JP2015213028A - Power supply device for illumination with power failure compensating function and illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、停電補償機能付き照明用電源装置及びそれを用いた停電補償機能付き照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination power supply device with a power failure compensation function and a lighting device with a power failure compensation function using the same.
特許文献1は、商用電源から給電される常用点灯回路と、バッテリと、バッテリを充電する充電手段と、バッテリの出力を用いて放電灯を点灯させる非常用点灯回路と、常用点灯回路と非常用点灯回路とを切り替えるリレーを備えた非常灯点灯装置を開示する。商用電源が正常であるときには常用点灯回路によって放電灯が点灯されるとともにバッテリ充電手段によってバッテリが充電され、商用電源の停電時にはバッテリを電源として非常用点灯回路によって放電灯が点灯される。
ところで、停電灯ユニットにおいては、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。光源にLEDが使用される場合、従来のように放電灯が使用される場合と比べて省電力での設計が可能となることから、バッテリ点灯の継続時間確保の容易性が期待されるものの、例えば、計画停電等の比較的長い停電に対応するために更に長い点灯継続時間が望まれる場合がある。ここで、停電灯ユニットに含まれるバックアップ電源のバッテリ容量を増大すれば、それに応じて長い点灯継続時間が確保される。しかし、バッテリ容量の増大は、バックアップ電源及びそれを含む停電灯ユニットの大型化及び高コスト化を招き、好ましくない。したがって、バッテリ容量を増大せずに停電時のバッテリ点灯における点灯継続期間が増加されることが望まれる。 By the way, in the blackout lamp unit, when the battery is switched on at the time of a power failure, it is necessary to keep the light source on for a time (for example, continuous 20 minutes, 30 minutes, 60 minutes, etc.) determined by the standard. . When an LED is used as the light source, it is possible to design with less power compared to the case where a discharge lamp is used as in the past, but it is expected that the duration of battery lighting will be easily secured. For example, a longer lighting duration may be desired to accommodate a relatively long power outage such as a planned power outage. Here, if the battery capacity of the backup power source included in the blackout lamp unit is increased, a long lighting duration is ensured accordingly. However, an increase in battery capacity is not preferable because it leads to an increase in the size and cost of the backup power source and the blackout lamp unit including the backup power source. Therefore, it is desired that the lighting duration in the lighting of the battery at the time of a power failure is increased without increasing the battery capacity.
そこで、本発明は、商用電源とバックアップ電源に選択的に接続される照明用電源装置において、バックアップ電源のバッテリ容量の増大を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる停電補償機能付き照明用電源装置を提供することを課題とする。また、本発明は、上記照明用電源装置を用いた停電補償機能付き照明装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a power failure compensation function capable of increasing the lighting duration during a power failure without requiring an increase in the battery capacity of the backup power source in a lighting power source device selectively connected to a commercial power source and a backup power source. It is an object of the present invention to provide a power supply device with illumination. Moreover, this invention makes it a subject to provide the illuminating device with a power failure compensation function using the said power supply device for illumination.
本発明の第1の側面による照明用電源装置は、商用電源とバックアップ電源に選択的に接続され、入力電圧が供給される全波整流回路部と、全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて入力電圧が商用電源からの電圧であるか否かを判別し、入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別した場合には、スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部とを備える。 The lighting power supply device according to the first aspect of the present invention is limited from a full-wave rectifier circuit portion that is selectively connected to a commercial power source and a backup power source and supplied with an input voltage, and an output voltage of the full-wave rectifier circuit portion. A switching power supply circuit unit that supplies the generated current to the light source, an input voltage detection unit that detects a rectified voltage of the input voltage, and the input voltage is a voltage from a commercial power source based on the detected rectified voltage detected by the input voltage detection unit And a control unit that outputs a dimming lighting current to the switching power supply circuit unit when it is determined that the input voltage is not a voltage from a commercial power source.
本発明の第2の側面による照明用電源装置は、商用電源とバックアップ電源に選択的に接続され、入力電圧が供給される全波整流回路部と、全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて入力電圧がバックアップ電源からの電圧であるか否かを判別し、入力電圧がバックアップ電源からの電圧であると判別した場合に、スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部とを備える。 The illumination power supply device according to the second aspect of the present invention is limited from a full-wave rectifier circuit portion that is selectively connected to a commercial power source and a backup power source and supplied with an input voltage, and an output voltage of the full-wave rectifier circuit portion. A switching power supply circuit unit that supplies the generated current to the light source, an input voltage detection unit that detects the rectified voltage of the input voltage, and the input voltage is a voltage from the backup power supply based on the detected rectified voltage detected by the input voltage detection unit And a control unit that outputs a dimming lighting current to the switching power supply circuit unit when it is determined that the input voltage is a voltage from the backup power supply.
上記第1及び第2の側面の照明用電源装置によると、制御部が、検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別した場合に、又は入力電圧がバックアップ電源からの電圧であると判別した場合に、スイッチング電源回路部の出力を減光点灯用の低い電流に切り替える。したがって、バックアップ電源のバッテリ容量の増大を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる停電補償機能付き照明用電源装置が実現される。また更に、従来と同じ点灯継続時間が要求される場合に、バッテリ容量を減らすことができ、停電灯ユニットの小型化が実現される。 According to the illumination power supply device of the first and second aspects, when the control unit determines that the input voltage is not a voltage from the commercial power source based on the detected rectified voltage, or the input voltage is from the backup power source. When it is determined that the voltage is a voltage, the output of the switching power supply circuit unit is switched to a low current for dimming lighting. Therefore, a lighting power supply device with a power failure compensation function that can increase the duration of lighting during a power failure without requiring an increase in the battery capacity of the backup power source is realized. Furthermore, when the same lighting duration time as that of the prior art is required, the battery capacity can be reduced, and the blackout lamp unit can be downsized.
例えば、上記第1の側面において、制御部は、検出整流電圧が100Hz又は120Hzで所定の閾値とクロスする場合に入力電圧が商用電源からの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別するように構成される。これによると、入力電圧が商用電源電圧であるのか否かの判別が、比較的簡素な構成で確実に実現される。 For example, in the first aspect, the control unit determines that the input voltage is a voltage from a commercial power source when the detected rectified voltage crosses a predetermined threshold at 100 Hz or 120 Hz, and otherwise, the input is input. It is configured to determine that the voltage is not a voltage from a commercial power source. According to this, it is possible to reliably determine whether or not the input voltage is a commercial power supply voltage with a relatively simple configuration.
あるいは、上記第1の側面において、制御部は、検出整流電圧が正弦波の一部に一致する場合に入力電圧が商用電源からの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別するように構成されてもよい。これによると、バックアップ電源の出力が直流又は矩形波ではなく、擬似的な正弦波(正弦波に近似した合成波形であるが正弦波ではない波形)である場合でも、入力電圧が商用電源からの電圧であるのか否かの判別が可能となり、波形判別精度が向上する。 Alternatively, in the first aspect, the control unit determines that the input voltage is a voltage from a commercial power source when the detected rectified voltage matches a part of the sine wave, and otherwise the input voltage is It may be configured to determine that the voltage is not from a commercial power source. According to this, even when the output of the backup power supply is not a DC or rectangular wave, but a pseudo sine wave (a synthesized waveform that approximates a sine wave but a waveform that is not a sine wave), the input voltage is not supplied from the commercial power supply. It is possible to determine whether the voltage is a voltage, and the waveform determination accuracy is improved.
また、上記第2の側面において、制御部が、入力電圧検出部によって検出される検出整流電圧が直流電圧である場合に、入力電圧が前記バックアップ電源からの電圧であると判別するように構成される。これによると、バックアップ電源の出力が直流、正弦波等の場合に、検出整流電圧の波形判別が非常に簡素な構成で実現される。 In the second aspect, the control unit is configured to determine that the input voltage is a voltage from the backup power supply when the detected rectified voltage detected by the input voltage detection unit is a DC voltage. The According to this, when the output of the backup power source is a direct current, a sine wave or the like, the waveform discrimination of the detected rectified voltage is realized with a very simple configuration.
ここで、好ましくは、光源がLEDであり、スイッチング電源回路がDC/DCコンバータからなる。これにより、いわゆ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、始動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。 Here, preferably, the light source is an LED, and the switching power supply circuit is formed of a DC / DC converter. Thereby, the light control start at the time of starting what is called dimming lighting is implement | achieved. That is, the desired dimming lighting can be realized immediately after the start-up, instead of the full-light state and then the dimming state at the start-up. Therefore, when the dimming lighting is started by the backup power supply after the LED is extinguished for a moment when the commercial power supply is stopped, the smooth lighting start operation is performed, and the visual discomfort for the user is suppressed.
また、DC/DCコンバータの入力端に接続される入力コンデンサの容量が1μF以下であり、入力電圧検出部が、全波整流回路部の出力端の電圧を検出するように構成されることが好ましい。これにより、力率改善型の一般的なDC/DCコンバータに対して入力電圧検出部を追加するか、あるいは力率改善型の一般的なDC/DCコンバータに他の目的で実装される入力電圧検出部を利用することにより、上記の検出構成が実現される。したがって、少ない追加部品又は追加部品なしで本発明の作用効果を得ることができ、照明用電源装置の大型化及び高コスト化が回避される。 The capacitance of the input capacitor connected to the input terminal of the DC / DC converter is preferably 1 μF or less, and the input voltage detection unit is preferably configured to detect the voltage at the output terminal of the full-wave rectification circuit unit. . As a result, an input voltage detector is added to a general DC / DC converter of power factor improvement type, or an input voltage mounted on the general DC / DC converter of power factor improvement type for other purposes. The detection configuration described above is realized by using the detection unit. Therefore, the operation and effect of the present invention can be obtained with few or no additional parts, and an increase in the size and cost of the illumination power supply apparatus can be avoided.
本発明の照明装置は、上記の照明用電源装置と、光源とを備える。これにより、比較的長い停電に対しても点灯状態の継続が得られる、使い勝手のよい停電補償機能付き照明装置が実現される。また、本発明の照明装置は、バックアップ電源の構成の変更を要しないため、既存の停電灯ユニットに容易に導入され得る。 The illuminating device of this invention is equipped with said power supply device for illumination, and a light source. As a result, an illuminating device with a power failure compensation function that is easy to use and can be continued even for a relatively long power failure is realized. Moreover, since the lighting device of the present invention does not require a change in the configuration of the backup power supply, it can be easily introduced into an existing blackout lamp unit.
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)を含む停電灯ユニット3のブロック図を示す。照明装置1及びバックアップ電源2が停電灯ユニット3を構成する。バックアップ電源2は商用電源ACから給電され、照明装置1は常用時(すなわち非停電時、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2から給電される。なお、本実施形態では、照明装置1としてLED照明装置を示す。
First embodiment.
FIG. 1 shows a block diagram of a power failure lamp unit 3 including a
照明装置1を説明する前に、まず、バックアップ電源2の構成及び動作を説明する。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、及び昇圧回路27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。
Before describing the
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は全波整流回路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、全波整流回路、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。
The
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及び照明装置1の接続関係を制御する。
The charge /
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。
The charge /
電源切替部24は一対のスイッチ241及び242を有し、それぞれ照明装置1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、照明装置1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、照明装置1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、照明装置1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。
The power
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。
The power
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。
The
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が照明装置1(後述するLED電源装置10)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と照明装置1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を介して照明装置1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と照明装置1とは遮断される。
In other words, when the commercial power source AC is not in a power outage (contact A state), the output terminal of the
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照明装置1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。
In the state of the contact B, the
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。
FIG. 2A shows an example of a circuit configuration when the
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276〜279からなるフルブリッジ回路、ドライバ回路280及び昇圧トランス281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281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276及び279の組とトランジスタ277及び278の組がドライバ回路280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281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280はバッテリ21からの給電により動作するものとする。
FIG. 2B illustrates a circuit diagram when the
図3に照明装置1の回路図を示す。図1及び図3を参照して、本発明の実施形態による停電補償機能付き照明用電源装置10を含む照明装置1を説明する。なお、本実施形態では、停電補償機能付き照明用電源装置10としてLED電源装置が採用される(以下、「LED電源装置10」という)。照明装置1はLED電源装置10及びLED15を含む。LED電源装置10は、全波整流回路部11、スイッチング電源回路部12、入力電圧検出部13及び制御部14を備える。なお、図の明瞭化のため、LED15が単一のLEDとして図示されているが、LED15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。
FIG. 3 shows a circuit diagram of the
全波整流回路部11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、全波整流回路部11は、入力電圧が50Hzの商用電源電圧である場合には100Hzの全波整流脈流電圧を出力し、入力電圧が60Hzの商用電源電圧である場合には120Hzの全波整流脈流電圧を出力する。一方、全波整流回路部11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。
The full-wave
スイッチング電源回路部12はDC/DCコンバータであり、本実施形態では、DC/DCコンバータとしてフライバック降圧コンバータを例示する。スイッチング電源回路部12は、入力コンデンサ121、トランス122、MOSFET等のスイッチング素子123、ダイオード124及び出力コンデンサ125を備える。例えば、入力コンデンサ121は1μF以下の容量のフィルムコンデンサであり、出力コンデンサ125は10μF以上の容量の電解コンデンサであればよい。すなわち、スイッチング電源回路部12は入力コンデンサが相対的に小容量の力率改善型のコンバータであり、出力電流の平滑機能は専ら出力コンデンサ125が担うものとする。
The switching power
スイッチング素子123のオン期間にトランス122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123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124を介して出力される。出力電流はスイッチング素子123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14によって決定される。すなわち、スイッチング素子123は制御部14によってPWM制御される。これにより、全波整流回路部11の出力電圧から、制限された出力電流がLED15に供給される。
Energy is accumulated by the primary winding of the
入力電圧検出部13は、抵抗131及び132からなる抵抗分圧回路を含む。入力電圧検出部13によって全波整流回路部11の出力電圧が分圧され、その検出整流電圧(すなわち、抵抗132に発生する分圧値)が制御部14に入力される。ここで、全波整流回路部11の出力端とトランス122の一次巻線側との間には、容量成分として比較的容量の小さい(例えば、1μF以下の)入力コンデンサ121しか実質的に配置されていない。したがって、全波整流回路部11の入力が商用電源ACである場合、検出整流電圧はその全波整流波形に略相似する全波整流脈流波形となる。
The input
制御部14は、波形判別部141、出力切替部142及びドライバ回路145を備え、波形判別部141及び出力切替部142は、例えば、マイクロコンピュータによって構成され、例えばCPUに含まれる。
The
波形判別部141は、全波整流回路部11への入力電圧が商用電源ACからの電圧であるのか否か、あるいは入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であるのか否かを判別する。前述したように、全波整流回路部11に商用電源が入力される場合には、検出整流電圧は100Hz又は120Hzの全波整流脈流波形となり、全波整流回路部11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、検出整流電圧は直流波形となる。したがって、波形判別部141は両者の波形の差異を識別することにより、全波整流回路部11への入力電圧が商用電源電圧であるのか否か、あるいは入力電圧がバックアップ電源2の出力電圧であるのか否かを判別することができる。
The
入力電圧が商用電源ACからの電圧であるのか否かを判別する場合には、例えば、波形判別部141は、入力される検出整流電圧が100Hz又は120Hzの周期で所定の閾値とクロスするのか否かを判別する。波形判別部141は、検出整流電圧が100Hz又は120Hzの周期で所定の閾値とクロスする場合には入力電圧が商用電源ACからの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧が商用電源ACからの電圧でない(すなわち、バックアップ電源2からの電圧である)と判別する。なお、「所定の閾値とクロスする」とは、所定の閾値を超えること、又は下回ることをいうものとする。この判別構成によると、入力電圧が商用電源電圧であるのか否かの判別が、比較的簡素な構成で確実に実現される。
When determining whether or not the input voltage is a voltage from the commercial power supply AC, for example, the
また、代替例として、波形判別部141は、検出整流電圧が正弦波の一部であるのか否かを判別するようにしてもよい。この場合、波形判別部141は、サンプリングされる検出整流電圧の変化パターンが、メモリ等にあらかじめ記憶された正弦波の変化パターンに一致するか否かを判別する。波形判別部141は、検出整流電圧の変化パターンが正弦波の変化パターンに一致すると判別した場合、入力電圧は商用電源ACからの電圧であると判別し、それ以外の場合には、入力電圧は商用電源ACからの電圧でない(すなわち、バックアップ電源2からの電圧である)と判別する。この判別構成によると、バックアップ電源2の出力が直流又は矩形波ではなく、擬似的な正弦波(正弦波に近似した合成波形であるが正弦波ではない波形)である場合でも、入力電圧が商用電源電圧であるのか否かの判別が可能となり、波形判別精度が向上する。
As an alternative example, the
また、入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であるのか否かを判別する場合には、波形判別部141は、入力電圧が昇圧回路27からの直流電圧又は矩形波であるのか否かを判別する。具体的には、波形判別部141は、検出整流電圧が所定値以上又は(ゼロでない)所定値以下に所定時間にわたって維持されるか否かを判定する。波形判別部141は、検出電圧が所定時間にわたって所定値以上又は所定値以下に維持されていると判定された場合には入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であると判別し、それ以外の場合には入力電圧はバックアップ電源2からの電圧ではない(すなわち、商用電源ACからの電圧である)と判別する。この構成によると、検出整流電圧の波形判別が非常に簡素な構成で実現される。
Further, when determining whether or not the input voltage is a voltage from the backup power supply 2, the
上記のいずれの波形判別構成が採用される場合であっても、波形判別部141は、全波整流回路部11への入力電圧が商用電源ACからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であると判別した場合には、減光指令を出力切替部142に出力する。
Regardless of which of the above-described waveform discrimination configurations is employed, the
出力切替部142は、減光指令が入力されない場合には、常用の通常出力信号をドライバ回路145に出力し、減光指令が入力される場合には、停電時用の減光出力信号をドライバ回路145に出力する。減光出力信号は、例えば、スイッチング素子123のPWM制御におけるパルス幅(オンデューティ)を減少させる信号であればよい。ドライバ回路145は、出力切替部142からの出力信号に基づいてスイッチング素子123をPWM駆動する。これにより、停電時には、減光用の電流がスイッチング電源回路部12からLED15に出力される。
The
図4Aに、バックアップ電源2の昇圧回路27がDC/DC昇圧コンバータ(図2A参照)である場合のLED電源装置10の停電時動作を示す。図4Aにおいては、上段から、全波整流回路部11への入力電圧Vin、検出部13によって検出される検出整流電圧Vd、及びスイッチング電源回路部12からLED15への出力電流Ioutを示す。横軸は時間である。なお、図面は模式図であり、寸法通りとは限らない。
FIG. 4A shows the operation at the time of power failure of the LED
時刻t1において停電が発生するまでは、入力電圧Vinは商用電源ACの電圧(正弦波)に等しいため、検出整流電圧Vdは全波整流脈流波形となる。したがって、制御部14は、入力電圧Vinが商用電源ACからの電圧であると判別し、スイッチング電源回路部12に通常点灯用の出力電流Iout=I1を出力させる。
Until the power failure occurs at time t1, since the input voltage Vin is equal to the voltage (sine wave) of the commercial power supply AC, the detected rectified voltage Vd becomes a full-wave rectified pulsating waveform. Therefore, the
時刻t1において停電が発生すると、停電検出部25によって停電が検出されて制御回路26によって充放電切替部23及び電源切替部24の切替動作が実行される時刻t2まで、入力電圧Vin及び検出整流電圧Vdは途絶える。この時刻t1から時刻t2の間においては、出力電流Ioutも実質的にゼロになる。
When a power failure occurs at time t1, the input voltage Vin and the detected rectified voltage until time t2 when the power failure is detected by the power
時刻t2において充放電切替部23及び電源切替部24によるバッテリ点灯への切替動作が完了すると、入力電圧Vin及び検出整流電圧Vdは直流電圧となる。これに応じて、制御部14は、入力電圧Vinが商用電源ACからの電圧でないと判別し、あるいは入力電圧Vinがバックアップ電源2からの電圧であると判別し、スイッチング電源回路部12に減光用の出力電流Iout=I2(I1>I2)を出力させる。このように、入力電圧Vinが商用電源電圧から直流電圧に切り替えられたことに応じて、スイッチング電源回路部12はLED15への出力電流をI2に低減する。
When the switching operation to turn on the battery by the charge /
図4Bに、バックアップ電源2の昇圧回路27がDC/AC昇圧コンバータ(図2B参照)である場合のLED電源装置10の停電時動作を示す。図4Bにおいては、上段から、全波整流回路部11への入力電圧Vin、検出部13によって検出される検出整流電圧Vd、及びスイッチング電源回路部12からLED15への出力電流Ioutを示す。横軸は時間である。なお、図面は模式図であり、寸法通りとは限らない。
FIG. 4B shows an operation at the time of power failure of the LED
時刻t2までは、図4Aに示す場合と同様である。すなわち、時刻t1において停電が発生するまでは、入力電圧Vinは商用電源ACの電圧(正弦波)に等しく、検出整流電圧Vdは全波整流脈流波形となり、出力電流Ioutは通常点灯用の出力電流I1に維持される。時刻t1から時刻t2までは、入力電圧Vin及び検出整流電圧Vdは途絶え、出力電流Ioutも実質的にゼロになる。 Up to time t2, it is the same as the case shown in FIG. 4A. That is, until a power failure occurs at time t1, the input voltage Vin is equal to the voltage (sine wave) of the commercial power supply AC, the detected rectified voltage Vd becomes a full-wave rectified pulsating waveform, and the output current Iout is an output for normal lighting. The current I1 is maintained. From time t1 to time t2, the input voltage Vin and the detected rectified voltage Vd are interrupted, and the output current Iout is substantially zero.
時刻t2において充放電切替部23及び電源切替部24によるバッテリ点灯への切替動作が完了すると、入力電圧Vinは矩形波となり、これが全波整流された検出電圧Vinは直流電圧となる。すなわち、LED電源装置10における動作は、入力電圧Vinが図4Aに示すような直流電圧である場合と同じである。したがって、図4Aの場合と同様に、制御部14は、入力電圧Vinが商用電源ACからの電圧でないと判別し、あるいは入力電圧Vinがバックアップ電源2からの電圧であると判別し、スイッチング電源回路部12に減光用の出力電流Iout=I2を出力させる。このように、入力電圧Vinが商用電源電圧から直流電圧に切り替えられたことに応じて、スイッチング電源回路部12はLED15への出力電流をI2に低減する。
When the switching operation to battery lighting by the charge /
以上のように、本実施形態のLED電源装置10では、制御部14は、検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源ACからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であると判別した場合には、スイッチング電源回路部12に減光点灯用の電流を出力させる。これにより、停電灯ユニット3に使用されるLED電源装置10において、バックアップ電源2におけるバッテリ21の容量増加を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる。そして、比較的長い停電に対しても点灯状態の継続が得られる、使い勝手のよい照明装置1が実現される。特に、照明装置1は、バックアップ電源2の変更を要しないため、既存の停電灯ユニット3に容易に導入可能である。また更に、停電時の点灯継続時間が従来と同じであれば、バッテリ21の容量を小さくしてバックアップ電源2及び停電灯ユニット3を小型化することができる。
As described above, in the LED
また、本実施形態では光源がLED15からなるので、光源が放電灯からなる場合と異なり、減光点灯開始の際に、いわゆる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、始動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LED15が一瞬消灯してからバックアップ電源2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。
In the present embodiment, since the light source is the
また、一般的な力率改善型のDC/DCコンバータに対して入力電圧検出部13を追加するか、あるいは一般的な力率改善型のDC/Dコンバータに他の目的で実装される入力電圧検出部13を利用することにより、上記の構成が実現される。したがって、少ない追加部品又は追加部品なしで本発明の作用効果を得ることができ、各装置の大型化及び高コスト化が回避される。
Further, an
第2の実施形態.
上記第1の実施形態では入力電圧検出部13が全波整流回路部11の後段に接続される構成を示したが、本実施形態では入力電圧検出部13が全波整流回路部11の前段に接続される構成を示す。図5に本実施形態によるLED電源装置10の回路図を示す。図1及び図3に示す第1の実施形態によるLED電源装置10とは、入力電圧検出部13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。
Second embodiment.
In the first embodiment, the input
電圧検出回路13は、全波整流器133並びに抵抗134及び135からなる分圧回路を含む。なお、全波整流器133には、全波整流回路部11と比べて小さい電流容量のダイオードブリッジが採用される。ここで、抵抗134及び135の分圧比を適宜設定することにより、第1の実施形態の場合と同様の検出整流電圧が波形判別部141に入力される。これにより、第1の実施形態の構成と同様の動作を得ることができる。すなわち、制御部14は、検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源ACからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であると判別した場合には、スイッチング電源回路部12に減光用の電流を出力させる。
The
なお、波形判別部141の波形判別構成が若干複雑になるものの、全波整流器133の代わりにダイオードを用いて、このダイオードの出力である半波整流波形に基づいて入力電圧波形の判別を行うことも可能である。
Although the waveform discrimination configuration of the
以上より、本実施形態によると、第1の実施形態と同様に、停電灯ユニット3に使用されるLED電源装置10において、バックアップ電源2におけるバッテリ21の容量増加を要することなく停電時の点灯継続時間を増加させることができる。そして、照明装置1は、バックアップ電源2の変更を要しないため、既存の停電灯ユニット3に容易に導入可能である。また更に、停電時の点灯継続時間が従来と同じであれば、バッテリ21の容量を小さくしてバックアップ電源2及び停電灯ユニット3を小型化することができる。
As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the LED
また、本実施形態によると、スイッチング電源回路12の入力コンデンサに比較的容量の大きいコンデンサを用いる場合でも、全波整流回路部11の前段から検出電圧が取得されるので、入力電圧検出部13において全波整流脈流波形を生成することができる。したがって、本実施形態の構成は、スイッチング電源回路部12が力率改善型でない、いわゆるコンデンサインプット型の回路である場合にも適用可能となる。
Further, according to the present embodiment, even when a capacitor having a relatively large capacity is used as the input capacitor of the switching
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。
Modified example.
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made.
・光源の変形
上記各実施形態においては、光源がLEDであり、照明用電源装置がLED電源装置であり、照明装置がLED照明装置である場合について説明したが、本発明は他の光源の照明装置にも適用可能である。照明装置は、例えば、蛍光灯等の放電灯を光源とする照明装置、又は有機EL等の半導体素子を光源とする照明装置であってもよい。この場合、停電補償機能付き照明用電源装置10(特に、スイッチング電源回路部12)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、スイッチング電源回路部12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14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、電源切替時(すなわち、一旦消灯した後)バッテリ点灯開始時に一旦全光に近い点灯を行う必要があるため、光源がLEDである場合のようなスムーズな減光点灯への移行は行われない可能性がある。
-Modification of light source In each said embodiment, although the light source was LED, the power supply device for illumination was an LED power supply device, and the illuminating device was an LED illuminating device, this invention is illumination of another light source. It is also applicable to the device. The illumination device may be, for example, an illumination device using a discharge lamp such as a fluorescent lamp as a light source, or an illumination device using a semiconductor element such as an organic EL as a light source. In this case, the illumination
・スイッチング電源回路部12の変形
上記各実施形態においてはスイッチング電源回路部12がフライバックコンバータからなる構成を示したが、スイッチング電源回路部12は、他の形態の降圧コンバータからなる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からなる構成としてもよい。図6に、この場合の回路図を示す。スイッチング電源回路部12は、力率改善回路160及び降圧チョッパ回路170を含む。力率改善回路160は、入力コンデンサ161、インダクタ162、スイッチング素子163、ダイオード164及びコンデンサ165を含み、降圧チョッパ回路170はスイッチング素子171、インダクタ172、ダイオード173及びコンデンサ174を含む。制御部14はスイッチング素子163及び171をそれぞれ所定のオン幅でPWM駆動する。力率改善回路160においては、スイッチング素子163のオン期間にインダクタ162にエネルギーが蓄えられ、スイッチング素子163のオフ期間にそのエネルギーがダイオード164を介してコンデンサ165に充電される。降圧チョッパ回路170においては、スイッチング素子171がオンの期間においては、コンデンサ165→スイッチング素子171→インダクタ172→LED15に出力電流が流れ、インダクタ172にエネルギーが蓄えられる。スイッチング素子171がオフの期間においては、インダクタ172に蓄えられたエネルギーをもとに、インダクタ172→LED15→ダイオード173に出力電流が流れる。コンデンサ174は出力電圧及び電流を平滑化する。
-Modification of switching power
制御部14は、入力電圧検出部13からの検出整流電圧に基づいて、入力電圧が商用電源ACからの電圧でないと判別した場合、あるいは入力電圧がバックアップ電源2からの電圧であると判別した場合には、スイッチング素子171のオン幅を減少させ、スイッチング電源回路部12に減光用の電流を出力させる。このように、本発明の構成は、種々の形態のDC/DCコンバータを有する照明用電源装置に適用可能である。
When the
1 停電補償機能付き照明装置(照明装置)
10 停電補償機能付き照明用電源装置(LED電源装置)
11 全波整流回路部
12 スイッチング電源回路部
13 入力電圧検出部
14 制御部
15 LED
1 Lighting device with power failure compensation function (lighting device)
10 Power supply for lighting with power failure compensation function (LED power supply)
11 Full-wave
Claims (8)
入力電圧が供給される全波整流回路部と、
前記全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、
前記入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて前記入力電圧が前記商用電源からの電圧であるか否かを判別し、前記入力電圧が商用電源からの電圧でないと判別した場合には、前記スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部と
を備えた照明用電源装置。 A lighting power supply device selectively connected to a commercial power source and a backup power source,
A full-wave rectifier circuit section to which an input voltage is supplied;
From the output voltage of the full-wave rectifier circuit unit, a switching power supply circuit unit that supplies a limited current to the light source,
An input voltage detector for detecting a rectified voltage of the input voltage;
When determining whether the input voltage is a voltage from the commercial power source based on the detected rectified voltage detected by the input voltage detection unit, and when determining that the input voltage is not a voltage from the commercial power source And a control unit that causes the switching power supply circuit unit to output a dimming lighting current.
入力電圧が供給される全波整流回路部と、
前記全波整流回路部の出力電圧から、制限された電流を光源に供給するスイッチング電源回路部と、
前記入力電圧の整流電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記入力電圧検出部によって検出された検出整流電圧に基づいて前記入力電圧が前記バックアップ電源からの電圧であるか否かを判別し、前記入力電圧が前記バックアップ電源からの電圧であると判別した場合に、前記スイッチング電源回路部に減光点灯用の電流を出力させる制御部と
を備えた照明用電源装置。 A lighting power supply device selectively connected to a commercial power source and a backup power source,
A full-wave rectifier circuit section to which an input voltage is supplied;
From the output voltage of the full-wave rectifier circuit unit, a switching power supply circuit unit that supplies a limited current to the light source,
An input voltage detector for detecting a rectified voltage of the input voltage;
When determining whether the input voltage is a voltage from the backup power source based on the detected rectified voltage detected by the input voltage detection unit, and determining that the input voltage is a voltage from the backup power source And a control unit that outputs a dimming lighting current to the switching power supply circuit unit.
前記制御部が、前記入力電圧検出部によって検出される検出整流電圧が直流電圧である場合に、前記入力電圧が前記バックアップ電源からの電圧であると判別するように構成された照明用電源装置。 The illumination power supply device according to claim 2,
The illumination power supply apparatus configured to determine that the input voltage is a voltage from the backup power supply when the detected rectified voltage detected by the input voltage detection unit is a DC voltage.
The illuminating device provided with the power supply device for illumination as described in any one of Claim 1 to 7, and the said light source.
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