JP6301069B2 - 点灯装置及び照明器具 - Google Patents
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Description
しかしながら、電池1、充電回路2及び昇圧回路3c等は整流回路3aの後ろ側(出力側)から受電し、昇圧回路3cの出力は、インバータ回路3dの入力端に入力するように構成されている。このため、例えば商用交流電源側に受電端子を備え、この受電端子以降に整流回路3a、チョッパ回路3b、インバータ回路3d、蛍光ランプ6を備えた常用の点灯装置に対して、電池1を含む非常用の点灯装置を追加しようとする場合は配線の上で困難があり、非常用照明装置と、常用の照明装置とを設計段階で共用設計することが困難であるという課題があった。
しかしながらこの装置でも交流電源側に受電端子を備え、この受電端子以降に整流回路、チョッパ回路、インバータ回路、蛍光ランプを備えた常用の照明装置に対して、電池を含む非常用の点灯装置を追加しようとする場合は配線の上で困難があり、非常用照明装置は、常用の照明装置を活用して十分に共用化することが困難であった。また、電池Baの出力電圧を昇圧して常時・非常時に共用する電解コンデンサに供給して蛍光ランプを点灯するが、非常時と常用時との出力制御がされないと、両方の状態で蛍光ランプは同じ出力で点灯するので、電池の必要容量が大きくなるという課題があった。
しかしながらこの装置は装置全体の共用化に有利であるが、通常時には交流電圧を出力し、非常時には直流電圧を出力するように出力電圧が自動的に切替られる電源装置の存在が必要である。よって、設置施設はこのような特別な交直電源が給電される場所に限定されるという課題があった。
交流電圧を供給する交流電源から前記交流電圧を受電する端子である交流電圧用受電端子を有する受電端子装置と、
前記受電端子装置の前記交流電圧用受電端子が受電する前記交流電圧を入力し、入力した前記交流電圧を直流電圧に整流する整流部と、
前記整流部が整流した前記直流電圧に基づいて、光源を点灯する光源点灯部と、
蓄電池、前記交流電源が供給する前記交流電圧で前記蓄電池を充電する充電回路、前記交流電源の停電を契機に、前記蓄電池に充電された電力に基づく直流電圧を出力する直流電圧出力部を有する電池電源部と
を備え、
前記受電端子装置は、
前記電池電源部の前記直流電圧出力部が出力する前記直流電圧を受電する端子である直流電圧用受電端子を有し、
前記光源点灯部は、
前記受電端子装置の前記直流電圧用受電端子が受電する前記直流電圧に基づいて、前記光源を点灯することを特徴とする。
図1を参照して、実施の形態1の非常用照明装置100−1を説明する。図1は、本実施の形態1の非常用照明装置100−1(点灯装置)の回路構成を示す図である。非常用照明装置100−1は商用交流電源300(交流電源)に接続している。非常用照明装置100−1は、受電端子10−1(受電端子装置)、整流回路20(整流部)、昇圧チョッパ回路30、光源点灯回路40(光源点灯部)、非常用電源回路60−1(電池電源部)を備える。光源点灯回路40にはLEDモジュール200(光源)が接続する。LEDモジュール200は複数のLED201から構成される。
光源点灯回路40はバックコンバータと称される回路であり、LEDモジュール200に所定の電流を供給する装置として使用される。光源点灯回路40(バックコンバータ)の動作原理は周知であるので詳しい説明は省略する。
以上のように構成された非常用照明装置100−1では、常用時は商用交流電源300が供給されており、電池63は充電回路62である絶縁トランスやフライバックコンバータなどの絶縁形コンバータなどにより充電されている。停電検知回路61は通常時は商用交流電源300が供給されているので昇圧回路A(65−1)を作動させず、また切替装置64も商用交流電源300が存在するので電池63の出力を遮断している。切替装置64は常用・非常切替装置66,67と同様に、リレーなどで構成できることは周知である。直流生成回路90は所定の直流電圧を発生し、光源点灯回路40は通常時の出力をLED201に供給して点灯する。
停電或いは点検スイッチ(図示しないが、商用交流電源300を遮断する)により停電状態となると、
(1)常用・非常切替装置66,67は、接点がいずれも接点hに接続する。
(2)切替装置64が作動するとともに、
(3)充電回路62による電池63への充電は停止し、
(4)停電検知回路61が停電を検知して昇圧回路A(65−1)を作動させるので、直流電圧が発生する。
このようにして非常時には、制御回路42に設定した出力でLED201を点灯することができる。
また、常用・非常切替装置66,67は、図1に示すような直流生成回路90の全波整流回路21の後段に非常用電源回路60−1の出力が印加されるように構成されたものにおいては、この全波整流回路21は、非常用電源の電力が商用交流電源300に伝達されることを阻止できるので、常用・非常用切替装置を省略する構成も可能である。
(1)受電端子10−1が受電端子10−2となっている。受電端子10−2(受電端子装置)の採用に伴い、常用・非常切替装置66,67は、商用交流電源300から交流電圧の供給があるときは商用交流電源300と受電端子10−2の端子e、fとを接続すると共に非常用電源回路60−1と端子e、fとの接続を切り離し、商用交流電源300が停電のときには商用交流電源300と端子e、fとの接続を切り離すと共に非常用電源回路60−1と端子e、fとを接続する。このように受電端子10−2は、常用・非常切替装置66,67による切り替えによって、常用時と非常時の電力とが切り替えられて受電する構成である。図2に示すように、受電端子10−2は「端子e,端子f」を有するが、常用・非常切替装置66,67の切り替えによって、「端子e,端子f」は商用交流電源300から交流電圧を受電する交流電圧用受電端子と、非常用電源回路60−1から直流電圧を受電する受電する直流電圧用受電端子とを兼ねる。
なお停電検知回路61、切替装置64、昇圧回路A(65−1)及び常用・非常切替装置66,67は、商用交流電源300の停電を契機に、電池63に充電された電力に基づく直流電圧を出力する直流電圧出力部を構成する。
(2)また、非常用照明装置100−2は電源判別回路70(制御信号生成回路)を備え、一方、非常用照明装置100−1が保有する「ダイオード82及び抵抗83,84」からなる制御信号生成部は保有しない。その代わりに電源判別回路70が制御信号生成部として機能する。
いま、点検スイッチ(図示せず)で商用交流電源300を遮断したり、停電になったりすると、常用・非常切替装置66,67は、非常用電源回路60−1からの給電に切り替わる。非常用電源回路60−1の昇圧回路A(65−1)から所定値の直流電圧が供給されると、この直流電圧が直流生成回路90に給電され、光源点灯回路40はLEDモジュール200を点灯するが、電源判別回路70は非常時であることを検知し、その信号(制御信号)を光源点灯回路40の制御回路42に入力する。このため光源点灯回路40は、例えばLEDモジュール200を定格出力の50%で点灯する。このようにして非常時の点灯状態に移行する。
また昇圧による力率改善機能でなく、部分平滑回路や谷埋回路などと称される商用交流電源300の電圧のピーク値より低い充電電圧を有する平滑コンデンサを備えたものでも適用できる。
また非常用電源回路60−1からの出力がある場合には、その出力で光源点灯回路40の制御回路42に入力する制御信号によりLEDモジュール200の出力を非常時の点灯状態に設定するので、直流生成回路90に力率改善機能を実現する昇圧コンバータ等を備えていないものにも適用できる。直流生成回路90に昇圧コンバータを備えていないものとしては、全波整流回路21の出力側に直流を平滑するための平滑コンデンサを備えたもの、或いはこの平滑コンデンサが無く小容量コンデンサのみを備えたもの、或いは平滑コンデンサが無い代りに商用交流電源300の瞬時値が低い期間に電力を供給できる部分平滑回路、あるいは谷埋回路などと称する商用交流電源電圧のピーク値より低い電圧を保持するコンデンサを備えた回路なども利用できる。
(1)電源判別回路70を除いている点である。
(2)昇圧回路A(65−1)が昇圧回路B(65−2)となっている点である。昇圧回路B(65−2)は後述する図4の出力動作を実施する。昇圧回路が異なるため、非常用電源回路(電池電源部)の符号を「60−2」とした。なお停電検知回路61、切替装置64、昇圧回路B(65−2)及び常用・非常切替装置66,67は、商用交流電源300の停電を契機に、電池63に充電された電力に基づく直流電圧を出力する直流電圧出力部を構成する。
また直流生成回路90(図3では直流生成回路90は整流回路20のみである)は、図1、図2に存在した平滑コンデンサ33を備えず、小容量のコンデンサ22が全波整流回路21の出力側に接続されている。さらに光源点灯回路40のコンデンサ44が、入力の直流電圧にほぼ対応した期間(図4の期間T1)に出力電流をLEDモジュール200に供給するような容量に選定されているものとする。光源点灯回路40としてフライバック形コンバータを使用した場合もその出力側のコンデンサの容量は同様に選定されるものとする。つまりコンデンサ22、コンデンサ44の容量選定に際しては、光源点灯回路40への入力直流電圧波形は図4の如きものになり、かつ、コンデンサ44が入力の直流電圧にほぼ対応した期間に出力電流をLEDモジュール200(光源)に供給するように選定される。よって光源点灯回路40は、略期間T1に対応した時間だけLEDモジュール200に出力電流を供給し、LEDモジュール200を点灯する。
以上のように構成された装置において、停電等の非常時には、昇圧回路B(65−2)の出力端子65c、65dから常用・非常切替装置66,67を経て非常用電源が受電端子10−2に供給される。昇圧回路B(65−2)の出力が全波整流回路21を通って光源点灯回路40に供給されるので、図4のほぼ期間T1はLEDモジュール200に電流が供給され点灯する。この場合は、常用時と異なり、ほぼ期間T1だけしか電流が供給されないので、LEDモジュール200は通常時と比較して少ない所定の光出力となる。このように点灯回路(整流回路20、光源点灯回路40)の構成を殆ど共用したままで、非常時に対応した点灯状態を実現することができる。
また、非常用電源回路60−2の昇圧回路B(65−2)の発生する出力電圧は、期間T1の電圧波形としたが、期間T1以外の期間も零でなく光源点灯回路40の制御回路42が動作維持できる程度の比較的低い電圧を期間T1以外の期間も供給するようにすると、制御回路42の動作が安定になる利点がある。
(2)さらに図1の非常用照明装置100−1によれば、受電端子10−1に商用交流電源300と非常用電源である非常用電源回路60−1を別々の端子から受電する。これにより、電源判定回路が無くても、非常時に所定のLED出力を得ることができる。
(3)さらに図3の非常用照明装置100−3によれば、非常時の電源波形を適切にする事で、電源判別回路が無くても非常時に所定のLED出力を得ることができる。
(4)図2、図3の非常用照明装置100−2,100−3では、直流生成回路90の全波整流回路21の前に非常用電源回路で生成した直流電圧を印加する。よって、この直流電圧の極性に関する誤接続の不具合が無くなる。
(5)図1、図2の非常用照明装置100−1,100−2では、直流生成回路が力率改善を行う昇圧コンバータで構成されたものだけでなく、部分平滑回路や谷埋回路などと称される高力率回路や平滑コンデンサを有しないものであっても非常時に所定のLED出力を得ることができる。
Claims (2)
- 交流電源から供給される交流電圧を入力し、入力した前記交流電圧を直流電圧に整流する整流部と、
蓄電池、前記交流電圧で前記蓄電池を充電する充電回路、前記交流電源の停電を契機に、前記蓄電池に充電された電力に基づく直流電圧を出力する直流電圧出力部を有する電池電源部と、
前記交流電圧を供給する交流電源から前記交流電圧を受電する交流電圧用受電端子であるとともに、前記電池電源部の前記直流電圧出力部が出力する直流電圧を受電する直流電圧用受電端子を兼ねる端子を有する受電端子装置と、
スイッチング素子と、前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御部とを有し、前記整流部が整流した前記直流電圧または前記受電端子装置が受電した前記直流電圧の少なくとも一方の直流電圧に基づいて、光源を点灯する光源点灯部と、
前記スイッチング素子に対する制御を前記スイッチング制御部に指令する制御信号を前記受電端子装置の前記直流電圧用受電端子が受電する前記直流電圧に基づいて生成し、生成した前記制御信号を前記光源点灯部の前記スイッチング制御部へ出力する制御信号生成部と
を備え、さらに、
前記スイッチング制御部は、
前記制御信号生成部から前記制御信号を入力すると、入力した前記制御信号に従って、前記スイッチング素子のスイッチングを制御し、
前記電池電源部は、
前記交流電源と接続し、前記交流電圧が入力される交流入力部と、
前記交流電圧用受電端子と接続し、前記交流入力部へ入力される前記交流電圧を前記交流電圧用受電端子へ出力する交流出力部と、
前記直流電圧用受電端子と接続し、前記直流電圧出力部から出力される前記直流電圧を前記直流電圧用受電端子へ出力する直流出力部と
を備え、
前記電池電源部の前記直流電圧出力部は、
前記交流電源から前記交流電圧の供給があるときは前記交流電源と前記受電端子装置の前記交流電圧用受電端子とを接続すると共に前記電池電源部と前記受電端子装置の前記交流電圧用受電端子との接続を切り離し、前記交流電源が停電のときには前記交流電源と前記受電端子装置の前記交流電圧用受電端子との接続を切り離すと共に前記電池電源部と前記受電端子装置の前記交流電圧用受電端子とを接続する切替スイッチと、
前記切替スイッチと配線で接続され出力端子と
を備えたことを特徴とする点灯装置。 - 請求項1に記載の点灯装置を備えた照明器具。
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