JP2015022878A

JP2015022878A - 点灯装置

Info

Publication number: JP2015022878A
Application number: JP2013149641A
Authority: JP
Inventors: 山下　浩司; Koji Yamashita; 浩司山下
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2015-02-02

Abstract

【課題】外部電源の異常時において周囲温度が高温になった場合でも発光素子の照度を低下しにくくした点灯装置を提供する。
【解決手段】点灯装置Ａは、商用電源１が正常に供給される状態では商用電源１により蓄電池４を充電する充電回路３と、商用電源１の異常時に蓄電池４からの電源供給によりＬＥＤ７１を点灯させる点灯回路と、周囲温度が上昇するに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が減少するのを抑制するように電気的特性が変化する限流素子５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯装置に関するものである。

従来より、ハロゲンランプや蛍光ランプを光源とする非常用の照明装置が提供されているが、近年では代替光源としてＬＥＤを利用するものも提供されている（例えば特許文献１参照）。また、ＬＥＤを点灯させる点灯装置としては、部品点数の削減や制御回路の簡素化などからＩＰＤ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＤｅｖｉｃｅ）やＬＥＤ専用制御ＩＣ等を使用するのが一般的である。

特開２００７−１７３０６１号公報

ところで、上述のＩＰＤやＩＣ部品は、高温雰囲気中では部品に内蔵された温度保護機能によって動作が停止したり、誤動作を引き起こすこともあり、その結果、ＬＥＤの照度が所望の照度より低下する場合があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、外部電源の異常時において周囲温度が高温になった場合でも発光素子の照度を低下しにくくした点灯装置を提供することにある。

本発明の点灯装置は、外部電源が正常に供給される状態では前記外部電源により非常用電源を充電する充電回路と、前記外部電源の異常時に前記非常用電源からの電源供給により発光素子を点灯させる点灯回路と、周囲温度が上昇するに従って前記発光素子に流れる電流が減少するのを抑制するように電気的特性が変化する電流調整部とを備えていることを特徴とする。

外部電源の異常時において周囲温度が高温になった場合でも発光素子に流れる電流が減少するのを電流調整部により抑制することができ、これにより発光素子の照度を低下しにくくした点灯装置を提供することができるという効果がある。

（ａ）は本実施形態の点灯装置の一例を示す概略回路図、（ｂ）は同上の別の例を示す概略回路図である。

以下に、点灯装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。この点灯装置Ａは、例えば商用電源１の停電時において非常灯や誘導灯を点灯させる点灯装置として用いられ、以下の説明では非常灯を例に説明する。

図１（ａ）は本実施形態の点灯装置Ａの一例を示す概略回路図である。この点灯装置Ａは、停電検出回路２と、充電回路３と、蓄電池４（非常用電源）と、限流素子５と、トランジスタ６とを備え、商用電源１の停電時において蓄電池４からの電源供給により発光部７を点灯させる。

発光部７は、直列に接続された複数のＬＥＤ７１を有し、トランジスタ６のオン／オフに応じて点灯／消灯が切り替えられる。ここに本実施形態では、ＬＥＤ７１により発光素子が構成されているが、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を発光素子としてもよく、本実施形態に限定されない。

停電検出回路２は、商用電源１（外部電源）が正常に供給されているか否かを判別し、商用電源１が正常に供給されていると判断した場合にはトランジスタ６に対してオフ信号を出力する。また、停電検出回路２は、例えば停電などによって商用電源１が正常に供給されていないと判断した場合にはトランジスタ６に対してオン信号を出力する。

充電回路３は、商用電源１と蓄電池４の間に接続され、商用電源１が正常に供給されている間は商用電源１により蓄電池４を充電する。

蓄電池４は、例えばニッケル水素電池からなり、商用電源１が正常に供給されている間は充電回路３によって充電され、商用電源１が停電になると蓄積した直流電力を発光部７に供給する。

限流素子５は、蓄電池４、トランジスタ６及び発光部７とともに閉回路を形成し、発光部７に流れる電流の大きさを決定する。なお、限流素子５については後述する。

この点灯装置Ａでは、商用電源１が正常に供給されない停電時には、停電検出回路２が商用電源１の停電を検出し、トランジスタ６に対してオン信号を出力する。トランジスタ６は、上記オン信号によりオンになり、蓄電池４を電源として、蓄電池４→限流素子５→発光部７→トランジスタ６→蓄電池４の電流ループが形成され、限流素子５により設定される電流値に応じた照度で発光部７が点灯する。ここに本実施形態では、停電検出回路２及びトランジスタ６により点灯回路が構成されている。

ところで、火災などによって商用電源１が停電する場合もあることから、非常灯として使用する場合には常温時だけでなく、高温時においても所定の床面照度を満たす必要がある。しかしながら、ＬＥＤ７１単体の特性では、高温時の光束が常温時の光束よりも小さくなることから、そのままでは高温時において所定の床面照度を満たすことができない。

また、限流素子５として一般的な固定抵抗を使用した場合には、常温時の抵抗をＲ０、高温時の抵抗をＲ１、抵抗の温度係数をα、常温時と高温時の温度差をＴ１とすると、Ｒ１＝（１＋αＴ１）×Ｒ０となる。すなわち、限流素子５が固定抵抗の場合には、高温になるほど抵抗値が大きくなるため、ＬＥＤ７１に流れる電流は温度上昇とともに小さくなり、その結果、光束もさらに小さくなる。

そこで、本実施形態では、上記の問題を解決するために、限流素子５としてＮＴＣサーミスタを使用している。以下、具体的に説明する。

ＮＴＣサーミスタは、負の温度係数を有し、周囲温度が上昇するに従って抵抗が減少するサーミスタであり、これにより高温時においてＬＥＤ７１に流れる電流を大きくすることができる。その結果、ＬＥＤ７１が高温時において光束が低下する特性を有するものの、ＬＥＤ７１に流れる電流が大きくなることから、全体としてＬＥＤ７１の光束の低下を抑制することができる。特に、高温時において所定の床面照度が得られるようにＮＴＣサーミスタの温度係数を設定した場合には、停電時において十分な照度を確保することができる。

また、周囲温度がさらに高温になった場合には、ＮＴＣサーミスタの抵抗値はさらに減少するため、この場合には限流素子５としてＮＴＣサーミスタと固定抵抗の直列回路を使用するのが好ましい。そして上述のように、ＬＥＤ７１の温度特性を考慮しつつ、ＮＴＣサーミスタや固定抵抗を適宜選定することで、所望の温度特性カーブを得ることができる。ここに本実施形態では、限流素子５により電流調整部が構成されている。

上述のように、火災などによって商用電源１が停電し且つ周囲温度が高温になった場合でも、ＬＥＤ７１に流れる電流が減少するのを限流素子５により抑制することができ、これによりＬＥＤ７１の照度を低下しにくくした点灯装置Ａを提供することができる。また、本実施形態のように限流素子５を用いた場合には、従来の照明装置のようにＩＰＤやＩＣ部品を用いた場合に比べて、装置の信頼性が低下するのを抑えることができる。

図１（ｂ）は本実施形態の点灯装置Ａの別の例を示す概略回路図である。この点灯装置Ａは、停電検出回路２と、充電回路３と、蓄電池４（非常用電源）と、トランジスタ６と、ＮＴＣサーミスタ８とを備える。なお、ＮＴＣサーミスタ８以外の構成は図１（ａ）に示した点灯装置Ａと同様であるから、ここでは説明を省略する。

ＮＴＣサーミスタ８は、発光部７に対して直列に接続されたトランジスタ６のベースに接続され、周囲温度の変化に応じてベース電流の大きさを調整する。トランジスタ６のコレクタ電流Ｉｃは、ベース電流をＩｂ、電流増幅率をｈｆｅとすると、Ｉｃ＝Ｉｂ×ｈｆｅとなり、ベース電流Ｉｂによってその値が制御される。

例えば火災などによって周囲温度が高温になると、ＮＴＣサーミスタ８の抵抗が減少することから、トランジスタ６のベース電流Ｉｂが増加し、これによりコレクタ電流Ｉｃも増加する。その結果、発光部７のＬＥＤ７１に流れる電流も増加するため、温度上昇に伴うＬＥＤ７１の光束低下を補うことができる。特に、高温時において所定の床面照度が得られるようにＮＴＣサーミスタ８の温度係数を設定した場合には、停電時において十分な照度を確保することができる。

本例においても、周囲温度がさらに高温になった場合には、ＮＴＣサーミスタ８の抵抗値はさらに減少するため、この場合にはトランジスタ６のベースにＮＴＣサーミスタ８と固定抵抗の直列回路を接続するのが好ましい。上述のように、ＬＥＤ７１の温度特性を考慮しつつ、ＮＴＣサーミスタ８や固定抵抗を適宜選定することで、所望の温度特性カーブを得ることができる。ここに本実施形態では、ＮＴＣサーミスタ８により電流調整部が構成されている。

本例においても、火災によって商用電源１が停電し且つ周囲温度が高温になった場合でも、ＬＥＤ７１に流れる電流が減少するのをＮＴＣサーミスタ８により抑制することができ、これによりＬＥＤ７１の照度を低下しにくくした点灯装置Ａを提供することができる。また、本実施形態のようにＮＴＣサーミスタ８を用いた場合には、従来の照明装置のようにＩＰＤやＩＣ部品を用いた場合に比べて、装置の信頼性が低下するのを抑えることができる。

なお、本実施形態で説明した点灯装置Ａは一例であり、図１で説明した回路に限定されるものではなく、周囲温度が上昇するに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が減少するのを抑制できるものであればよい。また、本実施形態では、電流調整部の電気的特性として抵抗値を例に説明したが、周囲温度が上昇するに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が減少するのを抑制できるものであれば他のものでもよい。

さらに、本実施形態では、非常用電源として蓄電池４を例に説明したが、非常用電源は蓄電池４に限定されるものではなく、商用電源１の停電時において発光部７に直流電力を供給できるものであれば他のものでもよい。

点灯装置Ａは、商用電源１が正常に供給される状態では商用電源１により蓄電池４を充電する充電回路３と、商用電源１の異常時に蓄電池４からの電源供給によりＬＥＤ７１を点灯させる点灯回路（停電検出回路２及びトランジスタ６）と、周囲温度が上昇するに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が減少するのを抑制するように電気的特性が変化する限流素子５とを備える。

１商用電源（外部電源）
３充電回路
４蓄電池（非常用電源）
５限流素子（電流調整部）
７１ＬＥＤ（発光素子）
Ａ点灯装置

Claims

外部電源が正常に供給される状態では前記外部電源により非常用電源を充電する充電回路と、
前記外部電源の異常時に前記非常用電源からの電源供給により発光素子を点灯させる点灯回路と、
周囲温度が上昇するに従って前記発光素子に流れる電流が減少するのを抑制するように電気的特性が変化する電流調整部とを備えていることを特徴とする点灯装置。