CN100595713C - 用于高强度放电灯控制的改良型装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于例如HID(高强度放电)灯的放电灯控制的改良型装置和方法，影响灯的全电压起动和灯在选定并可变的起动相或间隔之后在降低电压下的持续操作。该装置包括自耦变压器(28和30)，后者具有初级绕组和次级绕组。初级绕组总是与负载串联，但可能短路以将线路电压从线路连接到负载。当初级绕组不短路时，次级绕组也连接至负载，从而下降电压提供至负载。热模拟装置(36)模拟HID灯具单元的加热时间常数，从而HID灯具单元工作电压的降低仅在该灯具单元已经达到充分高温以在下降工作电压下持续工作之后受到影响。

Description

用于高强度放电灯控制的改良型装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求受益于2004年9月2日递交的美国临时申请60/606972并享受其优先权。

发明背景

1、技术领域

本发明属于照明控制的领域。更具体而言，本发明属于用来控制施加于灯具单元的电压的装置和方法，例如施加于HID(高强度放电)灯具。有利地，这种HID灯具每瓦特的能耗提供很高的光输出。此外，一旦全电压起动，这种HID灯具会在大致较低的电压下持续工作而几乎没有光输出的缩减，但有着大致降低的能耗。

2、相关技术

本发明构成在现有技术-授权于1984年2月14日的美国专利4431948以及美国专利5528110、5508589和5623186-基础上的改进，它们的公开在此结合作为参考，参考的程度根据本发明的充分公开和理解而定。

′948专利公开了一种用于HID灯的控制器，通过使用与开关串联连接的自耦变压器来影响施加电压的选择性降低。自耦变压器绕组的第一部分插在输入端和输出端之间，附加绕组部分插在输出端与交流电源的公共端子或中性端子之间。绕组的第一部分涉及自耦变压器的串联绕组，而绕组的第二部分涉及自耦变压器的公共绕组。开关(例如可作为继电器实现)与公共绕组串联，从而当继电器处于其开放状态时，公共绕组中无电流，输出电压大致相当于输入电压。

另一方面，根据′948专利，当继电器的开关触点闭合，电流允许在公共绕组中流动，自耦变压器执行其正常功能，输出电压相对于输入电压降低。然而，′948专利中的发明具有明显的不足之处，这在上述三个较晚的专利中已被指出。

在上述三个较晚的专利中，发明的自耦变压器具有补偿线圈，以消除自耦变压器中谐波和不期望的热影响的产生。这种发明的自耦变压器避免了′948专利的不足之处。然而，对控制HID灯具的技术做进一步改善是可能的。因此，需要提供一种用于控制HID灯具的改良型装置和方法，以实现较低的电力消耗。

发明内容

考虑到相关技术的不足之处，本发明的目的是减少或消除这些不足之处中的至少一个。

特别是，本发明的目的是提供带有以全电压起动灯具单元的改良型自耦变压器电路的HID照明控制器，为了灯具单元持续操作期间所施加电压的降低，仅采用单个单刀双掷开关，并且在从全电压变为下降电压期间电流到灯具单元没有中断。

本发明的另一目的是提供HID照明控制器，它采用HID灯具的热惯量模拟器以确定HID灯具单元足以起动和加热的时间间隔，该时间间隔将根据环境条件而变。

进一步而言，HID灯具单元的加热时间间隔可依赖于环境温度而变；并且以较少的程度依赖于风速。

本发明的另一目的是提供HID照明控制器，它仅在HID灯具单元到达在较低电压水平下持续工作的足够工作温度后降低施加于HID灯具单元的工作电压。

在一方面，本发明提供了一种控制装置，用于在全AC线路电压下起动负载装置，并在降低的工作电压下所述负载装置保持持续操作，同时在电压降低期间没有线路与负载之间的连续性损失。所述控制装置包括自耦变压器，该自耦变压器具有包括第一和第二端的初级绕组，以及具有相应第一和第二端的次级绕组；所述初级绕组在其第一端连接到所述AC线路的一侧并且在其第二端连接于所述负载装置的一侧；SPDT开关具有连接于所述初级绕组的所述第一端的第一开关触点，和公共触点连接于所述负载装置的公共触点，从而当所述第一开关触点与所述公共触点连接时，所述初级绕组短路并且所述负载装置接收全线路电压；所述SPDT开关包括连接于所述次级绕组第一端的第二开关触点，所述次级绕组第二端连接于所述AC线路的另一侧以及所述负载装置的另一侧，从而当所述第二开关触点和所述公共触点连接时所述初级和次级绕组串联穿过所述AC线路并且所述负载装置接收下降电压。

在另一方面，本发明还提供一种方法，它影响HID灯具在全线路电压下的起动并使HID灯具在降低能耗的情况下持续工作的工作电压降低而不中断线路与HID灯具之间的连续性，所述方法包括以下步骤：提供自耦变压器，它具有包括第一和第二端的初级绕组以及具有相应第一和第二端的次级绕组；所述初级绕组在其第一端连接至所述线路的一侧，并且所述初级绕组在其第二端与所述HID灯具单元串联；提供具有第一开关触点的SPDT开关，所述第一开关触点连接于所述初级绕组的所述第一端，所述SPDT开关的公共触点连接于所述HID灯具单元，从而当所述第一开关触点与所述公共触点连接时，所述初级绕组短路并且所述HID灯具单元接收全线路电压；此外，将所述SPDT开关的第二开关触点连接于所述次级绕组第一端，而所述次级绕组第二端连接于所述线路的另一侧以及所述HID灯具的另一侧，从而当所述第二开关触点与所述公共触点连接时，所述初级和次级绕组串联穿过所述线路并且所述HID灯具单元接收下降电压。

在又一方面，本发明提供一种用于具有灯具结构的路灯的模块化电压降低装置，该灯具结构具有接收根据环境光的减少而自动激活路灯的环境光传感器的容器，所述模块化电压降低装置用于插入在光传感器与灯具结构之间，所述模块化电压降低装置包括：用于接收所述光传感器的容器；用于将所述模块化电压降低装置配合于所述灯具结构容器的插头；以及用于在全线路电压下起动所述路灯并在下降电压下进行路灯的持续工作而没有中断到所述灯具结构的电流的电压控制电路，所述电压控制电路包括上述的自耦变压器。

本发明的这些及其它目的和益处将结合所附附图从本发明特别优选的示例性实施例的下列公开中进行更彻底的理解。

附图说明

图1图表解释了用于HID灯的改良型照明控制装置的一个实施例；

图2和3分别是图1所示照明控制装置的局部横截和纵截面视图；

图4提供了图1所示照明控制装置的简化局部电路示意图；

图5是图1所示HID灯的热惯量模拟器的图示表达，它包括在图1的控制器中；

图6是图1、2和3所示照明控制器的闭合电路的示意图；

图7提供HID灯具的另一实施例和用于这种灯具的控制器的另一可选实施例的透视图；

图8和9提供图7所示HID照明控制器的可选实施例的各电路示意图，其分别提供HID灯具持续操作的下降电压第一级，或者是这种第一级压降值的两倍。

图10是类似于图6所示照明控制器的闭合电路示意图，但包括用于影响一对受控放电灯具单元从起动电压到工作电压的变化的倒数计时器。

图11是用于路灯的照明控制器以及插入照明控制器的用于路灯的环境光传感器的分解示意性透视图；以及

图12和13分别是图7、8、9和11所示路灯照明控制器的平面图和正视图(局部剖视)。

具体实施方式

参见图1，照明控制器10通过电线12接收电路电力，并通过总体由箭头数字16表示的连线控制一对HID灯14。现在相互结合观察图2和3，可以看到，照明控制器10包括大致长方形的箱体或壳体18，后者限定了内腔20。设置在内腔20中的是印刷电路板22，后者通过支架24支撑。连接器带26邻接于印刷电路板22的一个边缘被承载，以帮助实现电线到装置10的连接。该连接器带26还用于设置在印刷电路板22上的电路(以下将进行进一步的解释)的连接。

更详细地观察图2和3，可以看到印刷电路板22承载了一对间隔开的变压器28和30。双变压器28和30使照明控制装置10控制一对HID灯具单元(或两排这样的灯具单元)。在这对变压器之间，印刷电路板22承载着一对间隔开的SPDT(单刀，双掷)继电器32和34。此外，在继电器32和34之间(以及变压器28、30之间)，印刷电路板22承载着热模拟装置，通常用箭头数字36表示。可以想见的是，装置36位于紧挨印刷电路板22形成并位于周围的变压器和继电器之间的受掩蔽的″座″或凹槽36′中。

出于显示清楚的原因未显示在图2和3中但存在于装置10中的是凹槽36′中围绕热模拟装置36的一些绝热物质；以及跨过这对变压器28、30以及这对继电器32、34之间间距的环境盖。即，环境盖(图3中由虚线36″指示)恰好在装置36上方跨过凹槽36′，并形成装置36上方的上边界壁，印刷电路板22以相同的方式形成凹槽36′的下壁。围绕热模拟装置36并介于印刷电路板22与环境盖36″之间的空间填充着选定数量的绝热物质，例如玻璃纤维绝缘物。绕装置36的绝热物质和环境盖将在下面进行进一步描述，但现在足以理解它们的目的是提供围绕热模拟装置36的受保护及热受控环境。

为了验证对照明控制器10之操作的最初理解，现在注意看图4，它提供了控制器10的一部分的简化示意图。观察图4可以看到的是AC线路电力通过电线38、40被接收；并且电线38被连接到变压器44(代表变压器28或30)的初级绕组42的一侧。这个变压器绕组42的另一侧连接于HID灯具单元14，该HID灯具单元14的另一连接端连接于另一电线40。因此，无论何时线路电压施加于电线38和40，HID灯具单元14将接收电压。然而，由HID灯具单元14接收的电压电平通过照明控制单元10的操作进行控制，具体而言是通过变压器28或30(由图4所示变压器44表示)的操作进行控制。

可以看到的是图4所示电路包括SPDT开关(表示为继电器32或34，从而图4中指示为″32/34″)，它具有连接于绕组44另一侧并连接于灯具单元14的公共触点。这一继电器32或34包括连接于电线38和初级绕组42的第一端的常开(NO)触点。类似地，继电器32或34包括连接于变压器44的次级绕组46的一端的常闭(NC)触点。

这一次级绕组46的另一端连接于电线40。因此，所属领域普通技术人员将意识到，当继电器28或30不受激励、NC触点闭合时，变压器44用作传统的自耦变压器并将下降电压传递到灯具单元14。不同地观察，当继电器28或30的NC触点闭合，继电器28或30从电线38向绕组46的第一端提供电力。并且，当这种继电器28或30的NO触点闭合，则继电器使初级绕组42短路，但从电线38向灯具单元14传递全电压。当继电器28或30的NC触点闭合，传递至灯具单元14的下降电压电平将是大致根据绕组46相对于绕组42与46的总匝数的匝数比确定的线路电压比例。此外，重要的是，由于图4所示电路的结构，从施加于灯具单元14的全电压向施加于灯具单元的下降电压的转换发生时通向灯具单元的电流不会中断。因此，即使由于电流的临时中断HID灯具单元也不会倾向于熄灭。在HID灯具单元14加热之后电流在电压降低理想期间保持连续。

现在，为了提供HID灯具单元14的全电压起动，之后在全电压下进行充足的加热操作间隔，从而确保当电压电平降低以持续操作时灯具单元能够保持发光，提供了热模拟装置36。观察示意性图5，可以看到热模拟装置36包括控制热源，用箭头数字48表示。这一热控热源最好通过连接于线路电压和公共触点(即交叉电线38和40)的电阻器实现，从而当电压首先施加于这些电线以起动HID灯具单元14时，电阻器48开始产生热量。装置36还包括由箭头50表示(提供加热时间常数)的蓄热物质，以及用数字52表示的温度敏感开关。虽然指出的是在本优选实施例中温度敏感开关52是常闭的，但本发明不局限于此。即，装置36可采用常开温度敏感开关，然后将反转继电器28及30的NO及NC触点的连接关系。

此外考虑到热模拟装置36，可以看到它包括绝热屏障54(图5中用短划线和斜线符号表示)。这种绝缘屏障54由上述绝热物质和环境盖提供，参见图2和3。实际上，这种绝热屏障被选定以提供加热器48、质量块50、开关52及环境的组合之间理想而充分的绝热程度。从而装置36将以一个时间常数从环境加热并充分升高到开关52的激活温度之上，该时间常数是HID灯具单元14的加热时间常数或特征的模拟量，或者最好比它稍慢些。用于热模拟装置36加热的理想和有意的时间常数缓慢度可被采用，例如用于确保即使在多风情况(将从HID照明单元带走热量)下HID照明单元也能在电压被控制器10降低之前到达其工作温度。因此，一旦工作电压被控制10降低，HID灯具单元的连续操作得到确保。

其结果是，HID灯具单元14在全线路电压下起动，并且此后具有在全线路电压下的一段工作时间，期间灯具单元从环境温度加热到达足以在下降电压电平下连续工作的温度，这时热模拟装置36将类似地从环境温度加热。热模拟装置用于确定灯具单元14何时热到足以支持在下降电压下的操作。为此，要注意当电压首先施加于照明控制器10时，热装置36的开关52闭合并将电力提供给继电器28或30的线圈。因此，这一继电器28或30的NC触点打开，NO触点闭合。其结果是，线圈42短路，HID灯具单元14立即接收全线路电压(从图4所示电线38)，该电压即使在寒冷的环境条件下也足以起动HID灯具单元14。

继而，灯具单元14起动并加热，热模拟装置36也加热。到热模拟装置36到达温度敏感开关52打开的温度时，灯具单元14将已经得到充足的温度以支持在下降电压水平下的工作。如将看到的，开关52连接于继电器28或30的线圈，打开时阻止该继电器活动，从而影响用于HID灯具单元14连续工作的理想压降。

现在转看图6，看到的是照明控制单元10实际上包含了一对变压器28和30、一对继电器32和34，它们都由一对热模拟装置(每个都用箭头数字36表示)进行控制，对于每个热模拟装置，它们都用单个电阻器作为加热器。即，单个电阻器48用于向一对温度敏感开关52a和52b提供热量。此外，电阻器48与开关52a及52b的结合质量块提供理想的蓄热物质50。如上参考图2、3和5指出的，沿凹槽36′上方的环境盖36″放入该凹槽中的绝热物质提供了与环境的理想绝缘54。本领域普通技术人员将意识到，热模拟装置36与环境之间的绝缘(或隔离)54不意味着完全绝缘，而仅意味着充分和理想的水平。即，如果HID灯具单元14在工作一段时间后关闭，则热模拟装置36将像HID灯具单元一样冷却。通过适当选择绝缘54的绝缘值，装置36将在灯具14不工作后几分钟内再次闭合开关52的触点。因此一旦开关52闭合，灯具会再次以全电压起动并将电力施加至线路12(即，电线38和40)。

现在参见图7，观察本发明的可选实施例，看到对于路灯56(图7中仅可见路灯灯头)，本发明的模块化电压降低装置58用于插入在环境光传感器60与灯具结构56的容器62之间。更具体而言，如图8所示，电压降低装置58提供容器64，它是灯具结构56的容器62复制品。此外，电压降低装置58提供三脚插头66，它提供与环境光传感器60相同的插头配置，从而匹配于灯具结构56的容器62。因此，将看到如图7所示的本发明实施例的安装可通过从容器62临时去除环境光传感器60、将电压降低装置58安装在容器62中、然后将环境光传感器60置入电压降低装置58的容器64中来简单实现。环境光传感器以恒常的方式连续执行其功能。当然，施加于路灯56的高强度放电(HID)灯具单元的电压将在以全电压进行初始放电激活之后自动降低。

由于图7、8和9所示的本发明实施例的许多特征都等同于或类似于上述的那些，现在对读者而言已经熟悉的图7-9的特征用以上采用的相同数字前面增加一百(100)来表示。观察图8，看到装置58包括用箭头数字128表示的变压器。在这种情况下，这种变压器128的初级绕组142包括分接头142a，其使用将参考图9进行解释。当然，变压器128还包括次级绕组146，它与供电线路相关联并带有如上述第一实施例所述的负载(即路灯56)。此外，图7-9的实施例包括如上所述的SPDT继电器132和热模拟装置136。因此，图7-9的灯具控制装置的操作与上述的相同，路灯56在全电压下起动并加热，此后当热模拟装置136指示出已经获得足够高温以支持路灯在下降电压下工作时，施加于HID灯具单元的工作电压降低。

图9的电路基本与图8中所示的相同，除了从插头66到初级绕组142的连接从分接头142a处获得，而非在该初级绕组142的端获得。这种结果是，当施加于受控路灯的工作电压从全电压降低到某一较低选定工作电压时，由图9的实施例影响的电压降低是由图8的实施例影响的两倍。可以注意到图8与图9的装置除了变压器142与插头66之间的连接关系之外完全相同。因此，很显然图8和9的装置58的使用者可选择路灯56持续工作所期望的电压降低值。采用受图8的实施例影响的电压降低，街道照明效果没有明显的降低。另一方面，如果小而能注意到的街道照明效果的降低是可以容忍的，则图9的实施例可以采用，从而实现路灯56的工作成本方面大约36％或更多的降低。

图10描述了本发明的替换实施例，在许多方面类似于图6，但包括用于影响受控的放电灯工作电压从起动电压切换到较低工作电压的倒数计时器。因此，由于图10的实施例具有与图6共有的许多特征，图10的特征用与以上参考图6所述的那些相同或类似的标记表示在图10中，用与上述相同的数字加上一撇(′)来表示。

观察图10，可以看到照明控制单元10′包括一对变压器28′和30′(变压器次级绕组表示为T1和T2)，以及实现图6所示那对继电器32、34的功能的单个双刀双掷(DPDT)继电器32′。继电器32′由单个倒数计时器36′进行控制，后者具有预选的倒数间隔并且在激活开始之后将该间隔倒数至零(0)。简而言之，当控制器10′受到激励时计时器36′开始它的倒数，从而全线路电压施加于以控制器10′的″负载″连接的灯具单元。通过合理设置由计时器36′实现的倒数时间间隔，连接于控制器10′的″负载″终端的HID灯具将以全线路电压可靠起动，然后将切换到由控制器10′的电路实现的较低理想工作电压(即，通过应用图4显示的本发明的自耦变压器电路)。在经历极冷冬季温度的场所中尤其会出现的控制电路10′的益处是热模拟器(即图6的控制器10中采用的)并非连接于控制器的HID灯具的理想模拟器。在极冷的寒带，特别在一整天的低温期(如路灯和标志照明灯情况)之后，会经历一些困难，即灯具在工作电压降低之前达不到在下降电压下工作的持续温度。这种情况下，灯具将在电压降低时不进行放电操作，并且它们也不会再开始。

然而，图10的实施例通过允许选定某一时间间隔而避免了这种困难，这样即使处于极低温状态下很长时间，也能确保HID灯在工作电压降低之前到达持续温度。所述领域的普通技术人员还可以想见的是，图4和10的实施例组合可被采用，并且受到利用温度敏感开关以在热模拟起动计时器或倒数起动计时器之间进行选择这样的简单手段的影响。从而，如果这种手段实现，HID灯具将利用热模拟器在温和的条件下起动，一旦可用就使灯具切换到较低持续电压，从而能量将得到节省。另一方面，在极冷的温度下，HID灯具将利用倒数计时器起动，并确保电压降低时灯具的持续工作，因为时间间隔被选定从而确保无论环境温度有多冷，都能达到足够的灯具加热以及灯具在工作电压降低时的连续照明。

现在重新考虑图7，同时考虑图11、12和13，可以回想到对于路灯56，本发明的模块化电压降低装置58用于插入在环境光传感器60与灯具结构56的容器62之间(回想图7)。更具体而言，如图11所示，模块化电压控制器或降低装置58包括壳体58′，它提供向上设置的容器64(它是路灯结构56的容器62的功能复制品)。此外，电压降低装置58提供三脚插头66(它提供与环境光传感器60相同的插脚配置)。其结果是，模块化电压降低装置58适配于灯具结构56的容器62以及环境光传感器60。控制器58插入路灯56的容器62，环境光传感器插入控制器58，这由图11中的箭头指示。

转看图12和13，可以看到为了在路灯顶部遭遇的恶劣环境中为壳体58′提供足够的天气保护，壳体58′包括杯状(即，反转的杯状)壳体部分68，它限定出具有中心开口68b的端壁68a，容器64通过该开口被访问。环形槽68′限制了壳体部分68的上端，并用于使环境光传感器60的天气裙边部分60′(图11中的箭头)在壳体58′外围部分向下经过一段选定的距离。此外，这种壳体部分68限定了向下设置的开口72，并将盘状闭合件74接收在开口72中，该闭合件向上进入开口72一段预定距离，以提供附属的裙边部分76。以与为了将环境光传感器电源接头的天气保护提供到控制器58中而使裙边60′进入凹槽68′并部分包围壳体68相同的方式，裙边76复制裙边60′并在控制器58插入路灯的容器62中时提供类似的天气保护，回见图7。

进一步考虑图13，可以看到环型(torroidal)变压器78接收在壳体68中。这种环型变压器起到图8和9中示意性描述的变压器128的作用。通道78′是变压器78的中心。在变压器78上，印刷电路板80位于弹性隔片和绝缘体82上并承载电路元件84。另一弹性绝缘体82还设置在变压器78的下面从而这对弹性绝缘体82将变压器78夹在中间。回见图8和9所示，可以看到电路元件84可包括与热模拟装置136以及继电器132相同的这些元件。可选地，回见图10，倒数计时器可包括在该电路元件84中。沿通道78的中心并从端壁68a到闭合件74的是连杆86。该连杆86由一对螺栓88、90固定，它们每一个被螺纹接合到由杆86限定的各个轴向延伸孔中，从而闭合件以及控制器58所含的电路元件保持在包括杯状壳体部分68在内的壳体58′中。连杆86和螺栓88使上面所述的这堆元件保持受压，而这对弹性绝缘体82用于产生变压器78轴向尺寸的变化，从而闭合件74与容器64的顶面之间的距离得以固定。

此外，最优选的是壳体部分68与闭合件74中每一个可能通过用一整块聚合材料模制形成。壳体部分68和74所用的聚合材料对所属领域技术人员进行选择而言是良好的，但在路灯顶部遭遇的恶劣环境中它要既不受天气影响又耐紫外线(即日光)损蚀。如上解释的，壳体68结构的轴向尺寸固定(即由连杆86固定)，闭合件74用于咬合于杯状部件68从而控制器58在壳体部分68中简单咬合在一起，然而优良的天气保护在控制器58中提供给电路。

鉴于上述内容，很显然本发明不仅限于以上所描绘、所述及所公开的优选示例性实施例的具体细节。相反，本发明规定仅由所附权利要求的精神和范围来限制，同时完全认可其等效物。

Claims (19)

1、一种控制装置，用于在全AC线路电压下起动负载装置，并在降低的工作电压下所述负载装置保持持续操作，同时在电压降低期间没有线路与负载之间的连续性损失，所述控制装置特征在于包括自耦变压器，该自耦变压器具有包括第一和第二端的初级绕组，以及具有相应第一和第二端的次级绕组；所述初级绕组在其第一端连接到所述AC线路的一侧并且在其第二端连接于所述负载装置的一侧；SPDT开关具有连接于所述初级绕组的所述第一端的第一开关触点，和连接于所述负载装置的公共触点，从而当所述第一开关触点与所述公共触点连接时，所述初级绕组短路并且所述负载装置接收全线路电压；所述SPDT开关包括连接于所述次级绕组第一端的第二开关触点，所述次级绕组第二端连接于所述AC线路的另一侧以及所述负载装置的另一侧，从而当所述第二开关触点和所述公共触点连接时所述初级和次级绕组串联穿过所述AC线路并且所述负载装置接收下降电压。

2、如权利要求1所述的控制装置，还包括间隔装置，用于使所述SPDT开关在将线路电压应用于所述控制装置和负载后经过一个间隔时间段从所述公共触点与所述第一开关触点连接改变为所述公共触点与所述第二开关触点连接。

3、如权利要求2所述的控制装置，其中所述间隔装置包括所述负载装置的热模拟器。

4、如权利要求3所述的控制装置，其中所述间隔装置根据环境温度影响施加于所述控制装置和负载的线路电压与施加于所述负载的下降电压之间的可变时间间隔。

5、如权利要求3所述的控制装置，其中所述间隔装置包括倒数计时器。

6、如权利要求5所述的控制装置，其中所述间隔装置根据所述倒数计时器的值影响施加于所述控制装置和负载的线路电压与施加于所述负载的下降电压之间的预定时间间隔。

7、如权利要求1所述的控制装置，其中所述负载装置包括高强度放电(HID)灯具。

8、如权利要求1所述的控制装置，还包括第二自耦变压器，所述第二自耦变压器还具有包括第一和第二端的相应初级绕组，所述第二自耦变压器还具有包括相应第一和第二端的相应次级绕组；所述第二自耦变压器的所述初级绕组在其第一端连接到所述AC线路的一侧并且在其第二端连接于第二负载装置的一侧；

第二SPDT开关，它具有连接于所述第二自耦变压器的所述初级绕组的所述第一端的第一开关触点，和连接于所述第二负载装置的公共触点，从而当所述第二SPDT开关的所述第一开关触点和所述公共触点连接时，所述第二自耦变压器的所述初级绕组短路并且所述第二负载装置接收全线路电压；

所述第二SPDT开关包括连接于所述第二自耦变压器的所述次级绕组第一端的第二开关触点，并且所述第二自耦变压器的所述次级绕组第二端连接于所述AC线路的另一侧以及所述第二负载装置的另一侧，从而当所述第二SPDT开关的所述第二开关触点和所述公共触点连接时所述第二自耦变压器的所述初级和次级绕组串联穿过所述AC线路并且所述第二负载装置接收下降电压。

9、如权利要求8所述的控制装置，其中所述控制装置包括接收所述自耦变压器、所述第二自耦变压器、所述SPDT开关及所述第二SPDT开关的壳体；前述自耦变压器以间隔隔开的关系设置在所述壳体中，前述SPDT开关类似地以间隔隔开的关系沿正交线路设置在所述壳体中，以限定出所述自耦变压器与SPDT开关之间的凹槽；并且设置在所述凹槽中的是热模拟装置，它基本复制所述负载装置和所述第二负载装置的加热时间常数。

10、如权利要求9所述的控制装置，还包括接收在所述凹槽中的绝热物质，以及跨过所述凹槽的保护盖部件。

11、一种实现HID灯具在全线路电压下的起动并使HID灯具在降低能耗的情况下持续工作的工作电压降低而不中断线路与HID灯具之间的连续性的方法，所述方法特征在于包括以下步骤：提供自耦变压器，它具有包括第一和第二端的初级绕组以及具有相应第一和第二端的次级绕组；所述初级绕组在其第一端连接至所述线路的一侧，并且所述初级绕组在其第二端与所述HID灯具单元串联；提供具有第一开关触点的SPDT开关，所述第一开关触点连接于所述初级绕组的所述第一端，所述SPDT开关的公共触点连接于所述HID灯具单元，从而当所述第一开关触点与所述公共触点连接时，所述初级绕组短路并且所述HID灯具单元接收全线路电压；此外，将所述SPDT开关的第二开关触点连接于所述次级绕组第一端，而所述次级绕组第二端连接于所述线路的另一侧以及所述HID灯具的另一侧，从而当所述第二开关触点与所述公共触点连接时，所述初级和次级绕组串联穿过所述线路并且所述HID灯具单元接收下降电压。

12、如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：提供热模拟装置，以及同时施加电力到所述HID灯具和所述热模拟装置，从而所述热模拟装置大致类似于所述HID灯具从环境温度加热那样从环境温度加热，并且用所述热模拟装置的温度水平影响所述SPDT开关的切换以降低施加于所述HID灯具的工作电压，从而当施加于HID灯具的工作电压降低时它已经达到高于环境的足够高的温度以在下降的工作电压下支持放电操作。

13、如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：提供倒数计时器，它倒数将电力施加到所述计时器的预定时间间隔，然后影响所述SPDT开关的切换以降低提供至所述HID灯的工作电压；以及同时将电力施加至所述HID灯具和所述倒数计时器，从而当所述倒数计时器到达所述预定时间间隔的终点并影响所述SPDT开关的切换以降低施加于所述HID灯具的工作电压时，所述HID灯具将已经达到高于环境的足够高的温度以在下降的工作电压下支持放电操作。

14、一种用于高强度放电(HID)路灯的插入模块化控制单元，所述控制单元特征在于包括：自耦变压器，它具有包括第一和第二端的初级绕组以及具有相应第一和第二端的次级绕组；初级绕组在其第一端连接于AC电源，在其第二端连接于HID路灯一侧；SPDT开关具有连接于所述初级绕组的所述第一端的第一开关触点，以及连接于所述HID路灯一侧的公共触点，从而当所述第一开关触点与所述公共触点连接时，所述初级绕组短路并且所述HID路灯接收全线路电压；所述SPDT开关包括连接于所述次级绕组第一端的第二开关触点，而所述次级绕组第二端连接于所述AC电源及所述HID路灯的另一侧，从而当所述第二开关触点与所述公共触点连接时，所述初级和次级绕组串联穿过所述AC电源并且所述HID路灯接收下降电压，而没有中断到HID路灯的电流。

15、如权利要求14所述的插入模块化控制单元，还包括拉长的壳体，一端具有凸插头并且相对端具有互补的凹容器，所述凸插头用于插入所述路灯的光传感器容器中，并且所述互补容器接收用于所述路灯控制的光传感器。

16、如权利要求15所述的插入模块化控制单元，其中所述自耦变压器具有环型结构以安装在所述拉长壳体中所述凸插头与凹容器之间。

17、如权利要求16所述的插入模块化控制单元，其中所述环型自耦变压器提供中心开口，所述控制单元壳体的结构元件穿过其中而被接收。

18、如权利要求17所述的插入模块化控制单元，其中所述壳体包括向上限定出凹容器开口的反向杯状壳体部分，并向下限定出一个开口，闭合件接收其中，该闭合件承载着互补于所述凹容器的电插头的凸插脚。

19、一种用于具有灯具结构的路灯的模块化电压降低装置，该灯具结构具有接收根据环境光的减少而自动激活路灯的环境光传感器的容器，所述模块化电压降低装置用于插入在光传感器与灯具结构之间，所述模块化电压降低装置特征在于包括：用于接收所述光传感器的容器；用于将所述模块化电压降低装置配合于所述灯具结构容器的插头；以及用于在全线路电压下起动所述路灯并在下降电压下进行路灯的持续工作而没有中断到所述灯具结构的电流的电压控制电路；

其中所述电压控制电路包括自耦变压器，它具有包括第一和第二端的初级绕组，以及具有相应第一和第二端的次级绕组；所述初级绕组在其第一端连接到所述AC线路的一侧并且在其第二端连接于所述负载装置的一侧；SPDT开关具有连接于所述初级绕组的所述第一端的第一开关触点，和连接于所述负载装置的公共触点，从而当所述第一开关触点与所述公共触点连接时，所述初级绕组短路并且所述负载装置接收全线路电压；所述SPDT开关包括连接于所述次级绕组第一端的第二开关触点，所述次级绕组第二端连接于所述AC线路的另一侧以及所述负载装置的另一侧，从而当所述第二开关触点和所述公共触点连接时所述初级和次级绕组串联穿过所述AC线路并且所述负载装置接收下降电压。

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