JP2018049852A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常用点灯・非常用点灯の切替動作を安全に行う。【解決手段】照明装置１０は、光源１２、直流生成回路１３、光源点灯回路１４、非常用電源回路１６、非常用点灯回路１７、接点５１，５２を備える。通常時に、直流生成回路１３は商用交流電源１１から所定の直流電圧を生成し、光源点灯回路１４は直流生成回路１３の出力から所定の直流電流を光源１２に供給する。このとき、接点５１，５２のＡ側が接続され、光源点灯回路１４のコンデンサ４５からコンデンサ４６を介して光源１２に電力が供給される。非常時に、非常用電源回路１６は所定の直流電圧を生成し、非常用点灯回路１７は非常用電源回路１６の出力から所定の直流電流を光源１２に供給する。このとき、接点５１，５２のＢ側が接続され、非常用点灯回路１７のコンデンサ７５からコンデンサ７６を介して光源１２に電力が供給される。【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関するものである。本発明は、例えば、非常用照明装置に関するものである。

従来、商用交流電源から電力を供給されるＬＥＤを停電の発生時に電池を使用して点灯させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１５８２１４号公報 特開２００６−１４００６７号公報 特開平８−１８５９８７号公報 特開２００７−０２８６９８号公報 特開２０１２−２２１５９５号公報

特許文献１に記載の非常用照明システムは、商用電源からなる交流電源に接続された電源装置と、この電源装置からの電力供給により点灯させる光源としての発光ダイオードと、通常時に充電される二次電池と、電源装置からの電力供給が停止すると発光ダイオードへの電力供給源を電源装置から二次電池に切り替える切替手段とを有する。電源装置は、交流電源の出力を所定の直流電圧に変換する電源回路と、電源回路の出力電圧を入力とし、直流の一定電流を出力する定電流回路と、交流電源の状態を検出し、通電状態（以下、通常時という）では定電流回路の出力に接続されたスイッチ素子をオン、停電状態（以下、非常時という）ではオフするように制御する停電検出回路とを備えている。

特許文献１に記載の非常用照明システムは、通常時は電源装置の定電流回路からＬＥＤに電流を流し、停電時にはスイッチ素子を切り替えて電池からＬＥＤに電流を供給する。しかし、定電流回路からＬＥＤに電流を供給しているときに、点検スイッチ等により商用交流電源をオフして電池からの給電に切り替え、さらに点検スイッチを操作して商用交流電源を短時間で復帰させるといったことを行うと定電流回路の出力端に蓄積された通常より高い電圧が急にＬＥＤに印加され、ＬＥＤに過大な電流が流れるという課題があった。

このように、従来の装置では常用及び非常用のＬＥＤを点灯する装置として定電流的な特性を有する装置を使用すると通常時・非常時の切替時に負荷としてのＬＥＤが外れた側の装置の出力電圧が上昇してこれを保持してしまい、ＬＥＤを再接続したときにＬＥＤに過大な電流が流れる可能性があるという課題があった。

本発明は、例えば、常用点灯・非常用点灯の切替動作を安全に行うことを目的とする。

本発明の一の態様に係る照明装置は、
光源と、
外部の常用電源により供給される電力から直流電力を生成する常用一次コンデンサを有し、前記光源から切り離された状態で動作すると、前記常用一次コンデンサの出力電圧が上昇する特性を持つ常用電力生成部と、
前記常用電源により供給される電力の一部を蓄積する非常用電源と、
前記常用電源の停電を検知する停電検知部と、
前記停電検知部により前記常用電源の停電が検知されると、前記非常用電源に蓄積された電力から直流電力を生成する非常用一次コンデンサを有する非常用電力生成部と、
前記停電検知部により前記常用電源の停電が検知されているか否かに応じて、前記光源の接続先を前記常用電力生成部と前記非常用電力生成部との間で切り替える切替素子を有し、前記切替素子を用いて、前記非常用電力生成部から前記常用電力生成部に電流が流れることを阻止するとともに、前記常用電力生成部から前記非常用電力生成部に電流が流れることを阻止する電流阻止部と、
前記常用一次コンデンサより大容量のコンデンサであり、前記光源の接続先が前記常用電力生成部になっている場合に、前記常用一次コンデンサから出力される直流電力により充電されて前記光源に直流電力を供給する常用二次コンデンサと、
前記非常用一次コンデンサより大容量のコンデンサであり、前記光源の接続先が前記非常用電力生成部になっている場合に、前記非常用一次コンデンサから出力される直流電力により充電されて前記光源に直流電力を供給する非常用二次コンデンサとを備える。

本発明の一の態様によれば、常用点灯・非常用点灯の切替動作によって常用電力生成部から光源が切り離された状態で常用電力生成部のコンデンサの出力電圧が上昇した後、すぐに常用電力生成部に光源が接続されることで、常用電力生成部のコンデンサから光源に過大な電流が流れる、という事態を回避し、常用点灯・非常用点灯の切替動作を安全に行うことができる。

実施の形態１に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態２に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態３に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態４に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態５に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態６に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態７に係る照明装置の構成を示す回路図。 実施の形態１に係る照明装置の動作を示すタイミング図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図１において、照明装置１０は、商用交流電源１１に接続されている。商用交流電源１１は、外部の常用電源の例である。なお、照明装置１０は、商用交流電源１１の代わりに、他の種類の交流電源、あるいは、直流電源に接続されていてもよい。直流電源の場合、後述する直流生成回路１３の整流回路３１、コンデンサ３２は不要となる。

照明装置１０は、光源１２、直流生成回路１３、光源点灯回路１４、非常用電源回路１６、非常用点灯回路１７、接点５１，５２を備えている。

光源１２は、複数のＬＥＤの直列回路で構成されている。なお、光源１２は、単体のＬＥＤで構成されていてもよいし、単体又は複数の有機ＥＬあるいはその他の固体光源で構成されていてもよい。

直流生成回路１３は、商用交流電源１１から電力が供給されている場合（即ち、通常時）に、商用交流電源１１から所定の直流電圧を生成する。直流生成回路１３は、整流回路３１（例えば、ダイオードブリッジ）、コンデンサ３２，３３、コイル３４、ダイオード３５、スイッチング素子３６（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）、制御回路３７を備えている。整流回路３１は、商用交流電源１１により供給される交流電力を脈流電力に変換してコンデンサ３２に供給する。コンデンサ３２は、整流回路３１により供給される脈流電力を平滑して直流電力を出力する。コイル３４、ダイオード３５、スイッチング素子３６、制御回路３７は、ブーストコンバータを構成している。このブーストコンバータは、コンデンサ３２から出力される直流電力を入力して昇圧することで、入力電圧より高い電圧の直流電力をコンデンサ３３から出力する。

光源点灯回路１４は、通常時に、直流生成回路１３の出力から所定の直流電流を光源１２に供給する。光源点灯回路１４は、スイッチング素子４１（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）、制御回路４２、コイル４３、ダイオード４４、コンデンサ４５，４６を備えている。スイッチング素子４１、制御回路４２、コイル４３、ダイオード４４、コンデンサ４５は、バックコンバータを構成している。このバックコンバータは、直流生成回路１３から出力される直流電力を入力して降圧することで、入力電圧より低い電圧の直流電力をコンデンサ４５から出力する。コンデンサ４６は、コンデンサ４５より大容量であり、コンデンサ４５から出力される直流電力により充電されて光源１２に直流電力を供給する。

光源点灯回路１４のバックコンバータ（特に、コンデンサ４５）は、常用電力生成部の例である。常用電力生成部は、外部の常用電源（商用交流電源１１）により供給される電力から、光源１２に供給する電力を生成する。

光源点灯回路１４のバックコンバータが有するコンデンサ４５は、常用一次コンデンサの例である。常用一次コンデンサは、光源１２に供給する電力として直流電力を生成するコンデンサである。光源点灯回路１４のコンデンサ４６は、常用二次コンデンサの例である。常用二次コンデンサは、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）より大容量のコンデンサである。

非常用電源回路１６は、商用交流電源１１の停電あるいは点検スイッチ（図示していない）による電源断が発生している場合（即ち、非常時）に、所定の直流電圧を生成する。非常用電源回路１６は、停電切替回路６１、充電回路６２、電池６３、スイッチング素子６４、制御回路６５、トランス６６、ダイオード６７、コンデンサ６８を備えている。停電切替回路６１は、商用交流電源１１の停電あるいは点検スイッチによる電源断を検知して制御回路６５を作動させる。なお、停電切替回路６１は、商用交流電源１１の電圧や出力波形等を監視して商用交流電源１１の停電等を検知するＩＣで構成されていてもよいし、商用交流電源１１により作動するリレーの接点（図８参照）で構成されてもよい。充電回路６２は、絶縁トランス等の手段を用いて電池６３を充電する。電池６３は、制御回路６５の作動中に直流電力を出力する。スイッチング素子６４、制御回路６５、トランス６６、ダイオード６７、コンデンサ６８は、フライバックコンバータを構成している。このフライバックコンバータは、電池６３から出力される直流電力を入力して昇圧することで、入力電圧より高い電圧の直流電力をコンデンサ６８から出力する。

非常用電源回路１６の停電切替回路６１は、停電検知部の例である。停電検知部は、常用電源（商用交流電源１１）の停電を検知する。

非常用電源回路１６の電池６３は、非常用電源の例である。非常用電源は、常用電源（商用交流電源１１）により供給される電力の一部を蓄積する。

非常用点灯回路１７は、非常時に、非常用電源回路１６の出力から所定の直流電流を光源１２に供給する。非常用点灯回路１７は、スイッチング素子７１、制御回路７２、コイル７３、ダイオード７４、コンデンサ７５，７６を備えている。スイッチング素子７１、制御回路７２、コイル７３、ダイオード７４、コンデンサ７５は、バックコンバータを構成している。このバックコンバータは、非常用電源回路１６から出力される直流電力を入力して降圧することで、入力電圧より低い電圧の直流電力をコンデンサ７５から出力する。コンデンサ７６は、コンデンサ７５より大容量であり、コンデンサ７５から出力される直流電力により充電されて光源１２に直流電力を供給する。

非常用点灯回路１７のバックコンバータ（特に、コンデンサ７５）は、非常用電力生成部の例である。非常用電力生成部は、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されると、非常用電源（電池６３）に蓄積された電力から、光源１２に供給する電力を生成する。

非常用点灯回路１７のバックコンバータが有するコンデンサ７５は、非常用一次コンデンサの例である。非常用一次コンデンサは、光源１２に供給する電力として直流電力を生成するコンデンサである。非常用点灯回路１７のコンデンサ７６は、非常用二次コンデンサの例である。非常用二次コンデンサは、非常用一次コンデンサ（コンデンサ７５）より大容量のコンデンサである。

接点５１，５２は、商用交流電源１１により作動するリレー（図示していない）の接点である。光源点灯回路１４のコンデンサ４５は、低電位側が直接、高電位側が接点５１（のＡ側）を介してコンデンサ４６に接続されている。同様に、非常用点灯回路１７のコンデンサ７５は、低電位側が直接、高電位側が接点５１（のＢ側）を介してコンデンサ７６に接続されている。また、光源点灯回路１４のコンデンサ４６は、高電位側が直接、低電位側が接点５２（のＡ側）を介して光源１２に接続されている。同様に、非常用点灯回路１７のコンデンサ７６は、高電位側が直接、低電位側が接点５２（のＢ側）を介して光源１２に接続されている。

通常時は、接点５１，５２のＡ側が接続されるので、光源点灯回路１４のコンデンサ４５からコンデンサ４６を介して光源１２に電力が供給され、光源１２が点灯する。非常時は、接点５１，５２のＢ側が接続されるので、非常用点灯回路１７のコンデンサ７５からコンデンサ７６を介して光源１２に電力が供給され、光源１２が点灯する。

接点５１，５２は、電流の流路を分岐して切り替える切替素子の例であり、照明装置１０の電流阻止部を構成している。電流阻止部は、２つの切替素子（接点５１，５２）を用いて、非常用電力生成部（非常用点灯回路１７のバックコンバータ）から常用電力生成部（光源点灯回路１４のバックコンバータ）に電流が流れることを阻止するとともに、常用電力生成部（光源点灯回路１４のバックコンバータ）から非常用電力生成部（非常用点灯回路１７のバックコンバータ）に電流が流れることを阻止する。

本実施の形態では、２つの切替素子のうち１つ（接点５１）が、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続される状態（接点５１のＡ側が接続される状態）と、非常用一次コンデンサ（コンデンサ７５）に非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）が並列に接続される状態（接点５１のＢ側が接続される状態）とを切り替える。

また、２つの切替素子のうち他の１つ（接点５２）が、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に光源１２が並列に接続される状態（接点５２のＡ側が接続される状態）と、非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）に光源１２が並列に接続される状態（接点５２のＢ側が接続される状態）とを切り替える。

非常時になると、２つの切替素子のうち１つ（接点５１）により、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）から常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が切り離される。そのため、非常時から短時間で通常時に戻り、２つの切替素子（接点５１，５２）により、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続され、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に光源１２が並列に接続された場合に、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）の電圧が上昇していても、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）から光源１２に過大な電流が流れない。よって、本実施の形態によれば、常用点灯・非常用点灯の切替動作を安全に行うことができる。

本実施の形態において、通常時は、接点５１がＡ側で接続されるので、光源点灯回路１４のコンデンサ４５からの出力が接点５１を介してコンデンサ４６に供給される。さらに、接点５２がＡ側で接続されるので、光源１２が光源点灯回路１４のコンデンサ４６からの通常の出力にて点灯する。

非常時は、非常用点灯回路１７のスイッチング素子６４が動作するので、電池６３からの直流電力がトランス６６を介してコンデンサ６８に供給される。さらに、非常用点灯回路１７のスイッチング素子７１が動作するので、コンデンサ６８からの出力によりコンデンサ７５が充電される。接点５１がＢ側で接続されるので、非常用点灯回路１７のコンデンサ７５からの出力が接点５１を介してコンデンサ７６に供給される。さらに、接点５２がＢ側で接続されるので、光源１２が非常用点灯回路１７のコンデンサ７６からの出力（前述した通常の出力と同じ出力でもよいし、異なる出力でもよい）にて点灯する。

このように、本実施の形態では、非常時の光源１２の直流電流も予め定めた電流値となるように非常用点灯回路１７の制御回路７２がスイッチング素子７１を動作させる。即ち、通常時、非常時ともに所定の出力電流を光源１２に供給して光源１２を点灯させる。

例えば、点検スイッチにより商用交流電源１１からの給電が停止されると、定電流的な特性を有する光源点灯回路１４は、接点５１，５２により光源１２が切り離された状態（無負荷）となるため、仮にコンデンサ４６が接続されたままだとすると、コンデンサ４６の端子電圧が上昇する。その後、すぐに点検スイッチが操作されて商用交流電源１１からの給電が再開されると、端子電圧が上昇したコンデンサ４６から光源１２に過大な電流が流れてしまう。しかし、本実施の形態では、光源１２が接点５１，５２により切り離されると、コンデンサ４６が光源点灯回路１４から切り離され、コンデンサ４６に過大な電圧が充電されることがなくなるため、光源１２へ過大な電流が流れることを防止できる。光源点灯回路１４のコンデンサ４５としては、光源１２が再接続された際に光源１２にダメージを与えない程度の小容量のコンデンサが選択されるものとする。このコンデンサ４５の存在は、接点５１，５２により通常時・非常時の切替動作が行われた瞬間に光源点灯回路１４でまだ出力が発生している場合において、コンデンサ４５を有するバックコンバータの動作の安定に寄与する。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図２は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図２において、接点５２は、接点５１に続いて接続され、通常時に動作する光源点灯回路１４と非常時に動作する非常用点灯回路１７の低電位側は直接接続されている。

光源点灯回路１４のコンデンサ４５は、低電位側が直接、高電位側が接点５１，５２（のＡ側）を介してコンデンサ４６に接続されている。同様に、非常用点灯回路１７のコンデンサ７５は、低電位側が直接、高電位側が接点５１，５２（のＢ側）を介してコンデンサ７６に接続されている。また、光源点灯回路１４のコンデンサ４６は、低電位側が直接、高電位側が接点５２（のＡ側）を介して光源１２に接続されている。同様に、非常用点灯回路１７のコンデンサ７６は、低電位側が直接、高電位側が接点５２（のＢ側）を介して光源１２に接続されている。

本実施の形態では、２つの切替素子のうち１つ（接点５１）だけでなく、他の１つ（接点５２）も、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続される状態（接点５２のＡ側が接続される状態）と、非常用一次コンデンサ（コンデンサ７５）に非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）が並列に接続される状態（接点５２のＢ側が接続される状態）とを切り替える。

なお、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、２つの切替素子のうち他の１つ（接点５２）が、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に光源１２が並列に接続される状態（接点５２のＡ側が接続される状態）と、非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）に光源１２が並列に接続される状態（接点５２のＢ側が接続される状態）とを切り替える。

非常時になると、２つの切替素子（接点５１，５２）により、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）から常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が切り離される。そのため、実施の形態１と同様に、非常時から短時間で通常時に戻り、２つの切替素子（接点５１，５２）により、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続され、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に光源１２が並列に接続された場合に、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）の電圧が上昇していても、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）から光源１２に過大な電流が流れない。よって、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、常用点灯・非常用点灯の切替動作を安全に行うことができる。

本実施の形態において、低電位回路中には切替素子が含まれない。したがって、装置の動作の信頼性が高まる。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図３は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図３において、照明装置１０は、図１に示した実施の形態１の構成と異なり、接点５２を備えていない。また、照明装置１０は、コンデンサ４６，７６の同時充電を防止するためのダイオード８１，８２を備えている。

通常時に動作する光源点灯回路１４のコンデンサ４５は、実施の形態１と同様に、低電位側が直接、高電位側が接点５１（のＡ側）を介してコンデンサ４６に接続されている。同様に、非常用点灯回路１７のコンデンサ７５は、低電位側が直接、高電位側が接点５１（のＢ側）を介してコンデンサ７６に接続されている。光源点灯回路１４のコンデンサ４６は、実施の形態１と異なり、高電位側が直接、低電位側がダイオード８１を介して光源１２に接続されている。同様に、非常用点灯回路１７のコンデンサ７６は、高電位側が直接、低電位側がダイオード８２を介して光源１２に接続されている。

ダイオード８１は、非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）から常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に電流が流れることを阻止する整流素子の例である。ダイオード８２は、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）から非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）に電流が流れることを阻止する整流素子の例である。接点５１、ダイオード８１，８２は、照明装置１０の電流阻止部を構成している。電流阻止部は、１つの切替素子（接点５１）と２つのダイオード８１，８２とを用いて、非常用電力生成部（非常用点灯回路１７のバックコンバータ）から常用電力生成部（光源点灯回路１４のバックコンバータ）に電流が流れることを阻止するとともに、常用電力生成部（光源点灯回路１４のバックコンバータ）から非常用電力生成部（非常用点灯回路１７のバックコンバータ）に電流が流れることを阻止する。

本実施の形態では、１つの切替素子（接点５１）が、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続される状態（接点５１のＡ側が接続される状態）と、非常用一次コンデンサ（コンデンサ７５）に非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）が並列に接続される状態（接点５１のＢ側が接続される状態）とを切り替える。

非常時になると、切替素子（接点５１）により、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）から常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が切り離される。そのため、実施の形態１と同様に、非常時から短時間で通常時に戻り、切替素子（接点５１）により、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続された場合に、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）の電圧が上昇していても、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）から光源１２に過大な電流が流れない。よって、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、常用点灯・非常用点灯の切替動作を安全に行うことができる。なお、非常時になったとき、ダイオード８１により、非常用二次コンデンサ（コンデンサ７６）から常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に電流が流れることが阻止されるため、実施の形態１のように、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）から光源１２を切り離す必要はない。

本実施の形態において、通常時は接点５１のＡ側から電力が供給されており、光源点灯回路１４の出力は光源１２に流れ、かつ、光源点灯回路１４のコンデンサ４６を充電し、さらにコンデンサ４６からダイオード８１を通って光源１２に電流が供給される。このとき、非常用点灯回路１７のコンデンサ７６にはダイオード８２が阻止するので電流が流れない。非常時には接点５１のＢ側から非常用点灯回路１７の電力が供給され、非常用点灯回路１７のコンデンサ７６はダイオード８２の作用により光源１２に電流を供給する。本実施の形態では、接点５１が１つでもダイオード８１，８２の作用によりコンデンサ４６，７６を分離することができる。また、光源点灯回路１４のコンデンサ４６が短絡故障したときでもダイオード８１により分離されているので非常用点灯回路１７からの点灯が支障なく行える。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図４は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図４において、照明装置１０は、図１に示した実施の形態１の構成と異なり、非常用点灯回路１７、接点５２を備えていない。また、照明装置１０は、コンデンサ４６，６９の同時充電を防止するためのダイオード８１，８２を備えている。

光源点灯回路１４は、図１に示したコイル４３の代わりに、電力の入力側（一次側）と出力側（二次側）とを絶縁するトランス４７を備えている。スイッチング素子４１、制御回路４２、ダイオード４４、コンデンサ４５、トランス４７は、フライバックコンバータを構成している。即ち、光源点灯回路１４は、バックコンバータではなく、フライバックコンバータを備えている。

光源点灯回路１４のフライバックコンバータ（特に、コンデンサ４５）は、常用電力生成部の例である。

非常用電源回路１６は、図１に示した停電切替回路６１、充電回路６２、電池６３、スイッチング素子６４、制御回路６５、トランス６６、ダイオード６７、コンデンサ６８に加えて、コンデンサ６９を備えている。コンデンサ６９は、コンデンサ６８より大容量であり、コンデンサ６８から出力される直流電力により充電されて光源１２に直流電力を供給する。

本実施の形態では、非常点灯用のバックコンバータを使用していないが、非常用電源回路１６のフライバックコンバータが予め設定された電流を光源１２に供給するようになっている。

非常用電源回路１６のフライバックコンバータ（特に、コンデンサ６８）は、非常用電力生成部の例である。非常用電力生成部は、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されると、非常用電源（電池６３）に蓄積された電力から、光源１２に供給する電力を生成する。

非常用電源回路１６のフライバックコンバータが有するコンデンサ６８は、非常用一次コンデンサの例である。非常用一次コンデンサは、光源１２に供給する電力として直流電力を生成するコンデンサである。非常用電源回路１６のコンデンサ６９は、非常用二次コンデンサの例である。非常用二次コンデンサは、非常用一次コンデンサ（コンデンサ６８）より大容量のコンデンサである。

通常時に動作する光源点灯回路１４のコンデンサ４５は、高電位側が直接、低電位側が接点５１（のＡ側）を介してコンデンサ４６に接続されている。同様に、非常用電源回路１６のコンデンサ６８は、高電位側が直接、低電位側が接点５１（のＢ側）を介してコンデンサ６９に接続されている。光源点灯回路１４のコンデンサ４６は、低電位側が直接、高電位側がダイオード８１を介して光源１２に接続されている。同様に、非常用電源回路１６のコンデンサ６９は、低電位側が直接、高電位側がダイオード８２を介して光源１２に接続されている。なお、光源点灯回路１４のコンデンサ４５は、実施の形態１と同様に、低電位側が直接、高電位側が接点５１（のＡ側）を介してコンデンサ４６に接続されていてもよい。この場合、非常用電源回路１６のコンデンサ６８も、低電位側が直接、高電位側が接点５１（のＢ側）を介してコンデンサ６９に接続される。

ダイオード８１は、非常用二次コンデンサ（コンデンサ６９）から常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）に電流が流れることを阻止する整流素子の例である。ダイオード８２は、常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）から非常用二次コンデンサ（コンデンサ６９）に電流が流れることを阻止する整流素子の例である。接点５１、ダイオード８１，８２は、照明装置１０の電流阻止部を構成している。電流阻止部は、１つの切替素子（接点５１）と２つのダイオード８１，８２とを用いて、非常用電力生成部（非常用電源回路１６のフライバックコンバータ）から常用電力生成部（光源点灯回路１４のフライバックコンバータ）に電流が流れることを阻止するとともに、常用電力生成部（光源点灯回路１４のフライバックコンバータ）から非常用電力生成部（非常用電源回路１６のフライバックコンバータ）に電流が流れることを阻止する。

本実施の形態では、実施の形態３と同様に、１つの切替素子（接点５１）が、停電検知部（停電切替回路６１）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に常用二次コンデンサ（コンデンサ４６）が並列に接続される状態（接点５１のＡ側が接続される状態）と、非常用一次コンデンサ（コンデンサ６８）に非常用二次コンデンサ（コンデンサ６９）が並列に接続される状態（接点５１のＢ側が接続される状態）とを切り替える。よって、実施の形態３と同様の効果が得られる。

本実施の形態において、通常時・非常時で光源１２を点灯する回路は、両方ともトランス４７，６６を用いた絶縁回路となっている。そのため、光源１２の絶縁性が高まる。また、通常時・非常時で光源１２を点灯する回路の少なくとも片方を絶縁形の構成にすることで、接点５１を用いた切替の構成を簡易化できる。さらに、本実施の形態では、実施の形態３と同様に、光源点灯回路１４のコンデンサ４６が短絡故障したときでもダイオード８１により分離されているので非常用電源回路１６からの点灯が支障なく行える。

実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態４との差異を説明する。

図５は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図５において、照明装置１０は、図４に示した実施の形態４の構成と異なり、接点５１を備えていない。

光源点灯回路１４は、図４に示したコンデンサ４６を備えていない。

光源点灯回路１４のフライバックコンバータが有するコンデンサ４５は、常用コンデンサの例である。常用コンデンサは、光源１２に供給する電力として直流電力を生成するコンデンサである。

非常用電源回路１６は、図４に示したコンデンサ６９を備えていない。

非常用電源回路１６のフライバックコンバータが有するコンデンサ６８は、非常用コンデンサの例である。非常用コンデンサは、光源１２に供給する電力として直流電力を生成するコンデンサである。

通常時に動作する光源点灯回路１４のコンデンサ４５は、低電位側が直接、高電位側がダイオード８１を介して光源１２に接続されている。同様に、非常用電源回路１６のコンデンサ６８は、低電位側が直接、高電位側がダイオード８２を介して光源１２に接続されている。

ダイオード８１は、非常用コンデンサ（コンデンサ６８）から常用コンデンサ（コンデンサ４５）に電流が流れることを阻止する整流素子の例である。ダイオード８２は、常用コンデンサ（コンデンサ４５）から非常用コンデンサ（コンデンサ６８）に電流が流れることを阻止する整流素子の例である。ダイオード８１，８２は、照明装置１０の電流阻止部を構成している。電流阻止部は、２つのダイオード８１，８２を用いて、非常用電力生成部（非常用電源回路１６のフライバックコンバータ）から常用電力生成部（光源点灯回路１４のフライバックコンバータ）に電流が流れることを阻止するとともに、常用電力生成部（光源点灯回路１４のフライバックコンバータ）から非常用電力生成部（非常用電源回路１６のフライバックコンバータ）に電流が流れることを阻止する。

本実施の形態において、切替素子は不要である。この構成を実現するために、光源点灯回路１４と非常用電源回路１６の少なくとも片方の出力側に絶縁形のトランス４７，６６を使用している。したがって、点検スイッチ（図示していない）により停電動作を行うと、光源点灯回路１４は、コンデンサ３３からのエネルギー供給が続く限りは光源１２に電力を供給し続け、非常用電源回路１６も、電池６３からの給電が始まれば光源１２に電力を供給する。しかし、ダイオード８１，８２によって光源点灯回路１４と非常用電源回路１６は分離されているので、光源１２への給電元が自動的に切り替わる。本実施の形態では、切替素子を使用しないので、光源１２が常にコンデンサ４５，６８と接続された状態となるため、図４に示したコンデンサ４６，６９は不要となる。さらに、本実施の形態では、実施の形態４と同様に、光源点灯回路１４のコンデンサ４５が短絡故障したときでもダイオード８１により分離されているので非常用電源回路１６からの点灯が支障なく行える。

実施の形態６．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図６は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図６において、照明装置１０は、図１に示した実施の形態１の構成と異なり、停電検知回路１８、コンデンサ８３を備えている。

光源点灯回路１４は、図１に示したコンデンサ４６を備えていない。

非常用電源回路１６は、図１に示したものと異なり、リレーの接点で構成される停電切替回路６１を備えている。

非常用点灯回路１７は、図１に示したコンデンサ７６を備えていない。

停電検知回路１８は、停電検知部の例である。停電検知部は、常用電源（商用交流電源１１）の停電を検知していなければ、常用電力生成部（光源点灯回路１４のバックコンバータ）に直流電力を生成させる。一方、停電検知部は、常用電源（商用交流電源１１）の停電を検知していれば、常用電力生成部（光源点灯回路１４のバックコンバータ）の動作を停止させて、非常用電力生成部（非常用点灯回路１７のバックコンバータ）に直流電力を生成させる。

コンデンサ８３には、光源１２が並列に接続されている。コンデンサ８３は、共用二次コンデンサの例である。共用二次コンデンサは、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）及び非常用一次コンデンサ（コンデンサ７５）より大容量のコンデンサである。

本実施の形態では、２つの切替素子（接点５１，５２）が、停電検知部（停電検知回路１８）により常用電源（商用交流電源１１）の停電が検知されているか否かに応じて、常用一次コンデンサ（コンデンサ４５）に共用二次コンデンサ（コンデンサ８３）が並列に接続される状態と、非常用一次コンデンサ（コンデンサ７５）に共用二次コンデンサ（コンデンサ８３）が並列に接続される状態とを切り替える。

本実施の形態において、停電検知回路１８は、点検スイッチ（図示していない）での停電を検知すると、直流生成回路１３のコンデンサ３３に電荷が蓄積されていても、速やかに光源点灯回路１４のスイッチング素子４１の動作を停止させる。これにより停電時に光源点灯回路１４からの出力を速やかに停止させることができる。停電検知回路１８は、例えば、商用交流電源１１の電圧等を判別するもので構成できる。非常用電源回路１６の停電切替回路６１は、前述したように、リレーの接点として作動し、停電等の非常時に電池６３の電力の供給を開始する。コンデンサ８３は、通常時・非常時の両方で光源１２に電流を供給するための動作を行う。

通常時は、共用のコンデンサ８３を利用して光源１２に電流が供給され、光源１２が点灯する。停電になると、非常用電源回路１６からの給電により所定の出力で光源１２が点灯するが、コンデンサ８３が共用されているので、停電動作に切り替わったときには、容量の小さなコンデンサ４５からの供給が停止しても短時間は共用のコンデンサ８３から電流が供給され続けており、共用のコンデンサ８３の電圧は光源１２を点灯し得る電圧に近い状態である。このときに、非常用電源回路１６からの給電に切り替わると、実施の形態５等で非常点灯用のコンデンサ（コンデンサ６８等）を充電するために必要な時間がかからないため、非常点灯の開始にかかる時間を大幅に短縮できる。即ち、共用のコンデンサ８３を用いることで、非常時に速やかに光源１２を点灯させることができる。

なお、本実施の形態において、光源点灯回路１４と非常用点灯回路１７とのうち少なくとも片方に絶縁されたトランスを使用するのであれば、両方の回路の低電位側を直接接続することが可能となり、その場合は接点５２が不要となる。

実施の形態７．
本実施の形態について、主に実施の形態５との差異を説明する。

図７は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成を示すブロック図である。

図７において、照明装置１０は、図５に示した実施の形態５の構成と異なり、ダイオード８１，８２を備えていない。また、照明装置１０は、コンデンサ８３を備えている。

光源点灯回路１４のフライバックコンバータは、図５に示したコンデンサ４５の代わりに、共用のコンデンサ８３を有している。即ち、光源点灯回路１４のフライバックコンバータは、スイッチング素子４１、制御回路４２、ダイオード４４、コンデンサ８３、トランス４７で構成されている。

光源点灯回路１４のトランス４７は、常用トランスの例である。光源点灯回路１４のダイオード４４は、整流素子の例である。

非常用電源回路１６のフライバックコンバータは、図５に示したコンデンサ６８の代わりに、共用のコンデンサ８３を有している。即ち、非常用電源回路１６のフライバックコンバータは、スイッチング素子６４、制御回路６５、トランス６６、ダイオード６７、コンデンサ８３で構成されている。

非常用電源回路１６のトランス６６は、非常用トランスの例である。非常用電源回路１６のダイオード６７は、整流素子の例である。

コンデンサ８３には、光源１２が並列に接続されている。

本実施の形態では、ダイオード４４が、非常用トランス（トランス６６）から常用トランス（トランス４７）に電流が流れることを阻止し、ダイオード６７が、常用トランス（トランス４７）から非常用トランス（トランス６６）に電流が流れることを阻止する。

本実施の形態において、ダイオード４４，６７は、整流機能と共用のコンデンサ８３への給電の分離機能を果たしている。通常時・非常時に、光源１２には所定の直流電流が供給され、光源１２が点灯する。本実施の形態では、切替手段としてのリレー接点が不要であり、接点を使用したときの切替動作での光源１２への供給電流によるアーク発生を防止することができる。さらに、共用のコンデンサ８３には光源１２が接続されているので、点検スイッチ（図示していない）での点検動作時に光源点灯回路１４が無負荷状態となって出力側のコンデンサに高い電圧が充電されることを回避できる。また、常用点灯から非常点灯に切り替わる際に、共用のコンデンサ８３に電荷が残留していることが期待できるので、実施の形態６と同様に、非常点灯の開始にかかる時間を大幅に短縮できる。また、共用のコンデンサ８３の充電を分離するためのダイオードとして、コンバータの整流用のダイオード４４，６７を流用することができる。コンバータがバックコンバータとして構成されている場合は、（図４のダイオード８１，８２のように）その出力側にダイオードを挿入すればよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

図８は、実施の形態１に係る照明装置１０の動作を示すタイミング図である。

図８において、商用交流電源１１は時刻Ｔ１で停電になっている。光源点灯回路１４は、通常時は直流生成回路１３のコンデンサ３３に蓄積されたエネルギーで停電後、時刻Ｔ２までしばらくの間は電力を供給し続ける。切替手段であるリレーの接点５１，５２により時刻Ｔ３で常用点灯から非常用点灯に切り替わる。非常用電源回路１６からの電力供給が時刻Ｔ４で開始する。光源１２は、通常時は大きな電流ｉ１で、非常時はそれより小さな電流ｉ２で点灯する。

このように常用点灯と非常用点灯が切り替えられるのが理想的であるが、常用点灯の出力が長く継続すると、接点５１，５２が先に切り替わってしまうおそれがある。即ち、時刻Ｔ２が時刻Ｔ３の後になってしまうことがある。その場合、接点５１，５２でアークが発生する可能性がある。例えば、実施の形態６のような停電検知回路１８を用いて、常用点灯している光源点灯回路１４の動作を強制的に停止させれば、アークが発生しないか、あるいは、発生しても短時間でアークを消滅させることができる。

非常時の点灯開始までに要する時間を短縮するには、実施の形態６のように、共用のコンデンサ８３を用いることが有効である。また、例えば、非常用点灯で使用するコンデンサ７６の容量を常用点灯で使用するコンデンサ４６の容量より小さくすることも有効である。

直流生成回路１３には、昇圧コンバータを使用した力率改善回路を用いているが、力率改善回路として他の構成を使用してもよい。整流回路の出力端子に小容量のコンデンサを備えたものや部分平滑回路等と称される高力率回路も使用できる。

光源点灯回路１４には、バックコンバータ、フライバックコンバータ、あるいは、その他の構成を使用することができる。

非常用電源回路１６には、電池６３の電力を光源１２に供給し非常時に点灯できる構成であれば、前述した構成以外を使用してもよい。

常用点灯・非常用点灯を行う点灯回路の両方又は片方に絶縁形の出力となっているものを使用した場合、切替手段（接点５１，５２）を簡素化（数の削減）等することができる。

光源１２としては、ＬＥＤを使用した直管形状のもの、ＬＥＤを適宜照明器具に適するように基板上に配置したもの等、種々のものを使用できる。

実施の形態１〜４によれば、定電流的な特性を有する装置を光源点灯回路１４に使用しても点検操作等により光源１２のＬＥＤが外れた側の装置の出力電圧が上昇してこれを充電保持してしまい再接続したときにＬＥＤに過大な電流が流れることを防止できるばかりでなく、光源点灯回路１４の出力コンデンサが短絡故障しても非常時には確実に点灯できるので信頼性が向上する。

実施の形態３，４によれば、さらに分離用のダイオード８１，８２を用いることで切替手段が一組で済むという装置の簡素化ができる。

実施の形態５によれば、さらに切替手段がなくても済む利点がある。

実施の形態６によれば、さらに光源１２側に使用するコンデンサ８３を常用・非常用で兼用するので装置が小形化できる。

通常時と非常時に光源１２へ供給する直流電流は使用する光源や照明器具により適宜設定すればよく、例えば非常時には通常時の５０％の出力比にするといったことが考えられる。また、通常時に調光できてもよい。例えば、光源１２の電流を検出して、これを予め設定した目標電流値と比較して光源１２の出力を制御する等の技術が使用できる。

１０ 照明装置、１１ 商用交流電源、１２ 光源、１３ 直流生成回路、１４ 光源点灯回路、１６ 非常用電源回路、１７ 非常用点灯回路、１８ 停電検知回路、３１ 整流回路、３２，３３ コンデンサ、３４ コイル、３５ ダイオード、３６ スイッチング素子、３７ 制御回路、４１ スイッチング素子、４２ 制御回路、４３ コイル、４４ ダイオード、４５，４６ コンデンサ、４７ トランス、５１ 接点、６１ 停電切替回路、６２ 充電回路、６３ 電池、６４ スイッチング素子、６５ 制御回路、６６ トランス、６７ ダイオード、６８，６９ コンデンサ、７１ スイッチング素子、７２ 制御回路、７３ コイル、７４ ダイオード、７５，７６ コンデンサ、８１，８２ ダイオード、８３ コンデンサ。

Claims (1)

1. 光源と、
   外部の常用電源により供給される電力から直流電力を生成する常用一次コンデンサを有し、前記光源から切り離された状態で動作すると、前記常用一次コンデンサの出力電圧が上昇する特性を持つ常用電力生成部と、
   前記常用電源により供給される電力の一部を蓄積する非常用電源と、
   前記常用電源の停電を検知する停電検知部と、
   前記停電検知部により前記常用電源の停電が検知されると、前記非常用電源に蓄積された電力から直流電力を生成する非常用一次コンデンサを有する非常用電力生成部と、
   前記停電検知部により前記常用電源の停電が検知されているか否かに応じて、前記光源の接続先を前記常用電力生成部と前記非常用電力生成部との間で切り替える切替素子を有し、前記切替素子を用いて、前記非常用電力生成部から前記常用電力生成部に電流が流れることを阻止するとともに、前記常用電力生成部から前記非常用電力生成部に電流が流れることを阻止する電流阻止部と、
   前記常用一次コンデンサより大容量のコンデンサであり、前記光源の接続先が前記常用電力生成部になっている場合に、前記常用一次コンデンサから出力される直流電力により充電されて前記光源に直流電力を供給する常用二次コンデンサと、
   前記非常用一次コンデンサより大容量のコンデンサであり、前記光源の接続先が前記非常用電力生成部になっている場合に、前記非常用一次コンデンサから出力される直流電力により充電されて前記光源に直流電力を供給する非常用二次コンデンサと
   を備える照明装置。

Images