JP6323149B2

JP6323149B2 - 停電補償機能付き照明用電源装置及び照明装置

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Publication number: JP6323149B2
Application number: JP2014095627A
Authority: JP
Inventors: 秀明岩館; 知広白木; 伸一野月; 祐哉山崎
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: JP2015213028A

Description

本発明は、停電補償機能付き照明用電源装置及びそれを用いた停電補償機能付き照明装置に関する。

特許文献１は、商用電源から給電される常用点灯回路と、バッテリと、バッテリを充電する充電手段と、バッテリの出力を用いて放電灯を点灯させる非常用点灯回路と、常用点灯回路と非常用点灯回路とを切り替えるリレーを備えた非常灯点灯装置を開示する。商用電源が正常であるときには常用点灯回路によって放電灯が点灯されるとともにバッテリ充電手段によってバッテリが充電され、商用電源の停電時にはバッテリを電源として非常用点灯回路によって放電灯が点灯される。

特開２００３−２４３１９２号公報

ところで、停電灯ユニットにおいては、停電時にバッテリ点灯に切り替えられた場合に、規格によって定められた時間（例えば、連続２０分、３０分、６０分等）にわたって光源の点灯が継続される必要がある。光源にＬＥＤが使用される場合、従来のように放電灯が使用される場合と比べて省電力での設計が可能となることから、バッテリ点灯の継続時間確保の容易性が期待されるものの、例えば、計画停電等の比較的長い停電に対応するために更に長い点灯継続時間が望まれる場合がある。ここで、停電灯ユニットに含まれるバックアップ電源のバッテリ容量を増大すれば、それに応じて長い点灯継続時間が確保される。しかし、バッテリ容量の増大は、バックアップ電源及びそれを含む停電灯ユニットの大型化及び高コスト化を招き、好ましくない。したがって、バッテリ容量を増大せずに停電時のバッテリ点灯における点灯継続期間が増加されることが望まれる。

そこで、本発明は、商用電源とバックアップ電源に選択的に接続される照明用電源装置において、バックアップ電源のバッテリ容量の増大を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる停電補償機能付き照明用電源装置を提供することを課題とする。また、本発明は、上記照明用電源装置を用いた停電補償機能付き照明装置を提供することを課題とする。

本発明の第１の側面による照明用電源装置は、商用電源とバックアップ電源に選択的に接続され、入力電圧が供給される全波整流回路部と、全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて入力電圧が商用電源からの電圧であるか否かを判別し、入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別した場合には、スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部とを備える。

本発明の第２の側面による照明用電源装置は、商用電源とバックアップ電源に選択的に接続され、入力電圧が供給される全波整流回路部と、全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて入力電圧がバックアップ電源からの電圧であるか否かを判別し、入力電圧がバックアップ電源からの電圧であると判別した場合に、スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部とを備える。

上記第１及び第２の側面の照明用電源装置によると、制御部が、検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別した場合に、又は入力電圧がバックアップ電源からの電圧であると判別した場合に、スイッチング電源回路部の出力を減光点灯用の低い電流に切り替える。したがって、バックアップ電源のバッテリ容量の増大を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる停電補償機能付き照明用電源装置が実現される。また更に、従来と同じ点灯継続時間が要求される場合に、バッテリ容量を減らすことができ、停電灯ユニットの小型化が実現される。

例えば、上記第１の側面において、制御部は、検出整流電圧が１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚで所定の閾値とクロスする場合に入力電圧が商用電源からの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別するように構成される。これによると、入力電圧が商用電源電圧であるのか否かの判別が、比較的簡素な構成で確実に実現される。

あるいは、上記第１の側面において、制御部は、検出整流電圧が正弦波の一部に一致する場合に入力電圧が商用電源からの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別するように構成されてもよい。これによると、バックアップ電源の出力が直流又は矩形波ではなく、擬似的な正弦波（正弦波に近似した合成波形であるが正弦波ではない波形）である場合でも、入力電圧が商用電源からの電圧であるのか否かの判別が可能となり、波形判別精度が向上する。

また、上記第２の側面において、制御部が、入力電圧検出部によって検出される検出整流電圧が直流電圧である場合に、入力電圧が前記バックアップ電源からの電圧であると判別するように構成される。これによると、バックアップ電源の出力が直流、正弦波等の場合に、検出整流電圧の波形判別が非常に簡素な構成で実現される。

ここで、好ましくは、光源がＬＥＤであり、スイッチング電源回路がＤＣ／ＤＣコンバータからなる。これにより、いわゆる減光点灯を開始する際の調光始動が実現される。すなわち、始動時に一旦全光状態としてから減光状態とするのではなく、始動直後から所望の減光点灯を実現できる。したがって、商用電源停止時にＬＥＤが一瞬消灯してからバックアップ電源により減光点灯が開始される際にも、スムーズな点灯開始動作が行われ、ユーザにおける視覚的違和感が抑制される。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力端に接続される入力コンデンサの容量が１μＦ以下であり、入力電圧検出部が、全波整流回路部の出力端の電圧を検出するように構成されることが好ましい。これにより、力率改善型の一般的なＤＣ／ＤＣコンバータに対して入力電圧検出部を追加するか、あるいは力率改善型の一般的なＤＣ／ＤＣコンバータに他の目的で実装される入力電圧検出部を利用することにより、上記の検出構成が実現される。したがって、少ない追加部品又は追加部品なしで本発明の作用効果を得ることができ、照明用電源装置の大型化及び高コスト化が回避される。

本発明の照明装置は、上記の照明用電源装置と、光源とを備える。これにより、比較的長い停電に対しても点灯状態の継続が得られる、使い勝手のよい停電補償機能付き照明装置が実現される。また、本発明の照明装置は、バックアップ電源の構成の変更を要しないため、既存の停電灯ユニットに容易に導入され得る。

本発明の第１の実施形態による停電補償機能付き照明用電源装置及び照明装置を含む停電灯ユニットのブロック図である。バックアップ電源における昇圧回路の一例を示す回路構成図である。バックアップ電源における昇圧回路の一例を示す回路構成図である。第１の実施形態の停電補償機能付き照明用電源装置を示す回路構成図である。第１の実施形態の停電補償機能付き照明用電源装置の動作を説明する図である。第１の実施形態の停電補償機能付き照明用電源装置の動作を説明する図である。本発明の第２の実施形態による停電補償機能付き照明用電源装置を示す回路構成図である。変形例による停電補償機能付き照明用電源装置を示す回路構成図である。

第１の実施形態．
図１に、本発明の第１の実施形態による停電補償機能付き照明装置１（以下、「照明装置１」という）を含む停電灯ユニット３のブロック図を示す。照明装置１及びバックアップ電源２が停電灯ユニット３を構成する。バックアップ電源２は商用電源ＡＣから給電され、照明装置１は常用時（すなわち非停電時、以下同じ）には商用電源ＡＣから給電され、停電時にはバックアップ電源２から給電される。なお、本実施形態では、照明装置１としてＬＥＤ照明装置を示す。

照明装置１を説明する前に、まず、バックアップ電源２の構成及び動作を説明する。バックアップ電源２は、バッテリ２１、バッテリ充電回路２２、充放電切替部２３、電源切替部２４、停電検出部２５、制御回路２６、及び昇圧回路２７を備える。バッテリ２１は蓄電手段であり、バッテリ２１の充電電圧はフル充電時に１２〜２０Ｖ程度が一般的であるが、使用するバッテリの種類に応じて変更可能であり、上記電圧に限定されるものではない。

バッテリ充電回路２２はＡＣ／ＤＣ降圧コンバータからなり、商用電源ＡＣからの交流電圧を直流変換してバッテリ２１を充電する。バッテリ充電回路２２の入力は商用電源ＡＣに接続され、出力は充放電切替部２３を介してバッテリ２１に接続される。バッテリ充電回路２２は全波整流回路及びフライバックコンバータからなるスイッチング電源回路であってもよいし、全波整流回路、昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路からなるスイッチング電源回路であってもよい。

充放電切替部２３、電源切替部２４、停電検出部２５及び制御回路２６は、停電の有無に応じて、商用電源ＡＣ、バックアップ電源２及び照明装置１の接続関係を制御する。

充放電切替部２３は一対のスイッチ２３１及び２３２を有し、スイッチ２３１はバッテリ２１の正極に、スイッチ２３２はバッテリ２１の負極に接続されるとともに、それぞれ接点Ａと接点Ｂの間で接続が切り替えられる。接続が接点Ａにある場合、バッテリ２１がバッテリ充電回路２２の出力端に接続されるとともに昇圧回路２７から切り離され、接続が接点Ｂにある場合、バッテリ２１が昇圧回路２７の入力端に接続されるとともにバッテリ充電回路２２から切り離される。

電源切替部２４は一対のスイッチ２４１及び２４２を有し、それぞれ照明装置１の入力端に接続されるとともに、接点Ａと接点Ｂの間で接続が切り替えられる。接続が接点Ａにある場合、照明装置１の入力端が商用電源ＡＣに接続されるとともに昇圧回路２７から切り離され、接続が接点Ｂにある場合、照明装置１の入力端が昇圧回路２７に接続されるとともに商用電源ＡＣから切り離される。すなわち、照明装置１は商用電源ＡＣとバックアップ電源２に選択的に接続される。

停電検出部２５は商用電源ＡＣにおける停電状態を検出する。停電検出部２５は、例えば、入力線間の電圧を検出してその電圧が所定値以上の場合には駆動信号を出力し、所定値未満の場合には何も出力しない構成であればよい。

制御回路２６は、停電検出部２５によって検出される停電状態に応じて充放電切替部２３及び電源切替部２４の全てのスイッチ接続を同時に接点Ａ又は接点Ｂに切り替える。停電検出部２５から駆動信号が入力される場合（すなわち、非停電時）には、制御回路２６は全スイッチ２３１、２３２、２４１及び２４２を接点Ａに接続する。一方、駆動信号が入力されない場合（すなわち、停電時）には、制御回路２６は全スイッチ２３１、２３２、２４１及び２４２を接点Ｂに接続する。

すなわち、商用電源ＡＣの非停電時（接点Ａの状態）には、バッテリ充電回路２２の出力端がバッテリ２１に接続されるとともに商用電源ＡＣが照明装置１（後述するＬＥＤ電源装置１０）の入力端に接続される。この接続状態においては、バッテリ２１と昇圧回路２７、及び昇圧回路２７と照明装置１は遮断される。一方、商用電源ＡＣの停電時（接点Ｂの状態）には、バッテリ２１が昇圧回路２７を介して照明装置１の入力端に接続される。この接続状態においては、バッテリ充電回路２２の出力端とバッテリ２１、及び商用電源ＡＣと照明装置１とは遮断される。

昇圧回路２７は、接点Ｂの状態において、バッテリ２１からの入力電圧を昇圧して照明装置１に供給する。なお、昇圧回路２７は直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータであってもよいし、矩形波電圧を出力するＤＣ／ＡＣ昇圧コンバータであってもよい。

図２Ａに、昇圧回路２７がＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータである場合の回路構成の一例を示す。昇圧回路２７は、トランス２７１、トランジスタ２７２、ダイオード２７３、コンデンサ２７４及びドライバ回路２７５を含み、フライバックコンバータを構成する。高電位側入力端がスイッチ２３１の接点Ｂに接続され、低電位側入力端（基準電位）がスイッチ２３２の接点Ｂに接続され、高電位側出力端がスイッチ２４１（又は２４２）の接点Ｂに、低電位側出力端がスイッチ２４２（又は２４１）の接点Ｂに接続される。ドライバ回路２７５はトランジスタ２７２を所定のオン幅でＰＷＭ駆動する。トランジスタ２７２のオン期間にトランス２７１にエネルギーが蓄えられ、トランジスタ２７２のオフ期間にそのエネルギーがダイオード２７３を介してコンデンサ２７４に充電される。これにより、昇圧回路２７から直流電圧が出力される。ドライバ回路２７５はバッテリ２１からの給電により動作するものとする。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータとして、フライバックコンバータ以外にも、例えば昇圧チョッパ回路等が採用されもよい。

図２Ｂに、昇圧回路２７がＤＣ／ＡＣ昇圧コンバータである場合の回路図を例示する。昇圧回路２７はトランジスタ２７６〜２７９からなるフルブリッジ回路、ドライバ回路２８０及び昇圧トランス２８１を備える。フルブリッジ回路の高電位入力端はスイッチ２３１の接点Ｂに接続され、低電位入力端はスイッチ２３２の接点Ｂに接続され、昇圧トランス２８１の交流出力端はそれぞれスイッチ２４１の接点Ｂ及びスイッチ２４２の接点Ｂに接続される。トランジスタ２７６及び２７９の組とトランジスタ２７７及び２７８の組がドライバ回路２８０によって交互にオン・オフされて、バッテリ２１の直流電圧が交流変換され、この交流電圧が昇圧トランス２８１によって昇圧される。これにより、昇圧回路２７から矩形波電圧が出力される。ドライバ回路２８０はバッテリ２１からの給電により動作するものとする。

図３に照明装置１の回路図を示す。図１及び図３を参照して、本発明の実施形態による停電補償機能付き照明用電源装置１０を含む照明装置１を説明する。なお、本実施形態では、停電補償機能付き照明用電源装置１０としてＬＥＤ電源装置が採用される（以下、「ＬＥＤ電源装置１０」という）。照明装置１はＬＥＤ電源装置１０及びＬＥＤ１５を含む。ＬＥＤ電源装置１０は、全波整流回路部１１、スイッチング電源回路部１２、入力電圧検出部１３及び制御部１４を備える。なお、図の明瞭化のため、ＬＥＤ１５が単一のＬＥＤとして図示されているが、ＬＥＤ１５として複数のＬＥＤが直列又は直並列されているものとする。

全波整流回路部１１はダイオードブリッジからなり、入力電圧を全波整流する。したがって、全波整流回路部１１は、入力電圧が５０Ｈｚの商用電源電圧である場合には１００Ｈｚの全波整流脈流電圧を出力し、入力電圧が６０Ｈｚの商用電源電圧である場合には１２０Ｈｚの全波整流脈流電圧を出力する。一方、全波整流回路部１１は、入力電圧がバックアップ電源２からの直流電圧又は矩形波電圧である場合には直流電圧を出力する。なお、必要に応じてダイオードブリッジの前段にノイズフィルタ、電流ヒューズ等が接続される。

スイッチング電源回路部１２はＤＣ／ＤＣコンバータであり、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータとしてフライバック降圧コンバータを例示する。スイッチング電源回路部１２は、入力コンデンサ１２１、トランス１２２、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子１２３、ダイオード１２４及び出力コンデンサ１２５を備える。例えば、入力コンデンサ１２１は１μＦ以下の容量のフィルムコンデンサであり、出力コンデンサ１２５は１０μＦ以上の容量の電解コンデンサであればよい。すなわち、スイッチング電源回路部１２は入力コンデンサが相対的に小容量の力率改善型のコンバータであり、出力電流の平滑機能は専ら出力コンデンサ１２５が担うものとする。

スイッチング素子１２３のオン期間にトランス１２２の一次巻線によってエネルギーが蓄積され、スイッチング素子１２３のオフ期間にそのエネルギーが二次巻線側からダイオード１２４を介して出力される。出力電流はスイッチング素子１２３のオンデューティ（オン幅）によって決まり、このオン幅は制御部１４によって決定される。すなわち、スイッチング素子１２３は制御部１４によってＰＷＭ制御される。これにより、全波整流回路部１１の出力電圧から、制限された出力電流がＬＥＤ１５に供給される。

入力電圧検出部１３は、抵抗１３１及び１３２からなる抵抗分圧回路を含む。入力電圧検出部１３によって全波整流回路部１１の出力電圧が分圧され、その検出整流電圧（すなわち、抵抗１３２に発生する分圧値）が制御部１４に入力される。ここで、全波整流回路部１１の出力端とトランス１２２の一次巻線側との間には、容量成分として比較的容量の小さい（例えば、１μＦ以下の）入力コンデンサ１２１しか実質的に配置されていない。したがって、全波整流回路部１１の入力が商用電源ＡＣである場合、検出整流電圧はその全波整流波形に略相似する全波整流脈流波形となる。

制御部１４は、波形判別部１４１、出力切替部１４２及びドライバ回路１４５を備え、波形判別部１４１及び出力切替部１４２は、例えば、マイクロコンピュータによって構成され、例えばＣＰＵに含まれる。

波形判別部１４１は、全波整流回路部１１への入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧であるのか否か、あるいは入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であるのか否かを判別する。前述したように、全波整流回路部１１に商用電源が入力される場合には、検出整流電圧は１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚの全波整流脈流波形となり、全波整流回路部１１にバックアップ電源２からの直流電圧又は矩形波電圧が入力される場合には、検出整流電圧は直流波形となる。したがって、波形判別部１４１は両者の波形の差異を識別することにより、全波整流回路部１１への入力電圧が商用電源電圧であるのか否か、あるいは入力電圧がバックアップ電源２の出力電圧であるのか否かを判別することができる。

入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧であるのか否かを判別する場合には、例えば、波形判別部１４１は、入力される検出整流電圧が１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚの周期で所定の閾値とクロスするのか否かを判別する。波形判別部１４１は、検出整流電圧が１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚの周期で所定の閾値とクロスする場合には入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧でない（すなわち、バックアップ電源２からの電圧である）と判別する。なお、「所定の閾値とクロスする」とは、所定の閾値を超えること、又は下回ることをいうものとする。この判別構成によると、入力電圧が商用電源電圧であるのか否かの判別が、比較的簡素な構成で確実に実現される。

また、代替例として、波形判別部１４１は、検出整流電圧が正弦波の一部であるのか否かを判別するようにしてもよい。この場合、波形判別部１４１は、サンプリングされる検出整流電圧の変化パターンが、メモリ等にあらかじめ記憶された正弦波の変化パターンに一致するか否かを判別する。波形判別部１４１は、検出整流電圧の変化パターンが正弦波の変化パターンに一致すると判別した場合、入力電圧は商用電源ＡＣからの電圧であると判別し、それ以外の場合には、入力電圧は商用電源ＡＣからの電圧でない（すなわち、バックアップ電源２からの電圧である）と判別する。この判別構成によると、バックアップ電源２の出力が直流又は矩形波ではなく、擬似的な正弦波（正弦波に近似した合成波形であるが正弦波ではない波形）である場合でも、入力電圧が商用電源電圧であるのか否かの判別が可能となり、波形判別精度が向上する。

また、入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であるのか否かを判別する場合には、波形判別部１４１は、入力電圧が昇圧回路２７からの直流電圧又は矩形波であるのか否かを判別する。具体的には、波形判別部１４１は、検出整流電圧が所定値以上又は（ゼロでない）所定値以下に所定時間にわたって維持されるか否かを判定する。波形判別部１４１は、検出電圧が所定時間にわたって所定値以上又は所定値以下に維持されていると判定された場合には入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧はバックアップ電源２からの電圧ではない（すなわち、商用電源ＡＣからの電圧である）と判別する。この構成によると、検出整流電圧の波形判別が非常に簡素な構成で実現される。

上記のいずれの波形判別構成が採用される場合であっても、波形判別部１４１は、全波整流回路部１１への入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であると判別した場合には、減光指令を出力切替部１４２に出力する。

出力切替部１４２は、減光指令が入力されない場合には、常用の通常出力信号をドライバ回路１４５に出力し、減光指令が入力される場合には、停電時用の減光出力信号をドライバ回路１４５に出力する。減光出力信号は、例えば、スイッチング素子１２３のＰＷＭ制御におけるパルス幅（オンデューティ）を減少させる信号であればよい。ドライバ回路１４５は、出力切替部１４２からの出力信号に基づいてスイッチング素子１２３をＰＷＭ駆動する。これにより、停電時には、減光用の電流がスイッチング電源回路部１２からＬＥＤ１５に出力される。

図４Ａに、バックアップ電源２の昇圧回路２７がＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータ（図２Ａ参照）である場合のＬＥＤ電源装置１０の停電時動作を示す。図４Ａにおいては、上段から、全波整流回路部１１への入力電圧Ｖｉｎ、検出部１３によって検出される検出整流電圧Ｖｄ、及びスイッチング電源回路部１２からＬＥＤ１５への出力電流Ｉｏｕｔを示す。横軸は時間である。なお、図面は模式図であり、寸法通りとは限らない。

時刻ｔ１において停電が発生するまでは、入力電圧Ｖｉｎは商用電源ＡＣの電圧（正弦波）に等しいため、検出整流電圧Ｖｄは全波整流脈流波形となる。したがって、制御部１４は、入力電圧Ｖｉｎが商用電源ＡＣからの電圧であると判別し、スイッチング電源回路部１２に通常点灯用の出力電流Ｉｏｕｔ＝Ｉ１を出力させる。

時刻ｔ１において停電が発生すると、停電検出部２５によって停電が検出されて制御回路２６によって充放電切替部２３及び電源切替部２４の切替動作が実行される時刻ｔ２まで、入力電圧Ｖｉｎ及び検出整流電圧Ｖｄは途絶える。この時刻ｔ１から時刻ｔ２の間においては、出力電流Ｉｏｕｔも実質的にゼロになる。

時刻ｔ２において充放電切替部２３及び電源切替部２４によるバッテリ点灯への切替動作が完了すると、入力電圧Ｖｉｎ及び検出整流電圧Ｖｄは直流電圧となる。これに応じて、制御部１４は、入力電圧Ｖｉｎが商用電源ＡＣからの電圧でないと判別し、あるいは入力電圧Ｖｉｎがバックアップ電源２からの電圧であると判別し、スイッチング電源回路部１２に減光用の出力電流Ｉｏｕｔ＝Ｉ２（Ｉ１＞Ｉ２）を出力させる。このように、入力電圧Ｖｉｎが商用電源電圧から直流電圧に切り替えられたことに応じて、スイッチング電源回路部１２はＬＥＤ１５への出力電流をＩ２に低減する。

図４Ｂに、バックアップ電源２の昇圧回路２７がＤＣ／ＡＣ昇圧コンバータ（図２Ｂ参照）である場合のＬＥＤ電源装置１０の停電時動作を示す。図４Ｂにおいては、上段から、全波整流回路部１１への入力電圧Ｖｉｎ、検出部１３によって検出される検出整流電圧Ｖｄ、及びスイッチング電源回路部１２からＬＥＤ１５への出力電流Ｉｏｕｔを示す。横軸は時間である。なお、図面は模式図であり、寸法通りとは限らない。

時刻ｔ２までは、図４Ａに示す場合と同様である。すなわち、時刻ｔ１において停電が発生するまでは、入力電圧Ｖｉｎは商用電源ＡＣの電圧（正弦波）に等しく、検出整流電圧Ｖｄは全波整流脈流波形となり、出力電流Ｉｏｕｔは通常点灯用の出力電流Ｉ１に維持される。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、入力電圧Ｖｉｎ及び検出整流電圧Ｖｄは途絶え、出力電流Ｉｏｕｔも実質的にゼロになる。

時刻ｔ２において充放電切替部２３及び電源切替部２４によるバッテリ点灯への切替動作が完了すると、入力電圧Ｖｉｎは矩形波となり、これが全波整流された検出電圧Ｖｉｎは直流電圧となる。すなわち、ＬＥＤ電源装置１０における動作は、入力電圧Ｖｉｎが図４Ａに示すような直流電圧である場合と同じである。したがって、図４Ａの場合と同様に、制御部１４は、入力電圧Ｖｉｎが商用電源ＡＣからの電圧でないと判別し、あるいは入力電圧Ｖｉｎがバックアップ電源２からの電圧であると判別し、スイッチング電源回路部１２に減光用の出力電流Ｉｏｕｔ＝Ｉ２を出力させる。このように、入力電圧Ｖｉｎが商用電源電圧から直流電圧に切り替えられたことに応じて、スイッチング電源回路部１２はＬＥＤ１５への出力電流をＩ２に低減する。

以上のように、本実施形態のＬＥＤ電源装置１０では、制御部１４は、検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であると判別した場合には、スイッチング電源回路部１２に減光点灯用の電流を出力させる。これにより、停電灯ユニット３に使用されるＬＥＤ電源装置１０において、バックアップ電源２におけるバッテリ２１の容量増加を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる。そして、比較的長い停電に対しても点灯状態の継続が得られる、使い勝手のよい照明装置１が実現される。特に、照明装置１は、バックアップ電源２の変更を要しないため、既存の停電灯ユニット３に容易に導入可能である。また更に、停電時の点灯継続時間が従来と同じであれば、バッテリ２１の容量を小さくしてバックアップ電源２及び停電灯ユニット３を小型化することができる。

また、本実施形態では光源がＬＥＤ１５からなるので、光源が放電灯からなる場合と異なり、減光点灯開始の際に、いわゆる調光始動が実現される。すなわち、始動時に一旦全光状態としてから減光状態とするのではなく、始動直後から所望の減光点灯を実現できる。したがって、商用電源停止時にＬＥＤ１５が一瞬消灯してからバックアップ電源２により減光点灯が開始される際にも、スムーズな点灯開始動作が行われ、ユーザにおける視覚的違和感が抑制される。

また、一般的な力率改善型のＤＣ／ＤＣコンバータに対して入力電圧検出部１３を追加するか、あるいは一般的な力率改善型のＤＣ／Ｄコンバータに他の目的で実装される入力電圧検出部１３を利用することにより、上記の構成が実現される。したがって、少ない追加部品又は追加部品なしで本発明の作用効果を得ることができ、各装置の大型化及び高コスト化が回避される。

第２の実施形態．
上記第１の実施形態では入力電圧検出部１３が全波整流回路部１１の後段に接続される構成を示したが、本実施形態では入力電圧検出部１３が全波整流回路部１１の前段に接続される構成を示す。図５に本実施形態によるＬＥＤ電源装置１０の回路図を示す。図１及び図３に示す第１の実施形態によるＬＥＤ電源装置１０とは、入力電圧検出部１３のみが異なり、それ以外は実質的に同様であるため、その詳細な説明を省略する。

電圧検出回路１３は、全波整流器１３３並びに抵抗１３４及び１３５からなる分圧回路を含む。なお、全波整流器１３３には、全波整流回路部１１と比べて小さい電流容量のダイオードブリッジが採用される。ここで、抵抗１３４及び１３５の分圧比を適宜設定することにより、第１の実施形態の場合と同様の検出整流電圧が波形判別部１４１に入力される。これにより、第１の実施形態の構成と同様の動作を得ることができる。すなわち、制御部１４は、検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であると判別した場合には、スイッチング電源回路部１２に減光用の電流を出力させる。

なお、波形判別部１４１の波形判別構成が若干複雑になるものの、全波整流器１３３の代わりにダイオードを用いて、このダイオードの出力である半波整流波形に基づいて入力電圧波形の判別を行うことも可能である。

以上より、本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、停電灯ユニット３に使用されるＬＥＤ電源装置１０において、バックアップ電源２におけるバッテリ２１の容量増加を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる。そして、照明装置１は、バックアップ電源２の変更を要しないため、既存の停電灯ユニット３に容易に導入可能である。また更に、停電時の点灯継続時間が従来と同じであれば、バッテリ２１の容量を小さくしてバックアップ電源２及び停電灯ユニット３を小型化することができる。

また、本実施形態によると、スイッチング電源回路１２の入力コンデンサに比較的容量の大きいコンデンサを用いる場合でも、全波整流回路部１１の前段から検出電圧が取得されるので、入力電圧検出部１３において全波整流脈流波形を生成することができる。したがって、本実施形態の構成は、スイッチング電源回路部１２が力率改善型でない、いわゆるコンデンサインプット型の回路である場合にも適用可能となる。

変形例．
上記において本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は上記構成に限られず、種々の変形が可能である。

・光源の変形
上記各実施形態においては、光源がＬＥＤであり、照明用電源装置がＬＥＤ電源装置であり、照明装置がＬＥＤ照明装置である場合について説明したが、本発明は他の光源の照明装置にも適用可能である。照明装置は、例えば、蛍光灯等の放電灯を光源とする照明装置、又は有機ＥＬ等の半導体素子を光源とする照明装置であってもよい。この場合、停電補償機能付き照明用電源装置１０（特に、スイッチング電源回路部１２）は、各光源に対応する適切な回路で構成されていればよい。例えば、光源が蛍光灯からなる場合には、スイッチング電源回路部１２は、例えば、力率改善回路（昇圧コンバータ）及びハーフブリッジ回路を備える一般的な回路構成であればよく、停電時に制御部１４がハーフブリッジ回路の駆動周波数を高くすることによって蛍光灯が減光される。ただし、電源切替時（すなわち、一旦消灯した後）バッテリ点灯開始時に一旦全光に近い点灯を行う必要があるため、光源がＬＥＤである場合のようなスムーズな減光点灯への移行は行われない可能性がある。

・スイッチング電源回路部１２の変形
上記各実施形態においてはスイッチング電源回路部１２がフライバックコンバータからなる構成を示したが、スイッチング電源回路部１２は、他の形態の降圧コンバータからなるものであってもよく、例えば、力率改善回路（昇圧チョッパ回路）及び降圧チョッパ回路からなる構成としてもよい。図６に、この場合の回路図を示す。スイッチング電源回路部１２は、力率改善回路１６０及び降圧チョッパ回路１７０を含む。力率改善回路１６０は、入力コンデンサ１６１、インダクタ１６２、スイッチング素子１６３、ダイオード１６４及びコンデンサ１６５を含み、降圧チョッパ回路１７０はスイッチング素子１７１、インダクタ１７２、ダイオード１７３及びコンデンサ１７４を含む。制御部１４はスイッチング素子１６３及び１７１をそれぞれ所定のオン幅でＰＷＭ駆動する。力率改善回路１６０においては、スイッチング素子１６３のオン期間にインダクタ１６２にエネルギーが蓄えられ、スイッチング素子１６３のオフ期間にそのエネルギーがダイオード１６４を介してコンデンサ１６５に充電される。降圧チョッパ回路１７０においては、スイッチング素子１７１がオンの期間においては、コンデンサ１６５→スイッチング素子１７１→インダクタ１７２→ＬＥＤ１５に出力電流が流れ、インダクタ１７２にエネルギーが蓄えられる。スイッチング素子１７１がオフの期間においては、インダクタ１７２に蓄えられたエネルギーをもとに、インダクタ１７２→ＬＥＤ１５→ダイオード１７３に出力電流が流れる。コンデンサ１７４は出力電圧及び電流を平滑化する。

制御部１４は、入力電圧検出部１３からの検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源ＡＣからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源２からの電圧であると判別した場合には、スイッチング素子１７１のオン幅を減少させ、スイッチング電源回路部１２に減光用の電流を出力させる。このように、本発明の構成は、種々の形態のＤＣ／ＤＣコンバータを有する照明用電源装置に適用可能である。

１停電補償機能付き照明装置（照明装置）
１０停電補償機能付き照明用電源装置（ＬＥＤ電源装置）
１１全波整流回路部
１２スイッチング電源回路部
１３入力電圧検出部
１４制御部
１５ＬＥＤ

Claims

商用電源とバックアップ電源に選択的に接続される照明用電源装置であって、
入力電圧が供給される全波整流回路部と、
前記全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、
前記入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて前記入力電圧が前記商用電源からの電圧であるか否かを判別し、前記入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別した場合には、前記スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部と
を備え、前記制御部が、前記検出整流電圧が正弦波の一部に一致する場合に前記入力電圧が前記商用電源からの電圧であると判別し、それ以外の場合には前記入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別するように構成された、照明用電源装置。
請求項１に記載の停電補償機能付き照明用電源装置において、前記光源がＬＥＤであり、前記スイッチング電源回路がＤＣ／ＤＣコンバータからなる照明用電源装置。
請求項２に記載の照明用電源装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力端に接続される入力コンデンサの容量が１μＦ以下であり、前記入力電圧検出部が、前記全波整流回路部の出力端の電圧を検出するように構成された照明用電源装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の照明用電源装置と、前記光源とを備えた照明装置。