制御信号を出力する。ディジタル処理回路１０はまたプログラム入力ポート１８、出力データポート２０を備え、任意で一以上のディスプレイ装置２２に接続している。
ディジタル処理回路１０が備えている処理回路はメモリ回路、好ましくはＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＡＭまたは電池付ＲＡＭのような非揮発性メモリに記憶されている指令の制御により機能する。また回路１０が備えているＲＡＭメモリのようなメモリは制御パラメータ（プログラムポート１８から受信してもよい）を記憶し出力ポート２０またはディスプレイ装置２２により出力されるデータを記憶する。ディジタル処理回路１０の主な機能は、プログラムされた指令および制御パラメータに従って、また監視回路１２、１４およびプログラム入力ポート１８から受信する入力に基づいて作動し、電力装置８、特に出力電源９から負荷６への出力電力を制御することである。図４はマイクロプロセッサ制御回路１０の制御アルゴリズムの例を示す。図４のフローチャートに示されているアルゴリズムは実際はメモリに記憶されている指令コードでありマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実行されるが、ディジタル処理回路１０はプログラム可能な論理回路（ＰＬＣ）等を備えることもでき、この場合アルゴリズムはＰＬＣに配線により設けてもよい。上述したように、制御指令のメモリ記憶に加え、好ましくはディジタル処理回路１０は例えば、プログラムポート１８によって受信可能な制御パラメータのメモリ装置を備えている。ディジタル処理回路１０に記憶されている制御パラメータデータは通常、下記を含む。
制御装置に接続している負荷の低下作動電力レベルを示すデータ、
電力装置８が離散的段階で可変である場合、低下作動電力レベルと全作動電力レベルとの間の段階数、
新たな負荷が加えられた場合、低下出力電力レベルまで減少する前に全出力電力レベルでとどまる時間遅延、
出力電源を全出力電力に切り換えるために加えなければならない新たな負荷の量を示すしきい値、および
電力レベルが離散的段階において変化する場合、各段階でとどまる時間、または電力レベルが連続可変である場合、全出力レベルから低下出力レベルまで電力レベルを低下させるための合計時間。
図６を参照すると、本発明の実施例による電力装置８に使用してもよい自動変圧器４０の概略図が示されている。自動変圧器４０は主入力電圧Ｖ_INをその一次ターミナルで受けるように構成され、二次ターミナルとしてＰ₁〜Ｐ₆と示されている複数のタップを有する。タップＰ₁〜Ｐ₆が各入力に接続している多重回路４２は単一の出力４４を有し電圧Ｖ_OUTを出力する。多重回路４２はコマンド入力４６に従って、その入力の一つを実際はディジタル処理回路１０からの出力４４に接続するように構成されている。
例えば、タップＰ₁〜Ｐ₆は出力電圧_OUTが１００％Ｖ_INから５０％Ｖ_INの範囲において１０％増分で変化可能となるように配置してもよい。従って、出力電圧即ち負荷に供給される出力電力は、電圧出力線４４を接続する変圧器タップを変えることによって変化可能である。上述したように、これはディジタル処理回路１０からのコマンドで多重回路４２を使用することにより達成される。一タップから他のタップへの切換は入力電圧波形のゼロ交差時点で行われるので出力電圧波形において問題となる不連続が回避され、それによりノイズが電力装置の出力に混入することを回避する。また好ましくは一度に一増分のみ出力電力が低下し、その間遅延を設けることにより出力電力が漸次減少する。一方、負荷に追加された蛍光灯を起動することができるように、出力電力を増加する必要がある場合、好ましくは出力電力は増分によるというよりむしろできるだけ速くその最大値まで増加する。
図７は図６に示されているような電力装置を使用する電力制御装置における作動時の入力電圧に対する出力電圧のグラフを示す。始動時（ｔ₀）電力制御装置のマイクロプロセッサ制御器は電力装置の出力電圧を最大電圧（最大電力レベル）に設定する。出力電圧は所定時間Ｔ_s最大値にとどまり、その後、時点ｔ₁で電圧は一増分低下する。一増分の低下は例えば、多重回路４２によるタップＰ₁からタップＰ₂への出力線４４の接続切換に相当する。出力電圧は時間Ｔ₁の間その電圧値にとどまり時点ｔ₂で再度減少する。再び電圧は時間Ｔのあいだ一定であり、（時点ｔ₂）で再び減少する。この時までに出力電圧は本実施例において、変圧器タップＰ₄に相当する入力電圧Ｖ_INの７０％に達している。本実施例において、出力電圧は電力制御装置の所望の出力電力レベルに相当するので、出力電圧はさらに低下することなくそのレベルにとどまる。さらに負荷が追加されると、例えば別の蛍光灯をオンすることによって、出力電圧は再度最大値（時点ｔ₄で示される）まで増加しその後出力電圧は上述したように増分量、休止レベルまで戻るが、この間負荷は追加されない。
上記実施例において、ディジタル処理回路１０によって通常メモリに記憶されるパラメータデータは低下（休止）出力電力レベル、またはこれに相当する変圧器タップの識別情報、最大電圧レベルからの減少回数、もしくは出力監視回路によって測定される実際の出力電圧のようなデータ、最大電圧（Ｔ_s）にとどまる時間、減少時間Ｔ₁、および最大電圧に戻る前に必要な負荷のしきい値増加であろう。
例えば、電力制御装置において電力装置が２４０Ｖ交流の入力電圧、１０Ｖの段階で可変である２４０Ｖ〜１５０Ｖの出力電圧（例えば１０個の二次タップを有する自動変圧器）に対して構成されているものとする。このような構造の制御パラメータは通常の応用に対して以下の通りであろう。
低下出力 Ｖ_R＝２００Ｖ
最大電圧時間 Ｔ_s＝２０秒
減少時間 Ｔ₁＝３秒
負荷増加しきい値 １_T＝０．５アンペア出力
次に図４を参照するとディジタル処理回路１０のマイクロプロセッサの制御アルゴリズムのフローチャート１００が示され、初期化ステップ１０２で始まり、マイクロプロセッサおよび様々な入力並びに出力が初期化され関連信号が確実に受信且つ送信できるようにする。また、この時、マイクロプロセッサはメモリに接続し上述したような制御パラメータを検索する。最初、負荷６各々への出力電力は最大電力に設定され（ステップ１０４）、例えば蛍光灯の始動を容易にする。これは電力装置８を制御するディジタル処理回路１０によって達成され、必要な場合は電力制御回路１６を介し、電力装置が最大電力（例えば主要線間電圧）を出力する。図６の例において、これは多重回路４２を制御するディジタル処理回路からの線４６上の制御信号に相当し出力線４４を自動変圧器タップＰ１に接続する。一旦、電力装置が最大電力に設定されると、遅延タイマはステップ１０６で始動し、最大電力時間（Ｔ_s、図７参照）の計時を開始する。
電力装置出力のパラメータは出力電源９に接続している監視回路１４によって測定される（ステップ１０８）。通常これらのパラメータには各負荷に供給される出力線間電圧および出力線電流が含まれるであろう。特定の負荷に供給される線電流が増加すると、これは増加負荷を示し、例えば他の電灯がオンされる。負荷が一定である場合、ステップ１１０〜１１２において時間遅延Ｔ_sが切れたか否か決められる。時間遅延Ｔ_sが切れていない場合、ステップ１０８、１１０および１１２を繰り返すことによって出力パラメータの負荷増加の監視が続けられる。測定された出力線電流の超過時間の値を比較して電流の増加を検知することによって負荷増加が検出される。増加電流が検出されると、増加量が負荷の増加しきい値の制御パラメータと比較され増加電流が出力を全電力レベルに戻す程の負荷における増加であるか否かが決められる。
負荷における増加がステップ１１０で検出されると、ステップ１２６に進み監視回路１２によって監視されている入力パラメータが測定される。監視回路１２は主要入力電源線間電圧および電流を監視回路１４と異なる方法で監視してもよいが、これは本実施例で特に重要な入力電気信号の位相情報である。前述したように、好ましくは電力レベル間の電力装置による切換または変化はすべて入力電源波形のゼロ交差時点で行われるので切換時のノイズおよび過渡減少が回避される。従って、電圧および電流波形の瞬時値は監視回路１２により供給され、それに対してピーク値またはＲＭＳ値は監視回路１４により供給してもよい。一方法においてゼロ交差点の検出はディジタル処理回路１０に設けられているディジタル信号処理（ＤＳＰ）回路によって行われる。例えば瞬時の主要入力電源電圧および電流レベルのディジタルサンプルをＤＳＰが分析することによってそのゼロ交差点を検出することができる。このような特徴の実施例が当業者の知識の範囲内であることは容易に認識できる。
信号の位相が（例えばゼロ交差点で）適切となるまでステップ１２６および１２８で入力パラメータが監視されステップ１０４へ進み、上述したように、電力装置８の電力が最大レベルに設定される。
最大電力時間遅延Ｔ_sが完了すると（ステップ１１２）、電力レベルが必要な（低下）電力設定値まで減少量、減少し始める。これはステップ１１４および１１６で始まり入力パラメータはステップ１２６および１２８と同様に、入力位相が正確となるまで監視される。位相がゼロ交差点に到達すると、電力装置８はディジタル処理回路１０によって制御され出力電力レベルを減少させる。（ステップ１１８）。再び図６を参照すると、第一例においてマルチプレクサ４２の接続を自動変換器タップＰ₁からＰ₂に変えることによって出力電圧を１．０Ｖ_INから０．９Ｖ_INに低下してもよい。そしてディジタル処理回路１０は前述したように記憶されている制御パラメータデータを比較することによって、予め選択された低下電力レベルに到達したか否か判定する。図７の例において、これは負荷６に供給された電力が電力装置によって３回減少させた後、生じる。所望の低下電力レベルに到達していない場合、時間Ｔ₁（図７）に相当する時間タイマを始動した後、ステップ１０８に戻る。通常時間タイマは数秒台であり、最大電力遅延タイマ（Ｔ_s）は約１５秒である。
制御パラメータに関する上記例において、低下出力電力レベルは負荷に供給された実際の出力電圧Ｖ_Rとして述べた。この場合、ステップ１２０は制御パラメータＶ_Rを監視回路１４によって供給された測定出力電圧と比較することによって実行される。次に、Ｖ_Rが実際の出力電圧よりも大きいと低下出力電力レベルに到達し、そうでない場合は再び出力レベルは減少し続ける。
一旦所望の低下電力レベルに到達すると、マイクロプロセッサ制御アルゴリズムはステップ１２２および１２４からなる監視ループに入り、ステップ１０８および１１０と同様、監視回路１４からの出力パラメータを監視し、負荷の増加を検出する。しきい値よりも大きい負荷電流の増加が検出されると、制御アルゴリズムはステップ１２６へ進み入力信号の位相が監視されステップ１０４で出力電力は最大レベルに戻る。
図２に示されている本発明の実施例による電力制御装置は図１に示されている実施例に特徴が追加されている。特に、入力監視回路１２は光ダイオード等のような光レベル測定装置２６からの入力を受ける。光レベル測定装置は通常、負荷６の一つを構成する蛍光灯の照明空間に設けられ、電力制御装置によって供給されている負荷から生成される光を測定する。従ってディジタル処理回路１０はフィードバックループを実施するので、電力装置が上述したような特定の電力レベルよりもむしろ特定の光レベルによる電力を出力するように制御することができる。供給する光レベルは光レベル設定入力２４によって設定してもよいし、メモリに記憶されている制御パラメータデータによって特定してもよい。光レベルのフィードバック制御を実施するために必要なディジタル処理回路１０の手順における制御ステップは当業者には明らかであるため、ここで詳細を記載する必要がない。
図３は電力制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、具体的には街灯等の制御に使用するように構成されている。この実施例もまた光レベル測定装置２６を備え制御装置は電力装置８によって供給される電力を変化させることによって予め選択されたレベルの照明を行うために必要な電力を供給することができる。光レベル測定装置は負荷６である電灯が自然光も入る領域を照明する場合、例えば街灯の場合に特に有利なので、自然に照明が追加された時（例えば太陽が昇る時）電力を低下させることにより光負荷からの照明を低下させることができる。この実施例においても、マイクロプロセッサ１０は負荷６である電灯に欠陥があるか否かを判定することができる制御ルーチンを実行する。これは出力監視回路１４からの監視信号を参照することによって容易に判定することができる。また本例における電力制御装置２が備えている遠隔測定回路２８は光負荷６が故障するとディジタル処理回路１０からの出力を伝送する。遠隔測定回路２８はその出力を無線信号または電話信号によって、例えば中央制御装置（図示せず）に伝送するので、故障した電灯を交換することができる。
実際は一以上の光レベル測定装置２６がディジタル処理回路１０に入力するので、照明負荷６に照らされる複数の位置の光レベル測定値を得る。この場合、例えば測定装置の位置によって、ディジタル処理回路１０は光レベル測定値の重み平均をとり、電力装置８を制御してもよい。
このように、複数の光レベル測定装置がディジタル処理回路１０に信号を入力し、各所定の重み値によって各信号の値に重みをつけてもよい。次に重みつけ光レベル測定値の平均を取り、メモリに制御パラメータとして記憶されている設定値と平均値を比較する。従って電力制御装置は負荷出力の実際の効果を考慮することができるので、出力線間電圧と設定低下出力電圧レベルの制御パラメータとを比較する代わりに、光レベル平均値および対応する制御パラメータを使用して適切な低下出力電力レベルを判定することができる。使用される照明および電力節約対策によって、自然または外部照明によって影響を受けるように配置されている光レベルセンサは所望の重要性に従って扱われる。また、重み平均を取る代わりに複数の光レベルセンサによる入力信号のしきいテストを行ってもよく、この場合最高または最低光レベルセンサ信号（おそらく一時的な変化に備える平均超過時間）をしきい値と比較して該当領域のすべての位置において照明が過剰であるか不十分であるかを判定する。
各電力制御装置２は複数の出力電源９を介して複数の負荷６を制御するように構成することができる。達成可能な一方法において電力制御装置はディジタル処理回路１０に平行に接続している複数の電力装置８で構成され、各電力装置８は各負荷６に個別に接続される。しかしながら、負荷６に個々に供給される電力を制御するために、各電力装置８をディジタル処理回路１０によって個別に制御する必要があり、このため各電力装置は個別に回路１０に接続されている。さらに、各電力装置８には出力監視回路１４を個別に設けるので、個々の負荷６における増加を検出することができ、例えば対応する電力装置のみを制御するだけでよい。同様に、単一の電力装置から複数の出力電源を得ることができ、この場合、電力装置は電圧変圧器からなり、該変圧器に備えられている二次出力は個々にタップを設けることにより、例えば各多重回路に接続することができる。
出力電源を制御するディジタル処理回路１０の制御アルゴリズムを得るためには当然図４に関連して述べたアルゴリズムを多数の入力並びに出力を取扱うように調整しなければならない。考えられる一つの方法として、タイムスライス等を使用している処理タスク間のマルチタスクまたはスワップにディジタル処理回路１０を当業者に周知であるように配置する。しかしながら、図４に示されているアルゴリズムを実行する際、正常な作動時のほとんどの時間、ステップ１２２および１２４からなる監視ループにとどまることが考えられる。従って、多数の電力装置を制御するためにアルゴリズムおよびディジタル処理回路を調整する方法として、ディジタル制御回路に接続されている出力電源のいずれかの負荷に増加が検出されると同様のループに割り込みが行われるようにする。割り込みが行われると、ディジタル処理回路の制御アルゴリズムが該当する負荷および電力装置に対して特定のサブルーチンを行い供給電力の増加および減少を制御する。
上述したように、電気制御装置２は時刻または曜日に従って電力装置から出力される電力レベルを変更するように構成してもよい。所望の出力電力レベルにおける一時的な変化を示す情報も記憶するように、例えば対応する低下出力電力レベル値とともに日時データを記憶することによって制御パラメータデータを配置してもよい。ディジタル処理回路の制御アルゴリズムを変更して、記憶されている時刻／曜日データを周期的に調べ、記憶されている日時がいつ生じるかを判定し、生じた場合は作動低下出力電力レベルを該当日時に対応するレベルに取り替えるようにしてもよい。例えば、商業建物において、営業時間の電力レベル、掃除等に必要な時間の電力レベル、さらに他の時間の電力レベルを設定することが望ましい。このような機能をディジタル処理回路の制御アルゴリズムに含めることができることは上記説明から明らかである。
プログラムポート１８は中央制御パネルのような外部装置から指令および／またはデータを受けるように設けられている。プログラムポート１８は特にディジタル処理回路１０内のメモリに記憶されている制御パラメータデータの変更するために使用されている。例えば、照明が電力制御装置によって制御されている特定領域における光レベルを増加した場合、遠隔装置、または局部入力キーボード等から指令を出すことによって、低下電力レベルに対応する制御パラメータを変更してもよい。電力制御装置はプログラムポートを使用して、様々な時刻に出力電力レベルを変更するためのパラメータを含む上述の制御パラメータのいずれかを変更または交換するデータを受信することができる。各電力制御装置のディジタル処理回路は個々に符号化することができるので正確なコードにより先行するプログラムポート１８で受信されたデータのみがマイクロプロセッサによって処理される。この構成は安全対策として作動し、さらに複数の電力制御装置をデータバス上で通信する単一の中央制御装置に接続可能にする手段としても作動する。このような構成は、大きな商業建物のような多くの用途に有益である。例えば、多層の直売店は建物の各階の電灯を制御するために電力制御装置２を個別に有する場合がある。しかしながら、建物の管理事務所のような中央位置から電灯を制御可能またはプログラム可能にしてもよい。この場合、図５に示されているように多くの電力制御装置を単一の中央制御パネル５０に接続してもよい。
前述した出力ポート２０も外部と通信し、プログラムポート１８と同じデータバスにより中央制御パネルに接続してもよい。ディジタル処理回路１０におけるメモリは好ましくは記憶室に電力使用量を評価および分析する目的で電力制御装置の性能を表すデータを記憶する。最も単純な実施において、ディジタル処理回路が電力装置を制御して電力レベルを増加または減少する毎に、時間および電力レベルがメモリに入力され記憶される。このデータは電力制御装置の性能を示す充分な情報である。さらなる手段として、各制御変化時、出力線電流値（負荷を示す）を記憶してもよく、これは電力制御装置なしで公称主要線電力で作動する同じ負荷と比較して、負荷情報および消費電力情報の両方を判定する場合有用である。このような情報を各制御変化で記憶する機構は充分、当業者の能力の範囲内である。
ディジタル処理回路メモリに記憶されている性能データを検索するために、回路１０および制御アルゴリズムは好ましくは、プログラムポート１８で受信され特定の電力制御装置に対して符号化されているダウンロードコマンドに応じて出力ポートに記憶データを伝送するように構成されている。性能データは次に分析および評価のため、ディジタル処理回路から、おそらく遠隔位置に伝送される。
波形変更装置に変圧器ベースの電力装置を使用することの利点として、ノイズ混入の低減が達成される以外に、入力電源により供給される出力線間電圧を実際に増加できるという利点がある。これは主要電力供給電圧が変化する場合に特に有益である。この場合、入力電圧よりも高いレベルまで出力電源電圧を制御する時点でさえ、電力制御装置は供給電圧の変化を補償することができる。この目的で、使用電力装置が変圧器である場合、変圧器には好ましくは、一次電圧より上の二次電圧を供給する一以上のタップが設けられている。制御アルゴリズムをさらに改良し入力電源のピーク線間電圧を監視し全電力が必要な時は電圧を上昇させることができる。
以上本発明の詳細な記載は単なる例証であり、添付されている請求の範囲に記載されている発明を限定するものではない。

Claims (12)

1. 交流電気の入力電源を受け少なくとも一つの電灯からなる電気負荷を作動するための交流電気の制御可能な出力電源を生成するように接続されている電力可変手段と、
   入力電源および出力電源の電気パラメータを監視し監視信号を生成する監視手段であって、前記出力電源から前記電気負荷へ供給される線路電流の変化を検出する該監視手段と、
   前記監視信号を受信するように接続され前記電力可変手段に接続して前記電力可変手段を制御し前記出力電源を最大出力レベルと最小出力レベルとの間で変化させるディジタル処理手段と、
   前記ディジタル処理手段に接続しているタイマーと、
   線路電流増加しきい値を含む制御パラメータを記憶し前記ディジタル処理手段に接続している第一メモリとを備え、
   前記ディジタル処理手段が、前記しきい値を超える前記線路電流の増加を検出したことを示す前記監視信号の状態に応答し前記電力可変手段を制御し前記出力電源を第一所定レベルで所定時間生成しその後前記出力電源を第二所定レベルに低下させ、前記第二所定レベルおよび前記所定時間が前記ディジタル処理手段によって前記第一メモリに記憶されている制御パラメータに従って設定される照明システムの電力制御装置。
2. 前記記憶制御パラメータには所定時刻および／または曜日の表示および前記第二所定レベルに対応する値が含まれ、前記ディジタル処理手段は前記所定時刻および／または曜日に前記タイマに応答し前記第二所定レベルを前記メモリに記憶されている対応値に変化させる請求項１記載の電力制御装置。
3. 前記ディジタル処理手段に接続されている少なくとも一つの光センサを備え、前記ディジタル処理手段が少なくとも一つの光センサにより検出された光ベルに応答し前記第二所定レベルを増加または減少させる請求項１あるいは２記載の電力制御装置。
4. 前記ディジタル処理手段に接続している複数の光センサを備え、各々検出された光レベル値を生成し、前記ディジタル処理手段が作動時、前記メモリに記憶されている予め選択された各重み要因に基づいて検出光レベル値の重みつき平均を計算し、前記ディジタル処理手段が重みつき平均に応答し前記第二所定レベルを増加または減少させる請求項３記載の電力制御装置。
5. さらにディジタル処理手段に接続され制御コマンドを受信する入力ポートを備え、前記ディジタル処理手段が第一制御コマンドに応答し前記第二所定レベルを含む前記記憶制御パラメータを変更する請求項１から４のいずれかに記載の電力制御装置。
6. さらに、ディジタル処理手段に接続され性能データを記憶する第二メモリを備え、前記出力電源における各電力変化に対して前記ディジタル処理手段が前記第二メモリに性能データを記憶する請求項５記載の電力制御装置。
7. 前記性能データには前記出力電源の出力レベルおよび電力変化が生じた時間を示すデータが含まれている請求項６記載の電力制御装置。
8. さらに前記ディジタル処理手段に接続されている出力ポートを備え、前記ディジタル処理手段が第二制御コマンドに応答し前記第二メモリに記憶されている前記性能データを前記出力ポートに伝送する請求項７記載の電力制御装置。
9. 前記監視手段が前記入力電源の線間電圧および／または線電流を監視しゼロ交差時点を判定し、前記ディジタル処理手段が前記電力可変手段を制御し出力電源を少なくとも実質上前記ゼロ交差時点でのみ変化させるように構成されている請求項１から８のいずれか記載の電力制御装置。
10. 前記電力可変手段が可変変圧器を備え、前記第一所定レベルが前記第二所定レベルよりも大きい交流電圧に相当する請求項１から９のいずれか記載の電力制御装置。
11. 前記ディジタル処理手段に接続されている複数の電力可変手段を備え、各電力可変装置がその出力電源を異なる対応電気負荷に供給するように設けられている請求項１記載の電力制御装置。
12. 前記ディジタル処理手段が前記第一メモリに記憶されている異なる対応制御パラメータに従って電力可変手段の各々を制御するように構成されている請求項１１記載の電力制御装置。

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