JP2003229285A - 照明装置 - Google Patents
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- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Abstract
った照明装置を提供する。 【解決手段】商用電源1と、充電可能な電池2と、ラン
プ3と、商用電源1をON/OFFする切替接点4と、
ランプ3をON/OFFする点灯スイッチ5と、商用電
源1または電池2を電源としてランプを点灯させる点灯
回路6と、電池2の充電または放電を行なう充放電回路
7と、前記点灯スイッチ5のON/OFFを検知して前
記切替接点4と充放電回路7を制御する制御部8とを備
え、電力需要のピーク時間帯は電池2をランプ点灯の電
源として使用し、前記ピーク時間帯以外は商用電源1を
ランプ点灯の電源として使用する照明装置において、電
池2の充電はランプ3の消灯中に行なう。
Description
詳しくは、商用電源と充電式電池のいずれかを用いてラ
ンプを点灯させる負荷平準化を行うための照明装置に適
用することができ、特に、ランプの点灯消灯と充電との
効率的な運用を図った照明装置に関するものである。
化を行うための照明装置としては、例えば特開平11−
219793号公報で報告されたものが挙げられる。以
下に、この従来の照明装置について、図面を参照して説
明する。図10は特開平11−219793号公報で報
告された従来の照明装置の構成を示すブロック図、図1
1は図10に示す照明装置における動作タイムチャート
である。図10において、照明装置100は、切替器1
01と、充電できる電池とその充放電回路からなる蓄電
電源102と、点灯スイッチ103と、ランプを点灯す
るインバータ回路104と、このインバータ回路104
で点灯制御される例えば直管40Wの蛍光ランプからな
るランプ105などから構成されている。
した入力端子101a及び3つの出力端子101b、1
01c、101dを有している。出力端子101bは、
商用電源111と点灯スイッチ103を接続し、出力端
子101cは、商用電源111と蓄電電源102を接続
し、出力端子101dは、蓄電電源102と点灯スイッ
チ103を接続する。
103を接続し、この点灯スイッチ103を介して直流
の放電電圧を出力する。この蓄電電源102は、例えば
4個のリチウムイオン2次電池を複数直列に接続したも
のであり、放電初期に略DC24Vの放電電圧を出力す
るようになっている。
01の出力端子101bと蓄電電源102とを接続し、
出力側にインバータ回路104を接続している。インバ
ータ回路104は、入力側に点灯スイッチ103を接続
し、出力側にランプ105を接続している。このインバ
ータ回路104は、略DC20V以上の直流電圧を入力
し、制御装置106からの調光信号に応じてランプ10
5の出力制御を行う。
置106からの充電開始信号T3が入力されると、出力
端子101bを出力端子101cに切り替える。この
時、切替器101の出力端子101bは、商用電源11
1との接続を開放し、切替器101の出力端子101c
は、商用電源111と蓄電電源102を接続して蓄電電
源102の充電を開始する。
圧が例えばDC24Vになり、充電終了信号D1が入力
されると、制御装置106は出力端子101cを出力端
子101bに切り替える。この時、切替器101の出力
端子101cは、商用電源111と蓄電電源102の接
続を開放して充電を終了し、切替器101の出力端子1
01bは、商用電源111と点灯スイッチ103を接続
する。
と点灯スイッチ103が接続された状態で点灯スイッチ
103がオンされると、インバータ回路104は、商用
電源111から供給される商用電力によってランプ10
5をAC点灯する。
る午後1時になり、ピーク開始信号T1が入力される
と、切替器101は、出力端子101bを出力端子10
1dに切り替える。切替器101の出力端子101b
は、商用電源111と点灯スイッチ103の接続を開放
してランプ105におけるAC点灯を終了し、切替器1
01の出力端子101dは、蓄電電源102とON状態
の点灯スイッチ103を接続する。これにより、インバ
ータ回路104は、蓄電電源102から供給される放電
電圧によってランプ105をDC点灯する。
了時間である午後4時になり、制御装置106からピー
ク終了信号T2が入力された後、蓄電電源102の電圧
レベルが下がり放電停止電圧レベルに達すると、DC点
灯終了信号D2が入力され、切替器101は、出力端子
101dを出力端子101bに切り替える。
電源102と点灯スイッチ103の接続を開放してDC
点灯を終了し、切替器101の出力端子101bは、商
用電源111と点灯スイッチ103を接続して、AC点
灯動作に入る。そして、午後8時になると、点灯スイッ
チ103がオフされて、AC点灯動作が終了する。
たような特開平11−219793号公報で提案された
従来の照明装置では、蓄電電源102の充電をあらかじ
め定めた充電時間帯に行なっているが、充電中は点灯ス
イッチ103の入力は商用電源111と接続されず、こ
の間に点灯スイッチ103がONされてもランプ105
は点灯しないという課題があった。
灯と充電を重複させた場合の、電池温度上昇による効率
低下や電池劣化、また点灯電流と充電電流の加算による
配線容量超過や電力ピークの発生などの問題について
は、全く考慮されていなかった。
消するためになされたもので、充電時間帯にもランプを
点灯させたいという要求に応えることができるととも
に、さらにランプの点灯消灯と充電との効率的な運用を
図ることができる照明装置を提供することを目的とす
る。
充電可能な電池と、ランプと、商用電源をON/OFF
する切替接点と、ランプをON/OFFする点灯スイッ
チと、商用電源または電池を電源としてランプを点灯さ
せる点灯回路と、電池の充電または放電を行なう充放電
回路と、前記点灯スイッチのON/OFFを検知して前
記切替接点と充放電回路を制御する制御部とを備え、電
力需要のピーク時間帯は電池をランプ点灯の電源として
使用し、前記ピーク時間帯以外は商用電源をランプ点灯
の電源として使用し、電池の充電は前記ピーク時間帯以
外の時間帯に行なう照明装置において、電池の充電を、
ランプ消灯中に行なうものである。
を、ランプ消灯後の所定時間経過後に開始するものであ
る。
を、商用電源による点灯時の最大入力電流以下の充電電
流で充電するものである。
を、ピーク時間帯での前記電池による点灯に十分な充電
が確保できない場合に、前記ランプの状態に関係なく充
電するものである。
電流の和が設定値内になるように、充電電流と点灯する
明るさの少なくともどちらか一方を調整するものであ
る。
制御に電池温度検出方式、電池電圧検出方式及びタイマ
ー充電方式のうち、何れかの方式を採用しているとき
に、前記電池の充電中に前記ランプが点灯された場合に
は、電池温度検出方式または電池電圧検出方式を無効と
するものである。
図面を参照して説明する。 実施の形態1.図1は本発明に係る実施の形態1におけ
る照明装置の構成を示すブロック図である。図1におい
て、1は商用電源、2は電池、3はランプであり、ラン
プ3は、商用電源1または電池2を電源として点灯す
る。4は商用電源1をON/OFFする切替接点、5は
点灯スイッチ、6はランプ3を点灯させる点灯回路、7
は電池2の充電または放電を行う充放電回路、8は点灯
スイッチ5のON/OFFを検知して切替接点4と充放
電回路7を制御する制御部である。
ック図である。図2において、81は点灯スイッチ5の
ON/OFFを検知する点灯スイッチ検知部、82は充
放電回路7による電池2の充電と放電を制御する充放電
制御部、83は切替接点4による商用電源1のON/O
FFを制御する切替制御部、84は電力需要ピーク時間
帯などの時間帯を設定する時間帯設定部である。
イムチャートである。図3において、13時〜16時が
一日の電力需要のピーク時間帯となっている。制御部8
は、時間帯設定部84により、一日24時間を電力需要
のピーク時間帯(図3では13時から16時)と、それ
以外の時間帯(図3では0時から13時および16時か
ら24時)の2つの時間帯に分ける。
イッチ検知部81により得られる点灯スイッチ5の状態
がONであるときには、切替制御部83は、切替接点4
をOFF操作して商用電源1を遮断する。また、充放電
制御部82は、充放電回路7を放電状態に切替え、電池
2を放電させながら点灯回路6を介してランプ3を点灯
させる。
がOFFされて、ランプ3が消灯状態となった場合に
は、電池2への充電は行わない。即ち、切替制御部83
は、切替接点4によるOFF操作を継続し、充放電制御
部82は、充放電回路7をOFF状態とする。従って、
商用電源1に負荷はかかっておらず、電池2も充電でも
放電でもない状態であり、器具としては何も機能してい
ない休止時間となっている。
スイッチ5の状態がONであるときには、切替制御部8
3は、切替接点4をON操作して、商用電源1によりラ
ンプ3を点灯させる。このときは、充放電制御部82
は、充放電回路7をOFF状態として、電池2への充電
は行わない。しかし、その時間帯に点灯スイッチ5がO
FFされて、ランプ3が消灯状態となった場合には、充
放電制御部82は、充放電回路7を充電状態に切替え、
商用電源1より充放電回路7を介して電池2に充電する
ように制御する。
イッチ5の状態を点灯スイッチ検知部81により検知
し、この点灯スイッチ5の検知結果を基に、充放電制御
部82により充放電回路7を制御するとともに、切替制
御部83により切替接点4をそれぞれ制御するように構
成したため、充電状態にかかわらずランプ3を点灯する
ことができる。また、電力需要のピーク時間帯には充電
させないようにできるため、確実にピーク時間帯の電力
を低減することができる。しかも、充電と点灯を重複さ
せないようにできるため、配線容量超過や電力需要にピ
ークを発生させることがないようにできる。
行うため、常に比較的低い温度条件で充電されるため、
充電効率が向上しロスを低減することができる。また、
温度をモニターしながら満充電を判断する充電方式(Δ
T検出方式)を用いた場合でも、充電制御の誤動作を防
止することができる。
示すように、ランプ3の消灯時には常に充電状態とする
態様の場合について説明したが、本実施の形態では、ラ
ンプ3の消灯後、所定の時間経過後に充電を開始するよ
うに構成するものである。所定の時間とは、例えば1〜
2時間程度とする。本実施の形態における装置構成は、
実施の形態1の図1、2と同様であるので、図1、2を
参照して説明する。図4は本発明に係る実施の形態2の
照明装置における動作タイムチャートである。図4は、
18時〜20時の2時間を放電終了後の充電禁止時間帯
として運転した例である。
る消灯に伴い、切替制御部83は、切替接点4をOFF
操作させ、充放電制御部82は、充放電回路7をOFF
状態とする。時間帯設定部84は、この時点からの経過
時間を積算し、点灯スイッチ5がOFF状態を継続し、
消灯後2時間経過して20時になると、切替制御部83
は、切替接点4をON操作し、充放電制御部82は、充
放電回路7を充電状態に切替えて、電池2の充電を開始
する。
のときに充電効率が良く、周囲温度の上昇につれて充電
効率は低下していく傾向があるが、ランプ3消灯直後は
ランプ3の発熱により器具内の温度は高くなり、電池2
の周囲温度も高くなる。このため、温度上昇に伴い充電
効率が低下することを考慮すると、ランプ3消灯後は、
所定の時間が経過した後に、器具内および電池2周囲温
度が低下してから、充電を開始する方が良い。
3が消灯してから所定時間、充電を待機させるように構
成したため、その間に器具内の温度を低下させて、これ
に伴い電池2の周囲温度も低下させることができる。こ
れにより、ランプ3消灯直後に充電を開始するのに比べ
て、温度をモニターする充電制御の誤動作防止や充電効
率向上の効果が大きい。
用電源1からの電力供給で行われる2つの動作、即ちラ
ンプ3の点灯と電池2の充電について、電池2の充電を
ランプ3消灯中に行うように構成し、それぞれの動作が
重複しないように構成する場合について説明した。本実
施の形態では、更にこれらの動作時の商用電源1からの
入力電流について、充電時の大きさを商用電源1による
ランプ点灯時の最大入力電流以下として構成するもので
ある。なお、本実施の形態における装置構成は、実施の
形態1の図1、2と同様であるので、図1、2を参照し
て説明する。
照明器具は、40Wクラスの蛍光ランプを2本装着し、
入力電力約100W、入力電圧200V、入力電流約
0.5Aが標準的である。即ち、器具1台当たりの商用
電源1からの入力電流は、約0.5Aとして扱われる。
また、電源の配線工事は1分岐当たり最大16A程度で
計画され、上記器具の場合は、16A÷0.5A=32
台となり、1分岐当たりの照明器具の接続数を最大32
台として配線計画される。
大電流ならば短時間に充電が終わるのは言うまでもない
が、一般の照明器具としての動作である入力電流約0.
5A以内に納めることで、従来、照明器具と同様の配線
計画で良いことになる。この場合の必要な充電時間は、
次のようになる。
時間とし、電力需要のピーク時間帯を13時〜16時と
し、充放電回路7および電池2の効率を80%とし、充
電時入力電圧を200Vとし、入力電流を0.5Aとす
ると、放電点灯時負荷電力量は、100W×3時間=3
00Whとなり、充電時必要入力電力量は、300Wh
÷80%=375Whとなり、必要充電時間は、375
Wh÷200V÷0.5A=3.75hとなる。これは
電力ボトムの時間帯である、深夜1時から5時に相当す
る時間帯となる。
源1からの入力電流について、充電時の大きさを、商用
電源1によるランプ3点灯時の最大入力電流以下として
充電するように構成したため、一般の照明器具の配線容
量で設置することができる。また、配線計画を容易に
し、特に既設の器具を交換して設置する場合にも配線変
更の必要をなくすことができる。
用電源1からの電力供給で行われる2つの動作、即ちラ
ンプ3の点灯と電池2の充電について、電池2の充電を
ランプ3消灯中に行うように構成し、それぞれの動作が
重複しないように構成する場合について説明した。本実
施の形態では、更に電池2に充電すべき時間帯内にラン
プ3が消灯されなかった場合の充電方法について説明す
る。本実施の形態における装置構成は、実施の形態1の
図1、2と同様であるので、図1、2を参照して説明す
る。
置における動作タイムチャートである。図5は、24時
間ランプが消灯されなかった場合を示している。実施の
形態3で述べたように、充電電流を一定とすると、最低
必要な充電時間Tminを設定することができる。時間設
定部84は、電力需要のピーク時間帯を終了した時点
で、翌日のピーク時間帯開始時刻までの残り時間Tをカ
ウントする。電力需要のピーク時間帯を終了した時刻T
2では、T=21時間である。わずかでも充電時間がと
れた場合には、その分だけ充電時間Tminを減じておく
こととする。
灯スイッチ5がONのままで、ランプ3が全く消灯され
ない場合に、T=Tminになったときには、強制的にTm
inの時間、充電するように制御する。また、強制的に充
電を開始するタイミングは、ある決まった時刻、例えば
図5のT3(1時)に、設定しておいても良い。また、
強制的に充電するモードでは、通常の充電に比べて充電
電流を大きく設定することにより、必要な充電時間Tmi
nを短くしても良い。
3の点灯状態には関係なく、電力需要のピーク時間帯に
おいて、電池2を電源としてランプ3を点灯させるだけ
の電気量で充電させることができる。このため、確実に
電力需要のピーク時間帯の商用電源1からの電源を確実
に低減することができる。
源1によりランプ3の点灯と電池2の充電を同時に行う
方法を説明したが、本実施の形態ではその際に、充電電
流と点灯電流の和が設定値以内になるように、充電電流
と点灯電流の両方または少なくとも一方を制御するよう
に構成するものである。
置における構成を示すブロック図である。図6におい
て、図1と同一符号は同一又は相当部分を示し、図1と
異なるのは、点灯回路6が明るさを変化できる点(調
光)と、制御部8からの調光信号を基に明るさを制御す
ることができる点である。また、図7は図6に示す照明
装置における動作タイムチャートである。図7は、充電
電流に合わせて、点灯電流を調整した例である。
での間に、点灯スイッチ5がT5からT6までの時間O
Nされ、この間はランプ3が点灯して、充電と点灯が重
複している(図7の(1)〜(4))。充電を定電流定
電圧(CC/CV)方式としたため、充電の始めの方で
は、一定の比較的大電流で充電し、満充電付近になると
一定電圧で小電流に移行している(図7の(5)〜
(6))。
源1からの電流が点灯回路6に流れ、ランプ3が点灯す
る。この時、予め設定した入力電流の上限と、既に電流
を使用している充電電流の差に相当する分を点灯電流に
与える。充電電流が減少すると、それを補う形で点灯電
流を増加させることが可能である(図7の(7)〜
(8))。
めた入力電流上限レベルを上回ることなく、ランプ3の
点灯と電池2の充電を両立させることができるため、配
線容量の超過がなく、また電力需要に新たなピークを発
生させることもないようにできる。また、調光しながら
充電するため、ランプ3の発熱による電池2の温度上昇
を少なくできるため、充電効率を向上させることがで
き、電池2劣化を抑制することができる。以上の例で
は、充電電流に合わせて、点灯する明るさを調整する場
合を説明したが、充電電流を絞って明るさ(点灯電流)
とのバランスを調整しても良い。
源供給路上に置かれた点灯スイッチ5で点灯操作し、開
閉したが、図8、9に示すように、制御部8へ点灯操作
信号を指示する点灯スイッチ11と制御部8により、O
N/OFFされる点灯接点10とで構成してもよい。点
灯スイッチ11の開閉状態は、点灯スイッチ検知部81
で検出され、切替制御部83によって、各照明装置9
a、9bの点灯接点10が開閉される。こうすることで
複数の器具を一度に点灯操作ができる。
2の充電制御に電池温度検出方式、電池電圧検出方式及
びタイマー充電方式のうち、何れかの方式を採用してい
るときに、電池2の充電中にランプが点灯された場合に
は、電池温度検出方式または電池電圧検出方式を無効と
するように構成してもよい。これにより、点灯と充電を
重複した場合にも、充電制御に誤動作が生じることを防
止することができる。
な電池と、ランプと、商用電源をON/OFFする切替
接点と、ランプをON/OFFする点灯スイッチと、商
用電源または電池を電源としてランプを点灯させる点灯
回路と、電池の充電または放電を行なう充放電回路と、
前記点灯スイッチのON/OFFを検知して前記切替接
点と充放電回路を制御する制御部とを備え、電力需要の
ピーク時間帯は電池をランプ点灯の電源として使用し、
前記ピーク時間帯以外は商用電源をランプ点灯の電源と
して使用する照明装置において、電池の充電を、電力需
要ピーク時間帯以外で、かつランプ消灯中に行なうよう
に構成することにより、確実にピーク時間帯の電力を低
減することができると同時に、充電状態にかかわらずラ
ンプの点灯を可能としながらも、充電と点灯を重複させ
ないようにできる。このため、配線容量超過や電力需要
にピークを発生させることがなく、また、ランプ発熱の
影響を受けないようにできるので、充電効率が良く、ま
た充電制御の誤動作を防止することができる。
時間経過後に開始させるように構成することにより、消
灯後に電池周囲温度を低下させることができるので、充
電効率を良くし、また充電制御の誤動作を防止すること
ができる。
時の最大入力電流以下の充電電流で充電するように構成
することにより、配線計画を容易にし、特に既設の器具
を交換して設置する場合にも配線変更の必要をなくすこ
とができる。
十分な充電を確保できない場合には、ランプの状態に関
係なく充電するように構成することにより、電力需要の
ピーク時間帯に確実に電池により点灯させることができ
る。
になるように、充電電流と点灯する明るさの少なくとも
どちらか一方を調整するように構成することにより、点
灯と充電を重複させた場合にも、配線容量の超過がな
く、また電力需要に新たなピークを発生させることがな
いようにできる。
式、電池電圧検出方式及びタイマー充電方式のうち、何
れかの方式を採用しているときに、電池の充電中にラン
プが点灯された場合には、電池温度検出方式または電池
電圧検出方式を無効とするように構成することにより、
点灯と充電を重複した場合にも、充電制御に誤動作が生
じることを防止することができる。
の構成を示すブロック図である。
ある。
ある。
の動作タイムチャートである。
の動作タイムチャートである。
の制御部の構成を示すブロック図である。
の動作タイムチャートである。
ロック図である。
ロック図である。
る。
である。
5 点灯スイッチ、6点灯回路、7 充放電回路、8
制御部。
Claims (6)
- 【請求項1】 商用電源と、充電可能な電池と、ランプ
と、商用電源をON/OFFする切替接点と、ランプを
ON/OFFする点灯スイッチと、商用電源または電池
を電源としてランプを点灯させる点灯回路と、電池の充
電または放電を行なう充放電回路と、前記点灯スイッチ
のON/OFFを検知して前記切替接点と充放電回路を
制御する制御部とを備え、電力需要のピーク時間帯は電
池をランプ点灯の電源として使用し、前記ピーク時間帯
以外は商用電源をランプ点灯の電源として使用し、電池
の充電は前記ピーク時間帯以外の時間帯に行なう照明装
置において、電池の充電は、ランプ消灯中に行なうこと
を特徴とする照明装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の照明装置において、前
記電池の充電は、ランプ消灯後の所定時間経過後に開始
することを特徴とする照明装置。 - 【請求項3】 請求項1乃至2に記載の照明装置におい
て、前記電池の充電は、商用電源による点灯時の最大入
力電流以下の充電電流で充電することを特徴とする照明
装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載の照明装置において、前
記電池の充電は、ピーク時間帯での前記電池による点灯
に十分な充電が確保できない場合に、前記ランプの状態
に関係なく充電することを特徴とする照明装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の照明装置において、充
電電流と点灯電流の和が設定値内になるように、充電電
流と点灯する明るさの少なくともどちらか一方を調整す
ることを特徴とする照明装置。 - 【請求項6】 請求項4乃至5に記載の照明装置におい
て、前記電池の充電制御に電池温度検出方式、電池電圧
検出方式及びタイマー充電方式のうち、何れかの方式を
採用しているときに、前記電池の充電中に前記ランプが
点灯された場合には、電池温度検出方式または電池電圧
検出方式を無効とすることを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007074724A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Nec Corporation | 電源回路及び照明システム |
JP2013104277A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Tachikawa Blind Mfg Co Ltd | ブラインド制御システム、電動ブラインド、バッテリー装置及びブラインド制御システムの改修方法 |
CN114007317A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-02-01 | 浙江科技学院 | 一种峰谷电储能灯及其控制方法 |
-
2002
- 2002-02-04 JP JP2002026481A patent/JP2003229285A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007074724A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Nec Corporation | 電源回路及び照明システム |
JP2013104277A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Tachikawa Blind Mfg Co Ltd | ブラインド制御システム、電動ブラインド、バッテリー装置及びブラインド制御システムの改修方法 |
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