KR20100047307A

KR20100047307A - 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법, 및 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치

Info

Publication number: KR20100047307A
Application number: KR1020107004708A
Authority: KR
Inventors: 요하힘 무에흘슈리겔
Original assignee: 오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2010-05-07
Also published as: AU2007357498A1; AU2007357498B2; EP2172086A1; WO2009018853A1; TW200915926A; US8354801B2; US20110234116A1; CN101682975A

Abstract

본 발명은 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 동작 장치는 그것의 공급 전압의 느린 온/오프 스위칭 패턴을 통해 프로그래밍되고, 상기 동작 장치는 프로그래밍 이후의 시간-제어에 기초하여 연결된 광 또는 광들을 자동으로 디밍하며, 사람이 상기 공급 전압에 대한 온/오프 스위치 및 클럭을 이용하여 프로그래밍을 실시할 수 있도록 프로그래밍을 위해 이용되는 상기 온/오프 스위칭 패턴의 시간 베이스가 선택된다. 유사하게, 본 발명은 전자 동작 장치에 관한 것으로서, 이는 상기한 방법을 이용하여 프로그래밍될 수 있다.

Description

방전 램프들을 위한 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법, 및 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치{METHOD FOR PROGRAMMING ELECTRONIC OPERATING DEVICES FOR DISCHARGE LAMPS AND ELECTRONIC OPERATING DEVICE FOR DISCHARGE LAMPS}

본 발명은 방전 램프를 위한 전자 동작 장치들에 관한 것이고, 특히 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법에 관한 것이다.

종래에 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 넓은 범위의 가능한 방법들, 예컨대 무선 라디오 전송들, 아날로그 및 디지털 인터페이스들에 대한 전유 프로토콜들 또는 정규화된 프로토콜들을 이용한 추가적인 제어 라인들(1..10V, DALI)이 존재한다. 메인 라인 상에서의 신호 전송을 위한 방법들, 예컨대 전기 관심사들의 리플 제어 방법 또는 "파워라인(Powerline)"과 같은 보다 현대의 방법들이 또한 알려져 있다. 모든 이러한 방법들은 입력 스테이지들 및 특정한 필터들을 갖는 더 많은 또는 더 적은 복합 추가적인 회로 어레인지먼트들을 필요로 하고, 이는 상기 전자 동작 장치들의 비용을 증가시킨다. 상기 동작 장치들이 서로 다른 디밍 레벨들 및 디밍 시간들에 대해서만 프로그래밍되고자 한다면, 전술한 방법들은 너무 복잡하고, 그러므로 시간과 노력을 들일 만한 가치가 없다.

그러므로, 본 발명의 목적은 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법을 특정하는 것이고, 이 방법은 전술한 단점들을 더 이상 갖지 않는다.

이러한 목적은 청구항 제1항의 특징들에 의해서 성취된다.

마찬가지로 본 발명의 목적은 방전 램프들을 위한 전자 동작 장치를 특정하는 것이고, 이는 전술한 방법을 이용하여 프로그래밍될 수 있다.

이러한 목적은 청구항 제12항의 특징들에 의해서 성취된다.

상기 전자 동작 장치는, 파라미터들이 스위치-온 시간에 의해서 설정될 수 있는 온/오프 스위칭 패턴을 통해서 프로그래밍된다. 상기 스위치-온 시간들을 통해서 액세스되는 테이블들이 상기 동작 장치에 저장되고, 이러한 테이블들로부터 획득되는 파라미터들은 동작 파라미터들로서 저장된다. 예컨대, 이러한 동작 파라미터들은 상기 전자 제어 장치가 정격 전력에서 광을 동작시키는 시간, 상기 전자 동작 장치가 디밍된 형태로 광을 동작시키는 시간, 및 디밍 레벨과 관련된다. 하지만, 다른 임의의 원하는 파라미터들 또한 가능하다.

이전의 파라미터들의 정확한 검출을 확인하기 위해서, 마지막 온/오프 스위칭 패턴은 바람직하게 체크섬(checksum)이다.

상기 온/오프 스위칭 패턴을 수신한 이후에, 상기 전자 동작 장치는 바람직하게 온/오프 스위칭 패턴의 형태로 응답을 램프로 전송한다. 전력 공급이 이것 동안에 전체 시간에 대해 스위치 온으로 유지된다.

본 발명에 따른 이러한 방법은 사실상 어떠한 추가적인 비용들도 없는 표준 동작 장치에서 구현될 수 있다. 이러한 장치들에서는 이미 마이크로컨트롤러가 존재하기 때문에, 필수적인 모든 것은 변경된 펌웨어를 구현하는 것 그리고 내부 시간 베이스를 생성하는 것이다.

도 1은 어플리케이션으로서 거리 조명에 대해서 시간에 따라 플로팅된, 전자 동작 장치로 프로그래밍되는 램프 전력의 다이어그램을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 프로그래밍 방법의 시간 프로파일의 도해를 도시한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 거리 조명에 대해 설계되는 전자 동작 장치에 관한 것이다. 이러한 것과 같은 동작 장치들은 오래된 거리 조명 시설들에서의 종래의 안정기들에 대한 대체물로서 종종 이용된다. 그러한 현대화 동안에, 에너지를 절약하기 위해서 야간에 상기 거리 조명을 디밍하는 요구조건이 종종 존재한다. 하지만, 구형의 시설들은 일반적으로 프로그래밍 또는 제어 라인들로서 이용될 수 있는 추가적인 라인들을 갖지 않는다. 초기에 이미 언급된 바와 같이, 무선 또는 파워라인에 대한 대안적인 프로그래밍 방법들은 일반적으로 너무 고가이고 복잡하다. 이와 같은 상황에서, 본 발명에 따른 프로그래밍 방법을 이용하는 것이 매우 바람직하다.

일 예로서, 도 1에 도시되는 바와 같은 광 출력이 야간 디밍 모드를 갖는 거리 조명에 대해 바람직하다. 거리상의 조명은 18:00시에 스위치 온되고, 상기 동작 장치들은 정격 전력, 즉 100% (일련의 곡선들에서 블록 71)에서 램프들을 동작시킨다. 이러한 상태는 이제 4시간 동안 유지되어야 하고, 그 후에 상기 동작 장치는 7시간 45분 동안(일련의 곡선들에서 블록 73) 30%의 램프 전력(P_L)을 이용해 상기 램프들을 동작시킨다. 야간의 끝에서, 상기 램프들은 그들이 스위치 오프될 때까지 다시 정격 전력에서 동작되어야 한다(일련의 곡선들에서 블록 75).

이러한 경우에, 상기 파라미터들(t₇₁, t₇₃ 및 t₇₅)이 상기 전자 동작 장치에서 프로그래밍될 수 있다. 이러한 예에서, 전자 안정기는 공급 전압의 어플리케이션에 의해서 시간 t₁에서 스위치 온되고, 상기 공급 전압의 스위칭 오프에 의해서 시간(t₄)에서 스위치 오프된다. 이러한 경우에, 하나 이상의 도로들에 대한 모든 전자 동작 장치들이 스위칭된다. 상기 전자 동작 장치는 이전에 프로그래밍된 시간 (t₂)에 이전에 프로그래밍된 디밍 레벨로 자동으로 스위칭되어야 하고, 시간(t₃)에서 다시 100% 전력으로 스위칭되어야 한다.

상기의 예에서: t₁ = 18:00시, t₂ = 22:00시, t₃ = 05시45분, 및 t₄ = 07시20분이다. 이러한 경우에, 상기 전자 안정기에서의 파라미터들을 프로그래밍하기 위해 이후의 선택이 이용가능하다:

파라미터 t₇₁(저녁 조명): 30분 단위들로 1시간 내지 5시간. 그러므로, 이는 (5-1)*2+1=9개의 서로 다른 파라미터 값들의 결과를 가져온다.

파라미터 t₇₃(야간 조명): 15분 단위들로 6시간 내지 8시간. 그러므로, 이는 (8-6)*4+1=9개의 서로 다른 파라미터 값들의 결과를 가져온다.

파라미터 t₇₅(디밍 레벨): 70%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%. 그러므로 이는 8개의 서로 다른 파라미터 값들의 결과를 가져온다.

이러한 어플리케이션에서, 4개의 온-스위칭 동작들 및 4개의 오프-스위칭 동작들이 존재하는 온/오프 스위칭 패턴을 이용해 프로그래밍이 수행된다. 이러한 경우에, 각각의 스위치-온 시간이 15초 섹션들로 분할되고; 이는 스위치-온 시간들에 대한 시간 분해능(time resoultion)이 15초임을 의미한다. 제1 스위치-온 시간의 지속기간은 다음과 같이 파라미터 t₇₁(저녁 조명)을 정의한다:

제1 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₁의 정규화된 지속기간	1	2	3	4	5	6	7	8	9
상기 제1 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₁의 지속시간	15초	30초	45초	60초	75초	90초	105초	120초	135초
파라미터 t₇₁	10분	1시간 30분	2시간	2시간 30분	3시간	3시간 30분	4시간	4시간 30분	5시간

제2 스위치-온 펄스의 지속기간은 파라미터 t₇₃(야간 조명)를 다음과 같이 정의한다:

제2 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₃의 정규화된 지속기간	1	2	3	4	5	6	7	8	9
상기 제2 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₃의 지속시간	15초	30초	45초	60초	75초	90초	105초	120초	135초
파라미터 t₇₃	6시간	6시간 15분	6시간 30분	6시간 45분	7시간	7시간 15분	7시간 30분	7시간 45분	8시간

제3 스위치-온 펄스의 지속기간은 파라미터 75(디밍 레벨)를 다음과 같이 정의한다:

제3 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₅의 정규화된 지속기간	1	2	3	4	5	6	7	8
상기 제3 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₅의 지속시간	15초	30초	45초	60초	75초	90초	105초	120초
파라미터 75	70%	60%	55%	50%	45%	40%	35%	30%

제4 프로그래밍 스위치-온 펄스는, 체크섬과 유사한 방식으로 프로그래밍 상에서의 체크로서 이용된다.

이러한 경우에, 상기 정규화된 지속시간이 다음과 같이 계산된다: 상기 제1의 3개의 스위치-온 펄스들의 정규화된 지속기간들의 합이 4로 나누어질 때에 유지되는 나머지 + 1.

상기 제1의 3개의 프로그래밍 펄스들의 정규화된 스위치-온 지속시간들의 합은 다음의 값 범위를 가정할 수 있다:

3(1+1+1) 내지 26(9+9+8). 제4 스위치-온 펄스는 상기의 공식을 이용하여 다음의 값들을 가정한다:

제4 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₇의 정규화된 지속기간	1	2	3	4
상기 제3 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₇의 지속시간	15초	30초	45초	60초
3개의 제1 정규화된 스위치-온 지속기간들의 합에 대하여	4, 8, 12, 16, 20, 24	5, 9, 13, 17, 21, 25	6, 10, 14, 18, 22, 26	7, 11, 15, 19, 23, 27

본 발명에 따른 프로그래밍 방법을 기술하기 위해서, 도 1로부터의 프로세스가 일 예로서 이제 프로그래밍될 것이다:

이러한 예에서, 상기 전자 동작 장치에서의 파라미터들이 다음과 같이 선택될 수 있다:

t₇₁ = 4시간. 저녁 조명의 길이가 4시간이 되도록 의도된다. 그러므로, 상기 제1 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₁은 105초의 길이를 갖는다.

t₇₃ = 7시간 45분. 야간 조명의 길이가 7시간 45분이 되도록 의도된다. 그러므로, 상기 제2 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₃은 120초의 길이를 갖는다.

75 = 30%. 상기 디밍 레벨이 30%가 되도록 의도된다. 그러므로, 제3 프로그래밍 스위치-온 펄스 t₆₅는 120초의 길이를 갖는다.

상기 프로그래밍 스위치-온 펄스들의 정규화된 지속기간들이 모니터링 펄스를 계산하는데에 이용될 수 있다. 이는 다음의 패턴에 이르게 한다: 7, 8, 8.

상기 정규화된 스위치-온 펄스들의 합은 7+8+8 = 23이다. 그러므로, 제4 펄스(모니터링 펄스)의 정규화된 스위치-온 지속시간은 1 + (23/4의 나머지) = 1 + 3 = 4이다.

그러므로, 상기 모니터링 펄스는 60초의 길이를 갖는다.

그러므로, 거리 조명을 위한 전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위해서, 도 2에 표시되는 바와 같은 온/오프 스위칭 패턴이 수행되어야 한다. 전력 공급이 105초 동안 스위치 온되고, 그 후에 적절한 시간(이 경우에 절대 길이는 매우 중요하지 않음) 동안 스위치 오프되며, 그 후에 다시 120초 동안 스위치 온되고, 적절한 시간 동안에 스위치 오프되며, 그 후에 다시 120초 동안 스위치 온되고, 적절한 시간 동안 스위치 오프되며, 마지막으로 60초 동안 다시 스위치 온된다. 상기 전자 동작 장치들로부터 응답을 대기하기 위해서, 전력 공급이 다시 특정한 응답 시간 t₆₂ 동안 스위치 온된다.

그러므로, 상기 온/오프 스위칭 패턴은 특정한 시간 조건들 및 시퀀스 조건들을 갖는 특정한 시간 시퀀스들을 갖는다. 상기 전자 동작 장치는 상기 시퀀스 및 상기 온/오프 스위칭 패턴의 시간 지속시간을 평가할 수 있고, 랜덤 전압 고장 패턴들로부터 이것을 구별할 수 있다.

물론, 디지털 비트 시퀀스에 의해서 상기 전자 동작 장치를 프로그래밍하는 것이 또한 가능하고, 이 경우 각 비트는 특정한 시간, 예컨대 1-2초 동안에 스위칭 온 또는 오프를 나타낸다. 하지만, 이는 전술한 방법에 비해서, 광들이 보다 빈번하게 스위칭 온 및 오프되는 단점을 갖는다.

상기 프로그래밍이 수행된 이후에, 상기 전자 동작 장치는 램프의 특정한 시간 온/오프 스위칭 패턴을 이용해 응답 단계(69) 동안에 응답한다. 이러한 프로세스 동안에, 상기 공급 전압은 시간(t₆₂) 동안에 스위치 온으로 유지되고, 여기서 상기 전자 동작 장치는 상기 응답 패턴을 전송한다.

상기 응답은 공급으로부터 소비되는 전력에 기초하여 또는 전류에 기초하여 계산될 수 있고, 또는 광을 통해 시각적으로, 즉 어떠한 추가적인 장치 없이 시각적인 체킹 및 클럭에 의해서 계산될 수 있다. 예컨대, 다음의 정보가 전송 또는 비-전송에 의해서 그리고 응답 지연(t₆₄)의 시간 지속기간, 또는 전자 안정기 응답에서의 응답 펄스(65)의 지속기간에 의해서 표시될 수 있고: 성공적인/무효의 프로그래밍, 프로그래밍 상태의 피드백(현재 디밍 프로그램의 번호) 또는 램프 변화 이전의 시간이 필요하다.

이러한 경우에, 개별적인 동작 장치들에 대해 상이한 파라미터들, 또는 상기 전자 동작 장치들의 서브세트에 대해서 상기 응답 지연이 특히 매우 바람직하다.

일 예로서, 상기 응답 지연은 남아있는 사용가능한 램프 수명에 대한 간단한 피드백을 나타내는데 이용될 수 있다(예컨대, 남아있는 사용가능한 램프 수명은 상기 응답 지연에 비례함). 이러한 경우에, 전류 유도 또는 도로의 전력 소비(또는 광)가 관측되면, 전류 유도 또는 전력 수요에서의 상승으로부터 램프 교체의 긴급을 파악하는 것이 용이하게 가능하다.

상기 응답 지연 시간(t₆₄)은 10분 내지 30분의 범위에 있다(이는 고압 램프들에 필수적이다). 이는 쿨링-다운 대기 시간(모든 전자 동작 장치들에 대해 동일함)과 응답 데이터 시간(남아있는 사용가능한 램프 수명과 같은 파라미터의 전송을 위해서)으로 분할된다. 상기 응답 펄스(65)의 상기 응답 펄스 지속시간(t₆₅)은 1초 내지 20분의 범위에 있다.

상기 전자 동작 장치로 하여금 상기 프로그래밍 펄스들을 정확하게 평가하게 하기 위해서, 시간 베이스가 필요하다. 내부 타이머(예컨대, 마이크로프로세서의 클럭 주파수)를 조정하기 위한 많은 가능한 방법들이 존재한다. 예컨대, 상기 전자 동작 장치는 상기 전압 공급의 전원 주파수로부터 그것의 시간 베이스를 교정할 수 있다. 하지만, 상기 전자 공급 장치는 특정한 프로그래밍 패턴으로부터 그것의 시간 베이스를 또한 교정할 수 있다(예컨대, 프로그래밍 동안에 스위치-온 펄스로서 유사하게 적용되는 기준 시간 펄스를 이용하여). 상기 전자 동작 장치는 적절한 시간 베이스에 도달하기 위해서 이러한 옵션들 중 적어도 하나를 이용한다.

본 발명의 보다 향상된 실시예에서, 프로그래밍되는 시간들은 절대 시간들이 아니고, 예컨대 오직 특정한 주간(daytime) 길이에만 관련된 정규화된 시간들이다. 그러므로 전체 스위치-온 시간의 비율 성분들이 상기 전자 동작 장치로 프로그래밍된다. 이는 상기 전자 동작 장치가 상이한 낮 시간들 및 야간 시간들에 그 자신을 자동으로 매치시키는 것을 의미하고, 이는 그것이 오직 한 번만 프로그램되어야 하고 상이한 스위치-온 시간들(예컨대, 여름 및 겨울 동작 사이의 차이)에 대한 다양한 디밍 레벨들을 위해 정확한 스위칭-온 지속기간들을 항상 선택해야 한다는 것을 의미한다.

이러한 목적을 위해, 상기 전자 동작 장치는 아침에 스위치 오프될 때에 전체 스위치-온 지속시간(t_G)을 저장하는 메모리를 갖는다. 가장 최근의 전체 스위치-온 시간(t_G) 및 상기 프로그래밍된 표준 스위치-온 시간(t₇₁+t₇₃+t₇₇)으로부터 지수 S = t_G/(t₇₁+t₇₃+t₇₇)가 형성되고, 이는 인자로서 부분적 스위치-온 시간들(t₇₁ _,t₇₃ _,t₇₇)과 곱해진다. 이러한 목적을 위해, 시간(t₇₇)이 상기한 방식으로 또한 프로그래밍되어야 한다. 상기 인자(S*t₇₁, S*t₇₃...)에 의해 곱해지는 이러한 시간들은 스위치-온 시간들로서 이용된다. 그러므로 프로그래밍이 현재의 야간-시간 길이에 간단한 방식으로 매칭되고, 이는 1년 전체를 통해서 프로그램된 스위치-온 시간들을 이용하는 것을 가능하게 한다.

Claims

전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법으로서,
상기 동작 장치는 그것의 공급 전압의 느린 온/오프 스위칭 패턴을 통해 프로그래밍되고, 상기 동작 장치는 프로그래밍 이후의 시간-제어에 기초하여 연결된 광 또는 광들을 자동으로 디밍(dim)할 수 있으며, 사람이 상기 공급 전압에 대한 온/오프 스위치 및 클럭을 이용하여 프로그래밍을 실시할 수 있도록 프로그래밍을 위해 이용되는 상기 온/오프 스위칭 패턴의 시간 베이스가 선택되는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 온/오프 스위칭 패턴은, 다양한 온 및 오프 스위칭 시간들을 2번 내지 10번 사이에서 스위칭 온 및 오프하는 것을 포함하는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전자 장치로 프로그래밍되는 테이블 값들은 상기 온 및/또는 오프 스위칭 시간들의 길이를 통해 액세스되고, 상기 동작 장치의 프로그래밍을 위해 이용되는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제3항에 있어서,
스위치-온 기간들은 0.5초 내지 2시간 사이의 범위 이내인,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제4항에 있어서,
상이한 스위치-온 기간들을 구별하기 위한 간격은 0.2초 내지 10분의 범위 이내인,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 장치는 프로그래밍이 실시된 이후에 램프 시간의 특정한 온/오프 스위칭 패턴을 이용해 응답하는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
추가적인 파라미터가 프로그래밍 단계의 마지막에서 다시 전원 전압을 스위칭 온하는 것과 상기 동작 장치로부터의 응답 사이에 흐르는 지연 시간을 통해서 또는 응답 펄스의 지속 기간을 통해서 상기 동작 장치로부터 전달되는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제7항에 있어서,
상기 전자 동작 장치로부터 역으로 전달되는 상기 추가적인 파라미터는 상기 동작 장치에 연결되는 광의 아직-남아있는(still-remaining) 수명인,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 동작 장치는 전원 주파수에 기초하여 그것의 시간 베이스를 교정(calibrate)하는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 동작 장치는 특정한 프로그래밍 패턴에 기초하여 그것의 시간 베이스를 교정하는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 동작 장치는, 프로그래밍된 표준 스위치-온 시간들을 현재의 야간-시간 길이에 매칭하기 위해서, 이전의 스위치-온 시간들 및 그에 따른 이전의 야간-시간 지속기간들을 저장하고, 이러한 스위치-온 시간들 및 프로그래밍 파라미터들로부터 하나 이상의 인자들을 생성하며, 이러한 인자들에 정규화된 부분적 스위치-온 시간들을 곱하는,
전자 동작 장치들을 프로그래밍하기 위한 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 바와 같이 광을 동작시키기 위한 전자 동작 장치.