JP2015022879A

JP2015022879A - 点灯装置

Info

Publication number: JP2015022879A
Application number: JP2013149642A
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、周囲温度が所定温度以下の第１温度領域では周囲温度が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が大きくなるように電気的特性が変化し、周囲温度が所定温度よりも高い第２温度領域では周囲温度に関わらずＬＥＤ７１に流れる電流が一定、又は周囲温度が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が小さくな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。
【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、周囲温度が所定温度以下の第１温度領域では前記周囲温度が高くなるに従って前記発光素子に流れる電流が大きくなるように電気的特性が変化し、前記周囲温度が前記所定温度よりも高い第２温度領域では前記周囲温度に関わらず前記発光素子に流れる電流が一定、又は前記周囲温度が高くなるに従って前記発光素子に流れる電流が小さくな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。

周囲温度が第１温度領域にある場合には、周囲温度が高くなるに従って発光素子に流れる電流が大きくなるので、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ができるという効果がある。

本実施形態の点灯装置の一例を示す概略回路図である。同上における周囲温度とＬＥＤに流れる電流との関係を示すグラフである。

以下に、点灯装置の実施形態について図１及び図２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するために用いられ、以下の説明では非常灯を例に説明する。

図１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、感温素子８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ＬＥＤ（発光ダイオード）７１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り商用電源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に供給して発光部７を点灯させる。

限流素子５は、例えば負の温度係数を有し、周囲温度が高くなるに従って抵抗値が小さくなるＮＴＣサーミスタからなり、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。

感温素子８は、例えば正の温度係数を有し、周囲温度が高くなるに従って抵抗値が大きくなるＰＴＣサーミスタからなり、トランジスタ６のベースと停電検出回路２の間に接続され、トランジスタ６に流れる電流（コレクタ電流）の大きさを決定する。

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（異常時）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ベース電流が流れることでオンになり、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。

図２は、点灯装置Ａにおける周囲温度Ｔ１とＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１との関係を示すグラフである。ここに、素子が破壊されないＬＥＤ７１のジャンクション温度からＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１の最大値Ｉ１１が求められ、この最大値Ｉ１１とＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１の変化を示す実線ｂとの交点Ｂが第１温度領域ａ１と第２温度領域ａ２の分岐点となる。そして、このときの周囲温度Ｔ１が所定温度Ｔ１１となる。

周囲温度Ｔ１が所定温度Ｔ１１以下の第１温度領域ａ１では、周囲温度Ｔ１が高くなるに従って限流素子５の抵抗値が小さくなり、それに伴ってＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１は大きくなる（図２中の実線ｂ参照）。その結果、ＬＥＤ７１が高温時に光束が低下する特性を有しているものの、ＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１が大きくなることから、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限流素子５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。

周囲温度Ｔ１が所定温度Ｔ１１よりも高い第２温度領域ａ２では、周囲温度Ｔ１が高くなるに従って感温素子８の抵抗値が大きくなり、それに伴ってトランジスタ６のベース電流は小さくなる。ここに、トランジスタ６のベース電流をＩｂ、コレクタ電流をＩｃ、電流増幅率をｈｆｅとすると、コレクタ電流Ｉｃは、Ｉｃ＝Ｉｂ×ｈｆｅで表される。そのため、トランジスタ６のベース電流Ｉｂが小さくなると、それに伴ってコレクタ電流Ｉｃも小さくなる。

つまり、図２中の実線ｃに示すように、周囲温度Ｔ１が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１も小さくなるため、素子の発熱量を低く抑えることができる。その結果、ＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１をＩ１１以下に制限でき、周囲温度Ｔ１が高くなった場合でもＬＥＤ７１のジャンクション温度（接合部温度）を素子の限界温度（素子が破壊する温度）以下にすることができる。ここに本実施形態では、限流素子５及び感温素子８により電流調整部が構成されている。

ところで、周囲温度Ｔ１が所定温度Ｔ１１よりも高い第２温度領域ａ２においても限流素子５の抵抗値は減少し続けているが、図２中の実線ｃに示すように、ＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１が小さくなるように限流素子５及び感温素子８の特性が設定されている。

上述のように、周囲温度Ｔ１が第１温度領域ａ１にある場合には、周囲温度Ｔ１が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流が大きくなる。そのため、火災などによって商用電源１が停電し且つ周囲温度Ｔ１が高くなった場合でも、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。

なお本実施形態では、周囲温度Ｔ１が第２温度領域ａ２にある場合には、図２中の実線ｃに示すように、周囲温度Ｔ１が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１が小さくなるようにしたが、図２中の実線ｄに示すように、周囲温度Ｔ１に関わらず一定値Ｉ１１としてもよい。この場合も同様に、ＬＥＤ７１のジャンクション温度を素子の限界温度以下にすることができる。

また、上述の点灯装置Ａは一例であって、図１で説明した回路に限定されるものではなく、図２に示すような温度特性を有す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、限流素子５としてＮＴＣサーミスタを用い、感温素子８としてＰＴＣサーミスタを用いたが、サーミスタ単体ではなく、サーミスタと固定抵抗を組み合わせたり、複数種類のサーミスタを組み合わせてもよく、本実施形態に限定されない。

また本実施形態では、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。さらに本実施形態では、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、周囲温度に応じてＬＥＤ７１に流れる電流を調整できるものであれば他のものでもよい。

点灯装置Ａは、充電回路３と、点灯回路（停電検出回路２及びトランジスタ６）と、電流調整部（限流素子５及び感温素子８）とを備える。充電回路３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。前記点灯回路は、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。前記電流調整部は、周囲温度Ｔ１が所定温度Ｔ１１以下の第１温度領域ａ１では周囲温度Ｔ１が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１が大きくなるように電気的特性が変化する。また、前記電流調整部は、周囲温度Ｔ１が所定温度Ｔ１１よりも高い第２温度領域ａ２では周囲温度Ｔ１に関わらずＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１が一定、又は周囲温度Ｔ１が高くなるに従ってＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ１が小さくなるように電気的特性が変化する。

１商用電源（外部電源）
３充電回路
４蓄電池（非常用電源）
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、
周囲温度が所定温度以下の第１温度領域では前記周囲温度が高くなるに従って前記発光素子に流れる電流が大きくなるように電気的特性が変化し、前記周囲温度が前記所定温度よりも高い第２温度領域では前記周囲温度に関わらず前記発光素子に流れる電流が一定、又は前記周囲温度が高くなるに従って前記発光素子に流れる電流が小さくな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。