JP6601546B2 - Lighting device - Google Patents

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Description

本発明は、照明装置に関する。   The present invention relates to a lighting device.

従来、例えば、特開２００１−２１８３８８号公報に開示されているように、バッテリが空あるいは空に近い状態であっても適切に充電を行うことのできる充電装置および非常灯点灯装置が知られている。非常灯点灯装置は、常用時には外部に接続されたバッテリを充電する一方で、非常時にはこのバッテリの電力を用いて非常灯ランプを点灯させる。バッテリが空または空に近い状態では多くの充電電流が必要とされるので、充電回路の電圧が所定値より低下し非常時と誤判定されるおそれがある。この点、上記公報にかかる技術では、充電電流を検出することで誤判定を防止している。   Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-218388, a charging device and an emergency lamp lighting device that can appropriately charge a battery even when the battery is empty or nearly empty are known. Yes. The emergency light lighting device charges an externally connected battery during normal use, while lighting the emergency light lamp using the power of the battery during emergency. Since a large amount of charging current is required when the battery is empty or nearly empty, the voltage of the charging circuit may be lower than a predetermined value and erroneously determined as an emergency. In this regard, in the technique according to the above publication, erroneous determination is prevented by detecting the charging current.

特開２００１−２１８３８８号公報JP 2001-218388 A

ところで、バッテリの充電のために定電流回路を用いることで上述した誤判定の問題を回避する方法がある。定電流回路の電源に用いる電圧は、通常、バッテリの満充電時の電圧よりも高い。バッテリの充電時は、定電流回路に、定電流回路の電源に用いる電圧とバッテリ電圧との間の差分が印加される。バッテリが短絡したときあるいはバッテリが空または空に近い状態のときには、バッテリ電圧が低い。バッテリ電圧が低いときには定電流回路に印加される電圧が高くなり、定電流回路の発熱が増大するという問題があった。   By the way, there is a method for avoiding the above-described problem of erroneous determination by using a constant current circuit for charging the battery. The voltage used for the power source of the constant current circuit is usually higher than the voltage when the battery is fully charged. When the battery is charged, a difference between the voltage used for the power source of the constant current circuit and the battery voltage is applied to the constant current circuit. When the battery is short-circuited or when the battery is empty or nearly empty, the battery voltage is low. When the battery voltage is low, there is a problem that the voltage applied to the constant current circuit becomes high and heat generation of the constant current circuit increases.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、充電電流を生成する回路の発熱を抑制することのできる照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an illumination device that can suppress the heat generation of a circuit that generates a charging current.

本発明にかかる照明装置は、光源と、バッテリと、前記バッテリから前記光源を点灯させる電力を生成する非常灯点灯装置と、を備え、前記非常灯点灯装置は、交流電力を整流して第一直流電力を生成する整流回路と、前記第一直流電力から定電流を生成することで前記バッテリを充電する充電回路と、を含み、前記充電回路は、リファレンス端子の電圧に応じた出力電圧を出力する電圧レギュレータと、前記電圧レギュレータの前記出力電圧に応じた出力電流を出力する半導体能動素子と、を含み、前記出力電流に応じた電圧を前記リファレンス端子に入力するように構築された定電流回路と、前記バッテリの電圧が予め定めた閾電圧以下であるときには前記定電流回路が第一定電流を出力し、前記バッテリの電圧が前記閾電圧を上回った場合には前記定電流回路が前記第一定電流よりも大きい第二定電流を出力するように、前記出力電流に応じた前記電圧を調節する可変抵抗回路と、を含む。
An illuminating device according to the present invention includes a light source, a battery, and an emergency light lighting device that generates electric power for lighting the light source from the battery. A rectifier circuit that generates DC power; and a charging circuit that charges the battery by generating a constant current from the first DC power, wherein the charging circuit outputs an output voltage corresponding to a voltage of a reference terminal. A constant current circuit configured to input a voltage corresponding to the output current to the reference terminal, and a semiconductor active element that outputs an output current corresponding to the output voltage of the voltage regulator If, when the voltage of said battery is below a predetermined threshold voltage the constant current circuit outputs a second constant current, the voltage of the battery exceeds the threshold voltage As will case outputs a second constant current the constant current circuit is greater than said first constant current, including a variable resistor circuit for adjusting the voltage according to the output current.

本発明によれば、バッテリ電圧が低い時にはバッテリの充電電流を低下させるので、電流生成回路の発熱を低減することができる。   According to the present invention, when the battery voltage is low, the charging current of the battery is reduced, so that the heat generation of the current generation circuit can be reduced.

本発明の実施の形態にかかる充電回路および非常灯点灯装置を示す図である。It is a figure which shows the charging circuit and emergency light lighting device concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる充電回路を示す図である。It is a figure which shows the charging circuit concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる充電回路におけるバッテリ電圧と消費電力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the battery voltage and power consumption in the charging circuit concerning embodiment of this invention. 比較例にかかる充電回路におけるバッテリ電圧と消費電力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the battery voltage and power consumption in the charging circuit concerning a comparative example.

図１は、本発明の実施の形態にかかる充電回路１３および非常灯点灯装置１０を示す図である。充電回路１３は、非常灯点灯装置１０の内部に含まれている。図１には、非常灯点灯装置１０を含む照明装置３も図示されている。照明装置３は、ランプ８と、点検スイッチ２と、常用点灯装置６と、非常灯点灯装置１０と、バッテリ６０とを備える。ランプ８は、蛍光灯、ハロゲン、あるいは白熱電球などのランプである。点検スイッチ２は、常用電源（すなわち商用交流電源１）と接続する。常用点灯装置６は、点検スイッチ２と接続している。常用点灯装置６は、商用交流電源１からの電力を変換するコンバータ回路を含み、コンバータ回路でランプ８を点灯させる公知の点灯装置を用いることができる。非常灯点灯装置１０は、非常時に常用点灯装置６に代えてランプ８を点灯させる。   FIG. 1 is a diagram showing a charging circuit 13 and an emergency lamp lighting device 10 according to an embodiment of the present invention. The charging circuit 13 is included in the emergency lamp lighting device 10. FIG. 1 also shows a lighting device 3 including an emergency light lighting device 10. The lighting device 3 includes a lamp 8, an inspection switch 2, a regular lighting device 6, an emergency light lighting device 10, and a battery 60. The lamp 8 is a lamp such as a fluorescent lamp, a halogen, or an incandescent lamp. The inspection switch 2 is connected to a normal power source (that is, a commercial AC power source 1). The regular lighting device 6 is connected to the inspection switch 2. The regular lighting device 6 includes a converter circuit that converts power from the commercial AC power source 1, and a known lighting device that lights the lamp 8 with the converter circuit can be used. The emergency light lighting device 10 lights the lamp 8 instead of the regular lighting device 6 in an emergency.

非常灯点灯装置１０は、全波整流回路１２と、充電回路１３と、電圧変換回路２２と、リレー２４と、制御電源回路１６と、制御回路１８とを備える。全波整流回路１２は、交流電力を整流して直流電圧を生成する。充電回路１３は、直流電圧を用いてバッテリ６０を充電する。電圧変換回路２２は、例えばランプが蛍光ランプの場合には、バッテリ６０の電圧を変換する絶縁型の昇圧コンバータ回路を含み、非常時にバッテリ６０の電圧からランプ８を点灯させるための電力を生成する。リレー２４は、出力端子と、常用点灯装置６と接続するための第１入力端子と、電圧変換回路２２の出力電圧が供給される第２入力端子とを備えている。リレー２４は、出力端子に対して第１入力端子と第２入力端子を選択的に接続可能である。制御電源回路１６は、充電回路１３から制御用電力を取得するとともに、リレー２４を制御する。制御回路１８は、バッテリ６０の充電中に電圧変換回路２２にオフ信号を送り、非常時にこのオフ信号を解除する。   The emergency lamp lighting device 10 includes a full-wave rectifier circuit 12, a charging circuit 13, a voltage conversion circuit 22, a relay 24, a control power supply circuit 16, and a control circuit 18. The full-wave rectifier circuit 12 rectifies AC power and generates a DC voltage. The charging circuit 13 charges the battery 60 using a DC voltage. For example, when the lamp is a fluorescent lamp, the voltage conversion circuit 22 includes an insulating step-up converter circuit that converts the voltage of the battery 60, and generates electric power for lighting the lamp 8 from the voltage of the battery 60 in an emergency. . The relay 24 includes an output terminal, a first input terminal for connection to the regular lighting device 6, and a second input terminal to which the output voltage of the voltage conversion circuit 22 is supplied. The relay 24 can selectively connect the first input terminal and the second input terminal to the output terminal. The control power supply circuit 16 acquires control power from the charging circuit 13 and controls the relay 24. The control circuit 18 sends an off signal to the voltage conversion circuit 22 while the battery 60 is being charged, and cancels the off signal in an emergency.

図２は、本発明の実施の形態にかかる充電回路１３を示す図である。充電回路１３は、フライバックコンバータ回路１４と、電流生成回路２０とを備える。フライバックコンバータ回路１４は、一次巻線Ｔ１および二次巻線Ｔ２を有するトランスＴＲと、二次巻線Ｔ２に並列接続する出力平滑コンデンサＣ３とを備える。一次巻線Ｔ１には、直流電圧が入力される。二次巻線Ｔ２はダイオードＤ１に接続し、二次巻線Ｔ２に発生する脈動電圧が出力平滑コンデンサＣ３で平滑される。   FIG. 2 is a diagram showing the charging circuit 13 according to the embodiment of the present invention. The charging circuit 13 includes a flyback converter circuit 14 and a current generation circuit 20. The flyback converter circuit 14 includes a transformer TR having a primary winding T1 and a secondary winding T2, and an output smoothing capacitor C3 connected in parallel to the secondary winding T2. A DC voltage is input to the primary winding T1. The secondary winding T2 is connected to the diode D1, and the pulsating voltage generated in the secondary winding T2 is smoothed by the output smoothing capacitor C3.

フライバックコンバータ回路１４は、さらに、制御ＩＣ５０、ダイオードＤ４、コンデンサＣ１、Ｃ４、Ｃ５、抵抗Ｒ３、フォトトランジスタＰＣ１１およびフォトダイオードＰＣ１２からなるフォトカプラ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、および定電圧制御部５２を備えている。制御ＩＣ５０は、ＭＯＳＦＥＴ、およびこのＭＯＳＦＥＴをオン／オフ制御する制御回路部を内蔵している。制御ＩＣ５０の制御回路部は、ＰＦＣ機能を有する公知の力率改善回路を含む。フォトカプラを介して電圧Ｖ１を制御ＩＣ５０の制御回路部にフィードバックして、一定電圧に制御している。   The flyback converter circuit 14 further includes a control IC 50, a diode D4, capacitors C1, C4, and C5, a resistor R3, a photocoupler including a phototransistor PC11 and a photodiode PC12, resistors R1 and R2, and a constant voltage controller 52. ing. The control IC 50 has a built-in MOSFET and a control circuit unit that controls on / off of the MOSFET. The control circuit unit of the control IC 50 includes a known power factor correction circuit having a PFC function. The voltage V1 is fed back to the control circuit unit of the control IC 50 through a photocoupler to control it at a constant voltage.

電流生成回路２０は、出力平滑コンデンサＣ３と接続し、出力平滑コンデンサＣ３の電圧Ｖ１からバッテリ６０を充電する充電電流ＩＢＡＴを生成可能である。バッテリ６０の電圧値を、以下「バッテリ電圧ＶＢＡＴ」とも称す。 The current generation circuit 20 is connected to the output smoothing capacitor C3 and can generate a charging current I BAT for charging the battery 60 from the voltage V1 of the output smoothing capacitor C3. Hereinafter, the voltage value of the battery 60 is also referred to as “battery voltage V BAT ”.

電流生成回路２０は、定電流回路２０２と、可変抵抗回路２０３とを備えている。定電流回路２０２は、出力平滑コンデンサＣ３の電圧Ｖ１から電流を生成する。定電流回路２０２は、トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３と、シャントレギュレータ２０１とを含む。トランジスタＱ１は、出力平滑コンデンサＣ３の電圧が印加される第１端子、バッテリ６０に供給する電流を出力する第２端子、および第１端子と第２端子との導通を制御する制御端子を備える。本実施形態ではトランジスタＱ１がバイポーラトランジスタであり、第１端子がコレクタであり、第２端子がエミッタであり、制御端子がベースである。抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の直列回路の一端に電圧Ｖ１が供給され、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の直列回路の他端がトランジスタＱ１のベースに接続される。抵抗Ｒ１３は、トランジスタＱ１のコレクタおよびエミッタに対して並列接続されている。抵抗Ｒ１２には、シャントレギュレータ２０１のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが常に印加されるので定電流動作となる。定電流となるようにトランジスタＱ１のコレクタエミッタ間電圧ＶＣＥが変化して制御されている。トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１３には電圧Ｖ１−（ＶＢＡＴ＋Ｖｒｅｆ）が印加される。シャントレギュレータ２０１のアノードはバッテリ６０と抵抗Ｒ１２の接続点に接続している。シャントレギュレータ２０１のリファレンス端子はトランジスタＱ１のエミッタと抵抗Ｒ１２の接続点に接続している。このリファレンス端子に、トランジスタＱ１のエミッタ電流と抵抗Ｒ１３に流れる電流に応じた電圧が入力される。シャントレギュレータ２０１のカソードは抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１の接続点に接続しており、このカソードの電圧に応じてトランジスタＱ１のベース電流が変化する。 The current generation circuit 20 includes a constant current circuit 202 and a variable resistance circuit 203. The constant current circuit 202 generates a current from the voltage V1 of the output smoothing capacitor C3. Constant current circuit 202 includes a transistor Q1, resistors R10, R11, R12, and R13, and a shunt regulator 201. The transistor Q1 includes a first terminal to which the voltage of the output smoothing capacitor C3 is applied, a second terminal that outputs a current supplied to the battery 60, and a control terminal that controls conduction between the first terminal and the second terminal. In the present embodiment, the transistor Q1 is a bipolar transistor, the first terminal is a collector, the second terminal is an emitter, and the control terminal is a base. The voltage V1 is supplied to one end of the series circuit of the resistors R10 and R11, and the other end of the series circuit of the resistors R10 and R11 is connected to the base of the transistor Q1. Resistor R13 is connected in parallel to the collector and emitter of transistor Q1. Since the reference voltage V ref of the shunt regulator 201 is always applied to the resistor R12, a constant current operation is performed. The collector-emitter voltage V CE of the transistor Q1 is changed and controlled so as to have a constant current. Transistor Q1, the voltage V1- (V BAT + V ref) is applied to the resistor R13. The anode of the shunt regulator 201 is connected to the connection point between the battery 60 and the resistor R12. The reference terminal of the shunt regulator 201 is connected to the connection point between the emitter of the transistor Q1 and the resistor R12. A voltage corresponding to the emitter current of the transistor Q1 and the current flowing through the resistor R13 is input to this reference terminal. The cathode of the shunt regulator 201 is connected to the connection point between the resistors R10 and R11, and the base current of the transistor Q1 changes according to the voltage of the cathode.

可変抵抗回路２０３は、定電流回路２０２とバッテリ６０との間に設けられ、これらの間の抵抗の値を変更可能である。可変抵抗回路２０３は、バッテリ電圧ＶＢＡＴが予め定めた閾電圧ＶＴＨ以下である場合には、定電流回路２０２とバッテリ６０の間の抵抗を第１抵抗値に設定する。可変抵抗回路２０３は、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨを上回った場合には、定電流回路２０２とバッテリ６０との間の抵抗を第１抵抗値よりも小さい第２抵抗値に設定する。後述するように、第１抵抗値は、抵抗Ｒ１２の抵抗値である。第２抵抗値は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１５とを並列接続したときの抵抗値であり、第１抵抗値よりも小さな値となる。例えば抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１５を同じ抵抗値とした場合には、第２抵抗値は、第１抵抗値の半分の値となる。 The variable resistance circuit 203 is provided between the constant current circuit 202 and the battery 60, and the resistance value between them can be changed. The variable resistance circuit 203 sets the resistance between the constant current circuit 202 and the battery 60 to the first resistance value when the battery voltage VBAT is equal to or lower than a predetermined threshold voltage VTH . When the battery voltage V BAT exceeds the threshold voltage V TH , the variable resistance circuit 203 sets the resistance between the constant current circuit 202 and the battery 60 to a second resistance value that is smaller than the first resistance value. As will be described later, the first resistance value is the resistance value of the resistor R12. The second resistance value is a resistance value when the resistor R12 and the resistor R15 are connected in parallel, and is a value smaller than the first resistance value. For example, when the resistance R12 and the resistance R15 have the same resistance value, the second resistance value is half of the first resistance value.

前述したようにシャントレギュレータ２０１のリファレンス端子とバッテリ６０との間には、抵抗Ｒ１２が挿入されている。可変抵抗回路２０３は、抵抗Ｒ１５、第２トランジスタＱ２、およびＭＯＳＦＥＴＱ３を備えている。抵抗Ｒ１２、Ｒ１５の関係についての説明をわかりやすくするために、以下、便宜上、抵抗Ｒ１２を「第１抵抗Ｒ１２」とも称し、抵抗Ｒ１５を「第２抵抗Ｒ１５」とも称する。第２抵抗Ｒ１５は、第１抵抗Ｒ１２に並列接続されている。第２トランジスタＱ２およびＭＯＳＦＥＴＱ３は、第１抵抗Ｒ１２と第２抵抗Ｒ１５との間の接続を切り替える切り替え手段である。具体的には、第２トランジスタＱ２およびＭＯＳＦＥＴＱ３は、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨ以下である場合には第１抵抗Ｒ１２と第２抵抗Ｒ１５との並列接続を切り離し、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨを上回った場合には第１抵抗Ｒ１２に第２抵抗Ｒ１５を並列接続する。 As described above, the resistor R12 is inserted between the reference terminal of the shunt regulator 201 and the battery 60. The variable resistance circuit 203 includes a resistor R15, a second transistor Q2, and a MOSFET Q3. In order to make the description of the relationship between the resistors R12 and R15 easier to understand, the resistor R12 is hereinafter also referred to as “first resistor R12” and the resistor R15 is also referred to as “second resistor R15” for convenience. The second resistor R15 is connected in parallel to the first resistor R12. The second transistor Q2 and the MOSFET Q3 are switching means for switching the connection between the first resistor R12 and the second resistor R15. Specifically, the second transistor Q2 and MOSFETQ3, when the battery voltage V BAT is equal to or less than the threshold voltage V TH is disconnected in parallel connection of the first resistor R12 and the second resistor R15, the battery voltage V BAT is the threshold When the voltage VTH is exceeded, the second resistor R15 is connected in parallel to the first resistor R12.

この仕組みをより具体的に説明すると、第２抵抗Ｒ１５の並列接続を選択的に行うために、可変抵抗回路２０３はバイポーラトランジスタである第２トランジスタＱ２、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴＱ３、および抵抗Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１７を備えている。抵抗Ｒ１４の一端は、第２抵抗Ｒ１５とＭＯＳＦＥＴＱ３のソースとの接続点に接続している。ＭＯＳＦＥＴＱ３のドレインは、第１抵抗Ｒ１２とバッテリ６０との接続点に接続している。抵抗Ｒ１４の他端は、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートと第２トランジスタＱ２のコレクタとの接続点に接続している。抵抗Ｒ１７の一端は第１抵抗Ｒ１２とバッテリ６０との接続点に接続し、抵抗Ｒ１７の他端は抵抗Ｒ１６の一端と接続し、抵抗Ｒ１６の他端は基準電位に接続している。第２トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１６の接続点に接続し、第２トランジスタＱ２のエミッタは基準電位に接続されている。このような回路構成において、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨ以下であるときに第２トランジスタＱ２がオフとなり、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨを上回った場合に第２トランジスタＱ２がオンとなるように、第２トランジスタＱ２および抵抗Ｒ１６、Ｒ１７を設計しておく。閾電圧ＶＴＨは、予め任意の値に定めることができ、本実施の形態では一例として３．５Ｖとする。 More specifically, in order to selectively perform parallel connection of the second resistor R15, the variable resistor circuit 203 includes a second transistor Q2, which is a bipolar transistor, a P-channel MOSFET Q3, and resistors R14, R16, R17 is provided. One end of the resistor R14 is connected to a connection point between the second resistor R15 and the source of the MOSFET Q3. The drain of the MOSFET Q3 is connected to the connection point between the first resistor R12 and the battery 60. The other end of the resistor R14 is connected to a connection point between the gate of the MOSFET Q3 and the collector of the second transistor Q2. One end of the resistor R17 is connected to a connection point between the first resistor R12 and the battery 60, the other end of the resistor R17 is connected to one end of the resistor R16, and the other end of the resistor R16 is connected to a reference potential. The base of the second transistor Q2 is connected to the connection point between the resistors R17 and R16, and the emitter of the second transistor Q2 is connected to the reference potential. In such a circuit configuration, when the battery voltage V BAT is equal to or lower than the threshold voltage V TH , the second transistor Q2 is turned off, and when the battery voltage V BAT exceeds the threshold voltage V TH , the second transistor Q2 is turned on. Thus, the second transistor Q2 and the resistors R16 and R17 are designed in advance. The threshold voltage V TH can be set to an arbitrary value in advance, and is set to 3.5 V as an example in the present embodiment.

第２トランジスタＱ２がオフのときには、ＭＯＳＦＥＴＱ３もオフとなり、第２抵抗Ｒ１５の他端が開放状態となる。このとき、第１トランジスタＱ１のエミッタとバッテリ６０との間には第１抵抗Ｒ１２のみが介在する。一方、第２トランジスタＱ２がオンのときには、ＭＯＳＦＥＴＱ３もオンとなり、第２抵抗Ｒ１５の他端がバッテリ６０に接続される。つまり第１抵抗Ｒ１２に対して第２抵抗Ｒ１５が並列に挿入される。これにより、第１トランジスタＱ１のエミッタとバッテリ６０との間には、第１抵抗Ｒ１２と第２抵抗Ｒ１５の並列回路が介在する。第１抵抗Ｒ１２単独のときよりもこれに第２抵抗Ｒ１５が並列接続したときのほうが、トランジスタＱ１のエミッタとバッテリ６０との間の抵抗値が下がるので、より大きな充電電流ＩＢＡＴがバッテリ６０に供給される。 When the second transistor Q2 is off, the MOSFET Q3 is also off, and the other end of the second resistor R15 is open. At this time, only the first resistor R12 is interposed between the emitter of the first transistor Q1 and the battery 60. On the other hand, when the second transistor Q2 is on, the MOSFET Q3 is also on, and the other end of the second resistor R15 is connected to the battery 60. That is, the second resistor R15 is inserted in parallel with the first resistor R12. Thus, a parallel circuit of the first resistor R12 and the second resistor R15 is interposed between the emitter of the first transistor Q1 and the battery 60. When the second resistor R15 is connected in parallel to the first resistor R12 alone, the resistance value between the emitter of the transistor Q1 and the battery 60 is reduced, so that a larger charging current I BAT is supplied to the battery 60. Supplied.

以下、充電回路１３の動作および回路発熱を抑制する効果を説明する。図３は、充電回路１３におけるバッテリ電圧と消費電力の関係を示すグラフである。また、本実施形態の充電回路１３の動作を説明するための比較例として、可変抵抗回路２０３が無い場合について説明する。具体的には、この比較例は、電流生成回路２０から可変抵抗回路２０３を取り除き、第１抵抗Ｒ１２に対して第２抵抗Ｒ１５が常時並列接続するようにしたものである。図４は、可変抵抗回路２０３が無い場合の充電回路におけるバッテリ電圧と消費電力の関係を示すグラフである。   Hereinafter, the operation of the charging circuit 13 and the effect of suppressing circuit heat generation will be described. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the battery voltage and the power consumption in the charging circuit 13. Further, as a comparative example for explaining the operation of the charging circuit 13 of the present embodiment, a case where the variable resistance circuit 203 is not provided will be described. Specifically, in this comparative example, the variable resistor circuit 203 is removed from the current generation circuit 20, and the second resistor R15 is always connected in parallel to the first resistor R12. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the battery voltage and the power consumption in the charging circuit without the variable resistance circuit 203.

「電圧Ｖ１とバッテリ電圧ＶＢＡＴの差」が「シャントレギュレータ２０１のリファレンス電圧Ｖｒｅｆと第１トランジスタＱ１のベースエミッタ電圧Ｖｂｅの和」よりも大きいときには、充電電流ＩＢＡＴがバッテリ６０に供給される。充電電流ＩＢＡＴのほとんどは第１トランジスタＱ１を流れるので、第１トランジスタＱ１が発熱する。 When "the voltage V1 and the difference between the battery voltage V BAT" is greater than "the sum of the base-emitter voltage V be of the reference voltage V ref and the first transistor Q1 of the shunt regulator 201 ', the charge current I BAT is supplied to the battery 60 The Since most of the charging current I BAT flows through the first transistor Q1, the first transistor Q1 generates heat.

図４は、可変抵抗回路２０３が無い場合の充電回路１３における、充電電流ＩＢＡＴと第１トランジスタＱ１の消費電力との関係を示すグラフである。ただし、電圧Ｖ１＝１３Ｖ、抵抗Ｒ１０＝１ｋΩ、抵抗Ｒ１１＝５６Ω、抵抗Ｒ１２＝２２Ω、抵抗Ｒ１３＝１８０Ω、抵抗Ｒ１５＝１８Ωであるものとする。Ｖｒｅｆ＝１．２５Ｖのシャントレギュレータ２０１を使用しているものとし、バッテリ電圧ＶＢＡＴが変化した場合の特性を示している。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the charging current I BAT and the power consumption of the first transistor Q1 in the charging circuit 13 when the variable resistance circuit 203 is not provided. However, it is assumed that the voltage V1 = 13V, the resistance R10 = 1 kΩ, the resistance R11 = 56Ω, the resistance R12 = 22Ω, the resistance R13 = 180Ω, and the resistance R15 = 18Ω. It is assumed that the shunt regulator 201 with V ref = 1.25 V is used, and the characteristics when the battery voltage V BAT is changed are shown.

バッテリ６０が空に近いとき（バッテリ電圧ＶＢＡＴ＝０Ｖ付近のとき）は、第１トランジスタＱ１で１Ｗを超える電力が消費されている。消費電力が大きい場合には放熱部品を追加したり部品のサイズアップをしたりすることで発熱を抑制することもできるが、このような対策では実装面積の増大およびコストアップを招いてしまう。 When the battery 60 is nearly empty (battery voltage V BAT = 0V), power exceeding 1 W is consumed by the first transistor Q1. When the power consumption is large, heat generation can be suppressed by adding a heat radiating component or increasing the size of the component. However, such measures cause an increase in mounting area and cost.

そこで、本実施の形態では、図２に示すように、バッテリ電圧ＶＢＡＴを検出し充電電流ＩＢＡＴを切り替えるように、可変抵抗回路２０３を電流生成回路２０に設けている。図２に示す回路構成においてバッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨ（本実施の形態では３．５Ｖ）以上の場合はＭＯＳＦＥＴＱ３がオンしているので、可変抵抗回路２０３が無い場合の回路構成とほぼ同じとなる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the variable resistance circuit 203 is provided in the current generation circuit 20 so as to detect the battery voltage V BAT and switch the charging current I BAT . In the circuit configuration shown in FIG. 2, when the battery voltage V BAT is equal to or higher than the threshold voltage V TH (3.5 V in the present embodiment), the MOSFET Q3 is on. It will be the same.

バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨ未満の場合はＭＯＳＦＥＴＱ３がオフするので、抵抗Ｒ１５に電流が流れなくなり充電電流ＩＢＡＴが減少する。 When the battery voltage V BAT is lower than the threshold voltage V TH , the MOSFET Q3 is turned off, so that no current flows through the resistor R15 and the charging current I BAT decreases.

図３には、バッテリ電圧ＶＢＡＴが変化した場合の充電電流ＩＢＡＴの変化および第１トランジスタＱ１での消費電力が図示されている。電流生成回路２０は、バッテリ電圧ＶＢＡＴを検知し、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨ以下であるときには約０．０７Ａの定電流を出力し、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨを上回った場合には充電電流ＩＢＡＴを増加して約０．１３Ａの定電流を出力する。なお、閾電圧ＶＴＨは３．５Ｖである。特に、電流生成回路２０は、約０．０７Ａの定電流と、約０．１３Ａの定電流とを、閾電圧ＶＴＨを境に、段状につまり不連続的に切り替える。これによりバッテリ電圧ＶＢＡＴが低い時には充電電流ＩＢＡＴを低下させるので、第１トランジスタＱ１の発熱を低減することができる。 FIG. 3 shows a change in the charging current I BAT and the power consumption in the first transistor Q1 when the battery voltage V BAT changes. Current generating circuit 20 detects the battery voltage V BAT, when the battery voltage V BAT is equal to or less than the threshold voltage V TH and outputs a constant current of about 0.07 A, the battery voltage V BAT exceeds the threshold voltage V TH In this case, the charging current I BAT is increased to output a constant current of about 0.13A. The threshold voltage V TH is 3.5V. In particular, the current generation circuit 20 switches between a constant current of about 0.07 A and a constant current of about 0.13 A in a stepwise manner, that is, discontinuously, with the threshold voltage V TH as a boundary. As a result, when the battery voltage V BAT is low, the charging current I BAT is lowered, so that the heat generation of the first transistor Q1 can be reduced.

図３に示すように、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨ以下のときには、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨを上回っているときよりも、充電電流ＩＢＡＴを約１／２程度に低減することができる。これにより、図４と比較して、バッテリ電圧ＶＢＡＴが低い領域における第１トランジスタＱ１における電力消費を抑制できる。 As shown in FIG. 3, when the battery voltage V BAT is equal to or less than the threshold voltage V TH, rather than when the battery voltage V BAT is greater than the threshold voltage V TH, to reduce the charge current I BAT to approximately 1/2 be able to. Thereby, compared with FIG. 4, the power consumption in the first transistor Q1 in the region where the battery voltage VBAT is low can be suppressed.

なお、本実施の形態では定電流回路２０２を、トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３と、シャントレギュレータ２０１とを含む回路構成としたが、本発明はこれに限られるものではない。定電流回路としては既に各種の回路構成が公知であるから、これら公知の定電流回路を定電流回路２０２に適用することで電圧Ｖ１から定電流を生成すればよい。   In the present embodiment, the constant current circuit 202 has a circuit configuration including the transistor Q1, the resistors R10, R11, R12, and R13, and the shunt regulator 201. However, the present invention is not limited to this. Since various circuit configurations are already known as the constant current circuit, by applying these known constant current circuits to the constant current circuit 202, a constant current may be generated from the voltage V1.

本発明の実施の形態の変形例として、充電回路１３から可変抵抗回路２０３が取り除かれ、第２抵抗Ｒ１５が第１抵抗Ｒ１２に常時並列接続され、第１トランジスタＱ１のベースに接続する抵抗Ｒ１１を可変抵抗部として変更してもよく、これにより実施の形態と同様の効果が得られる。可変抵抗部は、図２の抵抗Ｒ１１に選択的に抵抗を接続させるものとしてもよく、この抵抗の選択的な並列接続は可変抵抗回路２０３と同様の仕組みにより行っても良い。なお、信頼性などの面では、ベースに接続する抵抗値を一定にすることのできる図２の電流生成回路２０のほうが優れている。   As a modification of the embodiment of the present invention, the variable resistor circuit 203 is removed from the charging circuit 13, the second resistor R15 is always connected in parallel to the first resistor R12, and the resistor R11 connected to the base of the first transistor Q1 is added. It may be changed as a variable resistance portion, and thereby the same effect as in the embodiment can be obtained. The variable resistance unit may be one in which a resistor is selectively connected to the resistor R 11 in FIG. 2, and the selective parallel connection of the resistors may be performed by a mechanism similar to that of the variable resistor circuit 203. In terms of reliability and the like, the current generation circuit 20 of FIG. 2 that can make the resistance value connected to the base constant is superior.

本実施の形態では、閾電圧ＶＴＨを３．５Ｖに設定したが、本発明はこれに限られない。３．５Ｖより高くとも良く、３．５Ｖより低くともよい。ここで、閾電圧ＶＴＨは、バッテリ６０の充電量を基準として設定してもよい。つまり、バッテリ６０の充電量が「０％以上かつ満充電未満の予め定めた所定充電量」となったときに、バッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨに一致するように定めても良い。例えば、この所定充電量は、バッテリ６０の満充電の０％以上かつ５０％未満の範囲内のいずれかの量に定めても良く、具体的には、１０％、２０％、３０％、４０％、あるいは５０％に定めても良い。例えば図３において満充電時のバッテリ電圧ＶＢＡＴを９Ｖとする。この場合、バッテリ電圧ＶＢＡＴが９Ｖのときを充電量１００％とすると、単純計算ではバッテリ電圧ＶＢＡＴが３．５Ｖのときの充電量は約３９％である。つまり、約３９％の充電量でバッテリ電圧ＶＢＡＴが閾電圧ＶＴＨである３．５Ｖに達し、充電電流ＩＢＡＴを切り替えるという動作が実現している。ここで述べたバッテリ６０の充電量の算出方式は便宜上例示したものであり本発明を限定するものではない。バッテリ電圧ＶＢＡＴとバッテリ６０の充電量との間の相関があるので、充電量が何十％のときに充電電流ＩＢＡＴを切り替えるかを任意に定めればよい。ただし、本実施の形態は、バッテリ６０が空あるいは空に近いときの充電電流ＩＢＡＴを抑制して充電時の回路発熱を抑制することを念頭においている。よって、少なくとも空あるいは空に近いある程度低いバッテリ電圧ＶＢＡＴのときには、充電電流ＩＢＡＴが低い値に切り替えられていることが好ましい。 In the present embodiment, the threshold voltage V TH is set to 3.5 V, but the present invention is not limited to this. It may be higher than 3.5V or lower than 3.5V. Here, the threshold voltage V TH may be set based on the charge amount of the battery 60. That is, the battery voltage V BAT may be determined to match the threshold voltage V TH when the charge amount of the battery 60 reaches “a predetermined charge amount that is 0% or more and less than full charge”. For example, the predetermined charge amount may be set to any amount within the range of 0% or more and less than 50% of the full charge of the battery 60, specifically, 10%, 20%, 30%, 40 % Or 50%. For example, in FIG. 3, the battery voltage V BAT at full charge is set to 9V. In this case, assuming that the charge amount is 100% when the battery voltage V BAT is 9V, the charge amount when the battery voltage V BAT is 3.5V is approximately 39% in a simple calculation. That is, an operation is realized in which the battery voltage V BAT reaches 3.5 V, which is the threshold voltage V TH , with the charge amount of about 39%, and the charging current I BAT is switched. The calculation method of the charge amount of the battery 60 described here is illustrated for convenience and does not limit the present invention. Since there is a correlation between the battery voltage V BAT and the charge amount of the battery 60, it may be arbitrarily determined whether the charge current I BAT is switched when the charge amount is several tens of percent. However, the present embodiment is intended to suppress the circuit heat generation during charging by suppressing the charging current I BAT when the battery 60 is empty or nearly empty. Therefore, it is preferable that the charging current I BAT is switched to a low value at least when the battery voltage V BAT is at least empty or close to empty.

なお、上述した実施の形態にかかる充電回路１３は、フライバックコンバータ回路１４を備えている。しかしながら本発明はこれに限られるものではない。電流生成回路２０に電圧Ｖ１を生成できる電圧生成回路を用いればよく、具体的にはフライバックコンバータ以外のコンバータ回路を適用してもよい。   The charging circuit 13 according to the above-described embodiment includes a flyback converter circuit 14. However, the present invention is not limited to this. A voltage generation circuit capable of generating the voltage V1 may be used for the current generation circuit 20, and specifically, a converter circuit other than a flyback converter may be applied.

１ 商用交流電源、２ 点検スイッチ、３ 照明装置、６ 常用点灯装置、８ ランプ、１０ 非常灯点灯装置、１２ 全波整流回路、１３ 充電回路、１４ フライバックコンバータ回路、１６ 制御電源回路、１８ 制御回路、２０ 電流生成回路、２２ 電圧変換回路、２４ リレー、５２ 定電圧制御部、６０ バッテリ、２０１ シャントレギュレータ、２０２ 定電流回路、２０３ 可変抵抗回路、Ｃ３ 出力平滑コンデンサ、Ｄ１、Ｄ４ ダイオード、５０ 制御ＩＣ、ＰＣ１１ フォトトランジスタ、ＰＣ１２ フォトダイオード、Ｑ１、Ｑ２ トランジスタ、Ｑ３ ＭＯＳＦＥＴ、Ｔ１ 一次巻線、Ｔ２ 二次巻線、Ｔ３ 補助巻線、ＴＲ トランス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial AC power supply, 2 Inspection switch, 3 Illumination device, 6 Regular lighting device, 8 lamp, 10 Emergency light lighting device, 12 Full wave rectifier circuit, 13 Charging circuit, 14 Flyback converter circuit, 16 Control power supply circuit, 18 Control Circuit, 20 current generation circuit, 22 voltage conversion circuit, 24 relay, 52 constant voltage control unit, 60 battery, 201 shunt regulator, 202 constant current circuit, 203 variable resistance circuit, C3 output smoothing capacitor, D1, D4 diode, 50 control IC, PC11 phototransistor, PC12 photodiode, Q1, Q2 transistor, Q3 MOSFET, T1 primary winding, T2 secondary winding, T3 auxiliary winding, TR transformer

Claims (2)

光源と、
バッテリと、
前記バッテリから前記光源を点灯させる電力を生成する非常灯点灯装置と、
を備え、
前記非常灯点灯装置は、
交流電力を整流して第一直流電力を生成する整流回路と、
前記第一直流電力から定電流を生成することで前記バッテリを充電する充電回路と、
を含み、
前記充電回路は、
リファレンス端子の電圧に応じた出力電圧を出力する電圧レギュレータと、前記電圧レギュレータの前記出力電圧に応じた出力電流を出力する半導体能動素子と、を含み、前記出力電流に応じた電圧を前記リファレンス端子に入力するように構築された定電流回路と、
前記バッテリの電圧が予め定めた閾電圧以下であるときには前記定電流回路が第一定電流を出力し、前記バッテリの電圧が前記閾電圧を上回った場合には前記定電流回路が前記第一定電流よりも大きい第二定電流を出力するように、前記出力電流に応じた前記電圧を調節する可変抵抗回路と、
を含む照明装置。 A light source;
Battery,
An emergency light lighting device for generating electric power for lighting the light source from the battery;
With
The emergency light lighting device is:
A rectifier circuit that rectifies AC power to generate first DC power;
A charging circuit for charging the battery by generating a constant current from the first DC power;
Including
The charging circuit is
A voltage regulator that outputs an output voltage according to a voltage of a reference terminal; and a semiconductor active element that outputs an output current according to the output voltage of the voltage regulator, and a voltage according to the output current is included in the reference terminal A constant current circuit constructed to input to
When the voltage of the battery is below a predetermined threshold voltage and outputs a first constant current the constant current circuit, the constant current circuit is the second constant when the voltage of said battery exceeds said threshold voltage A variable resistance circuit that adjusts the voltage according to the output current so as to output a second constant current larger than the current;
Including lighting device. 前記半導体能動素子は、バイポーラトランジスタである請求項１に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the semiconductor active element is a bipolar transistor.
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JP2002345167A (en) * 2001-05-16 2002-11-29 Matsushita Electric Works Ltd Emergency lighting device
JP2003169424A (en) * 2001-11-29 2003-06-13 Teruhito Irifune Secondary battery charging method and charging device
US6943529B2 (en) * 2001-12-16 2005-09-13 Zinc Matrix Power, Inc. Battery charging system
JP5020530B2 (en) * 2006-04-14 2012-09-05 パナソニック株式会社 Charging method, battery pack and charger thereof
JP5297119B2 (en) * 2008-08-26 2013-09-25 パナソニック株式会社 Lighting lighting device, lighting device, and lighting fixture
JP2010166695A (en) * 2009-01-15 2010-07-29 Mitsubishi Electric Corp Charging circuit and lighting fixture
JP2011009070A (en) * 2009-06-25 2011-01-13 Phoenix Electric Co Ltd Multifunctional lamp
JP5376012B2 (en) * 2012-05-22 2013-12-25 三菱電機株式会社 Lighting equipment

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