(57)【要約】  電子機器エンクロージャが、電源入力とランプ出力を有する。力率補正回路が、ＤＣ出力電圧を提供するために、エンクロージャ内に設置されている。インバータも、エンクロージャ内に設置される。制御電子機器も、インバータを制御して、エンクロージャの外面上にあるユーザ・インタフェースを介してユーザによって手動で行われるランプ負荷タイプの選択を受け取るために、エンクロージャ内に設置される。したがって、たとえば、同じランプ出力が、選択によって示されるように、高圧ナトリウム・ランプとハロゲン化金属ランプを二者択一的に駆動することができる。他の実施形態も記述され、主張される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）電源入力とランプ出力を有する電子機器エンクロージャと、
ｂ）前記電源入力に基づいて調節済みＤＣ出力電圧を提供するためにスイッチング電源回路を有する、前記エンクロージャ内に設置された力率補正（ＰＦＣ）回路と、
ｃ）前記ＰＦＣ回路の出力に結合された入力と、前記ランプ出力に結合された出力を有する、前記エンクロージャ内に設置されたインバータと、
ｄ）前記エンクロージャ内に設置され、前記インバータを制御するように、また、ランプ負荷タイプの選択を受け取るように結合され、同じランプ出力で、高圧ナトリウム（ＨＰＳ）ランプとハロゲン化金属（ＭＨ）ランプを二者択一的に駆動することができる制御電子機器と、
ｅ）前記エンクロージャ内に設置され、ユーザが前記ＨＰＳランプと前記ＭＨランプのどちらを駆動すべきかを手動で選択できるように前記制御電子機器に結合されたユーザ・インタフェースであって、英数字表示パネルとキーパッドを含むユーザ・インタフェースとを備える照明装置。
【請求項２】
前記エンクロージャが、体積で約３０００立法センチメートル以下あり、ｂ）〜ｅ）と共に、約４．５キログラム以下の重量である請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記エンクロージャ内に設置され、前記電源入力に結合された入力と、前記ＰＦＣ回路に供給するように結合された出力を有する電磁気干渉（ＥＭＩ）フィルタをさらに備える請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記制御電子機器が、実時間診断を提供するようにプログラム可能である請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
ＡＣ電源入力とランプ出力を有する電子機器エンクロージャと、
前記ＡＣ電源入力からＤＣ出力電圧を提供するために、前記エンクロージャ内に設置された力率補正（ＰＦＣ）回路と、
前記エンクロージャ内に設置され、前記ＰＦＣ回路に結合され、前記ランプ出力を駆動するように結合されたインバータと、
縮小されたパッケージに付随回路を統合する制御統合プログラムと共に、電気放電ランプ安定器タイマの機能、外部中継器の機能、外部調光器の機能、さらに外部スイッチの機能を含むマイクロプロセッサ及び付随回路と
を備える、照明安定器。
【請求項６】
ＡＣ電源入力からＤＣ出力電圧を提供するために、スイッチング電源回路を有する力率補正（ＰＦＣ）回路と、
ランプ出力を備えるスイッチング電源回路を有するインバータと、
前記インバータを制御するように結合された制御プロセッサとを備え、前記ランプ出力が、少なくともＡＣ９０ＶからＡＣ３００Ｖを含む前記ＡＣ電源入力において、異なる入力電圧にわたって異なる気体タイプのハイインテンシティ放電（ＨＩＤ）ランプを駆動することができ、制御プロセッサが、前記異なる気体タイプＨＩＤランプのいずれか１つを調光するために、前記照明安定器の複数の機能を監視し、前記ランプ出力の電流と電圧を実時間で操作する、一体式照明安定器。
【請求項７】
電子照明安定器エンクロージャと、
ランプ入力からＤＣ電圧を提供するために、前記エンクロージャ内に設置され、スイッチング電源回路を有する力率補正（ＰＦＣ）回路と、
前記エンクロージャ内に設置され、ａ）前記ＰＦＣ回路の出力に結合された入力と、ｂ）ランプ負荷に結合された出力を有するインバータと、
前記エンクロージャ内に設置され、複数の異なるタイプのランプ負荷を前記出力によって二者択一的に駆動することができるように、前記インバータを制御するように結合されたプログラム可能マイクロプロセッサとを備え、前記異なるタイプのランプが、高圧ナトリウム・ランプ、ハロゲン化金属ランプ、水銀蒸気ランプを含み、複数の異なるランプ入力電圧において、前記異なるランプのタイプの各１つを駆動することができ、前記マイクロプロセッサが、様々なワット数の様々な製造タイプのランプを前記複数の異なるランプの入力電圧で駆動することができるように、前記インバータをさらに制御するようにプログラムされる照明装置。
【請求項８】
前記複数の異なるランプ入力電圧が、少なくともＡＣ９０ＶからＡＣ２００Ｖの範囲及びＡＣ２００ＶからＡＣ３００Ｖの範囲にあり、前記様々なワット数が、少なくとも１５０Ｗから３００Ｗの範囲及び２５０Ｗから４３０Ｗの範囲にある請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
タイマ、中継器、調光器、スイッチを含む前記エンクロージャ内に設置された回路をさらに備える請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記エンクロージャ内に設置され、ユーザが、複数の異なるランプのワット数のうちの１つの設定、複数の異なる照明製造業者のうちの１つの設定、複数の異なるランプの負荷タイプのうちの１つの設定を手動で選択できるように、前記マイクロプロセッサに結合されたユーザ・インタフェースをさらに備える請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記エンクロージャ内に設置され、前記ランプ入力から前記マイクロプロセッサに給電するように結合された待機電力供給回路をさらに備える請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
グラフィック・ユーザが照明装置を遠隔的にプログラムできるように、前記エンクロージャ内に設置され、前記マイクロプロセッサに結合された遠隔問い合わせ通信ネットワーク・インタフェースをさらに備える請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
電源入力とランプ出力を有する電子機器エンクロージャと、
前記エンクロージャ内に設置された力率補正（ＰＦＣ）回路であって、（ａ）ＡＣ１００と２００ボルトとの間と、（ｂ）ＡＣ２００と３００ボルトとの間とで二者択一的である前記電源入力に基づいて調節済みＤＣ出力電圧を提供するために、スイッチング電源回路を有する力率補正（ＰＦＣ）回路と、
調整可能な出力電圧を提供するために、前記ＰＦＣ回路に結合されたステップ・ダウン・スイッチング電源コンバータと、
前記コンバータに結合され、前記ランプ出力のランプ電圧を提供するためにスイッチング電源回路を有するインバータと、
前記エンクロージャ内に設置され、前記インバータを制御するように結合される制御電子機器とを備え、前記ランプ出力が、前記電源入力の電圧範囲の両方にわたって（ａ）高圧ナトリウム（ＨＰＳ）ランプとハロゲン化金属（ＭＨ）ランプの同じ１つを二者択一的に駆動する、または（ｂ）ＨＰＳランプと水銀蒸気（ＭＶ）ランプの同じ１つを二者択一的に駆動することができるように、前記制御電子機器が前記インバータを制御する、照明安定器。
【請求項１４】
電子機器エンクロージャと、
気体電気放電ランプを駆動するために、前記エンクロージャ内に設置された固体状態スイッチング電源回路及び制御電子機器であって、前記ランプの調光とタイマ動作のために前記固体状態電子機器に統合された複数の機能を含み、磁気安定器を有するランプを駆動するとき、前記調光とタイミングを達成するために必要なタイマ、中継器、調光器、スイッチを含む複数の外部構成要素を使用する必要性を排除する、固体状態スイッチング電源回路及び制御電子機器と、
ユーザが、ａ）ＨＰＳとＭＨランプのどちら、またはＨＰＳとＭＶランプのどちらを駆動すべきか手動で示すことを可能にするように、前記エンクロージャ内に設置され、前記制御電子機器に結合されたユーザ・インタフェースとを備える照明安定器。
【請求項１５】
前記ユーザ・インタフェースが、ＨＰＳ、ＭＨ、ＭＶのランプのタイプを示すメニュー項目を表示する表示パネルと、ユーザが、駆動される前記ランプについて前記メニュー項目を操作して、前記メニュー項目の１つを選択することを可能にするキーパッドとを備える請求項１４に記載の安定器。
【請求項１６】
前記スイッチング電源回路が、出力が前記放電ランプを駆動するインバータに供給されるバックコンバータを備え、前記制御電子機器が、駆動される前記ランプの調光器レベル設定の変化に応答して、前記コンバータの出力レベルを調整するためにさらに結合される請求項１５に記載の安定器。
【請求項１７】
照明制御の方法であって、
照明応用例において複数の安定器を展開し、前記安定器のそれぞれが、調光機能、出力オン／オフ機能、調整可能出力電力、異なるランプのタイプを駆動する能力、異なる製造業者からのランプを駆動する能力を実施するスイッチング電源回路及び制御電子機器をそれぞれのエンクロージャ内で統合すること、及び
前記照明応用例に従って、前記安定器のそれぞれについて、調光器レベル、出力オン／オフ、出力電力、ランプ・タイプ出力、ランプ製造業者出力を設定することを備える方法。
【請求項１８】
前記安定器のそれぞれが、任意の一時に１つ以下のハイインテンシティ放電ランプを駆動することができる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記安定器のそれぞれが、ハードウェアの観点から本質的に複製である請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記安定器のそれぞれについて、前記調光器レベル、出力オン／オフ、出力電力、ランプのタイプ、ランプ製造業者出力の１つまたは複数を設定することが、前記エンクロージャの中に構築されるそれぞれのユーザ・インタフェースを介して実施される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記安定器のそれぞれが、前記それぞれのエンクロージャ内においてスケジュラ機能を統合し、それぞれのユーザ・インタフェースを介して、前記安定器の１つについて時限動作を設定することをさらに備える請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記安定器のそれぞれについて、前記調光器レベル、出力電力、ランプのタイプ、ランプ製造業者の１つまたは複数を設定することが、前記安定器が通信式に結合される中央遠隔機械において実行されるグラフィカル・ユーザ・インタフェースから実施される請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを介して前記安定器のそれぞれについて出力オン／オフ・スケジュールを設定することをさらに備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
それぞれのランプの故障または差し迫った故障を示す報告を、前記安定器のそれぞれから前記中央遠隔機械において受け取ることをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
安定器のランプ入力から調節済み電圧を提供するコンバータと、
前記調節済み電圧を受け取る入力と、調整可能調節済み電圧を提供する出力を有する調整可能ステップ・ダウン・スイッチング電圧レギュレータと、
前記調整可能調節済み電圧を受け取る入力と、前記安定器のランプ出力を供給する出力を有するインバータと、
前記ランプ出力によって駆動することができる複数の異なるランプのタイプのうちの１つを選択するランプ・タイプ選択の変更に応答して、前記ステップ・ダウン・レギュレータと前記インバータの１つまたは複数の動作パラメータの変更を命令する制御回路とを備える照明安定器。
【請求項２６】
調光設定の変更に応答して、前記１つまたは複数の動作パラメータの変更を命令する制御電子機器をさらに備える請求項２５に記載の安定器。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の動作パラメータが、前記インバータの前記調整可能調節済み電圧と動作周波数を含む請求項２６に記載の安定器。
【請求項２８】
安定器のランプ入力から調節済み電圧を提供するコンバータと、
前記調節済み電圧を受け取る入力を有するステップ・ダウン・スイッチング電圧レギュレータと、
前記レギュレータの出力に結合された入力と、前記安定器のランプ出力を供給する出力を有するインバータと、
前記ランプ出力によって駆動することができる、異なる製造業者からの複数のランプのうちの１つを選択するランプ製造業者選択の変更に応答して、前記ステップ・ダウン・レギュレータと前記インバータの１つまたは複数の動作パラメータを変更する制御回路とを備える、照明安定器。
【請求項２９】
前記ランプ出力が、前記選択されたランプ製造業者の公称電流要件を満たすことができるように、１つまたは複数の動作パラメータの前記変更が設計される請求項２８に記載の安定器。
【請求項３０】
前記１つまたは複数の動作パラメータが、前記インバータの入力電圧と動作周波数を含む請求項２９に記載の安定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年１０月３０日に出願された米国仮出願６０／５１６０３６と２００４年８月２０日に出願された６０／６０３４０６の以前の出願日の利益を主張する。
【０００２】
本発明の一実施態様は、インテリジェント電力スイッチング素子を使用する照明制御システムに関する。素子のそれぞれは、異なる出力ワット数と異なる入力電圧において様々な電気放電ランプのいずれか１つを駆動することができ、調光とタイマなどのランプ制御機能が、各素子に統合されている。他の実施態様も記述される。
【背景技術】
【０００３】
安定器は、照明産業の不可欠な構成要素であり、磁気式または電子式である。磁気安定器は、重く扱いにくい構成要素を使用し、一方、電子安定器は、軽量でサイズの小さい回路板上の電子回路を使用する。安定器は、高密度放電（ＨＩＤ）ランプを始動させるために使用され、ランプによって使用される電流を調節する。ＨＩＤランプは、ランプ内の気体（ハロゲン化金属（ＭＨ）、高圧ナトリウム（ＨＰＳ）、または水銀蒸気（ＭＶ））によって識別され、気体は、光の色に影響を与える。購入者は、色、入力電圧、出力ワット数、始動器（規則的パルスまたはパルス的開始）に基づいて、特定のＨＩＤランプを選択する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＩＤ安定器には、磁気と電子の２つのカテゴリが存在する。磁気安定器は、「コアおよびコイル」安定器とも呼ばれ、ＨＩＤ市場において優勢である。磁気安定器は、安価であるが、揺らぎ、雑音が多く、８６lbs(約３９kg）と同程度の重量がある。安定器の製造業者は、電子干渉や雑音を低減させるように製品を再設計し、ランプ製造業者は、緩慢な開始時間を短縮するために、パルス開始ランプを導入した。これらの改良にもかかわらず、磁気安定器は、依然としてエネルギー効率が悪い。規制措置と罰金により、磁気安定器の長期的な見通しが脅かされ、故障すると、多くは電子安定器と交換される。
【０００５】
電子安定器は、磁気安定器よりエネルギー効率が３０〜５０％よく、比較的揺らぎのない静かな光を伝達し、磁気干渉の問題を緩和することが可能であり、８lbs（約３．６kg)より軽くすることが可能である。しかし、これまで、ほとんどの電子安定器製造業者は、近視眼的な一対１設計の手法に従い、各入力電圧、出力ワット数、ランプのタイプの組合せについて固有の電子安定器を必要とする。例として、４００ワットＧＥランプは、安定器が磁気式であろうと電子式であろうと、一般に１つだけ特定の安定器を用いて最適な効率で機能する。安定器とランプが共存可能でない、または整合されていない場合、ランプの動作は効率的ではなく、それにより、ランプの輝度と寿命に悪影響を与える。さらに、磁気安定器の場合、各安定器は、１００Ｖ、１２０Ｖなどの各ランプ電圧入力について、個別に配線されなければならない。そのような配線は、製造業者の工場において行われ、または、末端ユーザが、適用に応じて各ランプについて安定器を配線することが必要である。したがって、異なる安定器が、各入力電圧について必要とされる。これらの製造業者は、しばしば、特定の安定器設計と共に使用される別の補助構成要素として調光器、タイマ、制御装置の販売もする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様は、一対多の解決法を示す安定器または照明制御システム（ＬＣＳ）である。本発明のいくつかの実施態様の安定器は、いくつかの固有ＨＩＤ電子安定器、タイマ、調光器、オン／オフ・スイッチ、光センサ、制御ワイヤ、制御を単一ユニットによって置き換える。この単一ユニットは、様々な機能を内部に統合し、いくつかの外部または追加の構成要素を使用する必要性を排除する。たとえば、背景の段落において上記で記述された補助構成要素は、単一のハウジングに統合されているので、別々に提供される必要はない。他の実施態様では、安定器は、普遍的な解決法であり、広範な入力電圧能力と、異なるタイプのランプや異なる製造業者のランプを駆動するように調整可能な出力とのために、多くの異な国において使用することができる。
【０００７】
安定器（インテリジェント電力スイッチング素子、ＩＳＰＥとも呼ばれる）の実施態様は、脳を有する電子安定器と見ることが可能である。タイマ、調光器、光センサ、遠隔制御と通信、室内占有（非使用期間中に調光するため）と周囲光レベル（「日光収穫」のため）などについての他のセンサなど、多くの一般的な以前に追加された特徴を含む一対多の解決法を創出するために、また、水レベル、水温、水の動き、投与（たとえば、水を処置し、魚に給餌するための化学物質と水との混合物）を感知するために、安定器エンクロージャの内部に、たとえば、マイクロプロセッサやセンサ回路が組み込まれることが可能である。そのような他のセンサは、水族館または農業／水耕栽培の照明応用分野について特に有用である。したがって、ＩＰＳＥは、多くの応用分野の必要性に適合する完全に統合されたインテリジェント照明制御要素と見なすことが可能である。したがって、ＩＰＳＥの一実施態様は、複数の機能を実施することができ、重量とサイズが縮小された単一エンクロージャ内で構築されたいくつかの安定器の作業を実施することができ、多数の別々の安定器の必要性に置き換わることができる普遍的な安定器を提供するという長期にわたる要求に対処すると考えられる。
【０００８】
駆動される異なるタイプの電気放電ランプの例には、ハイインテンシティ放電ランプの例である高圧ナトリウム、ハロゲン化金属、水銀蒸気、蛍光ランプがある。安定器は、標準的な点灯ランプまたはパルス開始ランプを駆動するように構成されてもよい。さらに、変換ランプの必要性を排除することが可能である。広範な入力範囲またはランプ入力電圧が、５０／６０Ｈｚにおいて約ＡＣ９０ＶからＡＣ３００Ｖの範囲にあることが好ましいが、これに限定されるものではない。たとえば、同じ照明安定器が、あらゆる再配線または手動選択を実施することを必要とせずに、米国ではＡＣ１００Ｖ、欧州ではＡＣ２２０Ｖの両方において動作可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態は、例としてであって限定としてではなく、同じ参照符号が同じ要素を示す添付の図面の図において示される。本開示における本発明の「一」実施形態という言及は必ずしも同じ実施形態ではなく、少なくとも１つを意味することに留意されたい。
【００１０】
図１から始めると、単一出力照明安定器１０２の単一ハウジングが示されている。この実施形態では、電源入力１０３（ランプ入力またはＡＣ主要入力とも呼ばれる）から電力を導入し、一度に一つのランプを駆動する単一ランプ出力１０４が存在する。安定器１０２のエンクロージャは、図１に示されているように、オン／オフ手動作動可能スイッチ１０５を有し、このスイッチは、エンクロージャ内で、ランプ出力をターン・オン／ターン・オフするために、スイッチング電力段を制御するように接続される。遠隔機械（図示せず）と安定器との間にワイヤライン通信接続またはリンクを作成するために、示されるように、フロント・パネルにケーブル・コネクタ１０８が追加されてもよい。他の実施形態では、通信リンクは、無線ネットワーク規格に従う。
【００１１】
図１に示される安定器１０２の実施形態は、図示されるように、エンクロージャの前面にキーパッド１１５と共に装備された表示パネル１１１をも有する。このパネルは、安定器１０２の動作の現在状況を表示し、安定器を構成させるための選択を制御し、いくつかの実施形態では、安定器自体によって収集された診断情報などを表示するために使用されるテキスト／英数字メッセージの複数の行を表すことができる液晶表示（ＬＣＤ）スクリーンを有する。キーパッド１１５により、安定器の状況を変更または確認し、動作モードに関して選択（ランプの製造業者、ランプのタイプ、および／またはランプのワット数を事前に選択する）させ、診断情報によって操作させるために表示パネル１１１に示されるメニュー階層を手動で操作することができる。キーパッド１１５は、たとえば、ユーザを、表示パネル上で４つの異なる方向に案内し、次いで、望ましいメニュー項目を選択させる中心選択ボタンを有する４方向ジョイスティック・タイプのデバイスとすることが可能である。ランプ出力とランプ入力がエンクロージャの同じ面上に装備されて示されているが、当然、エンクロージャの他の面上への、表示パネルおよび／またはキーパッドの代替位置も可能である。
【００１２】
ここで図２を参照すると、図１のエンクロージャに統合される例示的な電子機器のブロック図が示されている。この例では、電力は、安定器のランプ入力から電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタ２２６を経て供給される。ＥＭＩフィルタは、安定器で発生し、他の場合は電源に注入される可能性がある望ましくない雑音を低減させるように機能する。この雑音レベルは、たとえば、４５０ＫＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲の導電性ＥＭＩについて政府機関によって要求されるレベルまで下げることが可能である。追加の選択肢として、過剰電圧と過剰電流を保護する入力回路（図示せず）が、フィルタと主要入力との間でＥＭＩフィルタの前方に追加されてもよい。
【００１３】
ランプ入力からの電力は、最終的には、出力において調節済みＤＣ電圧を提供するブーストコンバータ２０４に供給される。ブーストコンバータ２０４は、この例ではＡＣ入力電圧の広範な範囲に対して調節済み出力を提供するフィードバック制御を含む。コンバータは、広範な範囲について自動的に検出し、調整して、一定出力を維持する。たとえば、ブーストコンバータ２０４は、異なる入力電圧について安定器を再配線することを必要とせずに、ＡＣ１００ボルトと２００ボルトとの間にある入力、さらにはＡＣ２００ボルトと３００ボルト（ｒｍｓ）との間にある入力に対して固定調節済み出力を提供する。ブーストコンバータ２０４は、ランプ入力として住居用と商用のＡＣ電源と共に使用されるとき、力率を補正できることが好ましい。一実施形態では、ブーストコンバータは、ＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ３００Ｖの範囲にある入力を調節済みＤＣ４２５Ｖに変換する。後者は、ランプ出力１０４で放電ランプをターン・オンするために必要な最大ＡＣ電圧を考慮して選択される。
【００１４】
ブーストコンバータ２０４は、ＡＣ電力線から利用可能である電力をより効率的に使用するように機能する力率補正回路の一部とすることが可能である。例として、力率補正回路は、スイッチ・モード電源制御装置として、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓによるＬ４９８１Ａ力率補正装置集積回路を使用することが可能である。そのような回路は、この例では、出力電圧を４２５ＶＤＣまでとし、入力の変化に関係なく、このレベルを一定に維持するように動作する。Ｌ４９８１Ａ力率補正装置は、たとえば、１００ＫＨｚに近い周波数で動作し、調整可能なデューティ・サイクルを有する。デューティ・サイクルは、予め定めた一定ＤＣ電圧において出力を維持するように自動フィードバック・ループで制御される。そのような力率補正装置回路を使用して実装できるブーストコンバータ２０４のブロック図が、図５に示されている。ＡＣ電源から調節済みＤＣ出力への変換を得る他のトポロジが可能である。
【００１５】
再び図２を参照すると、この場合はプログラム可能マイクロプロセッサ制御回路２１０を含む制御電子機器は、Ｖｃｃと呼ばれる電源電圧を必要とする。これは、ＥＭＩフィルタ２２６を経て同じＡＣ入力から電力を取り入れる予備電源２１２によって与えられる。そのような電源を得る異なる方式が可能であるが、図５は、ブーストコンバータ２０４の回路のいくつかを共有する特に効率的な技法を示す。図５に示されるように、ブーストコンバータ２０４の出力は、一定の調節済みＤＣ電圧Ｖ＿ｏｕｔであるので、安定器エンクロージャの制御電子機器に対してＶｃｃとして機能する一定電圧Ｖ＿ｂｉａｓを得るために、変圧器５０５を、ブーストコンバータ２０４の一般的なインダクタの代わりに使用できる。２つの２次巻き線は以下のように動作する。巻き線の一方は、出力において入力電圧のスケーリングされた（Ｎ3／Ｎ1）コピーを作成し、他方は、入力電圧をマイナスした出力電圧の同じスケールコピーを作成する。入力電圧は、広範な範囲にわたって変化することができることに留意されたい。しかし、出力電圧が直列に接続されるとき、Ｖ＿ｂｉａｓに現れる正味の電圧は、入力電圧に依存しない出力電圧のスケールコピーである。したがって、ブーストコンバータが開始された後、バイアス供給が利用可能となる。このバイアス電圧は、この場合は一定かつ調節されているブーストコンバータの出力電圧に正比例する。そのため、出力Ｖ＿ｂｉａｓについてさらなる調節は必要とされない。たとえば、抵抗５０７、５０９が、キャパシタ５１１、５１２へのピーク充電電流を制限するために数オームの大きさである。電圧Ｖ＿ｂｉａｓは、関係Ｖ＿ｂｉａｓ＝Ｖ＿ｏｕｔ（Ｎ3／Ｎ1）によって与えられる。したがって、４２５ＶＤＣのＶ＿ｏｕｔと、１６ＶＤＣが望ましいＶ＿ｂｉａｓでは、巻線比Ｎ3／Ｎ1は、約３８／１０００となる。
【００１６】
ブーストコンバータ２０４の出力は、基本的なトポロジが図６に示されているバックコンバータ(buck converter)２０６に供給される。バックコンバータ２０６は、調節済みＤＣ電圧を受け取り、応答して、出力に調整可能な調節済みＤＣ電圧を提供するのに使用される調整可能ステップ・ダウン・スイッチング電圧レギュレータの一例である。たとえば、バックコンバータ２０６は、４２５ＶＤＣを受け取り、１８０ＶＤＣから４００ＶＤＣの調整可能出力を提供するように設計される。一例として、バックコンバータは、適切な電力段と共に、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｅｄｕｃｔｏｒによる参照番号ＬＭ３５２４ＤＭＸを有するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御装置集積回路を使用することが可能である。そのような制御装置は、出力電圧を基準ＤＣ電圧と連続的に比較し、電力段を切り替えるデューティ・サイクルを調整する。さらに、出力電圧は、Ａｎａｌｏｇ  ＤｅｖｉｃｅｓによるＡＤ５２６２ＢＲＵ２０集積回路などのデジタル電位計（図示せず）に異なる値（デジタル・コード）を書き込むことによって、増大または減少させられる。バックコンバータのスイッチング電源トポロジは、電力効率や適応的な動作のために好ましいが、他のタイプのステップ・ダウン・スイッチング電圧レギュレータが、代替として使用できる。
【００１７】
バックコンバータ２０６の出力がインバータ２０８に供給され、インバータ２０８の出力が安定器１０２のランプ出力に供給される。雑音フィルタ（図示せず）が、インバータによって生成される望ましくないスイッチング雑音を抑制するために、バックコンバータとインバータとの間に挿入されてもよい。インバータ２０８は、様々な電気放電ランプを効率的に点灯し、次いで駆動するために必要な比較的高周波数のＡＣ電圧／電流波形を生成するスイッチング電源回路を組み込むことが可能である。例示的なインバータ２０７のブロック図が図７に示されている。インバータは、半ブリッジ電力段やＬＣ出力ネットワークと共に、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓからのＬ６５９８共振制御装置を使用して実装させてもよい。Ｌ６５９８Ｄは、インバータの制御装置部分であり、半ブリッジ電力段の電圧制御発振器（ＶＣＯ）、制御論理、駆動論理を含む。制御装置により、Ｆ−ＣＴＲＬ入力を介してＶＣＯの周波数を変更することが可能になる。インバータ出力電流はＶＣＯの動作周波数に依存し、より大きな周波数が、より低い出力電流を得るために使用される。変調レベル入力（Ｌ６５９８ＤのＭＯＤ入力）は、音響共振を抑制するために使用される。電力段に関して、望ましい出力波形を達成するように、一対のプル・アップとプル・ダウン電力電界効果トランジスタが、制御装置によってスイッチ・オンおよびスイッチ・オフされるようにしてもよい。他のタイプの電力段も可能である。
【００１８】
さらに図２を参照すると、照明安定器は制御回路をも含む。この例では、バックコンバータ２０６やインバータ２０８の１つまたは複数の動作パラメータの変更を命令することができるプログラム可能マイクロプロセッサ制御回路２１０の形態である。より一般的には、制御回路は、接続されるランプ負荷の電流、電圧、および／または電力の要件を満たすように、動作パラメータの１つまたは複数を変更するために設けられる。たとえば、ランプを点灯するために、インバータは、共振タンク回路の共振周波数に当初非常に近い比較的高周波数の波形を生成するように命令される。この共振タンク回路は、ランプとＬＣ回路の組合せによって形成できる。ランプがまだ点灯されておらず、比較的低温であるとき、タンク回路が純粋なまたは減衰していない共振となるように、共振タンク回路は比較的高い抵抗である。したがって、インバータ電力段によって生成される出力電圧は、ランプ間で拡大される。この効果は、ストライクとも呼ばれる。
【００１９】
ランプが点灯されると、抵抗は低下し、ランプは急勾配で加熱され、それにより、共振効果は本質的に消滅する。この時点において、インバータは、特定のランプについて指定された定格または公称の駆動電流をはるかにより低い電圧に維持するように命令される。したがって、インバータの制御装置は、たとえば、ランプ間の出力電圧を変化させることによって適切な電流を維持するように、ランプ間の出力電流および／または電圧を感知する適切な感知要素を有するように設計されるべきである。これは、自動フィードバック制御ループの一部として、インバータ電力段においてスイッチ・モード電源回路の動作周波数および／またはデューティ・サイクルを調整することによって達成されることが可能である。他のスイッチ・モード電源制御方法が、出力において望ましい電気波形を達成するために、代替として使用されることが可能である。
【００２０】
ランプの抵抗は、ランプが点灯されて温められた後は、比較的低いので、動作周波数とインバータ２０８への入力電圧（この例ではバックコンバータ２０６の出力電圧を調整することによって達成される）などを含めて、電力段の動作パラメータの点灯設定は、過電流条件によるランプの燃焼を回避するために、慎重に制約されるべきである。
【００２１】
統合されたランプ機能
安定器エンクロージャ内に設置される制御回路は、いくつかのランプの機能の１つまたは複数が実装されファームウェアを実行している１つまたは複数のマイクロ制御装置に基づくことが可能である。これらの機能は、タイマとスケジューリング（ある持続時間について１日のある時間にランプの出力をターン・オンし、ターン・オフする）、調光、安定器の回路板と電力段の温度の測定、出力電流とランプ電圧の測定、ランプの選択（タイプ、製造、および／またはワット数を含む）、さらに点灯と故障の条件の検出を含む。マイクロ制御装置が、エンクロージャの局所インタフェースにより、または遠隔グラフィック・ユーザ・インタフェース（以下の照明ネットワーク機能を参照されたい）により、ユーザと相互作用するために使用されることも可能である。たとえば、ＡＴＭＥＬによるＡＴＭＥＧＡ８−１６ＡＩ集積回路などのマイクロ制御装置がエンクロージャ内に設置され、それが、キーパッド１１５を走査し、表示パネル１１１を管理し、ユーザ選択または表示されるあらゆる他の項目に関するデータを交換するために、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と結合される。ＣＰＵは、上記で記述されたランプ動作機能を実施するためにファームウェアを実行するＡＴＭＥＬによるＡＴＭＥＧＡ３２−１６ＡＩ集積回路など、別のマイクロ制御装置である。単一安定器に統合されているこれらの機能の例示的な実施は、以下の通りである。
【００２２】
エンクロージャ内に設置されている制御電子機器（たとえば、マイクロ制御装置や関連する付随回路）は、インバータを制御し、かつランプの負荷のタイプの選択を受け取るように結合され、それにより、同じランプ出力が、たとえば、別のインバータを必要とせずに、高圧ナトリウム・ランプやハロゲン化金属ランプを選択的に駆動することができる。したがって、マイクロ制御装置は、単一ランプ出力が、各ランプの輝度と寿命に悪影響を与えないように効率的な方式で異なるタイプのランプのそれぞれを駆動することができるように、電力スイッチング段を制御する。他の実施形態では、安定器は、同じ出力によって駆動することができる異なるランプのタイプが、高圧ナトリウム・ランプ、ハロゲン化金属ランプ、水銀蒸気ランプを含むように、設計される。ランプの各タイプとスイッチング電力段を構成するのに必要なコマンドとの間の「マッピング」は、以下のように記述することが可能である。安定器エンクロージャの上に位置するデジタル表示上の問合せに応答して、ユーザは、ランプのタイプ、ランプのワット数、ランプの製造業者を指定してファームウェアにプログラムされた選択肢の間で、キーパッド・ボタンを使用して選択する。代替として、ランプのタイプ、ランプのワット数、ランプの製造業者のユーザ選択は、安定器エンクロージャ内においてＤＩＰスイッチ（図示せず）を設定することによって表示されるようにしてもよい。
【００２３】
ランプのターン・オン手続きは、以下の通りである。安定器の制御回路を始動させる際に、駆動されるランプのタイプがまず決定される（たとえば、ユーザによって局所的または遠隔的に行われたスイッチ設定またはメニュー選択を読み取ることによって）。次に、電力スイッチング段に対する以下のターン・オン順序が観測される。第１に、バックコンバータが始動し、続いて、力率補正／ブーストコンバータ回路、次いで、インバータ段が始動する。これは、力率補正回路が、負荷がない状態で開始することに対してある問題を有するからである。ブーストＰＦＣの適切な開始を達成するために、固定または電子調整可能事前負荷を代替として使用することができるが、上記で記述された順序は、より効率的で費用効果の高い方法を提供する。初期設定は、最大輝度など、公称電力定格において、選択されたランプの特定のタイプを駆動するように設計される。ランプが温められ、駆動された後、調光器のレベルが制御電子機器によって得られる（たとえば、調光器スイッチ設定またはメニュー選択肢を読み取ることによって）。次いで、望ましい調光レベルが、変更を命令する、またはインバータへの入力電圧を調整することによって得られる。図２に示される実施形態では、これは、出力電圧を低減させるようにバックコンバータ２０６に命令することによって達成される。いくつかの予め定めた調光器レベルが、各タイプのランプごとに、対応するインバータ入力電圧とインバータ動作周波数にマッピングされる。
【００２４】
所与のランプ出力によって駆動されるランプのタイプを選択する能力に加えて、または代替として、本発明の他の実施形態は、様々なワット数の様々な製造業者に特定のランプを同じランプ出力によって駆動するように、インバータなどを制御するために必要な制御論理を有する。したがって、再び図２を参照すると、単一安定器１０２のエンクロージャは、ランプ負荷タイプ選択装置２１６に加えて、または代替として、プログラム可能マイクロプロセッサ制御回路２１０にユーザによって選択される、照明製造業者選択装置２２０を含む。次いで、プログラム可能マイクロプロセッサは、接続されるランプを適切に点灯し、駆動するように、どのバックコンバータおよび／またはインバータの動作パラメータを変更するかを決定するために、たとえば、ランプ負荷タイプおよび／または照明製造業者の特定の組合せ、ならびに定格ランプワット数の選択（別のワット数選択装置２１８から受け取られる）について、予め定めたルックアップ表にアクセスすることが可能である。
【００２５】
図２、４に示される本発明の実施形態では、安定器のエンクロージャに設置されていて、駆動されるランプの設定をユーザが手動で選択できる２つのタイプのユーザ・インタフェースが存在する。図１に示されるバージョンでは、このユーザ・インタフェースは、表示パネル１１１とキーパッド１１５を含む。対照的に、図３に示されるバージョンは、経済性バージョンであり、たとえば、ユーザが彼／彼女の選択を実施するために、回転多位置スイッチＳ１、Ｓ２、またはＳ３がエンクロージャに設置される。回転スイッチの代替として、または追加として、ＤＩＰスイッチが、同じ選択を実施するために、エンクロージャに設置されてもよい。経済性バージョンでは、プログラム可能マイクロプロセッサ制御は、機能の低減（たとえば、ネットワーク通信能力なし）のために必要ではなく、代わりに、適切な制御論理３１０が、ランプ選択の組合せをバックコンバータ２０６とインバータ２０８の動作を構成させるために必要なコマンドに変換するために設けられる。制御論理３１０は、調光器選択装置（図示せず）により調光器レベルを受け取り、応答して、望ましい調光レベルを達成するために適切に電力スイッチング段を構成するように設計される。
【００２６】
ＨＩＤランプを駆動するための安定器など、いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサ制御回路は、ランプ出力がランプを駆動することを当初可能にした後、タイマ（たとえば、１５分）を始動させ、これにより、ランプがオンの状態で所定の時間間隔が経過するまで、調光機能が不能になることに留意されたい。
【００２７】
調光機能に関して、多くのハイインテンシティ放電ランプは、実際には調光されるようには設計されず、通常、最大定格輝度で動作されるだけであることに留意されたい。そのような場合、本明細書において提供される調光機能は、本質的にゼロ・パーセントまで連続的に光度を低減させることができる従来の白熱調光能力とは対照的に、５０％以下だけ、または他の所定のレベルに、光度を低減させることが可能である。
【００２８】
統合照明ネットワーク機能
図１に戻ると、照明安定器のこの実施形態は、遠隔問い合わせ通信ネットワーク・インタフェース２１４を介して、照明ネットワークの末端ノードとして有効に機能することもできる。例として、グラフィック・ユーザ・インタフェースが安定器を遠隔的にプログラムできるように、ＲＳ４８５通信ポートが、エンクロージャの中に構築されて、プログラム可能マイクロプロセッサ制御回路２１０に結合されている。したがって、たとえば、数百またはさらには数千のランプのランプ出力特性の変更を、商用建物または農地の設備マネジャの事務所などの遠隔位置を介して、実時間で実施することができる。より一般的には、ここで図８ａ、８ｂを参照すると、ネットワーク・インタフェース２１４により、個々の安定器１０２＿が、多数の異なるタイプのランプ８０４、８０６、８１０を有する照明ネットワークの一部となり、これらのランプを、たとえば、遠隔の中央機械８１４を有する中央オフィスまたは中央位置を介して制御することができる。機械８１４は、照明制御と管理ソフトウェアを実行するパーソナル・コンピュータとすることが可能である。信号コンバータ８１６が存在してもよく、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の信号中継器８１８が存在してもよい。通信リンク８２０は、各安定器１０２と機械８１４との間の、ワイヤラインまたは無線とすることが可能である。機械８１４は、多層階層型ネットワーク（たとえば、図８ｂ）のハブとすることが可能である。グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、遠隔の中央機械８１４と通信するマスタ制御デバイスにおいて実行することが可能である。マスタ制御デバイスは、照明制御と管理ソフトウェアを実行するモバイル・ハンドセット、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートブック・コンピュータ、またはより従来的なデスクトップ・ユニットとすることが可能である（以下において記述される図９〜１１を参照されたい）。
【００２９】
照明安定器に向けられる通信は以下のことを実施するコマンドまたは要求を含む。出力をターン・オン／ターン・オフする；ランプの特定のタイプ、ワット数、または製造によって必要とされる出力特性を設定する；調光機能を働かせる、所与の時間間隔が経過した後に出力をターン・オンまたはターン・オフするようにタイマを設定する；光電池がランプまたは照明安定器の付近に装備されることを必要とせずに、出力をターン・オフすることによって、日中の電力保存を実施する。
【００３０】
照明安定器に向けられる通信に加えて、照明安定器１０２は、プログラム可能マイクロプロセッサによる、中央遠隔機械８１４の指示でコマンドまたは要求を実際に開始することが可能である。たとえば、安定器は、燃焼時間の更新やそれぞれのランプの故障または差し迫った故障の表示を含めて、動作の報告を周期的に送信することが可能である。これは、処理のために中央位置に送信される実時間診断を提供するように、統合制御電子機器がプログラム可能である、または、診断は、安定器の表示パネルに局所的に表示される、照明安定器の例である。後者は、独立ユニットとして使用される安定器の一例である。そこでは、ユーザが、統合表示パネルとキーパッドを使用して安定器の出力を構成させ、表示パネルが、マイクロプロセッサの制御下で計算される、監視した燃焼時間、熱出力、効率を示すために使用される。
【００３１】
図８ｃ〜８ｆは、照明ネットワークを管理するために使用されるダイアログ・ボックスまたはウィンドウを有する例示的な遠隔グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）のスクリーン・ショットを示す。安定器は、本明細書ではデバイスとも呼ばれ、オフィス、フロア、またはルーム（図８ｃ参照）などの特定の物理的位置の下でグループ分けされて表示される。ランプの強度（調光、オン／オフ状態）が、ＧＵＩから制御される（個々に、図８ｄ；および／またはゾーンごとに、たとえば図８ｅ）。各デバイスについて収集された履歴動作情報は、データベースに記憶され、別のウィンドウを介して見ることが可能である（たとえば、図８ｆ）。
【００３２】
ここで図９を参照すると、他のタイプの照明ネットワークのブロック図が示されており、これは、適応的な照明応用例を提供するために、ネットワーク・レディ安定器１０２を使用する。より大規模な照明データ収集システムまたはネットワークとも呼ばれるこのタイプの照明ネットワークでは、３つの項目のソフトウェア／ハードウェアが存在する。サーバ９０４、タイプ１クライアント９０８、タイプ２クライアント９１０である。サーバ９０４は、データ収集サービスを提供するアプリケーション・プログラムを実行する機械で、ハード・ディスク・ドライブなどにおいて長期データを記憶することが可能である。サーバ９０４は、以下のタスクを実施することも可能である。第１に、インターネットなどのネットワークを介して、クライアント・アプリケーション（タイプ１またはタイプ２）を接続し、切断するように機能する。さらに、サーバは、それに接続されているすべてのタイプ１クライアントからデータを受け取り、たとえばデータベースにデータを周期的に記憶する。この周期的記憶は、たとえば、１時間ごとまたは１分ごとに行われる。サーバ９０４は、タイプ２クライアント９１０からの要求に応答する。そのような応答は、データベースからデータを送信することを含む。
【００３３】
ここでタイプ１クライアント９０８を参照すると、これは、いくつかの安定器１０２の動作を制御するように、機械で実行されるアプリケーション・プログラムの組合せである。多くのタイプ１クライアント９０８がネットワークに存在できる。各タイプ１クライアント９０８は、比較的広範な幾何学的範囲にわたって異なる位置において、１つまたは複数の安定器１０２の付近に配置される固定クライアント・ステーション（たとえば、遠隔中央機械８１４、図８ａ参照）である。
【００３４】
タイプ２クライアント９１０に関して、これは、機械で実行されるアプリケーション・プログラムの組合せであり、これにより、ユーザが、たとえばインターネットを介して、サーバ側のデータベースの内容に到達することができる。タイプ２クライアント９１０は、インターネット・アクセスが存在する場所なら本質的にどこにでも配置できる遠隔クライアント・ステーション（たとえば、ポータブル・ノートブック・コンピュータを含む）とすることが可能である。
【００３５】
ここで図１０を参照すると、照明ネットワークの上位グラフィック・ユーザ・インタフェース（上位ＧＵＩ）において表示されるダイアログ・ボックスのブロック図が示されている。具体的には、照明ネットワークを管理するためにサーバ９０４によって提供されるダイアログ・ボックスである。サーバ９０４に接続されるすべてのタイプ１やタイプ２のクライアントを示すウィンドウ８４０が存在する。ウィンドウ８４２において、活動タイプ１クライアントから受信されたデータなど、現在の活動が示される。そのようなウィンドウは、タイプ１クライアント・ログ・ウィンドウと呼ばれる。同様に、タイプ２クライアント・ログ・ウィンドウと呼ばれる他のウィンドウ８４４が存在し、これは、タイプ２クライアントの活動を示す。ウィンドウ８４０により、ユーザが、クライアントへの接続をサーチし、パラメータを変更するために接続から選択することが可能になる。
【００３６】
ここで図１１を参照すると、上位ＧＵＩの「サーバ・モニタ」プログラムのスクリーン・ショットが示されており、これにより、タイプ２クライアントが、任意の特定の時間間隔中に任意の安定器から受信した（タイプ１クライアントを介して）データを調査する。ネットワーク接続安定器によって報告されたデータは、この場合、それまで使用されたエネルギー（たとえば、キロワット時）、ランプ電流、ランプ電圧、ワット数、安定器において測定された電源電圧、ＰＦＣ電圧、安定器またはランプの温度を含む。ソフトウェアは、ランプの状況、寿命、電流および／または履歴性能、以前のランプ交換を示すなど、ランプの保全報告を提供することも可能である。例示的なサーバ・モニタ・ウィンドウは、一般に３つの領域に分割される。ユーザが、たとえばドロップダウン・リストにより、タイプ１クライアントのサイトを選択することができるサイト・ナビゲーション領域８５０が存在する。この機能により、ユーザは、インターネット・プロトコル、ＩＰ、そのサイトのアドレス、その名称を変更することが可能になる。サイトが選択された後、ユーザは、安定器情報がデータベースから取り出されるように、日付と時間ダイアログ・ボックスにより、時間間隔を確定することも可能である。サイトと時間間隔の選択が入力されて、加えられた後、ユーザは、内部サイト・ナビゲーション領域８５４において特定のランプを選択することが可能となる。要求されたデータと時間間隔について選択されたランプに関する情報は、動的領域８５６においてパラメータとして参照される領域において、図示されるようにいくつかのグラフで表示される。最後に、領域８５４において与えられる正確な日付と時間の選択ランプに対して、ランプおよび／または安定器のパラメータを数値で示す領域８６０も存在している。動的領域８５６で示されるプロットのスケールを拡大するために、ズーム機能が追加されてもよいことに留意されたい。
【００３７】
図１２には、上位ＧＵＩの他の例示的なスクリーン・ショットが示され、サイト・ナビゲーション・ダイアログ・ボックス８７５により、照明保守エンジニアが、組織のいくつかの異なる照明サブネットワークの１つを選択することが可能になる。これらのサブネットワークは、異なる市または国に配置されることが可能である。ボックス８７７により、エンジニアは、監視する日付と時間間隔を選択する、または記憶装置から取り出すことが可能になる。所与のサイトの特定のユニット（複数の安定器／ランプ）が、フォルダ・タブ・アイコン８８１を介して選択される。次いで、ボックス８７９が、特定のランプの選択動作パラメータをグラフで示す一方、ボックス８８０が、選択ユニットの１つまたは複数のランプについて数値を示す。図１０、１２に示されるグラフやダイアログ・ボックスを構成する他の方式が、代替として可能である。
【００３８】
ソフトウェア制御特徴の概要
上記の議論に基づいて、個々の安定器／ＩＰＳＥ能力を使用してシステムを制御し、維持するために、照明制御システムの一実施形態において実行される３つの別個の形態のソフトウェアが存在する。
キーパッド・ソフトウェア：ユーザは、安定器エンクロージャ上のキーパッドとデジタル表示装置からすべて、スイッチ・オンし、スイッチ・オフし、ランプの構成を変更し、タイマ機能を設定し、調光器の機能を設定し、ランプの性能、ランプの燃焼時間、電気の使用を監視する。このソフトウェアは、いくつかの実施形態では、安定器エンクロージャの上または内部にある回転スイッチまたはＤＩＰスイッチから照明制御コマンドを受け取ることも可能である。
ＧＵＩソフトウェア：ランプは、安定器の有線または無線の接続を介して、および照明制御ソフトウェアと通信する随意選択の中継器および／またはコンバータを経て、ネットワーク化される。このソフトウェアは、パーソナル・コンピュータに装備され、インターネット、ＬＡＮ、または他のネットワークを介して、ＰＤＡ、ラップトップ、携帯電話、または他のパーソナル・コンピュータなどの他の制御ユニットに連結できる。したがって、個々の安定器のネットワークをこのように制御することができる。たとえば、図８ａ〜８ｆを参照されたい。
上位ＧＵＩソフトウェア：―このソフトウェアは、ＧＵＩ制御を有する１つまたは複数のインターネット接続照明システムの性能を監視し、制御するために、照明保守エンジニアによって使用される。これらのシステムは、世界中に分散して、上位ＧＵＩシステムのアドミニストレータによって制御される中央サーバにデータを送信するコマンドを受信する。したがって、このソフトウェアは、ＧＵＩ制御ネットワークのネットワークを制御することが可能である。たとえば、図９〜１２を参照されたい。
【００３９】
すべての３つの場合において、搭載診断（個々の安定器の電子機器とランプの）および実時間コスト分析（履歴データに基づいてランプを動作するコストを決定する）は、実時間で実施される。次いで、たとえば、ランプ動作に対する調整が、コストの増大を補償するために行われる。
【００４０】
照明応用分野
大規模な照明設備のランプが、たとえば、異なる製造業者のランプまたは異なるワット数のランプと置き換えられるとき、本明細書において記述された電子安定器（ＩＰＳＥとも呼ばれる）を使用する場合、個々の安定器を物理的に置き換る必要はない。代わりに、それぞれのランプの出力ポートが適切な電圧と電力を提供するように、ＩＰＳＥを単に再構成または再プログラムすることによって（たとえば、マスタ制御デバイスにおいて実行されるグラフィカル・ユーザ・インタフェースを使用して）レトロフィットが生じる。
【００４１】
上記のランプ機能のいくつか、または非常に要求の厳しい設備では、すべてではないにしても、ほとんどが、単一ＩＰＳＥに実装できる。その場合、各機能は、出力ごとに中央コンピュータ（マスタ制御デバイスとも呼ばれる）によって監視または変更される。この能力は、小売り倉庫タイプの建物などの大規模照明環境の照明コストをより良好に管理するように機能する。たとえば、建物は、日中に異なるトラフィック・パターンを生成する異なる小売りセクションを有する。いくつかのセクションでは朝は特に忙しく、したがって、十分な光を必要とするが、建物のほとんどは、まだ一般には公開されておらず、または歩いている人が最小限であり、それにより、はるかにより少ない光を必要とする。他のセクションは、１日のある時間で多くの光を必要としない。たとえば、庭のセクションは、太陽光を受け取る開放空間を有する。建物は、代替として、他より少ない光を必要とすると判断されているあるフロアまたはフロアのセクションを有する高層事務所建物など、複数階構造とすることが可能である。各フロアまたはセクションは、別々のハブを備えることが可能である。したがって、ＩＰＳＥは、ハブを使用して適切な階層に構成され、それにより、たとえば同じハブに接続された所与のゾーンにあるＩＰＳＥを調光する、またはさらには停止するために、システム制御ソフトウェアを使用することができる。これらのゾーンは、単一フロアにあるいくつかの事務所の事務所照明など、比較的小規模とすることが可能であり、または、全市の街灯のすべてなど、比較的大規模とすることが可能である。しかし、各安定器／ＩＰＳＥはネットワーク上で個々にプログラム可能であるので、個々のランプを、遠隔制御下において、独立して調光または停止させることが可能である。
【００４２】
多くの場合、照明の空間レイアウトと必要ワット数は、建物ごとに似ている（たとえば、エンティティが、同じ方式でレイアウトされるいくつかのブランチを所有する）。その場合、制御システム・ソフトウェア設定（ＩＰＳＥについて、１日あたり２４時間、１週間あたり７日、１年あたり３６５日などでプログラムされた動作スケジュール、「空間」構成、ワット数設定を含む）は、１つのブランチに対して決定された後、単にコピーして、他のブランチの照明制御システムに装備してもよい。これにより、エンティティが、複数ブランチにおいて照明制御システムを構成する著しい時間量と費用が節約される。
【００４３】
本発明の一実施形態は、電源入力、および単一ランプを駆動するランプ出力を有するハウジングと、ハウジング内に設置され、かつ電源入力により給電される電力スイッチング回路とを備える。回路は、そのランプ出力を使用して、複数の異なるタイプの電気放電ランプの１つを一度に駆動するように回路を構成させるために、ユーザによって選択可能である複数の予め定めた設定を有する。その設定により、ランプ出力によって、高圧ナトリウム、ハロゲン化金属、水銀蒸気のハイインテンシティ放電ランプを駆動することができる。電力スイッチング回路は、大きく異なるワット数のランプをランプ出力によって駆動できるように、他の予め定めた設定を有することが可能である。電力スイッチング回路は、代替として、または追加として、製造業者によって指定された異なるタイプの安定器と共に使用されるように設計されてもよく、異なる製造業者のいくつかの放電ランプのどれがランプ出力によって駆動されるかを示すために、エンクロージャ内に構築されるユーザ・インタフェースを介して、ユーザによって手動で事前に選択可能である設定を有することが可能である。
【００４４】
先行段落において記述された本発明の実施形態は、ハウジングの外部パネルの上に装備され、かつ電力スイッチング回路に結合された多位置セレクタ・スイッチをさらに装備することが可能であり、ユーザは、そのスイッチを使用して、予め定めた設定のいずれか１つを選択する。代替として、または追加として、電力スイッチング回路を制御するように結合されるデジタル処理セクションが装備され、デジタル表示パネルとキーパッドが、ハウジングの外部パネルの上に装備され、デジタル処理セクションに結合されてもよい。したがって、ユーザは、キーパッドを使用して予め定めた設定のいずれか１つを選択し、表示パネルを介して装置の動作パラメータに関する情報を得ることが可能である。
【００４５】
装置が、照明ネットワークの末端ノードとなり、ユーザが、ネットワークの中央位置から複数の予め定めた設定のいずれか１つを遠隔的に選択できるように、通信インタフェースを、デジタル処理セクションに結合することも可能である。マスタ制御ユニットを設けることも可能であり、これは、照明ネットワークの通信インタフェースに通信式に結合され、グラフィカル・ユーザ・インタフェースを有し、ユーザは、そのグラフィカル・ユーザ・インタフェースから、ネットワークの複数の末端ノードのそれぞれについて予め定めた設定のいずれか１つを遠隔的に選択する。
【００４６】
本発明の他の実施形態では、他のランプ出力が、追加の単一ランプを駆動するために装備されてもい。他の電力スイッチング回路が、ハウジング内に設置されることが可能であり、これは、追加のランプを駆動するために、電源入力により給電される。
【００４７】
本発明は、上記で記述された特定の実施形態に限定されるものではない。たとえば、安定器の要素の動作を記述するために使用される電圧や周波数の数字は、本発明の異なる実施形態のすべてではなく、いくつかにのみ適用されることが可能である。他の実施形態では、安定器／ＩＰＳＥは、２つ以上の「チャネル」を含む単一エンクロージャを有することが可能であり、各チャネルは、図２または図４に示される電子要素の単一セットを含む。そのような複数出力安定器が、同じランプ入力を共有することが可能であり、または、別のランプ入力によって給電されることが可能である。したがって、他の実施形態は、請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】例示的な単一出力照明安定器の単一のハウジングまたはエンクロージャを示す図である。
【図２】照明安定器エンクロージャに統合されることが可能である例示的な電子機器のブロック図である。
【図３】単一出力照明安定器の例示的な「経済性バージョン」を示す図である。
【図４】経済性バージョンの安定器のエンクロージャに統合された例示的な電子機器のブロック図である。
【図５】例示的なブースト変換器／力率回路および予備電源／バイアス供給の概略的な回路図である。
【図６】例示的なバックコンバータの概略的な回路図である。
【図７】例示的なインバータのブロック図である。
【図８ａ】インテリジェント電力スイッチング素子（ＩＰＳＥ）を使用するそれぞれの照明ネットワークのブロック図である。
【図８ｂ】インテリジェント電力スイッチング素子（ＩＰＳＥ）を使用するそれぞれの照明ネットワークのブロック図である。
【図８ｃ】ＩＰＳＥの照明ネットワークを遠隔的に制御するために使用することができる例示的なＧＵＩソフトウェアのスクリーン・ショットを示す図である。
【図８ｄ】ＩＰＳＥの照明ネットワークを遠隔的に制御するために使用することができる例示的なＧＵＩソフトウェアのスクリーン・ショットを示す図である。
【図８ｅ】ＩＰＳＥの照明ネットワークを遠隔的に制御するために使用することができる例示的なＧＵＩソフトウェアのスクリーン・ショットを示す図である。
【図８ｆ】ＩＰＳＥの照明ネットワークを遠隔的に制御するために使用することができる例示的なＧＵＩソフトウェアのスクリーン・ショットを示す図である。
【図９】より大規模な照明ネットワークのブロック図である。
【図１０】より大規模な照明ネットワークの上位グラフィカル・ユーザ・インタフェース（上位ＧＵＩ）において表示されることが可能であるダイアログ・ボックスのブロック図である。
【図１１】例示的な上位ＧＵＩのスクリーン・ショットを示す図である。
【図１２】例示的な上位ＧＵＩのスクリーン・ショットを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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