驱动照明系统中电灯的方法及驱动这种电灯的控制设备的制作方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:驱动照明系统中电灯的方法及驱动这种电灯的控制设备的制作方法
驱动照明系统中电灯的方法及驱动这种电灯的控制设备本申请是由皇家飞利浦电子股份有限公司于2005年6月观日申请的、申请号为 200580022619. 1、发明名称为“驱动照明系统中电灯的方法及驱动这种电灯的控制设备”一 案的分案申请。技术领城本发明涉及用于驱动照明系统中电灯的方法以及用于驱动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。

发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的缺陷。本发明提供了一种用于驱动照明系统中的电灯的方法,所述照明系统包括装置控 制器和驱动器,其中以一定间隔将代表所述电灯的目标激励电平的数据值提供给所述装置 控制器,所述数据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 驱动所述电灯,
其中当将与先前提供的数据值不同的新数据值提供给所述装置控制器时,在所述 新数据值和所述先前提供的数据值之间生成内插值,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所述驱动控制信号。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,所述电灯不同稳定比光输出电平与提供给连接至电灯的 控制器的数据相关。本发明还提供了一种用于驱动照明系统中的电灯的控制设备,所述照明系统包括 装置控制器和驱动器,其中以一定间隔将代表所述电灯的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所述电灯,其中当将与先前提供的数据值不同的新数据值提供给所述装置控制器时,所述装 置控制器在所述新数据值和先前提供的数据值之间生成内插值,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 成所述驱动控制信号。


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。
具体实施例方式图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tl至t9发生的事件,在所述瞬时tl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tl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tl和t2之间将具 有上升斜坡.在时间t2处,接收到小于时间tl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,将降低人们时电灯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30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tl和t2之间的时间间隔)的周期。
权利要求
1.一种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所述电灯的目标激励电平的数据值提供给所述装置控 制器,所述数据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 动所述电灯,其中当将与先前提供的数据值不同的新数据值提供给所述装置控制器时,在所述新数 据值和所述先前提供的数据值之间生成内插值,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所述驱动控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其中内插值生成为电流驱动控制信号的值和当前提供 的新数据值之间的范围。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述分布周期等于先前数据提供间隔的持续期间。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述分布周期大于先前数据提供间隔的持续期间。
5.根据权利要求1所述的方法,其中基于将所述数据值提供给所述装置控制器的速 率,调整所述分布周期。
6.根据权利要求3或4或5所述的方法,其中测量先前数据提供间隔的持续时间。
7.根据权利要求3或4或5所述的方法,其中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所述驱动控制信号,并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。
8.一种用于驱动照明系统中的电灯的控制设备,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所述电灯的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 所述驱动器以驱动所述电灯,其中当将与先前提供的数据值不同的新数据值提供给所述装置控制器时,所述装置控 制器在所述新数据值和先前提供的数据值之间生成内插值,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所 述驱动控制信号。
9.根据权利要求8所述的控制设备,其中内插值生成为电流驱动控制信号的值和当前 提供的新数据值之间的范围。
10.根据前述权利要求8所述的控制设备,其中所述分布周期等于先前数据提供间隔 的持续期间。
11.根据前述权利要求8所述的控制设备,其中所述分布周期大于先前数据提供间隔 的持续期间。
12.根据前述权利要求8所述的控制设备,基于将所述数据值提供给所述装置控制器 的速率,调整所述分布周期。
13.根据前述权利要求10-12中任一项所述的控制设备,其中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所述驱动控 制信号,并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。
全文摘要
本发明提供了一种用于驱动照明系统中的电灯的方法和设备。所述照明系统包括装置控制器和驱动器,其中以一定间隔将代表所述电灯的目标激励电平的数据值提供给所述装置控制器,所述数据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所述电灯。其中当将与先前提供的数据值不同的新数据值提供给所述装置控制器时,在所述新数据值和所述先前提供的数据值之间生成内插值,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所述驱动控制信号。
文档编号H05B39/08GK102065618SQ20111004133
公开日2011年5月18日 申请日期2005年6月28日 优先权日2004年7月2日
发明者J·斯特格曼, R·B·M·吉尔茨 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司

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