JP2017142994A

JP2017142994A - 照明装置

Info

Publication number: JP2017142994A
Application number: JP2016023948A
Authority: JP
Inventors: 祥太松岡; Shota Matsuoka; 厚北川; Atsushi Kitagawa
Original assignee: RB Controls Co Ltd
Current assignee: RB Controls Co Ltd
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-08-17

Abstract

【課題】従来の照明装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用する場合が多いが、ＤＣ−ＤＣコンバータは安定に動作する下限値である基準電圧が設定されており、この基準電圧より低い電圧が入力されると安定して動作できないおそれがあり、そのため発光源がチャタリングするなどの異常が発生する。【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータにはシャットダウン信号が入力されるとＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させるシャットダウン端子を備えており、上記商用電源からの交流電力の供給が停止した状態で充電手段に充電されている電力の電圧である充電電圧をモニタし、この充電電圧が上記ＤＣ−ＤＣコンバータが安定に動作する下限値である基準電圧まで降下すると、上記シャットダウン端子にシャットダウン信号を出力する自動停止手段を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、外部の商用電源からの電力で発光源を発光させ、商用電源が停電時には内蔵する充電手段に充電された電力で発光源の発光を継続させる照明装置に関する。

従来のこの種の照明装置として、通常は外部の商用電源から交流電力の供給を受け、その交流電力を直流電力に整流し、その直流電流を昇圧回路であるＤＣ−ＤＣコンバータを介してＬＥＤを発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、停電時に外部の商用電源からの交流電力の供給が停止した状態で、ＬＥＤの発光を継続できるように、内部に充電手段である二次電池や電気二重層コンデンサを備えている。そして、上記商用電源から電力の供給を受けている状態で充電手段に直流電力を充電しておき、停電が発生すると、この充電手段に充電されている電力をＤＣ−ＤＣコンバータに供給してＬＥＤの発光を継続させるように構成されている。

特開２００９−２０５８５０号公報（請求項１、図１，図２，図４，図５）

上記のような照明装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用しているが、ＤＣ−ＤＣコンバータは安定に動作する推奨動作電圧が設定されており、その推奨動作電圧の下限値である基準電圧より低い電圧が入力されると、安定して動作できないおそれがあり、そのため発光源がチャタリングするなどの異常が発生する。また、このような動作の不安定が原因となってＤＣ−ＤＣコンバータに接続されている周辺の電子部品が破損するおそれもある。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、停電時にＤＣ−ＤＣコンバータを安定して動作させることのできる照明装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による照明装置は、外部の商用電源から供給される交流電力を直流電力に整流し、その直流電力をＤＣ−ＤＣコンバータを介して発光源に供給して発光源を発光させると共に、この直流電力を充電手段に充電し、上記商用電源からの交流電力の供給が停止した際に、充電手段に充電されている電力を上記ＤＣ−ＤＣコンバータに供給して発光源の発光を継続させる照明装置において、上記ＤＣ−ＤＣコンバータにはシャットダウン信号が入力されるとＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させるシャットダウン端子を備えており、上記商用電源からの交流電力の供給が停止した状態で充電手段に充電されている電力の電圧である充電電圧をモニタし、この充電電圧が上記ＤＣ−ＤＣコンバータが安定に動作する下限値である基準電圧まで降下すると、上記シャットダウン端子にシャットダウン信号を出力する自動停止手段を設けたことを特徴とする。

この構成を採用することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が不安定になる前にＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させることによって、異常動作の発生を防止する。

なお、停電が復旧して商用電源からの電力供給が再開した際に、充電手段に電力が残存せず、充電電圧が基準電圧を下回っていれば、停電が回復しても充電電圧が基準電圧以上になるまで充電されなければＤＣ−ＤＣコンバータの動作は停止したままになる。

そこで、上記商用電源からの交流電力の供給が再開された際に、上記充電電圧が上記基準値より低い状態であっても、上記シャットダウン端子へのシャットダウン信号の入力を禁止して、上記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作できる状態にするシャットダウン信号遮断手段を設けることが望ましい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が不安定になる前にＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させることにより、発光源の異常点灯やＤＣ−ＤＣコンバータの周辺部品の破損などの不具合を回避することができる。

本発明の一実施の形態の構成を示す図第２の実施の形態を示す回路図第２の実施の形態での動作を示すタイミングチャート

図１を参照して、１は本発明による照明装置の主要部であり、照明装置は図外の商用電源からの交流電力を１２ボルトの直流電力に整流する電源部（図示せず）を備えている。また、充電手段として図示しない電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデンサを１２ボルトの直流電力によって充電する充電部を備えている。

本図において、Ｖ１２Ｂ及びＶＥＤＬＣは以下の通りである。

Ｖ１２Ｂ：上記外部電源から電力供給を受けている状態では、電源部が出力する直流電力の電圧、すなわち１２ボルトであり、停電などによって外部からの電力供給が停止すると、電気二重層コンデンサに充電された電力を昇圧して得られる電力の電圧である。従って、停電が発生しても１２ボルト状態が維持されるものの、電気二重層コンデンサの放電により電圧が１２ボルトから漸次低下する。

ＶＥＤＬＣ：電気二重層コンデンサの充電電圧であり、外部からの商用電力の供給を受けている状態で充電され、充電開始から漸次電圧が上昇し、停電発生から充電電力の放電によって漸次電圧が低下する。

なお、後述するＶ１２Ａは上記電源部で整流された直流電力の電圧であり、商用電源からの電力供給を受けている状態では１２ボルトであり、停電発生と同時に０ボルトに低下する。なお、停電から復旧すれば直ちに１２ボルトに戻る。

以上を踏まえて、３はＤＣ−ＤＣコンバータであり、１２ボルトの直流電圧が印加されると、昇圧してコネクタ１１を介して接続されている発光源であるＬＥＤ２に供給し、ＬＥＤ２に流れる電流を定電流制御してＬＥＤ２を発光させるものである。このＤＣ−ＤＣコンバータの入力はＶ１２Ｂであるので、外部からの電力供給を受けている状態ではＤＣ−ＤＣコンバータ３の入力電圧は１２ボルトで安定しており、停電等により外部からの電力供給が停止すると、上記電気二重層コンデンサに充電されている電力を昇圧して得られる１２ボルト電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３に入力され、ＬＥＤ２の発光が継続される。但し、電気二重層コンデンサの充電電力が放電により減少して来ると、Ｖ１２Ｂを安定して１２ボルトに保持できなくなり、Ｖ１２Ｂの電圧が低下して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の推奨動作電圧の下限値である基準電圧を下回るおそれが生じる。そのような状態になるとＤＣ−ＤＣコンバータ３が安定して動作できなくなる。

そこで、本発明ではＤＣ−ＤＣコンバータ３として、シャットダウン端子３１を備えているものを用いた。このシャットダウン端子３１には所定の電圧を印加してハイ状態にしておくことによってＤＣ−ＤＣコンバータ３が動作するが、シャットダウン信号としてロー状態にすると、ＤＣ−ＤＣコンバータは動作を停止する。

そして、本発明では自動停止部４を設けた。この自動停止部４はリセットＩＣ４１を内蔵している。このリセットＩＣ４１は入力電圧が所定の値よりも下がるとロー信号を出力するように構成されている。そこで、入力電圧として電気二重層コンデンサの充電電圧であるＶＥＤＬＣを接続した。その結果、ＶＥＤＬＣの電圧が、本実施の形態では２．２ボルトまで低下すると、リセットＩＣ４１からロー信号が出力される。このロー信号はＤＣ−ＤＣコンバータ３のシャットダウン端子３１に入力される。従って、電気二重層コンデンサの充電電圧（ＶＥＤＬＣ）が２．２ボルトまで低下すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を強制的に停止させ、ＬＥＤ２が消灯する。

このように動作することによってＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作が不安定になる前にＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を停止させることができる。

図１に示した構成であっても上述のようにＤＣ−ＤＣコンバータの不安定動作を回避できるが、新たな不具合として、停電から復旧して外部からの電力供給が再開した際に、ＶＥＤＬＣが２．２ボルトより低い状態であれば、Ｖ１２Ｂは１２ボルト状態になっていてもＤＣ−ＤＣコンバータ３がシャットダウンされたままの状態であるため、ＶＥＤＬＣが２．２ボルトまで充電されるまではＬＥＤ２が再点灯しない。

そこで、このような不具合を解消するために、自動停止部４に図２に示す論理回路を追加した。図３を合わせて参照して、外部から電力供給を受けている状態で停電が発生して電力供給が停止すると、上述のようにＶＥＤＬＣが低下し、２．２ボルトまで低下すると、リセットＩＣ４１はロー信号を出力する。このロー信号はＰＮＰ型のトランジスタ４２のベースに入力されるので、トランジスタ４２がオン状態になる。一方、停電発生と同時にＶ１２Ａは０ボルトになっているので、ＭＯＳトランジスタ５はオフになっている。そのため、ＮＰＮ型のトランジスタ４３のベースにはトランジスタ４２を通ってＶＥＤＬＣが印加されることになり、トランジスタ４３はオンになって、シャットダウン端子３１をローにする。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ３は動作を停止する。

その後、電気二重層コンデンサが完全に放電した状態で停電が復旧すると、Ｖ１２ＡおよびＶ１２Ｂは共に停電復旧と同時に１２ボルトに回復する。

図２に戻り、ＶＥＤＬＣがその時点で２．２ボルト以下であて、リセットＩＣ４１からロー信号が出力され、トランジスタ４２がオンになっても、Ｖ１２Ａが回復しているのでＭＯＳトランジスタ５がオンになって、トランジスタ４３のベースをローに落とすので、トランジスタ４３はオフの状態になる。その結果、シャットダウン端子３１はローに落とされないので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３は動作を停止することなく、Ｖ１２Ｂの電力を昇圧してＬＥＤ２を点灯させる。従って、図１の回路構成では停電復旧時点から時間Ｔｄが経過しないとＬＥＤ２が点灯しないが、図２の回路構成では、停電復旧するとすぐにＬＥＤ２を点灯させることができる。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１照明装置の主要部
２ＬＥＤ
３ＤＣ−ＤＣコンバータ
４自動停止部
５ＭＯＳトランジスタ
３１シャットダウン端子
４１リセットＩＣ
４２トランジスタ（ＰＮＰ型）
４３トランジスタ（ＮＰＮ型）

Claims

外部の商用電源から供給される交流電力を直流電力に整流し、その直流電力をＤＣ−ＤＣコンバータを介して発光源に供給して発光源を発光させると共に、この直流電力を充電手段に充電し、上記商用電源からの交流電力の供給が停止した際に、充電手段に充電されている電力を上記ＤＣ−ＤＣコンバータに供給して発光源の発光を継続させる照明装置において、上記ＤＣ−ＤＣコンバータにはシャットダウン信号が入力されるとＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させるシャットダウン端子を備えており、上記商用電源からの交流電力の供給が停止した状態で充電手段に充電されている電力の電圧である充電電圧をモニタし、この充電電圧が上記ＤＣ−ＤＣコンバータが安定に動作する下限値である基準電圧まで降下すると、上記シャットダウン端子にシャットダウン信号を出力する自動停止手段を設けたことを特徴とする照明装置。
上記商用電源からの交流電力の供給が再開された際に、上記充電電圧が上記基準値より低い状態であっても、上記シャットダウン端子へのシャットダウン信号の入力を禁止して、上記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作できる状態にするシャットダウン信号遮断手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。