(57)【要約】【解決手段】  内蔵マイクロプロセッサを有する安定器は４つの入力によって制御される。前記安定器は、調光器、および前記安定器によるＩＲ送信機からのデータ信号の受信を可能にする赤外線（ＩＲ）受信機によって提供される高圧の位相制御された信号を有する。また、前記安定器は、その他の安定器からの、またはＤＡＬＩプロトコルリンクなどのシリアルデジタル通信リンク上のマスター制御装置からのコマンドを受信できる。第４の入力はアナログ信号であり、この信号は負荷の０％から１００％までの調光範囲に対応する所定の下限から所定の上限までの値で線形的に変動する単なる直流信号である。前記安定器の出力段は、前記ランプを流れる電流を制御するために使用される１若しくははそれ以上のＦＥＴｓを有する。これらの入力に基づき、前記マイクロプロセッサは前記負荷の光度を決定し、前記出力段のＦＥＴｓを直接駆動する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯用の安定器であって、
複数の安定器入力制御信号に応答して安定器出力信号のレベルを制御するプロセッサと、
前記複数の安定器入力制御信号を受信する複数の入力端子とを有し、
前記複数の安定器入力制御信号は前記入力端子を介して前記プロセッサに連結されており、
前記複数の安定器入力制御信号のうちの少なくとも１つは双方向信号である、
安定器。
【請求項２】
請求項１記載の安定器において、前記安定器出力信号は放電灯の照明レベルを制御するものである。
【請求項３】
請求項１記載の安定器において、前記少なくとも１つの双方向信号は少なくとももう１つの安定器を制御する制御信号を有するものである。
【請求項４】
請求項１記載の安定器において、前記複数の安定器入力信号は、デジタル制御信号、赤外線信号、シリアル通信信号、０−１０ボルト信号、前記安定器の温度を示す信号、安定器回路感知信号、および位相制御信号のうちの少なくとも１つを有するものである。
【請求項５】
請求項１記載の安定器において、この安定器は、さらに、
前記プロセッサからプロセッサ出力信号を受信し、前記プロセッサ出力信号に応答して前記安定器出力信号を提供するインバータを有するものである。
【請求項６】
請求項５記載の安定器において、前記プロセッサ出力信号は前記インバータの少なくとも１つのスイッチを制御する切替信号である。
【請求項７】
請求項１記載の安定器において、前記プロセッサは、複数の所定制御工程の中から選択された１つに従って、前記複数の安定器入力制御信号に応答して前記安定器出力信号を制御するものである。
【請求項８】
請求項７記載の安定器において、前記選択された制御工程は、前記複数の安定器入力制御信号のうちの少なくとも１つを介して選択されるものである。
【請求項９】
請求項７記載の安定器において、
前記安定器出力信号のパラメータは、前記安定器入力制御信号の値のシーケンスおよび優先順位に従って決定され、
各制御工程は固有の優先順位およびシーケンスアルゴリズムを有するものである。
【請求項１０】
請求項７記載の安定器において、この安定器は、さらに、
前記複数の所定制御工程を格納する記憶部を有するものである。
【請求項１１】
分散型安定器システムであって、
双方向インターフェースを介して相互に連結された複数の分散型安定器を有し、
各安定器は、
複数の安定器入力制御信号に応答して安定器出力信号のレベルを制御するプロセッサと、
前記複数の安定器入力制御信号を受信する複数の入力端子とを有し、
前記複数の安定器入力制御信号は前記入力端子を介して前記プロセッサに連結され、
前記複数の安定器のうちの前記安定器は双方向インターフェースを介して相互連結されるものである、
分散型安定器システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、各安定器の前記複数の安定器入力制御信号のうちの少なくとも１つは、前記双方向インターフェースを介して伝達される双方向信号である。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムにおいて、各安定器の前記少なくとも１つの双方向信号は、前記複数の分散型安定器内の少なくとももう１つの安定器を制御する制御信号を有することができる。
【請求項１４】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記複数の安定器によって提供される少なくとも１つの安定器出力信号は、少なくとも１つの放電灯の照明レベルを制御するものである。
【請求項１５】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記複数の安定器入力制御信号はデジタル制御信号、赤外線信号、シリアル通信信号、０−１０ボルト信号、前記安定器の温度を示す信号、安定器回路感知信号、および位相制御信号のうちの少なくとも１つを有するものである。
【請求項１６】
請求項１１記載のシステムにおいて、各安定器は、さらに、
それぞれのプロセッサからプロセッサ出力信号を受信し、前記プロセッサ出力信号に応答してそれぞれの安定器出力信号を提供するインバータを有するものである。
【請求項１７】
請求項１６記載のシステムにおいて、各安定器の前記プロセッサ出力信号は、前記インバータの少なくとも１つのスイッチを制御する切替信号である。
【請求項１８】
請求項１１記載のシステムにおいて、各安定器の前記プロセッサは、複数の所定制御工程の中から選択された１つに従って、前記複数の安定器入力制御信号に応答して前記安定器出力信号を制御するものである。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、各安定器の前記選択された制御工程は、前記複数の安定器入力制御信号のうちの少なくとも１つを介して選択される。
【請求項２０】
請求項１８記載のシステムにおいて、
各安定器出力信号のパラメータは安定器入力制御信号の値のシーケンスと優先順位に従って決定され、
各制御工程は固有の優先順位およびシーケンスアルゴリズムを有するものである。
【請求項２１】
請求項１８記載のシステムにおいて、各安定器は、さらに、
前記複数の所定計算式を格納する記憶部を有するものである。
【請求項２２】
内部にプロセッサを有する安定器を伴う放電灯を制御する方法であって、
複数の入力制御信号を受信する工程であって、前記複数の入力制御信号のうちの少なくとも１つが双方向性信号である、前記受信する工程と、
前記プロセッサのメモリーに格納された、所定の設定値手順に従って、前記放電灯を制御する安定器出力信号を決定する工程と
を有する方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法において、この方法は、さらに、
前記安定器出力信号を決定する前記安定器のインバータのスイッチを制御する工程を有するものである。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法において、前記スイッチの前記制御の工程は、前記スイッチをいつ開き、いつ閉じるべきかを予測する工程を有するものである。
【請求項２５】
請求項２２記載の方法でにおいて、この方法は、さらに、
前記複数の入力制御信号に応答して複数の設定値手順の中から前記所定の設定値手順を選択する工程を有するものである。
【請求項２６】
請求項２２記載の方法において、前記所定の設定値手順に従って前記放電灯を制御する工程は、前記複数の受信入力制御信号の割り当て優先順位および相対的なシーケンスに従って前記放電灯を制御する工程を有するものである。
【請求項２７】
放電灯を駆動する電子安定器であって、
前記放電灯内にランプ電流を駆動するための高周波駆動電圧を発生させるインバータと、
前記インバータに電気的に接続され、前記インバータを直接制御することにより前記ランプ電流を制御するマイクロプロセッサと
を有する電子安定器。
【請求項２８】
請求項２７記載の電子安定器において、この安定器は、さらに、
前記マイクロプロセッサと電気的に通信してメッセージを受信するためのポートを含むものである。
【請求項２９】
請求項２７記載の電子安定器において、この安定器は、さらに、
前記マイクロプロセッサと電気的に通信してメッセージを送信するためのポートを含むものである。
【請求項３０】
請求項２７記載の電子安定器において、この安定器は、さらに、
前記マイクロプロセッサと電気的に通信してメッセージの送受信の両方を行なうためのポートを有するものである。
【請求項３１】
請求項２９記載の電子安定器において、前記マイクロプロセッサは、前記電子安定器のステータスを決定し、前記ポートを介してステータスを示すメッセージを送信するプログラムを有するものである。
【請求項３２】
請求項３０記載の電子安定器において、前記マイクロプロセッサは、前記ポートを介してメッセージを送信することにより、当該ポートを介して受信したメッセージに応答するプログラムを有するものである。
【請求項３３】
請求項３２記載の電子安定器において、前記受信メッセージは、オン／オフ条件、調光レベル、稼動時間、およびランプステータスからなる群から選択された情報の要求を含むものである。
【請求項３４】
請求項２７記載の電子安定器において、前記マイクロプロセッサは、前記電子安定器のステータスを決定し、所定のステータス条件に達したことを示すために前記ランプ電流を変調するプログラムを有するものである。
【請求項３５】
請求項２７記載の電子安定器において、この安定器は、さらに、
前記マイクロプロセッサと電気的に通信して人にとって認知可能な信号を提供するための変換器を有するものである。
【請求項３６】
請求項３５記載の電子安定器において、前記信号は可聴信号である。
【請求項３７】
放電灯を駆動する電子安定器であって、
前記放電灯内にランプ電流を駆動するための高周波駆動電圧を発生させるインバータと、
前記インバータに電気的に接続され、前記インバータを直接制御することにより前記ランプ電流を望ましいレベルに制御するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに電気的に接続され、メッセージを受信するためのポートと、
前記マイクロプロセッサに電気的に接続されたメモリーと、
前記メモリーに格納された一式のデータと
を有する電子安定器。
【請求項３８】
請求項３７記載の電子安定器において、前記一式のデータの一部は、前記ポートを介して受信された所定のメッセージに応答して、前記マイクロプロセッサによって変更されるものである。
【請求項３９】
請求項３８記載の電子安定器において、前記一式のデータの前記一部は、システム内での前記安定器の位置および／または動作責務に関する情報を含むものである。
【請求項４０】
請求項３７記載の電子安定器において、前記マイクロプロセッサは前記望ましいレベルを決定するプログラムを有し、前記プログラムは前記一式のデータを用いて、前記少なくとも１つのポートを介して受信されたメッセージの使用方法を決定し、前記望ましいレベルを決定するものである。
【請求項４１】
少なくとも１つの放電灯を駆動する電子安定器であって、
前記少なくとも１つの放電灯内にランプ電流を駆動するための高周波駆動電圧を発生させるインバータ回路と、
前記インバータに接続され、前記インバータを直接制御することにより前記ランプ電流を望ましいレベルに制御するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続され、メッセージの送信および受信の少なくとも一方が可能である少なくとも２つのポートと
を有する電子安定器。
【請求項４２】
請求項４１記載の電子安定器において、前記少なくとも２つのポートのうち、少なくとも１つはメッセージの送受信の両方が可能である。
【請求項４３】
請求項４１記載の電子安定器において、この安定器は、さらに、
前記マイクロプロセッサに接続されたメモリーと、
前記メモリーに格納された一式のデータとを有するものである。
【請求項４４】
請求項４３記載の電子安定器において、この安定器は、さらに、
前記望ましいレベルを決定するために前記マイクロプロセッサに格納されたプログラムを有し、
前記プログラムは前記一式のデータの一部を用いて、前記少なくとも１つのポートを介して受信したメッセージの使用方法を決定し、前記望ましいレベルを決定するものである。
【請求項４５】
請求項４３記載の電子安定器において、前記一式のデータの少なくとも一部は、前記少なくとも２つのポートの少なくとも１つを介して、前記マイクロプロセッサにメッセージを送信ことにより変更可能である。
【請求項４６】
請求項４３記載の電子安定器において、前記一式のデータの少なくとも一部は、前記少なくとも２つの通信ポートの少なくとも１つを介した所定のメッセージの受信に応答して、前記マイクロプロセッサによって変更されるものである。
【請求項４７】
少なくとも１つの放電灯を駆動する電子安定器であって、
前記少なくとも１つの放電灯内にランプ電流を駆動する高周波駆動電圧を発生させるインバータ回路と、
前記インバータに接続され、前記インバータを直接制御することにより前記ランプ電流を望ましいレベルに制御するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続され、メッセージを受信し、かつ前記メッセージを前記マイクロプロセッサに伝達することが可能である少なくとも１つのポートと、
前記マイクロプロセッサに接続されたメモリーと、
前記メモリーに格納された一式のデータとを有し、
前記マイクロプロセッサは前記少なくとも１つのポートを介した所定のメッセージの受信に応答して前記一群のデータの一部を変更するようになっているものである、
電子安定器。
【請求項４８】
請求項４７記載の電子安定器において、前記少なくとも１つのポートはＩＲ受信機を有するものである。
【請求項４９】
請求項４７記載の電子安定器において、前記少なくとも１つのポートはデジタル通信ポートを有するものである。
【請求項５０】
請求項４７記載の電子安定器において、前記少なくとも１つのポートはＲＦ受信機を有するものである。
【請求項５１】
少なくとも１つの放電灯を駆動する電子安定器であって、
制御回路と
前記制御回路に接続され、メッセージを受信するようなっている第１のポートと、
前記制御回路に接続され、メッセージを送信するようなっている第２のポートとを有し、
前記制御回路は、前記第１のポートを介して受信した第１のメッセージに、前記第２のポートを介して第２のメッセージを送信することによって応答するようなっているものである、
電子安定器。
【請求項５２】
請求項５１記載の電子安定器において、前記制御回路はマイクロプロセッサを有するものである。
【請求項５３】
請求項５１記載の電子安定器において、前記第１のメッセージと前記第２のメッセージとは実質的に同じである。
【請求項５４】
照明システムであって、
安定器であって、前記安定器は制御回路と、前記制御回路に接続された第１および第２のポートとを有するものである、前記安定器と、
前記第１のポートに接続された第１の照明装置と、
前記第２のポートに接続された第２の照明装置とを有し、
前記第１の装置は前記制御回路を介して前記第２の装置と通信可能である、
照明システム。
【請求項５５】
請求項５４記載の照明システムにおいて、
前記第１の照明装置はローカル制御装置、中央制御装置、および安定器からなる群から選択された装置であり、
前記第２の照明装置はローカル制御装置、中央制御装置、および安定器からなる群から選択された装置である。
【請求項５６】
請求項５４記載の照明システムにおいて、多数の装置が前記第１のポートに接続されているものである。
【請求項５７】
請求項５６記載の照明システムにおいて、多数の装置が前記第２のポートに接続されているものである。
【請求項５８】
請求項５４記載の照明システムにおいて、前記制御回路はマイクロプロセッサを有するものである。
【請求項５９】
請求項５４記載の照明システムにおいて、前記第１のＩ／ＯポートはＩＲ受信機である。
【請求項６０】
少なくとも１つの放電灯を駆動する電子安定器であって、
前記少なくとも１つの放電灯内にランプ電流を駆動する高周波駆動電圧を発生させるインバータ回路と、
前記インバータに接続され、前記インバータを直接制御することにより前記ランプ電流を望ましいレベルに制御するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続され、メッセージを送信するようなっている少なくとも１つのポートと、
前記マイクロプロセッサに格納されたプログラムであって、当該プログラムは前記電子安定器のステータスを決定し、前記ステータスを示すメッセージを前記少なくとも１つのポートを介して送信するようになっているものである、前記プログラムと
を有する電子安定器。
【請求項６１】
請求項６０記載の電子安定器において、前記ステータスは、オン／オフ条件、稼動時間、前回のランプ変化からの稼動時間、調光レベル、動作温度、および障害状態からなる群の少なくとも１つを含むものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｂａｌｌａｓｔ  Ｗｉｔｈ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ」と題する、２００４年２月１３日に提出された米国仮出願第６０／５４４，４７９号明細書に対して優先権を主張するものであり、その全体はこの参照により、この明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は電子安定器全般に関し、より具体的には、複数の入力に応答して放電灯を制御するプロセッサをその内部に有する安定器に関する。
【背景技術】
【０００３】
国際電気技術委員会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）資料、ＩＥＣ６０９２９に規定されるデジタルアドレッサブル照明インターフェース（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＤＡＬＩ）規格に準拠するシステムなどの、従来の安定器制御システムは、当該システム内の安定器を制御するハードウェア制御装置を含む。一般に、前記制御装置は、単一のデジタルシリアルインターフェースを介して前記システム内の安定器に連結されており、データはＤＡＬＩプロトコルに従って転送される。この単一インターフェースの欠点は、前記インターフェースの帯域によって、前記制御装置と前記安定器との間に適度に流れるメッセージのトラフィック量が制限されることにある。また、この制限により、命令に対する応答時間の遅延が生じ得る。更に、一般的なＤＡＬＩ互換の安定器制御システムでは、１つの通信リンク上の安定器は６４個に制限される。このため、６４個以上の安定器を有するシステムに適応するためには追加の制御装置を要するという欠点も生じる。単一の制御装置を有する安定器制御システムのもう１つの欠点は、前記制御装置が単一故障点であることである。
【０００４】
即ち、前記制御装置が故障した場合、システム全体がダウンする。このことは、遠隔地に設置された照明システムにおいて特に負担となる。
【０００５】
これらのシステムは一般に、安定器が送信を行う前に先ず前記制御装置からの送信を受信しなければならないポーリング形態に構成されている。これにより、特に大型のシステムでは応答時間の遅延が生じる。また、これらのシステムでは前記ＤＡＬＩ互換のインターフェース以外の装置によって安定器を呼び出すことができず、前記制御システムの柔軟性およびサイズを制限することになる。
【０００６】
更には、非ＤＡＬＩシステムなどの従来型の安定器制御システムの多くでは、前記システム内の個々の安定器もしくは安定器のグループを個別に制御できない。前記機能を提供するシステムは一般に、前記システムの初期設定または将来的な再区割りを実施するために、区間毎に独立した制御ラインと、専用コンピュータと、複雑なソフトウェアとを必要とする。
【０００７】
多くの従来型安定器は、制御入力の受信および解釈と、電源回路の動作管理と、障害状況の検知および対応のために、大規模なアナログ回路を有している。このアナログ回路は多くの部品を要するため、コストが増加し信頼性が低下する。更に、この回路によって行なわれる前記個々の機能は相互依存していることが多い。この相互依存により前記回路の設計、解析、変更、および試験が困難になる。このことは更に、各安定器設計の開発コストを増加させる。
【０００８】
これら従来技術によるシステムには、前記安定器およびランプを制御する簡潔な解決策または装置が欠如している。このため、コストを削減し信頼性を向上させ、柔軟性および拡張性を提供し、システム全体を制御する専用制御装置を必要としない、部品点数がより少ない電子安定器回路が求められている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に従った、放電灯を制御するプロセッサを有する複数入力型安定器は、複数の入力を受信し、前記入力に応答して放電灯を制御するマイクロプロセッサ、もしくはデジタルシグナルプロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）などのプロセッサを含む。前記ランプは従来の小型放電灯を含む。前記複数のプロセッサ入力端子は全て同時に作動状態にある。前記安定器内のプロセッサは、安定器内部状態を示すフィードバック信号と伴にこれら入力を用いて、前記ランプの望ましい光度を決定する。前記プロセッサに提供される入力信号には、アナログ電圧レベル信号（例えば従来の０−１０Ｖアナログ信号など）（但し、その他の電圧範囲または電流信号が使用可能であることが理解される）と、デジタルアドレッサブル照明インターフェース（ＤＡＬＩ）規格に準拠する信号を含んだ（これらに限定されるものではない）デジタル通信信号と、位相制御信号と、赤外線センサー信号と、光センサー信号と、温度センサー信号と、有線および／または無線接続された外部装置から得られる感知信号と、前記交流電源（線間など）の電流および電圧などの電気的パラメータおよび前記ランプに関する情報を提供する感知信号とが含まれる。また、前記安定器は、その他の安定器からの、またはＤＡＬＩプロトコルリンクなどのデジタル通信リンク上のマスター制御装置からのコマンドを受信することもできる。この通信リンクは、双方向性であることが好ましく、これにより前記安定器が、コマンド、前記安定器の設定に関する情報、および診断フィードバックを前記通信リンク上のその他の装置に送信することが可能になる。前記複数入力型安定器は前記ランプを制御するための専用の外部制御装置を必要としない。複数入力型安定器システムは、制御装置を必要としない分散型システムとして構成が可能なため、制御装置集中システムの一点故障を引き起こさない。但し、複数入力型安定器システムは、望ましい場合は、制御装置を含むように構成することもできる。各安定器内のプロセッサはメモリーを有する。前記プロセッサのメモリーは、特に前記安定器入力信号を介して受信したコマンドの優先順位およびシーケンスに従って、前記ランプを制御するための設定値アルゴリズム、または手順を格納および読み出すために用いられる。
【００１０】
前記複数入力安定器は、前記負荷（ランプ）に供給される電流量を制御する電界効果トランジスタ（ＦＥＴｓ）などの１若しくはそれ以上の出力スイッチを駆動するインバータ回路を有する。前記安定器内のプロセッサは前記インバータ回路内のスイッチを直接制御することにより、前記照明負荷の光度を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の１実施形態例に従った、プロセッサ３０を有する複数入力型安定器１２のブロック図である。図１に示すように、安定器１２は、整流回路１４と、谷埋め回路１６と、インバータ回路１８と、出力回路２０と、キャットイヤー回路２４と、選択的な感知回路２２、２６、２８および２９と、プロセッサ３０とを有する。前記安定器１２は、安定器入力信号３４と、前記種々の感知信号３８、４２、４６および４７に基づいて安定器出力５２を介して放電灯３２を制御する。図１には単一のランプ３２として図示されているが、前記安定器１２は複数のランプを制御することもできる。前記安定器をよりよく理解するために、図１を参照しながら、前記安定器１２の概要を以下に提供する。前記安定器の部分についてのより詳細な説明は、２００１年１２月５日に提出され、本出願の譲受人に譲渡された、「Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｉｍｍｉｎｇ  Ｂａｌｌａｓｔ」と題する特許出願公開第ＵＳ２００３／０１０７３３２号明細書（特許出願第１０／００６，０３６号明細書）、および２００１年６月２２日に提出され、同じく本出願の譲受人に譲渡された、「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｂａｌｌａｓｔ」と題する特許出願公開第ＵＳ２００３／０００１５１６号明細書（特許出願第０９／８８７，８４８号明細書）に提供されている。
【００１２】
図１に図示した１実施形態例に示すように、安定器１２の整流回路１４はＡＣ（交流）電源に連結可能である。一般に前記交流電源は特定の線間周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚでの交流線間電圧を提供するが、前記安定器１２の用途はこれに限定されるものではない。前記整流回路１４は、交流線間電圧を全波整流電圧信号５４に変換する。前記全波整流電圧信号５４は前記谷埋め回路１６に提供される。信号が提供され、接続され、連結され、回路を関連付ける形で連結され、もしくはその他の装置に接続可能である場合は常に、前記信号を、例えば無線手段（ＩＲまたはＲＦリンクなど）を介して間接的に連結したり、有線によって直接接続したり、または抵抗器、ダイオードおよび／または制御可能な導電性素子など（これに限定されるものではない）の直列および／または並列に構成された装置を通して接続することができることが理解される。また、メッセージ（例えば、信号によって表現される情報）はデジタルコマンド、アナログレベル、ｐｗｍ（パルス幅変調）波形、などであってもよい。
【００１３】
前記谷埋め回路１６は、エネルギー蓄積装置を選択的に充放電して谷埋め電圧信号５６を生成する。前記谷埋め電圧信号５６はインバータ回路１８に提供される。前記インバータ回路１８は前記谷埋め電圧信号５６を高周波交流電圧信号５８に変換する。以下により詳しく説明するように、前記インバータ回路１８は、プロセッサ出力信号６２によって提供される情報に従ってこの変換を行なう。前記高周波交流電圧信号５８は前記出力回路２０に提供される。前記出力回路２０は、前記高周波交流電圧信号５８をフィルターし、電圧利得を提供し、出力インピーダンスを増加させ、その結果、安定器出力信号５２を得る。前記安定器出力信号５２は放電灯３２のような負荷に対して電流（例えばランプ電流）を提供することができる。前記キャットイヤー回路２４は前記全波整流電圧信号５４に連結されている。
【００１４】
前記キャットイヤー回路２４はキャットイヤー信号５０を介して前記プロセッサ３０に補助電力を提供し、前記谷埋め回路１６に提供される入力電力信号６０から流入する電流波形の形成を補助することにより安定器入力電流の全高調波歪みを減少させる。種々の感知回路２２，２６、２８、および２９は、電流および／または電圧などの電気的パラメータをそれぞれの感知回路入力信号３６、４０、４４、および４５を介して感知し、前記感知されたパラメータを表す信号を前記プロセッサ３０に提供する。図１に示した感知回路以外にも、例えば前記安定器１２の温度を感知し、前記安定器温度を表す温度感知信号を前記プロセッサ３０に提供する温度感知回路なども適用可能である。特定の感知回路の適用は選択的である。１実施形態において、（１）感知回路２２は、前記入力信号６０、または前記全波整流電圧信号５４の電流値を感知し、前記感知された電流値を表す感知信号３８を前記プロセッサ３０に提供する電流感知回路であり、（２）感知回路２６は、前記谷埋め電圧信号５６の電圧値を感知し、前記感知された電圧値を表す感知信号４２を前記プロセッサ３０に提供する電圧感知回路であり、（３）感知回路２８は、前記安定器出力５２の電流値を感知し、前記感知された電流値を表す感知信号４６を前記プロセッサ３０に提供する電流感知回路であり、（４）感知回路２９は、前記安定器出力信号５２の電圧値を感知し、前記感知された電圧値を表す感知信号４７を前記プロセッサ３０に提供する電圧感知回路である。図１に図示され、上述された感知回路の特定の構成は例示的であり、安定器１２はこれに限定されるものではない。
【００１５】
前記プロセッサ３０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、汎用プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、専用プロセッサ、特殊ハードウェア、汎用ソフトウェアルーチン、特殊ソフトウェア、またはこれらの組み合わせなど、任意の適切なプロセッサで構成することができる。マイクロプロセッサの１実施形態例は、内部または外部記憶装置に格納されたプログラムに含まれるバイナリー命令に従って演算や論理アルゴリズムを実行可能な大規模半導体集積回路などの電子回路を有する。前記マイクロプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣまたはフィールドプログラマブルな装置に組み込まれたマイクロプロセッサまたは状態機械などの形態であってもよいし、またはその他の固定式もしくは構成可能な電子論理およびメモリーの形態であってもよい。更に、プログラムは、前記マイクロプロセッサ内蔵のメモリーに格納されていてもよいし、前記マイクロプロセッサに連結された外部メモリーに格納されていてもよく、またはその組み合わせに格納されていてもよい。前記プログラムは、バイナリワードのシーケンス、または前記マイクロプロセッサによって特定の論理動作を実行するための命令として認識可能な類似語などで構成することができる。
【００１６】
１実施形態において、前記プロセッサ３０は前記安定器１２のステータスに応じて機能を実行する。前記安定器１２のステータスとは、オン／オフ状態、稼動時間、前回ランプ変化からの稼動時間、調光レベル、動作温度、特定の障害状態（その障害状態の継続時間を含む）、電力レベル、および故障状態を含む（これに限定されるものではない）、前記安定器１２の現在の状態を指す。前記プロセッサ３０は、不揮発性記憶装置を含むメモリーを有し、このメモリーは、前記ランプ３２を制御し、前記安定器１２の動作を補助するために使用されるデータおよびソフトウェアの格納およびアクセスために使われる。前記プロセッサ３０は、安定器入力信号３４と、種々の感知信号（例えば、感知信号３８、４２、４６、および４７）を前記プロセッサ３０の、それぞれのプロセッサ端子（端子は図１に図示せず）を介して受信する。前記プロセッサ３０は、前記受信信号を処理し、前記放電灯３２を制御するプロセッサ出力信号６２を前記インバータ回路１８に提供する。１実施形態において、前記安定器入力信号３４および前記感知信号は常に動作状態にあるため、前記プロセッサ３０は前記安定器入力信号３４および前記感知信号をリアルタイムに受信することができる。前記プロセッサ３０は、感知信号の現在および過去の値の組み合わせおよび計算結果を使って、前記安定器の現在の動作状態を決定できる。但し、前記プロセッサ３０は選択されたプロセッサ端子のみを作動状態にするように構成可能である。
【００１７】
図２は、本発明の１実施形態例に従って、プロセッサ端子を介して前記プロセッサ３０に提供される種々の例示的な信号を示すブロック図である。図１に示した回路の一部は、図２においては明瞭性を目的として集合的にその他安定器回路５１として表している。更に明瞭にするために、前記プロセッサ端子の一部分のみを、図１に示した前記安定器入力信号３４に対応して（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）と表示する。前記安定器入力信号３４は、前記ランプ３２を制御するのに適した任意の信号で構成してもよい。図２に示したように、例示的な安定器入力信号は、プロセッサ端子３４ａに接続された位相制御された入力信号と、プロセッサ端子３４ｂに連結された通信信号と、プロセッサ端子３４ｃに連結されたアナログ電圧信号と、プロセッサ端子３４ｄに連結された赤外線（ＩＲ）受信機からの電気信号から構成される。図２に示した前記安定器信号はあくまで例示的である。その他の種類および数の安定器入力信号も適用可能であり、例えば前記プロセッサは複数のＩＲ信号や、複数のアナログ電圧もしくは電流信号や、電力送電線信号や、居住センサーからの接点入力信号を含む（これに制限されるものではない）２値信号に連結することができる。
【００１８】
前記位相制御信号は、例えば前記ランプ３２の出力光レベルを調光する調光器によって提供できる。１実施形態例において、前記位相制御信号インターフェースは３相位相制御インターフェースを有する。前記通信信号は、例えばデジタル通信信号、アナログ通信信号、シリアル通信信号、パラレル通信信号、またはそれらの組み合わせを含む場合がある。１実施形態例において、前記通信信号は双方向デジタルシリアルデータインターフェースを備えている。前記双方向インターフェースにより、前記プロセッサ３０は、例えば安定器制御情報、システム制御情報、ステータスリクエスト、ステータスレポートなどのメッセージが送受信可能になる。前記アナログ信号用プロセッサ端子（例えば３４ｃ）は、アナログ信号を受信可能である。このアナログ信号は、上述のいかなるセンサーから得ることもできる。更に、前記アナログ端子を種々のセンサーに連結することができ、もしくは複数のアナログ端子を様々なセンサーの組み合わせに連結することができる。例えば、前記アナログ端子３４ｃは光感知信号７０を受信する光センサー６８に連結することができ、別のアナログ端子（図２には表示せず）は前記温度感知信号６６を受信する温度センサー６４、もしくはその組み合わせに連結することが可能である。前記ＩＲ用端子（例えば３４ｄ）は、ハンドヘルドのＩＲ式リモート送信機からのエンコードされたシリアル命令を受信する赤外線検知器に連結することができる。前記安定器１２は、前記ハンドヘルドのリモート送信機から送信された赤外線光線を赤外線検知器に伝送する装置を内蔵している場合があり、前記赤外線検知器は前記プロセッサ３０の前記ＩＲ用端子３４ｄに連結されている。あるいは、この装置は前記安定器に取り付けられているか、または前記安定器１２に有線で接続された個別のモジュールに組み込まれている可能性もある。前記ＩＲ光線の変調によって表されるデータパターンは赤外線検知器によって抽出され、前記プロセッサ３０に提供される。前記プロセッサ３０は前記パターンをデコードし、例えばランプ照明レベルコマンド、動作パラメータ、およびアドレス情報などの前記データストリームにエンコードされた情報を抽出する。
【００１９】
前記プロセッサ３０は感知信号を受信することが可能である。感知信号は、前記ランプ３２を制御し、および／または前記安定器１２の動作を補助するのに適切な任意の信号である場合がある。感知信号の例としては、前記安定器１２の電気的パラメータを示す感知信号（３８、４２、４６、４７など）、温度センサー６４によって提供される温度感知信号６６などの温度感知信号、光センサー６８によって提供される光感知信号７０、またはこれらの組み合わせなどがある。１実施形態例において、前記プロセッサ３０に提供される信号を処理するために、インターフェース回路（図２には図示せず）が使用される。前記インターフェース回路では、電圧レベルシフティング、減衰、フィルタリング、電気的絶縁、信号処理、バッファリング、またはこれらの組み合わせの機能を行なう場合がある。
【００２０】
図３Ａは、本発明の１実施形態例にに従った、前記プロセッサ３０に連結された前記インバータ回路１８の簡略回路図である。前記プロセッサ３０は、制御信号および感知入力信号を受信し、最終的に少なくとも１つの放電灯を制御する前記インバータ回路１８内の制御可能な導通装置７４（例えばスイッチ）を制御するプロセッサ出力信号６２を提供する。制御可能な導通装置７４の具体例としては、パワーＭＯＳＦＥＴ、トライアック、バイポーラ接合トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、またはその他、２つの導電電極間の導電性が第３の電極の信号により制御可能な電気的手段が含まれる（これに限定されるものではない）。前記インバータ回路１８には、整流回路１４および谷埋め回路１６を通して電力が提供される。前記インバータ回路１８は、前記谷埋め回路１６によって提供される電圧を高周波交流電圧に変換する。前記インバータ１８は、変圧器７６と、スイッチ７４と、ダイオード７８とを有する。前記変圧器７６は少なくとも２つの巻き線を有する。明瞭化の目的で、図３Ａにおいて、前記変圧器１８は３つの巻き線８０と、８２と、８４とを有するように図示されている。図３Ａの巻き線８６の表示は、実際には磁化インダクタンスであって、物理的な巻き線ではない（以下に説明）。前記スイッチ７４によって、前記谷埋め信号５６を高周波交流電圧信号５８へ変換することが可能になる。前記高周波交流電圧信号５８は前記出力回路２０に提供され、少なくとも１つの放電灯を通してランプ電流を駆動する。
【００２１】
動作中、前記プロセッサ３０はプロセッサ出力信号６２を介して制御情報を提供し、前記スイッチ７４の導通状態を制御する。前記スイッチ７４が閉じている時（導通状態）、前記谷埋め電圧信号５６は前記変圧器７６の巻き線８２に提供される。変圧器７６の前記磁化インダクタンスは実際には物理的に個別の巻き線ではないが、明瞭化の目的で、個別の巻き線８６として示す。巻き線８２に印加された電圧により巻き線８２に電流が流れ、前記磁化インダクタンス８６を誘起する。前記スイッチ７４が閉じている時、巻き線８２に印加された電圧は、前記巻き線８２および８４の巻き線比に従って前記巻き線８４に誘起される。これにより、前記出力回路２０に第１の極性を有する電圧が提供される。また、前記スイッチ７４が閉じている時、前記巻き線８０にも電圧が誘起される。但し、この状態において前記ダイオード７８には、図３Ａに点線表記によって示されるように、変圧器７６の巻き線方向によって、逆バイアスが掛かっている。スイッチ７４は、前記プロセッサ３０がプロセッサ出力信号６２を介して前記スイッチ７４の状態の切替を指令するまで導通状態（閉じた状態）を保持する。
【００２２】
第２の状態において、前記スイッチ７４はプロセッサ出力信号６２を介して前記プロセッサ３０によって開くように（非導通となるように）指令される。この時、前記巻き線８２に流れる電流は遮断される。但し、前記磁化インダクタンス８６を流れる電流は直ちには停止不可能であり、代わりにこの電流は前記巻き線８２を流れる電流の変化率（即ちＶ＝Ｌｄｌ／ｄｔ）に従って変更される。これによって、磁化インダクタンス８６は駆動電圧源となり、変圧器７６をスイッチ７４が閉じていた時（導通時）に存在した極性とは反対の極性に駆動する。スイッチ７４が開いているこの非導通状態の間、前記磁化インダクタンス８６による前記巻き線８２の電圧極性反転が前記巻き線８０および８４に同様の反転を誘起する。この極性反転によって、前記巻き線８４は、前記出力回路２０に前記導通（スイッチ７４が閉じている）状態とは反対極性の電圧を有する高周波交流電圧信号５８を提供する。次に、前記第２の（スイッチ７４が開いている）状態の極性反転により、前記ダイオード７８に順バイアスを掛けることのできる極性の電圧で前記巻き線８０が駆動される。前記巻き線８０の電圧値が前記谷埋め電圧信号５６の電圧値よりも大きい場合、ダイオード７８には順バイアスが掛かる。ダイオード７８に順バイアスが掛かっている時、巻き線８０の電圧は前記谷埋め信号５６の電圧値に制限される。これにより、前記巻き線８０は前記変圧器７６に対するクランプ巻き線として作用する。前記巻き線８０の電圧が制限されることによって、変圧器７６の巻き線の全てがその制限の影響を受ける。変圧器７６の前記巻き線８２の電圧が制限されることによって、この第２の状態の間、スイッチ７４の電圧ストレスが劣化されることなく制限されるという有利な効果が生じる。前記巻き線８４の電圧が制限されることによって、この第２の状態の間、前記出力回路２０に特定の電圧が印加されるという前記有利な効果が生じる。前記インバータ回路１８は前記非導通状態を終了後、前記導通状態に戻り、前記出力回路２０に印加された電圧はどちらの状態でも制約され、かつ確定される。
【００２３】
前記インバータおよび当該インバータの前記出力回路との接続における代替実施形態を図３Ｂに示す。ここでは、前記インバータの出力が、前記スイッチ７４と前記巻き線８２の間の共有点で、前記出力回路の一部である前記インダクタ８５の端子に直接接続されている。前記スイッチ７４が閉じるように指令された時の前記磁化インダクタンス８６の充電は上記と同様である。また、巻き線８０およびダイオード７８のクランピング作用も上述と同様に行なわれる。
【００２４】
本発明の１実施形態例において、前記プロセッサ３０は、前記インバータ用スイッチの瞬間的オン／オフ状態を制御するデジタル信号を提供することによって前記インバータ１８を直接制御する。この信号のデューティサイクルおよび周波数は、結果として得られる前記インバータのデューティサイクルおよび周波数と実質的に同一である。但し、このことによって、前記制御装置が前記インバータのスイッチを直接駆動することを意味するものではないことが理解される。前記制御装置と前記スイッチとの間にバッファーまたはドライバーがあるのが一般的である。前記ドライバーの目的は増幅および／またはレベルシフティングを提供することである。１実施形態例において、前記ドライバーはデューティサイクルまたは周波数を有意に変えることはない。
【００２５】
前記インバータ用スイッチ７４が閉じており前記磁化電流が線形的に増加し始めた際、電流が特定の閾値レベルに達した時点で前記スイッチ７４を開き、当該スイッチ７４を流れる電流を遮断することが望ましい。但し、前記測定対象となる電流の他にも前記インバータ用スイッチ７４を流れる電流成分があるため、前記スイッチ７４を流れる電流を直接測定することによって常に前記磁化電流を測定できるとは限らない。本発明の１実施形態においては、前記プロセッサ３０は前記プロセッサ制御信号６２のパルス幅を変調し、望ましい閾値が得られる時点を決定するための前記磁化インダクタンスの計算モデルを使って前記インバータ用スイッチ７４の開閉を制御する。磁化電流の値が算出され、前記算出された磁化電流が閾値に達する推定時間が予測される。前記プロセッサ３０は、感知信号３８を介して全波整流電圧信号５４（もしくは前記入力電力信号６０）の瞬間電圧値の表示を受信する。前記プロセッサ３０は、上述の計算モデルと伴にこの瞬間電圧値（または実際の瞬間電圧値に比例した値）を使って、前記スイッチ７４を流れる電流が前記望ましい閾値に達する時間を算出する。
【００２６】
本発明の１実施形態例において、この計算は以下のように実行される。前記プロセッサが前記ランプ電流制御ループにおける補正項、ｙ（ｎ）を計算する毎に、下記式に従ってもう１つの項が計算される。
【００２７】
【数１】
2007522639.tif 000003
ここで、ＰＷ（ｎ）は前記インバータ用スイッチのパルス幅もしくは負荷率に比例し、Ｋはスケーリング定数、ＶＶＦは前記谷埋めバス電圧のサンプル値、ｎはｙの多くの連続値の１つを表す整数指数であり、ＰＷに関連する値である。
【００２８】
前記スイッチ７４は、前記プロセッサ３０のクロック発振周波数により得られる周波数で前記プロセッサ３０によって、かつ前記安定器制御ループによって設定される負荷率によって制御される。
【００２９】
前記プロセッサ３０は前記インバータ用スイッチ７４の制御に加えて、幾つかの機能を実行して少なくとも１つの放電灯の出力光レベルを制御する。これらの機能の一部には、入力信号のサンプリングと、入力信号のフィルタリングと、安定器の動作管理および前記安定器の状態遷移の円滑化と、安定器障害状況の検知と、障害状況への対応と、双方向通信インターフェースを介して提供されるデータの受信およびデコーディングと、前記双方向通信インターフェースを介したデータのエンコーディングおよび送信が含まれる。また、前記プロセッサ３０は、前記制御入力端子に提供される前記安定器入力信号と、前記安定器入力信号の相対的優先順位と、前記安定器入力信号の起動シーケンスの各コマンドレベルに従ってランプ電流レベルも決定する。
【００３０】
前記安定器入力信号３４などの入力信号は、前記プロセッサ３０に実装されたデジタルフィルターを介して前記安定器制御回路の望ましい過渡応答を達成するために、必要に応じてサンプリングされ、フィルタリングされる。各デジタルフィルターは、要求される動作条件に対して放電灯に安定した動作を提供する実績のあるアナログフィルターの性能に近似する。デジタルフィルターの活用により、異なる動作条件および負荷に合わせて前記安定器制御ループの性能を調整することが可能となる。フィルターの主要なパラメータは前記プロセッサ３０のメモリーに格納された数係数によって制御される。これらフィルター係数は変更可能であり、フィルター特性の変更を可能にする。例えば１実施形態において、前記アナログ位相制御安定器入力信号はデジタル信号を提供するためにサンプリングされる。この前記アナログ位相制御信号のデジタル信号表示は、類似の機能を実行するために使用されるアナログフィルターと同様の性能特性を有する２次デジタルフィルターを使ってデジタル的にフィルタリングされる。
【００３１】
本発明の１実施形態例において、前記プロセッサ３０は前記ＩＲ信号からデジタルビットストリームの形態でデータを受信する。前記ビットストリームは、インターフェース回路および／または前記プロセッサ３０によって、前記プロセッサ３０の入力要件と互換性のある電圧振幅および電圧レベルを有するように条件設定される。前記プロセッサ３０は前記ＩＲ安定器入力信号内のエンコードされたデータを処理する。前記エンコードされたデータには、前記ランプを点灯する、前記ランプを消灯する、前記ランプの出力光レベルを下げる、所定の出力光レベルを選択する、などのコマンドが含まれる。ＩＲ信号を受信する安定器を用いたシステムの例は、米国特許第５，６３７，９６４、５，９８７，２０５、６，０３７，７２１、６，３１０，４４０および６，６６７，５７８号明細書に開示されており、当該明細書の全体は参照により本明細書に組み込まれ、本出願の譲受人に譲渡されているものである。
【００３２】
前記プロセッサ３０は、デジタルビットストリーム形式で前記通信インターフェースを介してデータの送受信を行うが、１実施形態例において、このデジタルビットストリームは前記デジタルアドレッサブル照明インターフェース（ＤＡＬＩ）規格に準拠する。前記ＤＡＬＩ規格は、デジタル８ビットコードを使って調光および動作命令を通信する業界標準デジタルインターフェースシステムである。前記ＤＡＬＩプロトコルの非標準拡張および／またはその他のシリアルデジタルフォーマットが使用可能であることが理解されるものである。
【００３３】
図４は本発明の１実施形態例に従った、プロセッサ制御式安定器の種々の状態を示した図である。安定器の監視機能は、前記プロセッサ３０が「安定器状態機械」と呼ばれるプロセッサ上の常駐ソフトウェアの一部を実行することによって実行される。前記安定器状態機械プログラムは前記放電灯のフィラメントの加熱（予熱状態）の起動シーケンスを制御し、前記ランプに印加された電圧をプログラムされた間隔（立ち上がり状態）の間増加することで放電点弧する（点弧状態）。前記安定器状態機械プログラムを実行する前記プロセッサ３０は、前記電流感知回路２８からの感知信号４６を介して前記ランプが始動したかどうかを決定する。正しく放電点弧がなされた後、前記安定器は通常動作状態にある。前記通常動作状態において、プロセッサ３０の前記安定器状態機械プログラムは、実装された種々のセンサーからの感知信号（感知信号３８、４２、４６、４７など）を介して前記ランプおよび制御回路が正常に動作しているか、または、障害状況が発生しているかを決定する。障害状況が発生していると判断された場合、前記安定器状態機械プログラムは前記障害のタイプに応じて適切な処置を決定する。前記プロセッサ３０によって監視される障害状況の例には、ランプ電圧が高過ぎる、ランプ電圧が低過ぎる、前記ランプ電流の直流成分が大きすぎる、印加電圧に対してランプ回帰電流が低過ぎる、供給電圧が高過ぎる、供給電圧が低過ぎる、および、前記安定器の内部温度が高過ぎるなどがある。
【００３４】
図５は本発明の１実施形態例に従った分散型安定器システム５００の図である。前記システム５００はそれぞれの内部にプロセッサ３０を有する少なくとも２つの安定器１２を含む。明瞭化の目的で、安定器１号のみを認識番号で表示する。各安定器１２および各プロセッサ３０は上述の通りである。前記複数のプロセッサ３０もまた、上述のように前記通信インターフェースを介して連結されている。本発明の１実施形態例において、前記通信インターフェースは前記ＤＡＬＩ規格に従ってデータを転送可能なシリアルデジタル通信リンクである。
【００３５】
前記シリアルデジタル通信インターフェース(リンク)は双方向性であり、入力信号は、安定器が前記シリアルデジタル通信インターフェースを介して、前記安定器動作の現在の状態または履歴に関するデータを送信するためのコマンドを有する場合がある。また前記安定器は、前記シリアルデジタル通信インターフェースを使って、当該安定器に接続された他の安定器に情報またはコマンドを送信することもできる。前記安定器の、他の安定器に対するコマンドを起動することができる機能を利用することにより、複数の安定器を分散型構成に連結することができる。例えば、安定器１号は安定器１号のＩＲインターフェースを介してＩＲ送信機３３からのコマンドを受信し、前記システム５００の全てのランプを消灯することができる。このコマンドは前記通信インターフェースを介して前記システム５００のその他の安定器に送信される。別の１実施形態では、前記システム５００の安定器をマスター／スレーブ構成に連結することができ、その構成において前記マスター安定器は中央制御装置またはローカル制御装置から１若しくはそれ以上の信号を受信し、その他の照明負荷に対して１つのコマンドまたは複数コマンドを送信して当該照明負荷の動作を制御し、もしくはそれ自体と前記その他の照明負荷の動作とを同期させる。また、前記マスター安定器は、中央制御装置やローカル制御装置などの他の装置に対してその構成に関するコマンドおよび／または情報を送信する場合もある。例えば、マスター安定器は、他の制御装置および／または安定器に対してその構成を含むメッセージを送信し、その光出力を５０％削減したことを通知することもできる。このメッセージの受信側（スレーブ装置、ローカル制御装置、中央制御装置など）はそれら各々の光出力を同様に５０％削減することを自立的に決定できる。照明負荷という表現には、安定器、その他の制御可能な光源、および電動式ブラインドなどの制御可能な窓設備が含まれる。制御可能な窓設備が空間内の自然光の量を制御する一方、安定器およびその他の制御可能な光源は空間の人口光の量を制御する。前記中央制御装置は照明専用制御装置であってもよいし、または建物管理システム、Ａ／Ｃ制御装置、空調（ＨＶＡＣ）システム、電力ピーク負荷制御装置、およびエネルギー制御装置から構成されてもよい。
【００３６】
前記システム５００の１実施形態例において、各安定器には固有のアドレスが割り当てられており、この固有のアドレスによって他の安定器および／または制御装置が特定の安定器に対してコマンドを発することができる。各安定器における各プロセッサの赤外線対応端子を利用して、前記安定器に直接読み込まれた数値アドレスを受信することが可能であり、若しくは前記端子を、デジタルポートが受信中のアドレスを取得し保持すべきであることを安定器に「通知」する手段として活用することができる。一般に、ポートは、外部装置が前記プロセッサに「接続」するのを可能にするインターフェースハードウェアを有する。ポートはデジタル回線用ドライバーと、光電子カプラと、ＩＲ受信機／送信機と、ＲＦ受信機／送信機とを有する（これに限定されるものではない）場合がある。当該技術分野では周知の通り、ＩＲ受信機とは（一般的には変調された光線の形態での）赤外線照射を受信可能な装置であり、照射赤外線の入射を検知し、照射赤外線の入射から信号を抽出し、その信号を他の装置に送信する装置である。更に当該技術分野では周知の通り、ＲＦ受信機は電子装置を具備することが可能なため、少なくとも一定のエネルギーレベルの変調済み無線周波信号に接した場合に、その受信信号に対して前記変調情報または信号を抽出することによって応答し、電気的接続を介して当該受信信号を他の装置や回路に送信することするができる。
【００３７】
上述のように、各プロセッサ３０における複数の制御入力のそれぞれは、前記プロセッサ３０が搭載されている安定器１２、および前記システム５００内のその他の安定器の動作パラメータを個別に制御することが可能である。１実施形態において、前記プロセッサ３０は、設定値アルゴリズムと呼ばれるソフトウェアルーチンを実行することにより、前記各入力端子を介して受信した情報、それらの各優先順位、前記コマンドを受信したシーケンスを利用する。様々な設定値アルゴリズムが想定される。
【００３８】
図６は、本発明の１実施形態例に従って選択された設定値アルゴリズムを利用したプロセッサ制御式安定器を伴う放電灯の制御工程のフロー図である。工程６１２において、前記安定器のプロセッサは安定器入力信号を受信する。工程６１４において、前記受信信号は既知の方法（サンプリング、量子化、デジタル化など）で処理される。設定値手順（アルゴリズム）が以前に選択されていない場合は、工程６１６で選択が行われる。設定値手順が選択されている場合は、工程６１６は前記工程を前記選択済み設定値手順に導く。前記選択された設定値手順は工程６１８において保持され、工程６２０において、前記安定器およびランプは前記選択された設定値に従って制御される。設定値アルゴリズムの例としては、（１）各安定器入力信号により受信したコマンドレベルを互いに掛け合わせてターゲットレベル（望ましいランプ照明レベル）を得る、（２）前記安定器信号により受信したコマンドレベルのうち最下位のレベルをターゲットレベルとして選択する、（３）最も最近更新された安定器入力信号を最優先順位を有するものとして選択し、ターゲットレベルを設定する、（４）前記通信インターフェースを介して受信した信号など、特定のプロセッサ端子に際優先順位を付与し、残りの入力を上述した設定値アルゴリズムのうちの１つに従って処理するなどがある。前記プロセッサ３０はその他の優先順位およびシーケンスでプログラムすることが可能である。本発明の１実施形態例において、複数の設定値アルゴリズムがプロセッサ３０のメモリーに格納されている。前記複数の設定値アルゴリズムのうちの１つが、製造、販売、インストール、および／または動作時に選択される。
【００３９】
図７は、本発明の１実施形態例による、２部屋用に構成されたプロセッサ制御式安定器システム７００の図である。このシステム７００では、明瞭化の目的で２部屋を図示するが、前記システム７００は任意数の部屋に適用可能である。前記システム７００は８つの安定器を有し、各安定器はプロセッサを有する。前記安定器と前記部屋は通信インターフェース７１２を介して相互に連結されている。また、オプション制御装置７１４も前記通信インターフェース７１２を介して前記安定器に連結されている。上述のように、各安定器はローカルコマンド（前記特定の安定器に対するコマンド）、グローバルコマンド（全ての安定器に対するコマンド）、グループコマンド（グループ内の全ての安定器に対するコマンド）、もしくはこれらの組み合わせに応答することができる。各部屋は壁取付け型調光器７１８と、光センサー７２２とを有する。各安定器は赤外線検知器７２０を有する。個々の安定器は前記ＩＲ検知器７２０を介して前記ＩＲリモート送信機７１６により制御可能である。
【００４０】
前記安定器、従って前記ランプは前記オプション制御装置、前記個別の安定器入力信号、またはその組み合わせによって制御可能である。１実施形態において、各部屋はそれぞれの壁取付け型調光器７１８によって個別に制御され、前記部屋が相互に連結されている場合はオプション制御装置によって制御される。別の１実施形態において、前記オプション制御装置は、建物内の全ての部屋を制御するＤＡＬＩ互換通信インターフェース７１２を介して前記プロセッサ制御式安定器システムに連結した建物管理システムを表す。例えば、前記建物管理システムは負荷遮断および／または時間外状況に関連したコマンドを発することができる。
【００４１】
幾つかの安定器およびその他の照明負荷は、専用の中央制御装置なしで共通のデジタルリンクに設置可能である。センサー入力または制御入力を受信した任意の安定器が一時的に前記デジタルバスの「マスター」となり、前記リンク上の前記安定器およびその他の照明負荷全ての状態を制御する（例えば同期する）コマンドを発することができる。信頼性のある通信を確保するために、周知のデータ衝突検出および再試行技術を使用することが可能である。
【００４２】
図８は本発明の１実施形態例に従った、設定値手順のフロー図である。上述のように、ランプは、前記安定器入力信号に関する情報の優先順位およびシーケンスを統合する選択された手順（設定値アルゴリズムと呼ばれる）に従って制御される。工程８１２において、前記プロセッサは、前記通信入力信号によって指示されたコマンドが変更されたかを決定する。指示された変更がランプ点灯からランプ消灯である場合、工程８１４において、前記安定器はスリープ状態に入り、前記ランプは、工程８１６において前記ＩＲ入力信号または前記位相制御入力信号がコマンドの変更を指示するまでオフとなる。但し、前記ＩＲ入力信号または前記位相制御入力信号によるコマンドが前記ランプが消灯されるべきことを指示した場合（工程８１８）、この時点において前記ランプは既にオフであるため、この変更は工程８２０において無視される。工程８１２に戻って、前記指示コマンドの変更がランプ消灯からランプ点灯である場合、工程８２２において、前記ランプのレベルは、前記アナログ入力信号によって指示されるレベルに、前記ＩＲ入力信号または前記位相制御入力信号によって指示された最も最近のコマンドの変更によって表されるレベルを掛けた値に設定される。
【００４３】
例示的な１シナリオにおいて、前記システム７００は１日のうちのある時間帯の間（例えば午後６時から午前６時の間）、時間外モードに設定される。前記時間外モードにおいて、前記安定器のプロセッサは前記通信インターフェースを介して前記ランプを消灯するコマンドを受信することができる。次に、前記通信信号によって提供されたコマンドが前記ランプを消灯することを指示している場合においても、前記ＩＲ入力信号を介して前記ＩＲリモート送信機によって、または前記位相制御入力信号を介して前記壁取付け型調光器によって前記ランプを点灯し、調整することが可能である。前記ランプは、前記位相制御信号またはＩＲ入力信号のどちらかが変化するまで、または前記通信信号によって前記照明の消灯指示以外のコマンドが発せられるまで、前記位相制御またはＩＲ入力信号による直近の変更によって設定されたレベルを維持する。
【００４４】
例示的な１動作モード（時間外モード以外）においては、前記通信インターフェースを介して受信した直近のコマンドレベルによって前記ランプのアーク電流の上限を設定する。前記通信インターフェースを介したコマンドレベルが変化すると、前記照明レベルがその変化に応じて比例調整される。前記ＩＲ入力信号がランプをそれぞれ異なるレベルに設定するために使用される場合、これらランプはその相対差を維持しながら前記通信インターフェースを介したコマンドによって比例調整される。個々の安定器／ランプの組み合わせ、即ち照明器具は前記ＩＲ入力によって照明レベルを上下に調光することができる。それに伴う前記位相制御入力信号の変化は前記ＩＲ入力信号によるコマンドレベルをオーバーライドし、ある部屋の全ての照明器具は、上限およびアナログ入力を指示する前記通信信号により比例調整された前記位相制御入力信号が指示するレベルに移行する。プロセッサの前記アナログ入力信号端子に連結された光センサー（例えば７２２）は、当該光センサーの設定値において前記照明レベルを制御する。但し、前記位相制御入力信号または前記ＩＲ入力信号と伴に前記通信インターフェースのコマンドレベルが、前記照明を前記アナログ入力信号が前記光センサーの設定値まで引き上げられないレベルに設定する場合は例外である。この場合、前記アナログ入力信号はその上限に固定され、前記レベルはその他の入力信号によって制御される。
【００４５】
本発明に従った、内部に放電灯を制御するためのプロセッサを有する前記複数入力型安定器は、その内部においてシステムレベルの制御と個人レベルの制御を組み合わせることができる。これにより、照明のグローバル制御およびローカルな個人制御が前記安定器内で統合されるよう照明器具を設計することが可能となる。これにより応答待ち時間が短縮され、制御入力の個別仕様化が可能となり、システム設計の柔軟性が向上する。前記複数入力型安定器のプロセッサはソフトウェア／ファームウェアのルーチンを利用して、前記ランプのアーク電流レベルを前記複数入力信号によって提供される複数の変更可能なコマンドの関数として設定する。前記ルーチンは、前記プロセッサの各端子入力の信号を組み合わせることにより、前記ランプのアーク電流の指示設定値を決定する。このプログラマブルな方法により、設定値アルゴリズムの設計が柔軟になり、複雑な実行が可能になる。また、このプログラマブルな方法は更に大きな設定値アルゴリズムのセットを搭載する拡張性も与える。また、障害に臨機に対応し、内蔵されたテストや診断を行なうようにプログラムを設計することもできる。
【００４６】
更に、設定値アルゴリズムは現地で変更および／または選択することができる。異なる用途には異なるアルゴリズムが最適である可能性がある。例えば、ある用途においてはある特定の制御信号はローカル制御あるいは個人制御に使用可能であり、同じ制御入力が別の用途では建物全体の、もしくは広域の制御に使用できる。前記入力の１つに固有のコマンドを用いることにより、パラメータまたはフラッグをプロセッサのメモリーに設定し、適切な設定値アルゴリズムを選択することが可能である。あるいは、前記デジタルシリアルインターフェースを使って、それぞれの用途に必要なプログラムを読み込むこともできる。
【００４７】
有効力率補正フロントエンドを有する型の一般的な従来技術による安定器において、インバータ回路に印加される電圧は実質的に直流である。その結果、前記インバータを制御する制御回路は、温度および老朽化などの要因による部品のばらつき、およびランプの動特性の変化を補正するだけでよいので動作が比較的遅くてもよい。
【００４８】
本発明の１実施形態例において、前記谷埋め回路１６は谷埋め電圧信号５６を前記インバータ回路１８に提供する。前記谷埋め電圧信号５６が大幅な交流リップルを有することは珍しくない。前記インバータ１８を制御するために、前記プロセッサ３０は制御可能な導通スイッチ７４の導通時間を変化させて前記谷埋め電圧信号５６上の大幅なリップルを補正する。前記リップルを補正するために、前記プロセッサは前記感知回路２６を介して前記谷埋め電圧信号を十分高速にサンプリングし、使用されているサンプルと実際の電圧との間のエラーが比較的小さくなるようにする。１実施形態例においては、約１０ｋＨｚのサンプリングレートが使用される。
【００４９】
前記安定器１２の１実施形態例において、前記プロセッサ３０は単一ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＤＣ）を有する。このようなプロセッサの例としては、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．（アリゾナ州、Ｃｈａｎｄｌｅｒ）製のＰＩＣ１８Ｆ１３２０マイクロコントローラがある。前記ＰＩＣ１８Ｆ１３２０はアナログ入力をサンプリングするために使用される内蔵ＡＤＣを有する。既知の理論によれば、例えば前記谷埋め電圧信号５６のような信号を１０ｋＨｚのサンプルレートでサンプリングするには、１００秒毎に１つのサンプリングを行うことが好ましい。前記感知回路２６および前記感知回路４２を介して前記谷埋めバス電圧５６のサンプリングが行われることに加えて、その他種々の感知信号（感知信号３８、４６、４７など）および前記安定器入力信号３４もサンプリングされる。これらの信号の一部はデジタルであり、前記ＰＩＣ１８Ｆ１３２０の汎用ポートに適用できるが、これら信号の幾つかはアナログであり、ＡＤＣが利用される。前記ＰＩＣ１８Ｆ１３２０は複数のデジタル入力を有するのに対し、前記入力の全てによって共有されるアナログ／デジタル変換器を１つのみ有する。その結果、１度に１つのアナログ入力のみがサンプリング可能である。当該技術において周知の通り、アナログ／デジタル変換器は、アナログ電圧をサンプリングしてその電圧に相当するデジタル表示を提供するために、限定された時間量を要する。前記ＰＩＣ１８Ｆ１３２０は変換の実行に約３２秒を要する。前記ＰＩＣ１８Ｆ１３２０は約１００秒間に最大３つのアナログ入力をサンプリングできる。即ち、１００秒のサンプリング周期内に望ましい全てのアナログ信号をサンプリングすることはできない。
【００５０】
図９は本発明の１実施形態例に従った、信号の交互サンプリングを図示したタイミング図である。図９に示すタイミング図のサンプリング周期は１０４秒である。図示するように、前記ランプ電流感知信号４６および、前記感知信号４２を介した前記谷埋め電圧信号５６の両方が１回のサンプリング周期中にサンプリングされる。これによりその他のアナログ信号間で共有されるサンプリング点が１つ残る。１実施形態例において、この第３のサンプリング点は前記ランプ電圧感知信号４７と前記アナログ安定器入力信号３４ｃとの間で交互に入れ替わる。この実施形態においては、前記感知信号４２を介した前記谷埋め電圧信号５６および前記ランプ電流感知信号４６は約１０ｋＨｚでサンプリングされ、前記ランプ電圧感知信号４７および前記アナログ入力信号３４ｃは約５ｋＨｚでサンプリングされる。勿論、第３のサンプリング点において追加信号を前記ローテーションに加えることも可能である。前記ローテーションに組まれた全ての信号が１度だけ前記ローテーションに現れる場合、これらの信号のサンプリングレートは１０ｋＨｚを前記ローテーションに組まれた信号の数で除算した値となる。勿論、ローテーションに組まれた信号が前記ローテーションに一度のみ現れなければならない理由はない。例えば、３つの信号Ａと、Ｂと、Ｃとがある場合、前記ローテーションは、信号Ａは信号ＢまたはＣの２倍のレートでサンプリングされるように、ＡＢＡＣであってもよい。
【００５１】
図９に示す１実施形態例では実際のサンプリング周期は１０４秒である。この周期は１周期当たり３つのアナログ／デジタル変換のサンプルを得るのに十分である。更に、前記ＤＡＬＩプロトコルの半ビット周期が４１６秒であるため、このサンプリング周期はＤＡＬＩコマンドを受信するのに都合がよい。１０４秒のサンプリング周期に１度ＤＡＬＩポートをサンプリングすることにより、半ビット毎に合計４つのサンプル、即ちビット毎に８つのサンプルが提供される。前記ＤＡＬＩ通信リンクと前記安定器制御ループとは同期していないので、ビットあたりの複数サンプルには利点がある。
【００５２】
１実施形態例において、前記ＩＲ安定器入力信号（例えば信号３４ｄ）にとって望ましいサンプリング周期は５７２秒である。しかしながら、５７２秒は前記制御ループのサンプリング周期である１０４秒の整数倍ではない。前記制御ループのサンプリング時間を通じて前記ＩＲ安定器入力信号を５周目毎または６周目毎に交互にサンプリングするのも一方法である。これにより平均サンプリング時間が５７２秒となる。
【００５３】
図１０Ａおよび図１０Ｂは本発明の１実施形態例に従った、割り込みサービスルーチンのフロー図である。前記ＰＩＣ１８Ｆ１３２０内のタイマーは１０４秒毎に割り込みを起動するように設定されている。この割り込みが発生すると、割り込みサービスルーチンが呼び出される。図１０Ａおよび図１０Ｂはこの割り込みサービスルーチンのフロー図を示す。１実施形態例において、このサービスルーチンは図９に示すサンプリングを制御し、また前記通信信号（ポート３４ｂ）および前記ＩＲ信号（ポート３４ｄ）を介してＤＡＬＩビットの送受信を処理する。
【００５４】
前記ルーチンのエントリーポイントは工程２１０である。工程２１２において、前記プロセッサはアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）から最も最近のサンプルを取り込み、格納する。このサンプルは前記電流感知信号４６のサンプルである。この信号を取り込んだ後、前記プロセッサは前記ＡＤＣを設定および起動して、感知信号４２を介して前記谷埋め電圧信号を読み込む。既に述べたように、このサンプルは約３２秒間は利用可能ではないため、前記プロセッサにはその他のタスクを処理する時間がある。次の工程２１４において、前記プロセッサは電流感知信号４６および前記谷埋め電圧感知信号４２の最新サンプルを使って前記ランプ電流のフィードバックループを更新する。この制御ループは周知のデジタル制御方法を使って実行される。工程２１６において、前記プロセッサは前記位相制御入力フィルターを更新する。このフィルターはデジタルローパスフィルターとして実装されている。このフィルターの出力は前記位相制御入力のデューティサイクルを表す。前記位相制御入力フィルターへの入力は次のようにして決定される。前記１０４秒の割り込みルーチンは、ＡＤＣの値を読み込む度に前記位相制御入力３４ａの状態も読み込む。この入力は１もしくは０である。前記１０４秒の割り込みの間にこの入力が初めてサンプリングされた時、そのウェイトは４７であるのに対し、その後の２回のサンプルには４０のウェイトが与えられる。これらのウェイトは、前記ポートが最後に読み込まれてからどれだけの時間が経過したかに基づく。１回目の１０４秒の割り込みが経過した後は、これらウェイト付けされたサンプルの合計は０から１２７の間となる。２回目の１０４秒の割り込みが経過した後には、前回および今回の１０４秒の割り込みのウェイト付けされたサンプルの全合計は０から２５４の間となる。前記位相制御フィルターに提供されるのはこの合計である。
【００５５】
工程２１８において、前記プロセッサは、ＤＡＬＩメッセージを送信中であるかを点検する。もし送信中であれば、前記プロセッサは工程２２０に移行し、前記ＤＡＬＩ出力ポートの適正な状態を決定する。工程２２４において、前記プロセッサは最新のＡＤＣサンプルが読み込み可能となっているかを点検する。前記サンプルがまだ読み込み可能でなければ、前記プロセッサは工程２２２に移行し、優先順位の低いタスクの１つを実行する。優先順位の低いタスクの完了後、前記プロセッサは工程２２４に戻り、前記ＡＤＣの状態を再点検する。前記ＡＤＣが読み込み可能とならない限り、前記プロセッサは工程２２２において優先順位の低いタスクのシーケンスの１つを実行し、その後工程２２４において前記ＡＤＣを再点検するループを続ける。新しいＡＤＣのサンプルが読み込み可能であると判断され次第、前記プロセッサは工程２２６に移行し、この新しいサンプルを取り込んで、前記谷埋め電圧信号４２の最新サンプルとして格納する。次に前記プロセッサは、次のＡＤＣサンプルを設定し、開始する。既に述べたように、この次サンプルは入力ローテーションの１つである場合がある。１実施形態例において、このサンプル点は前記ランプの電圧感知信号４７と前記アナログ入力信号３４ｃとの間で交互に入れ替わる。この変換を開始後、前記プロセッサは工程２２８に進み、前記ＤＡＬＩポート上の障害について点検する。次に工程２３０において、前記プロセッサは前記ＤＡＬＩ入力ポートの現在状況の読み込みおよび格納を行う。次にこのサンプルと以前のサンプルを使って受信メッセージを認識する。工程２３２において、前記プロセッサは前記ＩＲ入力信号３４ｄをサンプリングするタイミングであるかどうかを点検する。既に述べたように、前記ＩＲポートは、前記１０４秒のサンプル周期が経過する度に読み込まれるのではなく、５周目もしくは６周目に交互にこの工程に至る度に読み込まれる。前記入力をサンプリングするタイミングであれば、サンプルが取り込まれ、メモリーに格納される。工程２３６において、前記プロセッサは最新のＡＤＣサンプルが読み込み可能であるかを点検する。前記サンプルが読み込み可能であれば、前記プロセッサは工程２３８に移行する。前記サンプルが読み込み可能でなければ、前記プロセッサは工程２３４に進み、前記システムは工程２２４および２２２で述べた同様シーケンスで動作を行ない、前記ＡＤＣサンプルのステータス点検の合間に低優先順位のタスクを実行する。工程２３８において、最新のＡＤＣサンプルが取り込まれ、前記ローテーション内の現在入力に対応した記憶域に格納される。次に、前記ＡＤＣは前記電流感知信号４６をサンプルするために設定され始動される。その結果得られたサンプルは、次の周回の前記割り込みサービスルーチンの工程２１２において取り込まれる。工程２４０において、工程２３８において取り込まれたこの最新ローテーションのサンプルが処理され、その後、前記プロセッサは工程２４２において前記割り込みサービスルーチンを終了する。
【００５６】
プロセッサをその内部に有する前記複数入力型安定器は、前記安定器と、安定器、その他の照明負荷、および制御装置などのその他の装置との間の双方向通信を提供する。これにより、前記安定器はその他の装置に対して自発的送信を起動することができる。更に、前記安定器内のプロセッサは前記通信端子を介して前記ＤＡＬＩ通信プロトコルを利用する現行システムとの互換性を有するので、前記安定器はマスターあるいはスレーブとしての役割を果たすことが可能である。また、前記複数入力型安定器は前記ＩＲあるいはその他のプロセッサ入力端子を介して呼び出し可能である。
【００５７】
ある特定の実施形態を参照して本発明を図示および説明してきたが、これによって本発明が図示された詳細に限定されることを意図するものではない。むしろ、本特許請求の範囲の均等物の趣旨の範囲内において、かつ本発明から逸脱しない限りにおいてその詳細に種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
本発明の特徴と利点は、以下の説明を添付の図面を参照して考察することにより、最も理解されるものである。但し、本発明は、開示する特定の方法および手段に限定されるものではない。当該図面は、以下のとおりである。
【図１】図１は、本発明の１実施形態例に従った、プロセッサを有する複数入力型安定器のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の１実施形態例に従った、プロセッサの端子を介して前記プロセッサに提供される種々の例示的な信号を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の１実施形態例に従った、前記プロセッサに連結された前記インバータ回路の簡略回路図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の１代替実施形態例に従った、前記プロセッサに接続された前記インバータ回路の簡略回路図である。
【図４】図４は、本発明の１実施形態例に従った、プロセッサ制御式安定器の様々なステータスを示した図である。
【図５】図５は、本発明の１実施形態例に従った、分散型安定器システムの図である。
【図６】図６は、本発明の１実施形態例に従った、選択された設定値のアルゴリズムを使用するプロセッサ制御式安定器を伴う放電灯を制御する工程のフロー図である。
【図７】図７は、本発明の１実施形態例に従った、２部屋用に構成されたプロセッサ制御式安定器の図である。
【図８】図８は、本発明の１実施形態例に従った、設定値設定手順のフロー図である。
【図９】図９は、本発明の１実施形態例に従った、アナログ／デジタル変換サンプリング法のタイミング図である。
【図１０Ａ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の１実施形態例に従った、入力サンプリング制御の工程のフロー図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の１実施形態例に従った、入力サンプリング制御の工程のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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