JP2019207778A - Emergency lighting device and emergency illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非常用点灯装置及びそれを用いた非常用照明装置に関する。 The present invention relates to an emergency lighting device and an emergency lighting device using the same.
特許文献1の点灯装置では、発光素子の前段にリレーが接続される。このリレーによって、外部電源の停電時に発光素子に対して非常用点灯ユニットが接続され、外部電源の停電からの復帰時に発光素子に対して常用点灯回路が接続される。非常用点灯ユニットに設けられた制御回路が、非常用点灯ユニットの電源入力状態に応じてリレーを切り替える。
In the lighting device disclosed in
特許文献2の非常用点灯装置では、常用点灯回路が、外部電源によって発光素子を点灯させるとともに、出力側の電圧が所定の電圧以上になると電流の出力を低下又は停止させる保護動作を行う。着脱検出回路が、常用点灯回路の出力側に対する発光素子の接続の有無を検出する。着脱検出回路は、外部電源の停電からの復帰時に発光素子の接続を検出したときに、常用点灯回路の保護動作を解除する。 In the emergency lighting device of Patent Document 2, the regular lighting circuit lights a light emitting element with an external power source, and performs a protective operation to reduce or stop the output of a current when the output side voltage exceeds a predetermined voltage. The attachment / detachment detection circuit detects whether or not the light emitting element is connected to the output side of the regular lighting circuit. The attachment / detachment detection circuit cancels the protection operation of the regular lighting circuit when the connection of the light emitting element is detected upon recovery from a power failure of the external power supply.
ところで、特許文献1のような常用点灯回路においては、外部電源の電源復帰時に出力側が無負荷となる場合には、例えば内部のフィードバック回路の作用によって出力電圧は上限値に固定された状態で保持される。この状態から、常用点灯回路がLEDなどの発光素子に接続されると、発光素子に突入電流が流れ、発光素子が故障又は短寿命化する可能性がある。特許文献2の構成は、無負荷状態において出力を低減させるので、上記の問題を解消できそうである。しかし、外部電源の電源復帰時に常用点灯回路が発光素子に接続される時点で出力電圧が発光素子(LED)の順方向電圧Vf未満である場合には無負荷状態が検出され得る。したがって、無負荷検出及び保護動作にマスクなどの複雑な制御が設けられない場合には常用点灯回路が通常出力動作にスムーズに移行しない可能性がある。
By the way, in the regular lighting circuit as in
そこで、本発明は、停電後の電源復帰時に接続される常用点灯回路から発光素子への突入電流を簡素な構成で確実に抑制することができる非常用点灯装置及び非常用照明装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an emergency lighting device and an emergency lighting device that can reliably suppress inrush current from a normal lighting circuit connected to a light emitting element when power is restored after a power failure with a simple configuration. Is an issue.
本発明の非常用点灯装置は、バックアップ電源から給電されて発光素子に給電可能な非常用点灯回路と、外部電源から給電されて発光素子に給電可能な常用点灯回路と、外部電源の停電に応じて停電信号を出力し、停電からの電源復帰に応じて電源復帰信号を出力する電源検出回路と、第1の信号に応じて非常用点灯回路を発光素子に接続させるとともに常用点灯回路を発光素子から遮断し、第2の信号に応じて常用点灯回路を発光素子に接続させるとともに非常用点灯回路を発光素子から遮断する切替部と、第3の信号を受けて常用点灯回路の出力動作を停止させ、第4の信号を受けて常用点灯回路に出力動作を実行させるスイッチと、停電信号に応じて第1の信号及び第3の信号を出力し、電源復帰信号に応じた所定時に第1の信号を第2の信号に切り替え、当該所定時以降に第3の信号を第4の信号に切り替える制御回路とを備える。 The emergency lighting device of the present invention includes an emergency lighting circuit that can be fed from a backup power source and can be fed to the light emitting element, a normal lighting circuit that can be fed from an external power source and can be fed to the light emitting element, and a power failure of the external power source A power detection circuit that outputs a power failure signal and outputs a power recovery signal in response to the power recovery from the power failure, and an emergency lighting circuit connected to the light emitting element in response to the first signal and a normal lighting circuit as the light emitting element Is connected to the light-emitting element in response to the second signal, and the switching unit that cuts off the emergency lighting circuit from the light-emitting element, and the output operation of the normal lighting circuit is stopped in response to the third signal. A first signal and a third signal are output in response to the power failure signal, and the first signal and the third signal are output in response to the power failure signal. Signal Switch to the signal, and a control circuit for switching the third signal to the predetermined time after the fourth signal.
本発明の非常用点灯装置によると、停電後の電源復帰時に、常用点灯回路が発光素子に接続された以降に常用点灯回路が出力動作を開始するようにスイッチが設けられる。すなわち、常用点灯回路と発光素子の接続後に発光素子への給電が開始される。したがって、停電後の電源復帰時に接続される常用点灯回路から発光素子への突入電流を簡素な構成で確実に抑制することが可能な非常用点灯装置が実現される。 According to the emergency lighting device of the present invention, when the power is restored after a power failure, the switch is provided so that the normal lighting circuit starts the output operation after the normal lighting circuit is connected to the light emitting element. That is, power supply to the light emitting element is started after the regular lighting circuit and the light emitting element are connected. Therefore, an emergency lighting device that can reliably suppress the inrush current from the service lighting circuit connected to the light emitting element when the power is restored after a power failure with a simple configuration is realized.
第1の態様の非常用点灯装置では、スイッチが、外部電源から常用点灯回路への入力経路に挿入接続され、第3の信号を受けてオフし、第4の信号を受けてオンするように構成される。これにより、第2の常用点灯回路の内部構成に変更を加える必要がなく、本発明の構成の導入容易性が高まる。 In the emergency lighting device of the first aspect, the switch is inserted and connected to the input path from the external power supply to the regular lighting circuit, and is turned off in response to the third signal, and is turned on in response to the fourth signal. Composed. Thereby, it is not necessary to change the internal configuration of the second service lighting circuit, and the ease of introducing the configuration of the present invention is enhanced.
第1の態様の変形例の非常用点灯装置では、常用点灯回路が、外部電源を全波整流する整流回路及びその整流回路の整流出力を発光素子への直流出力電流に変換するDC/DCコンバータを含み、スイッチは、整流回路の出力端とDC/DCコンバータの入力端と間の電流経路に挿入接続され、第3の信号を受けてオフし、第4の信号を受けてオンするように構成される。これにより、上記の場合と比べて定格電圧の低いスイッチを用いることができ、非常用点灯装置が低コスト化され得る。 In the emergency lighting device according to the modified example of the first aspect, the regular lighting circuit includes a rectifier circuit for full-wave rectification of the external power supply, and a DC / DC converter for converting the rectified output of the rectifier circuit into a DC output current to the light emitting element. The switch is inserted and connected to a current path between the output terminal of the rectifier circuit and the input terminal of the DC / DC converter, and is turned off in response to the third signal and turned on in response to the fourth signal. Composed. Thereby, a switch having a lower rated voltage than that in the above case can be used, and the cost of the emergency lighting device can be reduced.
第2の態様の非常用点灯装置では、常用点灯回路が、外部電源を全波整流する整流回路及びその整流回路の整流出力を発光素子への直流出力電流に変換するDC/DCコンバータを含み、DC/DCコンバータが、スイッチング電源回路、そのスイッチング電源回路を駆動する駆動制御回路及びその駆動制御回路に制御電圧を供給する補助電源回路を含み、スイッチは、補助電源回路の電流経路に挿入接続され、第3の信号を受けてオフし、第4の信号を受けてオンするように構成される。これにより、第1の態様のスイッチと比べて、電流容量の小さいスイッチを用いることができ、非常用点灯装置が低コスト化され得る。 In the emergency lighting device according to the second aspect, the regular lighting circuit includes a rectifier circuit for full-wave rectification of the external power supply, and a DC / DC converter for converting the rectified output of the rectifier circuit into a DC output current to the light emitting element, The DC / DC converter includes a switching power supply circuit, a drive control circuit that drives the switching power supply circuit, and an auxiliary power supply circuit that supplies a control voltage to the drive control circuit. The switch is inserted and connected to the current path of the auxiliary power supply circuit. The third signal is turned off and the fourth signal is turned on. Thereby, compared with the switch of the 1st aspect, a switch with small current capacity can be used, and the emergency lighting device can be reduced in cost.
第3の態様の非常用点灯装置では、常用点灯回路が、外部電源を全波整流する整流回路及びその整流回路の整流出力を発光素子への直流出力電流に変換するDC/DCコンバータを含み、DC/DCコンバータが、スイッチング電源回路及びそのスイッチング電源回路を駆動する駆動制御回路を含み、スイッチは、第3の信号を受けて、起動後の駆動制御回路によるスイッチング電源回路の駆動を無効化し、第4の信号を受けて駆動制御回路によるスイッチング電源回路の駆動を有効化するように構成される。これにより、第2の態様におけるスイッチと比べて定格電圧が低くかつ電流容量の小さいスイッチを用いることができ、非常用点灯装置がさらに低コスト化され得る。 In the emergency lighting device of the third aspect, the regular lighting circuit includes a rectifier circuit for full-wave rectification of the external power supply, and a DC / DC converter for converting the rectified output of the rectifier circuit into a DC output current to the light emitting element, The DC / DC converter includes a switching power supply circuit and a drive control circuit that drives the switching power supply circuit, and the switch receives the third signal, invalidates the driving of the switching power supply circuit by the drive control circuit after startup, The fourth signal is received to enable driving of the switching power supply circuit by the drive control circuit. Thereby, a switch having a lower rated voltage and a smaller current capacity can be used as compared with the switch in the second mode, and the cost of the emergency lighting device can be further reduced.
本発明の非常用点灯装置は、上記バックアップ電源と、外部電源を所定の電圧波形に変圧してバックアップ電源を充電する変圧充電回路とをさらに備える。また、本発明の非常用照明装置は、上記非常用点灯装置と、発光素子とを備える。これにより、停電後の電源復帰時に接続される常用点灯回路から発光素子への突入電流が確実に抑制され、発光素子の故障又は短寿命化が抑制される非常用照明装置が実現される。 The emergency lighting device according to the present invention further includes the backup power source and a transformer charging circuit that transforms the external power source into a predetermined voltage waveform to charge the backup power source. The emergency lighting device of the present invention includes the emergency lighting device and a light emitting element. Thus, an emergency lighting device is realized in which the inrush current from the regular lighting circuit connected when the power is restored after a power failure to the light emitting element is reliably suppressed, and the failure or shortening of the life of the light emitting element is suppressed.
<第1の実施形態>
図1に、本発明の第1の実施形態による非常用点灯装置1を含む非常用照明装置3のブロック図を示す。非常用点灯装置1及び発光素子2が、非常用照明装置3を構成する。非常用点灯装置1の入力端は点検スイッチSWを介して商用電源などの交流電源AC(外部電源)に接続され、出力端は発光素子2に接続される。本実施形態では、発光素子2は、直列接続又は直並列接続されたLEDである。本開示において、外部電源が非常用点灯装置1に入力されないこと(各実施形態では、交流電源ACが遮断されること又は点検スイッチSWがオフされること)を停電といい、停電後に交流電源が非常用点灯装置1に供給されることを電源復帰というものとする。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a block diagram of an
非常用点灯装置1は、非常用点灯回路10、変圧充電回路11、バックアップ電源17、常用点灯回路20、電源検出回路30、制御回路40、切替部50及びスイッチ60を備える。バックアップ電源17は、例えば、充電可能なバッテリであり、非常用点灯装置1の筐体外部に接続される。ただし、バックアップ電源17は、非常用点灯装置1の筐体内部に含まれてもよい。切替部50は、非常用点灯回路10側の接点(以下、「非常用接点」という)又は常用点灯回路20側の接点(以下、「常用接点」という)に択一的に投入可能なリレースイッチである。スイッチ60は、リレースイッチなどであり、交流電源ACから常用点灯回路20への入力経路に挿入接続される。
The
非常用点灯回路10は、バックアップ電源17の電圧を発光素子2の点灯に適した直流出力電流に変換してその直流出力電流を切替部50(非常用接点)に印加するDC/DCコンバータである。非常用点灯回路10の出力動作は制御回路40によって有効化又は無効化されてもよいし、非常用点灯回路10は制御回路40から独立して常時動作するように構成されてもよい。
The emergency lighting circuit 10 is a DC / DC converter that converts the voltage of the
変圧充電回路11は、整流回路12、入力コンデンサ13、電源回路14、絶縁トランス15及び充電回路16を含む。整流回路12が交流電源ACの電圧を全波整流し、入力コンデンサ13が整流回路12の全波整流出力を若干平滑する。電源回路14は、全波整流出力を高周波電圧に変換し、これを1次電圧として絶縁トランス15の1次巻線に入力する。絶縁トランス15は、その巻数比に応じて1次電圧を2次電圧に変圧(例えば昇圧)し、この2次電圧を充電回路16に出力する。充電回路16は、2次電圧から充電電流を生成してバックアップ電源17に出力し、充電設定電圧までバックアップ電源17を充電する。充電回路16は、充電動作後には、バックアップ電源17の充電電圧が設定値で一定となるように動作する。充電回路16の出力電流(充電電流)は、制御回路40によって制御されてもよいし、制御回路40とは独立して充電回路16内の制御回路によって制御されてもよい。
The transformer charging circuit 11 includes a
常用点灯回路20は、交流電源ACの電圧を発光素子2の点灯に適した直流出力電流に変換してその直流出力電流を切替部50(常用接点)に印加する。常用点灯回路20は、交流電源ACの入力を受けて、内部の制御回路によって自律的に出力動作を行う。
The
図2に、常用点灯回路20の一例の回路図を示す。常用点灯回路20は、整流回路21、スイッチング電源回路22、駆動制御回路23及び補助電源回路24を含み、全体としてフライバックコンバータを構成する。整流回路21は、交流電源ACの電圧を全波整流し、全波整流出力をスイッチング電源回路22に出力する。なお、スイッチング電源回路22、駆動制御回路23及び補助電源回路24をまとめてDC/DCコンバータともいう。
FIG. 2 shows a circuit diagram of an example of the
スイッチング電源回路22は入力コンデンサ220、トランス221、スイッチング素子(FET)222、ダイオード223及び出力コンデンサ224を含み、FET222は駆動制御回路23によってスイッチング(PWM駆動)される。電源供給時において、FET222のオン時に、全波整流出力(入力コンデンサ222の電圧)からFET222及びトランス221の1次巻線に電流が流れ、トランス221にエネルギーが蓄えられる。FET222のオフ時に、トランス221に蓄えられたエネルギーがトランス221の2次巻線からダイオード223を介して出力され、出力コンデンサ224が充電される。出力コンデンサ224の電圧は、常用点灯回路20の出力電圧として切替部50の常用接点に印加される。切替部50が常用接点に投入されている場合には、発光素子2に常用点灯回路20の出力電圧が印加されるとともに出力電流が通電され、発光素子2が発光する。一方、切替部50が非常用接点に投入されている場合には、常用点灯回路20は無負荷状態となり、詳細を後述するように、常用点灯回路20の上限出力電圧が切替部50の常用接点に印加される。以降の説明において、常用点灯回路20の出力電圧及び出力電流をそれぞれ単に出力電圧及び出力電流という。
The switching
駆動制御回路23は、電圧検出回路231、電流検出抵抗232、オペアンプ233及び234、ダイオードOR回路235、フォトカプラ236、抵抗237、ドライバIC238並びに不図示の適宜の抵抗、コンデンサなどを含む。電圧検出回路231は、出力コンデンサ224に並列接続された抵抗分圧回路からなり、出力電圧を検出する。検出された出力電圧は、オペアンプ233の反転入力端子に入力される。電流検出抵抗232は、常用点灯回路20の低電位側出力配線に挿入接続された低抵抗素子からなり、出力電流を検出する。検出された出力電流は、オペアンプ234の反転入力端子に入力される。なお、電圧検出回路231は、スイッチング電源回路22の非動作時において出力コンデンサ224の電圧を低下させる放電抵抗としても作用する。
The
オペアンプ233の非反転入力端子には、出力電圧の上限値に対応する電圧V1が入力される。オペアンプ234の非反転入力端子には、出力電流の目標値に対応する電圧V2が入力される。なお、オペアンプ233及び234の各々において、反転入力端子と出力端子の間には不図示のインピーダンス素子(抵抗、コンデンサなど)が接続されるものとする。ダイオードOR回路235の一方のダイオードのカソードはオペアンプ233の出力端子に接続され、他方のダイオードのカソードはオペアンプ234の出力端子に接続され、共通アノードがフォトカプラ236のフォトダイオードのカソード側に接続される。フォトカプラ236のフォトダイオードと抵抗237の直列回路が、制御電圧などの固定電位点VcとダイオードOR回路235の共通アノードとの間に接続される。フォトカプラ236のフォトトランジスタは、ドライバIC238の帰還端子P1に接続される。ドライバIC238のゲート出力端子P2はFET222のゲートに接続され、ドライバIC238の接地端子P3はグランド(入力コンデンサ220の低電位側電極と同電位点)に接続される。
A
駆動制御回路23は、出力電圧又は出力電流が所定値となるようにFET222のPWM駆動をフィードバック制御する。オペアンプ233の出力又はオペアンプ234の出力のうちの低電圧側に対してダイオードOR回路235が導通し、フォトカプラ236のフォトダイオードに流れる電流に応じた電流がフォトトランジスタに流れる。フォトトランジスタに流れる電流に応じてドライバIC238の帰還端子P1の入力値が所定の変化方向に増減するようにフォトトランジスタが帰還端子P1に接続されるものとする。ドライバIC238は、帰還端子P1の入力値に応じたオン時間のゲート信号をFET222のゲートに出力し、FET222をPWM駆動する。これにより、無負荷時など、ダイオードOR回路235がオペアンプ233側に導通する場合には出力電圧が上限値(電圧V1に対応する出力電圧)で一定となるようにFET222がPWM駆動される。一方、有負荷時(すなわち、通常点灯時)など、ダイオードOR回路235がオペアンプ234側に導通する場合には、出力電流が目標値(電圧V2に対応する出力電流)で一定となるようにFET222がPWM駆動される。
The
補助電源回路24は、起動抵抗241、トランス221の補助巻線221sに接続されたダイオード242、及びダイオード242に接続された定電圧回路243を含む。定電圧回路243は、平滑回路及びツェナーダイオード、シリーズレギュレータ、三端子レギュレータなどの周知の定電圧化回路である。起動抵抗241及び定電圧回路243の出力端は、ドライバIC238の電源端子P4に接続される。なお、電源端子P4の外部(例えば、定電圧回路243の出力端)又は内部(ドライバIC238の内部)に保護用のツェナーダイオードが接続され得る。ドライバIC238は、整流回路21の高電位側出力端から起動抵抗241を介して供給される起動電圧を受けて起動する。そして、FET222のスイッチングに応じて補助巻線221sに発生する電圧のダイオード242による整流電圧が定電圧回路243に入力され、定電圧回路243によって制御電圧Vccが生成され、ドライバIC238は制御電圧Vccの供給を受けて動作を継続する。
The auxiliary
電源検出回路30は、整流回路12の全波整流電圧(すなわち、入力コンデンサ13の電圧)を検出する。電源検出回路30は、例えば、全波整流電圧を分圧及び平滑する積分回路などで構成される。電源検出回路30は、全波整流電圧(例えばピーク値)が閾値未満である場合には停電を検出して停電信号を制御回路40に出力する。一方、電源検出回路30は、全波整流電圧(例えばピーク値)が閾値以上となると電源復帰を検出して電源復帰信号を制御回路40に出力する。なお、停電信号及び電源復帰信号はアナログ値であってもデジタル値であってもよい。電源検出回路30から出力される停電信号及び電源復帰信号がアナログ信号(積分値)である場合、制御回路40においてそのアナログ値が所定の閾値と比較されて停電及び電源復帰の判断がなされる。電源検出回路30から出力される停電信号及び電源復帰信号がデジタル信号である場合、電源検出回路30において検出値(積分値)が所定の閾値と比較されて停電信号及び電源復帰信号がデジタル信号として制御回路40に出力される。いずれの場合であっても、電源検出回路30が停電信号を出力したことに応じて制御回路40において停電が判定され、電源検出回路30が電源復帰信号を出力したことに応じて制御回路40において電源復帰が判定されるものと定義される。なお、電源検出回路30の基準電位(絶縁トランス15の1次側)と制御回路40の基準電位(絶縁トランス15の2次側)とは異なるため、電源検出回路30から制御回路40への信号伝達はフォトカプラなどを介して行われ得る。
The power
制御回路40は、充電制御部41、非常用制御部42及び切替制御部43を含む。充電制御部41は、上述したように充電回路16の出力電流を制御するとともに、出力電圧が上限値に達した後は出力電圧が上限値に維持されるように充電回路16を制御する。ただし、上述したように、充電制御部41の機能は、充電回路16に含まれてもよい(すなわち、充電回路16が制御回路40とは独立して動作してもよい)。非常用制御部42は、電源検出回路30から停電信号が入力される場合には非常用点灯回路10の出力動作を有効化し、電源復帰信号が入力される場合には非常用点灯回路10の出力動作を停止させる。なお、制御回路40の制御電源は、バックアップ電源17から生成されてもよいし、バッテリなどの内部電源から生成されてもよい。いずれの場合であっても、制御回路40は、以下に記載する規定の動作を実行可能なように制御電源の供給を受けるものとする。
The
切替制御部43は、信号S1及び信号S2を択一的に切替部50に出力する。切替制御部43は、電源検出回路30から停電信号が入力される場合には信号S1を出力して切替部50の投入位置を非常用接点に設定する。一方、切替制御部43は、電源復帰信号が入力される場合(停電信号が入力されない場合)には信号S2を出力して切替部50の投入位置を常用接点に設定する。すなわち、切替部50は、信号S1に応じて非常用点灯回路10を発光素子2に接続させるとともに常用点灯回路20を発光素子2から遮断し、信号S2に応じて常用点灯回路20を発光素子2に接続させるとともに非常用点灯回路10を発光素子2から遮断する。なお、信号S1及び信号S2の一方がハイレベル信号で他方がローレベル信号であってもよいし、信号S1及び信号S2の一方がハイレベル信号で他方が無出力であってもよい。
The switching
また、切替制御部43は、信号S3及び信号S4を択一的にスイッチ60に出力する。スイッチ60は、信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンする。停電時において、切替制御部43は信号S3を出力する。電源復帰時において、切替制御部43は、信号S1から信号S2への切替時以後(すなわち、切替と同時又は切替の後)に信号S3を信号S4に切り替える。なお、停電時において、信号S4から信号S3への切替時は、信号S2から信号S1への切替時と同時であってもよいし、信号S2から信号S1への切替時よりも後であってもよい。なお、信号S3及び信号S4の一方がハイレベル信号で他方がローレベル信号であってもよいし、信号S3及び信号S4の一方がハイレベル信号で他方が無出力であってもよい。
The switching
ここで、仮にスイッチ60が設けられなかったとした場合の動作を説明する。図4は、非常用点灯装置1からスイッチ60を省略(短絡)した比較例の動作を示すタイムチャートである。上段から、交流電源ACの状態(点検スイッチSWはオン状態であるものとする)、切替部50の接続状態、及び常用点灯回路20の出力電圧を示し、横軸は時間である。時刻t0までの期間は、停電状態であるものとする。
Here, the operation when the
時刻t0に電源が復帰したものとする。この時点では、電源検出回路30におけるサンプリング(積分)などの応答時間に起因して、電源復帰信号は制御回路40に出力されない。したがって、制御回路40は信号S1を出力し、切替部50は非常用接点に投入されている。一方、時刻t0の電源復帰と同時に常用点灯回路20が起動する。
It is assumed that the power supply is restored at time t0. At this time, the power supply return signal is not output to the
時刻t1において、常用点灯回路20が安定動作状態となる。この時点では、制御回路40は未だに信号S2を出力しておらず、切替部50は非常用接点に投入されている。したがって、時刻t1以降において、常用点灯回路20は、無負荷状態に応じて出力電圧を上限値に維持することになる。
At time t1, the
時刻t2(時刻t0+上記応答時間)において、電源検出回路30が電源復帰信号を出力し、制御回路40(切替制御部43)は信号S2を出力し、切替部50の投入位置を非常用接点から常用接点に切り替える。この時点で、既に常用点灯回路20は出力電圧を上限値に維持しているため、この上限値の出力電圧が発光素子2に印加され、突入電流が流れることになる。その後、(発光素子2が正常に動作する場合には)出力電圧は発光素子2の順方向電圧Vfで一定となる。
At time t2 (time t0 + response time), the power
これに対して、図3に、スイッチ60が設けられる本実施形態における動作を示す。図3において、上段から、交流電源ACの状態(点検スイッチSWはオン状態であるものとする)、切替部50の接続状態、スイッチ60の動作状態、及び常用点灯回路20の出力電圧を示し、横軸は時間である。時刻t0までの期間は、停電状態であるものとする。
On the other hand, FIG. 3 shows an operation in this embodiment in which the
時刻t0に電源が復帰したものとする。この時点では、電源検出回路30におけるサンプリング(積分)などの応答時間に起因して、電源復帰信号は制御回路40に出力されない。したがって、制御回路40(切替制御部43)は、信号S1及び信号S3を出力し、切替部50は非常用接点に投入され、スイッチ60はオフされている。スイッチ60はオフされているので、常用点灯回路20は停止状態を維持する。
It is assumed that the power supply is restored at time t0. At this time, the power supply return signal is not output to the
時刻t2(時刻t0+上記応答時間)において、電源検出回路30が電源復帰信号を出力し、切替制御部43は信号S2を出力し、切替部50の投入位置を非常用接点から常用接点に切り替える。この時点で、発光素子2は常用点灯回路20に接続されるが、スイッチ60はオフされているので常用点灯回路20は停止している。
At time t2 (time t0 + response time), the power
時刻t2以降の時刻t3において、切替制御部43が信号S4を出力し、スイッチ60をオンする。これにより、常用点灯回路20が起動し、出力電圧が徐々に増加していく。そして、出力電圧が発光素子2の順方向電圧Vfとなった時点で、発光素子2に突入電流が流れることなく点灯が開始する。これ以降、出力電圧は、発光素子2の順方向電圧Vfで一定となる。
At time t3 after time t2, the switching
時刻t2と時刻t3の間の時間差は任意に定められるが、時刻t2までの非常用点灯回路10による発光素子2の点灯と、時刻t3からの常用点灯回路20による発光素子2の点灯との間の消灯期間長が問題とならない程度(例えば、0〜0.5秒程度)であればよい。なお、時刻t3は時刻t2と同時であってもよい。この場合、上記の消灯期間が最小化され得る。
The time difference between the time t2 and the time t3 is arbitrarily determined, but between the lighting of the light emitting element 2 by the emergency lighting circuit 10 until the time t2 and the lighting of the light emitting element 2 by the
以上のように、本発明の非常用点灯装置1は、バックアップ電源17から給電されて発光素子2に給電可能な非常用点灯回路10と、交流電源ACから給電されて発光素子2に給電可能な常用点灯回路20と、交流電源ACの停電に応じて停電信号を出力し、停電からの電源復帰に応じて電源復帰信号を出力する電源検出回路30と、信号S1に応じて非常用点灯回路10を発光素子2に接続させるとともに常用点灯回路20を発光素子2から遮断し、信号S2に応じて常用点灯回路20を発光素子2に接続させるとともに非常用点灯回路10を発光素子2から遮断する切替部50と、信号S3を受けて常用点灯回路20の出力動作を停止させ、信号S4を受けて常用点灯回路20に出力動作を実行させるスイッチ60と、停電信号に応じて信号S1及び信号S3を出力し、電源復帰信号に応じた所定時に信号S1を信号S2に切り替え、所定時以降に信号S3を信号S4に切り替える制御回路40とを備える。
As described above, the
このように、停電後の電源復帰時に、常用点灯回路20が発光素子2に接続された以降に常用点灯回路20が出力動作を開始する(起動する)ようにスイッチ60が設けられる。すなわち、常用点灯回路20と発光素子2の接続後に発光素子2への給電が開始される。したがって、停電後の電源復帰時に接続される常用点灯回路20から発光素子2への突入電流を簡素な構成で確実に抑制することが可能な非常用点灯装置1及び非常用照明装置3が実現される。
As described above, the
特に本実施形態では、スイッチ60が、交流電源ACから常用点灯回路20への入力経路に挿入接続され、信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンするように構成される。したがって、常用点灯回路20の内部構成に変更を加える必要がなく、本発明の構成の導入容易性が高まる。
In particular, in this embodiment, the
なお、変形例として、スイッチ60が、整流回路21の出力端とDC/DCコンバータ(スイッチング電源回路22)の入力端と間の電流経路に挿入接続されてもよい。この場合も、スイッチ60は、信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンするように構成される。なお、スイッチ60は、入力コンデンサ220に対して整流回路21側に接続されてもよいし、スイッチング電源回路22側に接続されてもよい。この構成によると、常用点灯回路20への変更が必要となるが、上記実施形態の場合と比べて低い耐圧のスイッチ60を用いることができ、非常用点灯装置1が低コスト化され得る。
As a modification, the
<第2の実施形態>
上記第1の実施形態では、スイッチ60が交流電源ACから常用点灯回路20までの入力経路に挿入接続される構成を示したが、本実施形態では、スイッチが補助電源回路24に関して接続される構成を示す。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the configuration in which the
図5に、本実施形態の非常用点灯装置1における常用点灯回路20の回路図を示す。本実施形態において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。本実施形態の非常用点灯装置1において、常用点灯回路20以外の構成は、スイッチ60の構成を除いて第1の実施形態の構成と同様である。
In FIG. 5, the circuit diagram of the
本実施形態のスイッチ60は、補助電源回路24の起動抵抗241に直列接続される。具体的には、整流回路21の高電位側出力端からドライバIC238の電源端子P4の間において、起動抵抗241に直列接続される。また、トランス221の3次巻線221sから電源端子P4の間において定電圧回路243に直列接続されてよい。
The
スイッチ60は、第1の実施形態と同様に、制御回路40(切替制御部43)から信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンする。すなわち、常用点灯回路20において、電源復帰後に信号S4が入力されるまでは、入力コンデンサ220が充電されるもののFET222のスイッチング動作は開始されず、出力電圧は実質的にゼロとなる。なお、電源復帰時以降における切替部50の接続状態、スイッチ60の動作状態及び常用点灯回路20の出力電圧は、図3に示した第1の実施形態のものと実質的に同様である。
As in the first embodiment, the
したがって、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、停電後の電源復帰時に、常用点灯回路20が発光素子2に接続された以降に常用点灯回路20(特に、スイッチング電源回路22)が出力動作を開始する(起動する)ようにスイッチ60が設けられる。すなわち、常用点灯回路20と発光素子2の接続後に発光素子2への給電が開始される。したがって、停電後の電源復帰時に接続される常用点灯回路20から発光素子2への突入電流を簡素な構成で確実に抑制することが可能な非常用点灯装置1及び非常用照明装置3が実現される。
Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the service lighting circuit 20 (particularly the switching power circuit 22) is connected after the
特に、本実施形態では、DC/DCコンバータの補助電源回路24において、スイッチ60が、補助電源回路24の電流経路に挿入接続され、信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンするように構成される。これにより、第1の実施形態のスイッチ60と比べて、電流容量の小さいスイッチ60を用いることができ、非常用点灯装置1が低コスト化され得る。
In particular, in the present embodiment, in the auxiliary
<第3の実施形態>
上記第2の実施形態では、スイッチ60が補助電源回路24に関して接続された構成を示したが、本実施形態では、スイッチ60が駆動制御回路23に関して接続された構成を示す。
<Third Embodiment>
In the second embodiment, the configuration in which the
図6に、本実施形態の非常用点灯装置1における常用点灯回路20の回路図を示す。本実施形態において、第1又は第2の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。本実施形態の非常用点灯装置1において、常用点灯回路20以外の構成は、スイッチ60の構成を除いて第1の実施形態の構成と同様である。
FIG. 6 shows a circuit diagram of the
本実施形態のスイッチ60は、駆動制御回路23のドライバIC238の有効/無効端子P5に接続される。ドライバIC238は、有効/無効端子P5の入力電圧が閾値を超えると(ハイレベルとなると)駆動動作を停止し、すなわちゲート信号の出力を停止するように構成されているものとする。有効/無効端子P5は、制御電圧Vccとグランドの間に接続された抵抗分圧回路239の分圧点に接続される。スイッチ60は、有効/無効端子P5とグランドの間に接続される。スイッチ60がオンした状態においては、有効/無効端子P5の入力電圧はグランド電位(ローレベル)となり、ドライバIC238は駆動動作を行う。スイッチ60がオフした状態においては、有効/無効端子P5の入力電圧が抵抗分圧回路239の分圧値(ハイレベル)となり、ドライバIC238は駆動動作を停止する。
The
スイッチ60は、第1及び第2の実施形態と同様に、制御回路40(切替制御部43)から信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンする。したがって、電源復帰後に信号S4が入力されるまでは、常用点灯回路20において、入力コンデンサ220が充電され、ドライバIC238が起動するものの、FET222のスイッチング動作は開始されず、出力電圧は実質的にゼロとなる。なお、電源復帰時以降における切替部50の接続状態、スイッチ60の動作状態及び常用点灯回路20の出力電圧は、図3に示した第1の実施形態のものと実質的に同様である。
As in the first and second embodiments, the
また、有効/無効端子P5の仕様(入力ハイレベルで駆動停止であるのか、入力ローレベルで駆動停止であるのか)、スイッチ60の接続位置(端子P5に対してグランド側に接続されるのか、端子P5に対して制御電圧Vcc側に接続されるのか)、信号S3及びS4に対するスイッチ60の仕様(信号S3/S4に対してオン/オフなのか、オフ/オンなのか)は、適宜変更可能である。すなわち、切替制御部43から信号S3が出力される場合にはドライバIC238が停止し、信号S4が出力される場合にはドライバIC238が動作するように構成される。
In addition, the specification of the valid / invalid terminal P5 (whether driving is stopped at the input high level or driving stopped at the input low level), the connection position of the switch 60 (whether it is connected to the ground side with respect to the terminal P5, Whether the terminal P5 is connected to the control voltage Vcc side) and the specifications of the
代替例として、図7に示すように、スイッチ60が、ゲート出力端子P2とFET222のゲートの間の配線に挿入接続されてもよい。この場合も、スイッチ60は、信号S3を受けてオフし、信号S4を受けてオンするように構成される。この構成によっても、電源復帰後に信号S4が入力されるまでは、常用点灯回路20において、入力コンデンサ220が充電され、ドライバIC238が起動するものの、FET222のスイッチング動作は開始されず、出力電圧は実質的にゼロとなる。また、スイッチ60は、有効/無効端子P5以外の他の保護用端子(不図示)に適宜の態様で接続されて、信号S3を受けて保護動作(ドライバIC238の動作停止)を実行し、信号S4を受けて保護動作を解除するように構成されてもよい。
As an alternative example, as shown in FIG. 7, the
このように、本実施形態においても第1及び第2の実施形態と同様に、停電後の電源復帰時に、常用点灯回路20が発光素子2に接続された以降に常用点灯回路20(特に、スイッチング電源回路22)が出力動作を開始するようにスイッチ60が設けられる。すなわち、常用点灯回路20と発光素子2の接続後に発光素子2への給電が開始される。したがって、停電後の電源復帰時に接続される常用点灯回路20から発光素子2への突入電流を簡素な構成で確実に抑制することが可能な非常用点灯装置1及び非常用照明装置3が実現される。
As described above, also in the present embodiment, as in the first and second embodiments, the service lighting circuit 20 (particularly switching) is performed after the
特に、本実施形態では、DC/DCコンバータの駆動制御回路23において、スイッチ60が、信号S3を受けて、起動後の駆動制御回路23によるスイッチング電源回路22の駆動(スイッチング動作)を無効化し、信号S4を受けて駆動制御回路23によるスイッチング電源回路22の駆動を有効化するように構成される。これにより、第2の実施形態におけるスイッチ60と比べて定格電圧が低くかつ電流容量の小さいスイッチ60を用いることができ、非常用点灯装置1がさらに低コスト化され得る。
In particular, in the present embodiment, in the
<変形例>
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
<Modification>
Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified into various modes as shown below, for example.
(1)発光素子2に関する変形
上記各実施形態では、発光素子2がLEDである構成を説明したが、発光素子2は有機ELなど他の発光素子であってもよい。
(1) Modification Regarding Light-Emitting Element 2 In the above embodiments, the configuration in which the light-emitting element 2 is an LED has been described, but the light-emitting element 2 may be another light-emitting element such as an organic EL.
(2)外部電源に関する変形
上記各実施形態では、外部電源として交流電源ACを示したが、外部電源は直流電源であってもよい。この場合、非常用点灯回路10側の整流回路12及び常用点灯回路20の整流回路21はなくてもよい。
(2) Modifications related to external power supply In the above embodiments, the AC power supply AC is shown as the external power supply, but the external power supply may be a DC power supply. In this case, the rectifying
(3)スイッチング電源回路22に関する変形
上記各実施形態では、スイッチング電源回路22が力率改善型の(すなわち、入力コンデンサ220の容量が出力コンデンサ224の容量よりも小さい)フライバックコンバータを構成する例を示したが、スイッチング電源回路22のコンバータ形式はこれに限られない。例えば、スイッチング電源回路22は、力率改善型でない(すなわち、入力コンデンサの容量が出力コンデンサの容量よりも大きい)フライバックコンバータ、昇圧チョッパ回路(力率改善回路)及び降圧チョッパ回路(バックコンバータ)などであってもよい。スイッチング電源回路22が昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路からなる場合、第2の実施形態のスイッチ60は、降圧チョッパ回路に制御電圧を供給する補助電源回路の電流経路に挿入接続されることが好ましい。また、同場合に、第3の実施形態のスイッチ60は、降圧チョッパ回路の駆動制御回路に含まれるドライバICの有効/無効端子、ゲート端子、保護用端子などに対して適用されることが好ましい。
(3) Modification Regarding Switching
(4)駆動制御回路23に関する変形
上記各実施形態では、無負荷時に駆動制御回路23が出力電圧をフィードバックして上限値で一定となるようにFET222を駆動する構成を示した。一方、無負荷時に駆動制御回路23が出力電圧をフィードバックせずに固定の高出力状態でFET222を駆動する構成が採用されてもよい。
(4) Modification Regarding
1 非常用点灯装置
2 発光素子
3 非常用照明装置
10 非常用点灯回路
11 変圧充電回路
17 バックアップ電源
20 常用点灯回路
21 整流回路
22 スイッチング電源回路
23 駆動制御回路
24 補助電源回路
30 電源検出回路
40 制御回路
50 切替部
60 スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
バックアップ電源から給電されて発光素子に給電可能な非常用点灯回路と、
外部電源から給電されて前記発光素子に給電可能な常用点灯回路と、
前記外部電源の停電に応じて停電信号を出力し、前記停電からの電源復帰に応じて電源復帰信号を出力する電源検出回路と、
第1の信号に応じて前記非常用点灯回路を前記発光素子に接続させるとともに前記常用点灯回路を前記発光素子から遮断し、第2の信号に応じて前記常用点灯回路を前記発光素子に接続させるとともに前記非常用点灯回路を前記発光素子から遮断する切替部と、
第3の信号を受けて前記常用点灯回路の出力動作を停止させ、第4の信号を受けて前記常用点灯回路に前記出力動作を実行させるスイッチと、
前記停電信号に応じて前記第1の信号及び前記第3の信号を出力し、前記電源復帰信号に応じた所定時に前記第1の信号を前記第2の信号に切り替え、前記所定時以降に前記第3の信号を前記第4の信号に切り替える制御回路と
を備えた非常用点灯装置。 An emergency lighting device,
An emergency lighting circuit that can be fed from a backup power source and fed to the light emitting element;
A regular lighting circuit that is fed from an external power source and can feed the light emitting element;
A power detection circuit that outputs a power failure signal in response to a power failure of the external power supply, and outputs a power recovery signal in response to power recovery from the power failure,
The emergency lighting circuit is connected to the light emitting element in response to a first signal, the common lighting circuit is disconnected from the light emitting element, and the common lighting circuit is connected to the light emitting element in response to a second signal. And a switching unit that shuts off the emergency lighting circuit from the light emitting element,
A switch for receiving a third signal to stop the output operation of the regular lighting circuit, and for receiving a fourth signal to cause the regular lighting circuit to perform the output operation;
The first signal and the third signal are output in response to the power failure signal, the first signal is switched to the second signal at a predetermined time corresponding to the power return signal, and after the predetermined time, the first signal is switched to the second signal. An emergency lighting device comprising: a control circuit that switches a third signal to the fourth signal.
前記スイッチが、前記整流回路の出力端と前記DC/DCコンバータの入力端と間の電流経路に挿入接続され、前記第3の信号を受けてオフし、前記第4の信号を受けてオンするように構成された、請求項1に記載の非常用点灯装置。 The regular lighting circuit includes a rectifying circuit for full-wave rectification of the external power supply, and a DC / DC converter for converting a rectified output of the rectifying circuit into a direct current output current to the light emitting element,
The switch is inserted and connected to a current path between the output terminal of the rectifier circuit and the input terminal of the DC / DC converter, and turns off in response to the third signal, and turns on in response to the fourth signal. The emergency lighting device according to claim 1, configured as described above.
前記DC/DCコンバータが、前記直流電流を出力するスイッチング電源回路、該スイッチング電源回路を駆動する駆動制御回路、及び該駆動制御回路に制御電圧を供給する補助電源回路を含み、
前記スイッチが、前記補助電源回路の電流経路に挿入接続され、前記第3の整流信号を受けてオフし、前記第4の信号を受けてオンするように構成された、請求項1に記載の非常用点灯装置。 The regular lighting circuit includes a rectifying circuit for full-wave rectification of the external power supply, and a DC / DC converter for converting a rectified output of the rectifying circuit into a direct current output current to the light emitting element,
The DC / DC converter includes a switching power supply circuit that outputs the direct current, a drive control circuit that drives the switching power supply circuit, and an auxiliary power supply circuit that supplies a control voltage to the drive control circuit;
2. The switch according to claim 1, wherein the switch is inserted and connected to a current path of the auxiliary power circuit, and is configured to be turned off in response to the third rectified signal and to be turned on in response to the fourth signal. Emergency lighting device.
前記DC/DCコンバータが、前記直流電流を出力するスイッチング電源回路及び該スイッチング電源回路を駆動する駆動制御回路を含み、
前記スイッチが、前記第3の信号を受けて、起動後の前記駆動制御回路による前記スイッチング電源回路の駆動を無効化し、前記第4の信号を受けて前記駆動制御回路による前記スイッチング電源回路の駆動を有効化するように構成された、請求項1に記載の非常用点灯装置。 The regular lighting circuit includes a rectifying circuit for full-wave rectification of the external power supply, and a DC / DC converter for converting a rectified output of the rectifying circuit into a direct current output current to the light emitting element,
The DC / DC converter includes a switching power supply circuit for outputting the direct current and a drive control circuit for driving the switching power supply circuit;
The switch receives the third signal, invalidates the driving of the switching power supply circuit by the drive control circuit after activation, and receives the fourth signal to drive the switching power supply circuit by the drive control circuit The emergency lighting device according to claim 1, wherein the emergency lighting device is configured to activate the lamp.
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