JP6340988B2 - 停電補償機能付き照明装置、バックアップ電源装置、及びバッテリ放電制御ユニット - Google Patents

Description

本発明は、停電補償機能付き照明装置、バックアップ電源装置、及びバッテリ放電制御ユニットに関する。

特許文献１はバッテリ投光機を開示する。このバッテリ投光機は、ＬＥＤ照明灯と、この照明灯の点灯を制御する照明制御部と、照明灯を給電する照明用バッテリと、照明用バッテリの残容量を検出して表示する残容量表示装置を備える。そして、照明灯の点灯中に照明用バッテリの残容量が所定の閾値以下となると照明灯の明るさを周期的に変化させ、ユーザに明暗点灯を気づかせて明暗点灯動作を停止させる構成が開示される。

特許文献２は、停電時にバッテリで蛍光ランプを点灯させるバッテリ内蔵照明器具を開示する。このバッテリ内蔵照明器具においては、試験動作におけるバッテリ電圧に基づいてバッテリの寿命を判定し、バッテリが寿命に達していた場合には、表示用の発光ダイオードの点滅点灯によってユーザにバッテリ交換時期の到来を示す。

特開２０１２−１１３９８８号公報 特許第４５９１４９６号公報

特許文献１のバッテリ投光機においては、バッテリの寿命については考慮されていない。バッテリの寿命が進行すると、バッテリ投光機による投光時間が減少する。バッテリの寿命が進行してバッテリ容量が低下すると、バッテリ電圧の放電速度が増加し、その電圧が急激に低下することになる。ところで、バッテリ点灯が行われる照明器具として、特許文献２が開示するような非常灯用照明器具がある。非常灯用照明器具においては、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１０分、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。同文献のバッテリ内蔵照明器具においては、バッテリ寿命、すなわちバッテリ交換時期の到来がユーザに示されるものの、バッテリ交換時期が到来しているのにかかわらず、バッテリの調達待ち時間、ユーザの失念等によりバッテリ交換が遅延すると、その規定の非常灯点灯時間（バックアップ点灯時間）はますます短くなっていくことになり、非常灯用照明器具としての機能が充分に得られない可能性がある。

そこで、本発明は、バックアップ電源のバッテリの寿命が進行した場合であっても、バッテリ電圧の急激な低下を抑制してバックアップ点灯時間を確保することができる停電補償機能付き照明装置、バックアップ電源装置及びバッテリ放電制御ユニットを提供することを課題とする。

本発明の、停電時に光源用電源装置に給電するバックアップ電源装置は、バッテリと、バッテリの寿命進行度を検出し、寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部と、減光指令を受けて、光源用電源装置が光源を減光点灯するための調光信号を出力する調光信号出力部とを備える。

上記のバックアップ電源装置によると、停電時のバックアップ点灯において、そのバッテリの寿命が進行していた場合であっても、光源を減光点灯させてバッテリの放電を抑制することにより、バッテリ電圧の急激な低下を抑制してバックアップ点灯時間を確保することができる。

ここで、検出演算部が寿命進行度としてバッテリの充電速度又は放電速度を検出し、充電速度又は放電速度が所定値を超える場合に調光信号出力部が調光信号を出力するように構成される。これにより、バッテリの容量低下、すなわち寿命の進行についての正確な判定が可能となる。

また、検出演算部が寿命進行度としてバッテリの累積使用時間を検出し、累積使用時間が所定値を超えた場合に調光信号出力部が調光信号を出力するようにしてもよい。これにより、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。

また、検出演算部が寿命進行度としてバッテリの累積充電回数又は累積放電回数を検出し、累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に調光信号出力部が調光信号を出力するようにしてもよい。これによっても、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。

また更に、調光信号出力部が、寿命進行度が増すにつれて深い調光度の調光信号を出力するように構成されていてもよい。これにより、バッテリの残容量が減少するにつれてバッテリの放電をより抑制できるので、バッテリの更なる延命化及びバックアップ点灯時間の更なる確保が可能となる。

また、本発明の停電補償機能付き照明装置は、上記いずれかのバックアップ電源装置と、非停電時には商用電源から給電され、停電時にはバッテリの電荷をもとに給電される光源用電源装置を備える。光源用電源装置は、給電された電力を出力電流に変換して光源に供給する変換部、及び停電時に調光信号に応じて出力電流を低減するよう変換部を制御する制御部を有する。

上記の停電補償機能付き照明装置によると、停電時のバックアップ点灯の際に、バックアップ電源装置のバッテリ寿命が進行していた場合であっても、停電時に、既定の時間にわたる照明を確実に得ることができる。

ここで、光源がＬＥＤであり、光源用電源装置がＬＥＤ電源装置であることが好ましい。これにより、停電補償機能付き照明装置の汎用性が高まる。また、バックアップ点灯によ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、バックアップ点灯への切替え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装置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。

本発明のバッテリ放電制御ユニットは、非停電時に商用電源から給電される光源用電源装置及び停電時に光源用電源装置を給電するバックアップ電源装置を備えた停電補償機能付き照明装置に接続され、バックアップ電源装置に含まれるバッテリの寿命進行度を検出し、寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部と、減光指令を受けて、光源用電源装置が光源を減光点灯するための調光信号を出力する調光信号出力部とを備える。ここで、検出演算部及び調光信号出力部は、バックアップ電源装置に関して上述したものと同様のものであればよい。

上記のバッテリ放電制御ユニットは、既存のバックアップ電源装置又は停電補償機能付き照明装置に対して少ない配線を介して付加可能であり、本発明の導入範囲の拡張と導入コストの低減に貢献する。

本発明の第１の実施形態による停電補償機能付き照明装置の一例を示すブロック図である。 本発明のバックアップ電源装置における昇圧回路の一例を示す図である。 本発明のバックアップ電源装置における昇圧回路の他の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による停電補償機能付き照明装置を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態による停電補償機能付き照明装置を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態によるバッテリ放電制御ユニットを説明するブロック図である。

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）のブロック図を示す。本実施形態では、照明装置１として、例えば非常灯用照明器具として用いられる停電補償機能付きＬＥＤ照明装置を示す。照明装置１は、バックアップ電源装置２（以下、「バックアップ電源２」という）、ＬＥＤ電源装置３（以下、「ＬＥＤ電源３」という）及びＬＥＤ４を備える。バックアップ電源２は商用電源ＡＣから給電される。ＬＥＤ電源３は、非停電時（すなわち常用時、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装置２から給電され、給電された電力を直流電流に変換してＬＥＤ４に供給する。なお、図の明瞭化のため、ＬＥＤ４が単一のＬＥＤとして図示されているが、ＬＥＤ４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。

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、昇圧回路２７、検出演算部２８及び調光信号出力部２９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は全波整流器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、全波整流器、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ＬＥＤ電源３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ＬＥＤ電源３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、ＬＥＤ電源３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、ＬＥＤ電源３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、ＬＥＤ電源３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ＬＥＤ電源３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ＬＥＤ電源３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ＬＥＤ電源３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ＬＥＤ電源３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ＬＥＤ電源３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２７６ａ〜２７６ｄからなるフルブリッジ回路、ドライバ回路２７８及び昇圧トランス２７９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２７９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２７６ａ及び２７６ｄの組とトランジスタ２７６ｂ及び２７６ｃの組がドライバ回路２７８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２７９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２７８はバッテリ２１からの給電により動作するものとする。

図１に戻り、検出演算部２８は電圧検出部２８１及び演算部２８５を含み、バッテリ２１の寿命進行度を検出し、その寿命進行度に基づいて減光指令を出力する。電圧検出部２８１はバッテリ２１の両端電圧を検出し、演算部２８５は検出電圧の変化率を演算し、その変化率が所定値を超える場合にバッテリ２１が寿命に達したと判定する。より具体的には、演算部２８５は、バッテリ２１の充電時に検出電圧の初期値及び変化幅に基づいて上昇速度を演算し、その上昇速度が所定値を超えた場合にバッテリ２１の容量低下、すなわち寿命を特定することができる。また、演算部２８５は、バッテリ２１の放電時に検出電圧の初期値及び変化幅に基づいて低下速度を演算し、その低下速度の絶対値が所定値を超えた場合にバッテリ２１の容量低下、すなわち寿命を特定することができる。なお、バッテリ２１が寿命に達するとは、バッテリ２１の残容量が初期容量の６０％に達したことを意味するものとし、上記の各所定値はこの初期容量の６０％の容量に基づいて設定されているものとする。演算部２８５は、バッテリ２１が寿命に達していると判定した場合に減光指令を出力する。

上記の検出及び判定処理は、照明装置１の使用時に行うものであってもよいし、照明装置１の非使用時に行うものであってもよい。使用時に検出及び判定処理を行う場合、その処理は、バッテリ２１の直近の充電動作又は放電動作において、次回放電（すなわち、対象となる放電動作）に備えて予め寿命進行度又は寿命到来を検出及び判定しておくものであればよい。非使用時に検出及び判定処理を行う場合、その処理は、照明装置１の非使用時に、試験的にバッテリ２１を充電又は放電させて寿命進行度又は寿命到来を検出及び判定するものであればよい。

調光信号出力部２９は、演算部２８５からの減光指令を受けて調光信号ｄ１を生成する。調光信号ｄ１によって指定される調光度は、バッテリ２１の残容量が６０％以下の場合であっても、規定のバックアップ点灯時間（例えば、１０分）以上にわたってＬＥＤ４の点灯を維持できる調光度であるものとする。なお、検出演算部２８及び調光信号出力部２９のグランド（基準電位）はバックアップ電源２の基準電位（例えば、バッテリ２１の負極電位）と同じであればよい。そして、調光信号ｄ１は、後述するＬＥＤ電源３の制御部３２においてフォトカプラ等により基準電位変換されるようにすればよい。具体的には、調光信号ｄ１は、制御部３２のグランド（本例では、図１に示すようにフライバックコンバータの一次側グランド）を基準とする信号に変換されるようにすればよい。

ＬＥＤ電源３は、変換部３１及び制御部３２を有する。概略として、変換部３１は、電源切替部２４から給電された電力を直流のＬＥＤ電流に変換してＬＥＤ４に供給し、制御部３２は、停電時に調光信号ｄ１に応じてＬＥＤ電流を低減するよう変換部３１を制御する。ＬＥＤ電源３は、非停電時には商用電源ＡＣから給電され、停電時にはバックアップ電源２のバッテリ２１の電荷をもとに給電される。

変換部３１は、全波整流器３１１、入力コンデンサ３１２、トランス３１３、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子３１４、ダイオード３１５及び出力コンデンサ３１６を備える。入力コンデンサ３１２、トランス３１３、スイッチング素子３１４、ダイオード３１５及び出力コンデンサ３１６はＤＣ／ＤＣコンバータ（本例では、降圧コンバータ）を構成する。図１に示すように、本実施形態では、変換部３１が絶縁型フライバックコンバータを含む構成を例示する。

全波整流器３１１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、全波整流器３１１は、入力電圧が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源電圧である場合には１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚの全波整流脈流電圧を出力する。一方、全波整流器３１１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。スイッチング素子３１４のオン期間にトランス３１３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３１４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３１５を介して出力される。出力電流はスイッチング素子３１４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３２によって決定される。すなわち、スイッチング素子３１４は制御部３２によってＰＷＭ制御される。これにより、全波整流器３１１の出力電圧から、制限されたＬＥＤ電流がＬＥＤ４に供給される。

制御部３２は、例えばマイクロコンピュータを含み、入力される調光信号が示す調光度に応じてスイッチング素子３１４のＰＷＭ制御におけるオン幅（オンデューティ）を制御する。制御部３２においては、深い（暗い）調光度に対してＰＷＭ制御のオン幅が減少され、ＬＥＤ電流が低減されるものとする。

ここで、制御部３２は、照明装置１外部の調光器Ｄからの調光信号ｄ０を受け付け、非停電時には調光信号ｄ０に基づいて調光点灯を行うように構成されていてもよい。調光器Ｄからの調光信号ｄ０と調光信号出力部２９からの調光信号ｄ１の選択について、制御部３２は、非停電時には調光信号ｄ０を採用し、停電時には調光信号ｄ１を採用するように構成される。言い換えると、調光器Ｄの有無にかかわらず、制御部３２は、停電時には全光点灯又は調光信号ｄ１に基づく調光点灯のいずれかを行う。

調光信号の選択について、例えば、停電時にのみ、調光信号ｄ１が調光信号出力部２９から出力されるようにして、制御部３２内で調光信号ｄ１が調光信号ｄ０よりも優先的に選択される構成としてもよい。より具体的には、制御回路２６から充放電切替部２３及び電源切替部２４の各スイッチの接続状態の情報ｓ（図１、点線ｓ参照）が調光信号出力部２９に伝達されるようにする。そして、調光信号出力部２９は、情報ｓが接点Ａの接続を示す場合には調光信号ｄ１を出力せず、情報ｓが接点Ｂの接続を示す場合には調光信号ｄ１を出力するようにすればよい。

あるいは、制御部３２がＬＥＤ電源３への入力電圧波形に基づいて常用点灯が行われているのかバックアップ点灯が行われているのかを判別し、この判別結果に従って調光信号ｄ０又はｄ１の選択を行うようにしてもよい。制御部３２は、常用点灯が行われていると判別した場合には調光信号ｄ０を採用し、バックアップ点灯が行われていると判別した場合には調光信号ｄ１を採用する。より具体的には、制御部３２に（不図示の抵抗等を介して）全波整流器３１１の整流電圧ｖ（図１、点線ｖ参照）が入力されるようにして、制御部３２が整流電圧ｖの波形に基づいて、給電が商用電源ＡＣとバックアップ電源２のどちらから行われているのかを判別するようにすればよい。

前述したように、全波整流器３１１に商用電源ＡＣが入力される場合には、整流電圧ｖは１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚの全波整流脈流波形となり、全波整流器３１１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、整流電圧ｖは直流波形となる。したがって、制御部３２は両者の波形の差異を識別することにより、商用電源ＡＣの電圧とバックアップ電源２の出力電圧のどちらから給電されているのか、すなわち、常用点灯とバックアップ点灯のどちらが行われているのかを判別することができる。これにより、調光器Ｄからの調光信号ｄ０及び調光信号出力部２９からの調光信号ｄ１の双方が入力される場合であっても、常用点灯時には調光信号ｄ０が採用され、バックアップ点灯時には調光信号ｄ１が採用される。

このように、本実施形態の照明装置１においては、非停電時（常用点灯時）には商用電源ＡＣの電力をもとに、全光点灯又は（調光器Ｄが接続される場合には）調光器Ｄからの調光信号ｄ０に応じた調光点灯が行われる。一方、停電時（バックアップ点灯時）にはバッテリ２１の電荷をもとに、全光点灯又は調光信号出力部２９からの調光信号ｄ１に応じた調光点灯（減光点灯）が行われる。そして、調光信号ｄ１に応じた減光点灯は、バッテリ容量の所定量の低下、すなわちバッテリ寿命の到来が検出演算部２８のバッテリ電圧検出によって検出及び判定された場合に行われる。

以上のように、本実施形態のバックアップ電源２は、バッテリ２１の寿命進行度を検出し、寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部２８と、減光指令を受けて、ＬＥＤ電源３がＬＥＤ４を減光するための調光信号ｄ１を出力する調光信号出力部２９を含む。これにより、バッテリ２１の寿命が到来してその容量が低下した場合であっても、ＬＥＤ４が減光点灯されてバッテリ２１の放電が抑制される。したがって、バッテリ２１の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。また更に、バッテリ２１が延命化されることにより、バッテリ２１の交換サイクルが長くなり、保守管理上有利となる。そして、停電時に調光信号ｄ１に応じてＬＥＤ電流を低減するように構成された変換部３１及び制御部３２を有するＬＥＤ電源３に上記バックアップ電源２が組み合わされることにより、停電補償機能付きのＬＥＤ照明装置が得られる。

また、検出演算部２８がバッテリ２１の寿命進行度としてバッテリ２１の充電速度又は放電速度を検出し、充電速度又は放電速度が所定値を超える場合に調光信号ｄ１が出力される。これにより、バッテリ２１の容量低下、すなわち寿命の進行についての正確な判定が可能となる。

第２の実施形態．
上記第１の実施形態では、バッテリ２１の寿命をバッテリ電圧の検出に基づいて判定する構成を示したが、本実施形態では、バッテリ２１の寿命をバッテリ２１の累積使用時間に基づいて判定する構成を示す。図３に、本実施形態による照明装置１のブロック図を示す。第１の実施形態による照明装置１とは、検出演算部２８及びその周辺の配線のみが異なり、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。

検出演算部２８は、積算タイマ２８２及び演算部２８５を含む。積算タイマ２８２は、バッテリ２１の累積使用時間を計測する。積算タイマ２８２は、不図示の配線によってバックアップ電源２内のいずれかの箇所に接続され、例えば、最初に商用電源ＡＣからバックアップ電源２が給電された時点から計時を開始する。バッテリ２１は、使用開始されると、その後は放電及び充電（電荷の保持も含む）を繰り返すことになる。

ここで、累積使用時間とは、放電及び充電の全てを含む時間（すなわち、使用開始からの単純な経過時間）であってもよいし、充電のみの累積時間（すなわち、累積充電時間）であってもよいし、放電のみの累積時間（すなわち、累積放電時間）であってもよい。累積充電時間については、充放電切替部２３及び電源切替部２４において、各スイッチが接点Ａ側に接続されている累積時間が計測されればよく、累積放電時間については、各スイッチが接点Ｂ側に接続されている累積時間が計測されればよい。この場合、積算タイマ２８２は、制御回路２６から不図示の配線を介して各スイッチの接続状態に関する情報を取得するようにすればよい。演算部２８５は、積算タイマ２８２によって計測された累積使用時間を所定値と比較し、累積使用時間が所定値を超えた場合に減光指令を出力する。調光信号出力部２９は、演算部２８５からの減光指令を受けて調光信号ｄ１を出力する。

このように、本実施形態の照明装置１においても、非停電時には商用電源ＡＣの電力をもとに全光点灯又は調光信号ｄ０に応じた調光点灯が行われる一方、停電時にはバッテリ２１の電荷をもとに全光点灯又は調光信号ｄ１に応じた調光点灯（減光点灯）が行われる。そして、調光信号ｄ１に応じた減光点灯は、バッテリ容量の所定量の低下、すなわちバッテリ寿命の到来が検出演算部２８の累積使用時間の計測によって検出及び判定された場合に行われる。

本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、バッテリ２１の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。また、検出演算部２８がバッテリ２１の寿命進行度としてバッテリ２１の累積使用時間を検出し、累積使用時間が所定値を超えた場合に調光信号ｄ１が出力される。これにより、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。

第３の実施形態．
上記第２の実施形態では、バッテリ２１の寿命をその累積使用時間に基づいて判定する構成を示したが、本実施形態では、バッテリ２１の寿命をその累積充電回数又は累積放電回数基づいて判定する構成を示す。図４に、本実施形態による照明装置１のブロック図を示す。第１及び第２の実施形態による照明装置１とは、検出演算部２８及びその周辺の配線のみが異なり、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。

検出演算部２８は、カウンタ２８３及び演算部２８５を含む。カウンタ２８３は、バッテリ２１の累積充電回数又は累積放電回数をカウントする。累積充電回数については、充放電切替部２３及び電源切替部２４において、各スイッチが接点Ａ側に接続された累積回数がカウントされればよく、累積放電回数については、各スイッチが接点Ｂ側に接続された累積回数がカウントされればよい。カウンタ２８３は、制御回路２６から各スイッチの接続状態に関する情報ｓを取得する。演算部２８５は、カウンタ２８３によってカウントされた累積充電回数又は累積放電回数を所定値と比較し、累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に減光指令を出力する。調光信号出力部２９は、演算部２８５からの減光指令を受けて調光信号ｄ１を出力する。

このように、本実施形態の照明装置１においても、非停電時には商用電源ＡＣの電力をもとに全光点灯又は調光信号ｄ０に応じた調光点灯が行われる一方、停電時にはバッテリ２１の電荷をもとに全光点灯又は調光信号ｄ１に応じた調光点灯（減光点灯）が行われる。そして、調光信号ｄ１に応じた減光点灯は、バッテリ容量の所定量の低下、すなわちバッテリ寿命の到来が検出演算部２８の累積充電／放電回数のカウントによって検出及び判定された場合に行われる。

以上のように、本実施形態によると、第１及び第２の実施形態と同様に、バッテリ２１の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。そして、検出演算部２８がバッテリ２１の寿命進行度としてバッテリ２１の累積充電回数又は累積放電回数を検出し、累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に調光信号ｄ１が出力される。これにより、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。

第４の実施形態．
上記各実施形態では、検出演算部２８及び調光信号出力部２９がバックアップ電源２に含まれる構成を示したが、本実施形態では、検出演算部２８及び調光信号出力部２９が、外付け用のバッテリ放電制御ユニットとして独立して構成される例を示す。図５に、本実施形態によるバッテリ放電制御ユニット５を含む照明装置１のブロック図を示す。第１、第２及び第３の実施形態による照明装置１とは、検出演算部２８、調光信号出力部２９及びその周辺の配線のみが異なり、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。

図５に示すように、検出演算部２８及び調光信号出力部２９は、バッテリ放電制御ユニット５としてバックアップ電源２から独立して構成される。検出演算部２８の内部構成は、上述した各実施形態と同様のものであればよい。第１の実施形態と同様に検出演算部２８が電圧検出部２８１を含む場合には、検出演算部２８は配線ｗを介してバッテリ２１の両端に接続される。第２の実施形態と同様に検出演算部２８が積算タイマ２８２を含む場合には、検出演算部２８は配線ｗを介してバックアップ電源２のいずれかの箇所（例えば、制御回路２６）に接続される。第３の実施形態と同様に検出演算部２８がカウンタ２８３を含む場合には、検出演算部２８は配線ｗを介して制御回路２６に接続される。なお、配線ｗには上記以外にも必要な接続線が含まれていてもよい。

以上のように、本実施形態によると、第１乃至第３の実施形態と同様に、バッテリ２１の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。そして、本実施形態のバッテリ放電制御ユニット５は、既存のバックアップ電源２及びＬＥＤ電源３に少ない配線で接続されることができるので、本発明の導入範囲の拡張と導入コストの低減に貢献する。

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。

（１）バッテリ寿命と調光度の関係についての変形
上記各実施形態では、バッテリ２１が寿命に達した時点で調光信号ｄ１が出力される構成を示したが、バッテリ２１の寿命進行度が増すにつれて調光信号ｄ１が指定する調光度（あるいは減光指令が示す調光度）が深くなる構成としてもよい。すなわち、バッテリ２１の残容量（％）が小さいほど、調光信号ｄ１が調光度を深くなる。これにより、バッテリ２１の寿命が進むにつれてＬＥＤ４の照度は低下（暗く）なる。言い換えると、演算部２８５は、バッテリ残容量を演算し、そのバッテリ残容量において規定のバックアップ点灯時間（例えば、１０分）以上点灯できる調光度を演算してそれを調光信号ｄ１に反映させるようにしてもよい。

このように、バッテリ２１の残容量が減少するにつれてその放電が抑制される構成によると、バッテリ２１の更なる延命化及びバッテリ点灯時間の更なる確保が可能となる。この場合、検出されるバッテリ寿命の進行度に対して調光信号ｄ１の調光度が段階的に減少するように設定されてもよいし、連続的に減少するように設定されてもよい。そして、バッテリ２１の容量が初期容量の６０％に達してから調光信号ｄ１を出力するようにしてもよいし、バッテリ２１の容量が初期容量の６０％に達する前から調光信号ｄ１を出力するようにしてもよい。

（２）各実施形態における検出結果の組合せ
上記各実施形態として、検出演算部２８の構成を個別に示したが、これらは適宜組み合わされて適用されてもよい。例えば、検出演算部２８が、電圧検出部２８１、積算タイマ２８２及びカウンタ２８３のうちの２以上を含み、演算部２８５においてそれぞれの検出結果の論理積又は論理和がとられるようにしてもよい。論理積をとる構成によると、誤検出が確実に防止され、より正確なタイミングでの減光指令及び調光信号ｄ１の出力が実現される。また、論理和をとる構成によると、より早いタイミングで減光指令及び調光信号ｄ１が出力され、バッテリ２１の長寿命化に寄与する。

（３）光源の変更
上記各実施形態においては、汎用性の高いＬＥＤ照明に着目し、ＬＥＤ４が光源を構成し、ＬＥＤ電源３が照明用電源装置を構成する場合について説明したが、本発明は、他の光源及びそれを点灯するための照明用電源装置にも適用可能である。光源は、例えば、蛍光灯等の放電灯、又は有機ＥＬ等の半導体素子であってもよい。この場合、照明用電源装置は、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、変換部３１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３２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、調光点灯されている蛍光灯をバッテリ点灯移行に伴い再始動して減光する場合、消灯後に一旦全光に近い点灯を行ってから（すなわち、始動性を確保してから）減光する必要がある。一方、調光点灯されているＬＥＤをバッテリ点灯移行に伴い再始動して減光する場合には、消灯後に直ちに減光点灯を行うことができるので、スムーズな減光点灯への移行が可能となり、ユーザにおける視覚的違和感が抑制される。

（４）変換部３１の変形
上記各実施形態においては変換部３１が絶縁型フライバックコンバータを含む構成を示したが、変換部３１は、他の形態のＤＣ／ＤＣコンバータを含む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を含む構成であってもよい。

１ 停電補償機能付きＬＥＤ照明装置（停電補償機能付き照明装置）
２ バックアップ電源装置
３ ＬＥＤ電源装置（照明用電源装置）
４ ＬＥＤ（光源）
５ バッテリ放電制御ユニット
２１ バッテリ
２８ 検出演算部
２９ 調光信号出力部
３１ 変換部
３２ 制御部
２８１ 電圧検出部
２８２ 積算タイマ
２８３ カウンタ
２８５ 演算部

Claims (5)

1. 非停電時に商用電源から給電される光源用電源装置及び停電時に前記光源用電源装置を給電するバックアップ電源装置を備えた停電補償機能付き照明装置に接続されるバッテリ放電制御ユニットであって、
   前記バックアップ電源装置に含まれるバッテリの寿命進行度を検出し、該寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部と、
   停電時に、前記減光指令を受けて、前記バッテリから給電される前記光源用電源装置に光源を減光点灯させるための調光信号を出力する調光信号出力部と
   を備えたバッテリ放電制御ユニット。
2. 請求項１に記載のバッテリ放電制御ユニットおいて、前記検出演算部が前記寿命進行度として前記バッテリの充電速度又は放電速度を検出し、該充電速度又は放電速度が所定値を超える場合に前記調光信号出力部が前記調光信号を出力するように構成されたバッテリ放電制御ユニット。
3. 請求項１に記載のバッテリ放電制御ユニットにおいて、前記検出演算部が前記寿命進行度として前記バッテリの累積使用時間を検出し、該累積使用時間が所定値を超えた場合に前記調光信号出力部が前記調光信号を出力するように構成されたバッテリ放電制御ユニット。
4. 請求項１に記載のバッテリ放電制御ユニットにおいて、前記検出演算部が前記寿命進行度として前記バッテリの累積充電回数又は累積放電回数を検出し、該累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に前記調光信号出力部が前記調光信号を出力するように構成されたバッテリ放電制御ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリ放電制御ユニットにおいて、前記調光信号出力部が、前記寿命進行度が増すにつれて深い調光度の前記調光信号を出力するように構成されたバッテリ放電制御ユニット。

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