JP2021100342A - Control unit and emergency lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、外部電源からの電力により電池を充電するコントロールユニット及び非常用照明装置に関するものである。 The present invention relates to a control unit and an emergency lighting device that charge a battery with electric power from an external power source.
従来、不特定多数の人が集まる場所での火災や地震、その他の災害や事故等により生じる停電の場合に、その場にいる人が安全に避難できるように誘導するために設置される誘導灯や非常灯などの非常用照明装置がある。この非常灯照明装置は、外部電源が供給される常用時は、外部電源からの電力で電池を充電し、外部電源が供給されない非常時には、電池からの電力で光源を点灯させる。 Conventionally, guide lights are installed to guide people in the area to safely evacuate in the event of a power outage caused by a fire, earthquake, or other disaster or accident in a place where an unspecified number of people gather. There are emergency lighting devices such as emergency lights and emergency lights. This emergency light lighting device charges the battery with the electric power from the external power source during normal use when the external power supply is supplied, and lights the light source with the electric power from the battery in the emergency when the external power source is not supplied.
このような非常用照明装置、例えば誘導灯は、一般社団法人日本照明工業会が定める「誘導灯器具及び避難誘導システム用技術基準」（ＪＩＬ５５０２：２０１８改正追補）、非常灯は、同工業会が定める「非常用照明器具技術基準」（ＪＩＬ５５０１：２０１７改正追補）に則り動作する必要がある。例えば点検機能を実行するとき、表示用ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を点灯させる等の動作が必要となることから、マイクロコンピュータ（マイコン）等の制御用デバイスの搭載が一般的となっている。（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１には、ツェナーダイオードと抵抗が並列に接続された充電制御装置を有する非常用照明装置が記載されている。特許文献１に記載された充電制御装置は、ツェナーダイオードにより得た基準となる一定の電圧をツェナーダイオードに並列に接続された抵抗に印加することにより、充電電流を一定に保つ。
Such emergency lighting devices, such as guide lights, are defined by the Japan Lighting Industry Association as "Technical Standards for Guide Light Equipment and Evacuation Guidance Systems" (JIL5502: 2018 revised supplement). It is necessary to operate in accordance with the "Technical Standards for Emergency Lighting Equipment" (JIL5501: 2017 revised supplement). For example, when executing an inspection function, it is necessary to perform an operation such as turning on a display LED (Light Emitting Diode), so that a control device such as a microcomputer is generally installed. (See, for example,
特許文献１に記載の非常用照明装置のように、ツェナーダイオードを用い充電電流を一定にした場合は、ツェナーダイオードの定数ばらつきが充電電流のばらつきに反映されてしまい、充電電流が電池の推奨充電電流の範囲から外れてしまうおそれが生じる。
When the charging current is made constant by using a Zener diode as in the emergency lighting device described in
一方、定数ばらつきを抑制するため、ツェナーダイオードに代えてシャントレギュレータや三端子レギュレータを使用した場合、充電電流のばらつき範囲を１０％程度まで抑制して管理することができる反面、非常用照明装置がコストアップしてしまう。 On the other hand, when a shunt regulator or a three-terminal regulator is used instead of the Zener diode in order to suppress constant variation, the variation range of the charging current can be suppressed to about 10% and managed, but an emergency lighting device can be used. It will increase the cost.
本発明は、簡易な回路構成で、電池を充電する充電電流のばらつきを抑制し定電流制御するコントロールユニット及び非常用照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control unit and an emergency lighting device that suppress variations in charging current for charging a battery and control a constant current with a simple circuit configuration.
この発明に係るコントロールユニットは、直流電力を出力する電源回路と、前記電源回路の出力端子の間に充電する電池とともに直列に接続された電流制限素子、及び電流検出素子を備えた充電回路と、前記電流検出素子のうち前記電流制限素子が接続された一端側の電圧を検出する第１の検出部と、前記電流検出素子の前記電池が接続された他端側の電圧を検出する第２の検出部と、前記第２の検出部が検出する第２の検出値と予め定められた前記電池の充電電流値とに基づき目標値を設定し、前記第１の検出部が検出する第１の検出値が前記目標値と等しくなるように、前記電流制限素子に流れる電流を制御する制御部と、を備えたものである。 The control unit according to the present invention includes a power supply circuit that outputs DC power, a current limiting element connected in series with a battery to be charged between the output terminals of the power supply circuit, and a charging circuit including a current detecting element. A first detection unit that detects the voltage on one end side of the current detection element to which the current limiting element is connected, and a second detection unit that detects the voltage on the other end side of the current detection element to which the battery is connected. A first detection unit detects a target value by setting a target value based on the detection unit, a second detection value detected by the second detection unit, and a predetermined charging current value of the battery. It is provided with a control unit that controls the current flowing through the current limiting element so that the detected value becomes equal to the target value.
この発明に係る非常用照明装置は、電池を充電するコントロールユニットと、光源部と、を備え、前記コントロールユニットは、前記電池から供給される電力により前記光源部を点灯させる点灯回路を備えたものである。 The emergency lighting device according to the present invention includes a control unit for charging a battery and a light source unit, and the control unit includes a lighting circuit for lighting the light source unit by electric power supplied from the battery. Is.
本発明に関わるコントロールユニットによれば、簡易な回路構成で精度の高い定電流制御を行うことができ、電池を充電する充電電流のばらつきを抑制することができる。 According to the control unit according to the present invention, it is possible to perform highly accurate constant current control with a simple circuit configuration, and it is possible to suppress variations in the charging current for charging the battery.
実施の形態１．
図１、２を用いて、本実施の形態の非常用照明装置である表示装置１０００の構成を説明する。
表示装置１０００は、コントロールユニット１００と、コントロールユニット１００により点灯する光源部２００と、コントロールユニット１００により充電されるとともに停電時などにおいてコントロールユニット１００を介して光源部２００に電力を供給する電池３００と、コントロールユニット１００と電池３００を格納するとともに光源部２００が取り付けられる本体４００と、この本体４００に取り付けられ、光源部２００の光により表示面が発光する表示部５００を備える。
The configuration of the
The
表示部５００は、避難誘導を示すピクトグラム（表示パネル）５１０と、このピクトグラム５１０を照射する導光板５２０と、ピクトグラム５１０と導光板５２０が収納されるとともに、光源２００が取り付けられる表示部本体５３０とを備える。
The
次に図３〜図５を用いて、コントロールユニット１００の構成を説明する。
コントロールユニット１００は、交流を直流に整流する整流回路１１０と、整流回路１１０が出力する電力に基づいて動作し後段に接続された光源部２００に応じた直流電力を生成する第一直流直流変換回路１２０（直流電源回路ともいう。）と、第一直流直流変換回路１２０により生成した電力から制御電源を生成する制御電源回路１４０と、第一直流直流変換回路１２０により生成した電力により、接続された電池３００を充電する充電回路１５０と、電池３の電力により動作し、光源部２００に応じた直流電力を生成する第二直流直流変換回路１６０と、接続された光源部２００に流れる電流を略一定の電流となるように定電流制御する点灯回路１７０と、第一直流直流変換回路１２０、充電回路１５０、第二直流直流変換回路１６０及び点灯回路１７０の動作を制御する制御回路１８０と、を備える。
Next, the configuration of the
The
この実施の形態におけるコントロールユニット１００の動作は以下のとおりである。
外部から外部電源（商用電源）が供給されているとき、第一直流直流変換回路１２０が動作し、制御電源回路１４０、充電回路１５０、点灯回路１７０並びに制御回路１８０に電力を供給する。この電力供給を受けて、制御電源回路１４０並びに制御回路１８０が動作し、制御回路１８０が第一直流直流変換回路１２０、充電回路１５０並びに点灯回路１７０の動作を制御して、充電回路１５０が電池３００を充電し、点灯回路１７０が光源部２００に流れる電流を制御して光源部２００を点灯させる。なお、充電回路１５０の詳細な動作の説明は後述する。
The operation of the
When an external power source (commercial power source) is supplied from the outside, the first DC /
次に、外部電源（商用電源）が停電状態になったとき、あるいは、電池３の寿命判定を行う点検を行うために疑似的に停電状態になったとき、電池３００の電力によって、第二直流直流変換回路１６０が動作して、制御電源回路１４０、制御電源回路１４０を介して制御回路１８０並びに点灯回路１７０に電力供給することにより、光源部２００を点灯させる。
Next, when the external power supply (commercial power supply) goes into a power failure state, or when a pseudo power failure state occurs to perform an inspection to determine the life of the battery 3, the power of the
整流回路１１０は、交流電源に接続される２つの入力端子のうち一方の入力端子に接続されたヒューズ１１１と、このヒューズ１１１と他方の入力端子に接続されたコンデンサ１１２と、このコンデンサ１１２の両端に接続されたダイオードブリッジ１１３を有する。
コンデンサ１１２は、ダイオードブリッジ１１３の後段に接続されている第一直流直流変換回路１２０などで発生するノイズが外部電源側に出て行くのを抑制するノイズフィルタである。
ダイオードブリッジ１１３はこの交流電圧を脈流の直流電圧に変換する。
The
The
The
第一直流直流変換回路１２０は、整流回路１１０の両端に接続されたコンデンサ１２１と、整流回路１１０の高電位側に接続されたコンデンサ１２８、抵抗１２７並びにトランス１２２（一次巻き線Ｔ１）と、このコンデンサ１２８と抵抗１２７にカソードが接続され、トランス１２２の一次巻き線Ｔ１にアノードが接続されたダイオード１２６と、トランス１２２の一次巻き線Ｔ１にドレインが接続され、整流回路１１０の低電位側にソースが接続されたスイッチング素子１２３と、このスイッチング素子１２３のゲートに接続された制御ＩＣ１２４と、この制御ＩＣ１２４に接続されたフォトカプラ１２５と、アノードがトランス１２２の二次巻き線Ｔ２−１に接続され、制御ＩＣ１２４にカソードが接続されたダイオード１２９と、トランス１２２の二次巻き線Ｔ２−２にアノードが接続されたダイオード１３１と、このダイオード１３１のカソードに正極が接続された電解コンデンサ１３２と、電解コンデンサ１３２の正極にアノードが接続されたダイオード１３３と、トランス１２２の二次巻き線Ｔ２−３にアノードが接続されたダイオード１３４と、このダイオード１３４のカソードに正極が接続された電解コンデンサ１３５と、トランス１２２の一次巻き線Ｔ１と二次巻き線Ｔ２−３の間に接続されたコンデンサ１３６を有する。
The first DC /
このように、この実施の形態における第一直流直流変換回路１２０は、いわゆるフライバック回路構成をなしている。このフライバック回路の動作については説明を省略する。
なお、トランス１２２は、二次巻き線Ｔ２−３を有しており、フライバック回路が動作することで、この二次巻き線Ｔ２−３には電圧が発生する。この二次巻き線Ｔ２−３に発生する電圧は、スイッチング素子１２３がスイッチングする際の周波数やデューティ比や二次巻き線Ｔ２−２に発生する電圧値に影響されず、充電回路１５０に印加する充電電圧値になる。よって、二次巻き線Ｔ２−３で発生した電圧は、ダイオード１３４を介して電解コンデンサ１３５に印加され、電解コンデンサ１３５で平滑され充電電圧を生成することができる。
As described above, the first DC /
The
制御電源回路１４０は、例えば、レギュレータ１４１などである。
The control
充電回路１５０は、電解コンデンサ１３５の正極にコレクタが接続され、制御回路１８０にベースが接続されたトランジスタ１５１と、トランジスタ１５１のエミッタに接続された抵抗１５２と、抵抗１５２の一端側であるトランジスタ１５１のエミッタ側に接続され、直列接続された抵抗１５５、１５６と、抵抗１５１の他端側と電池３００の正極に接続され、直列接続された抵抗１５３、１５４を有する。
The charging
なお、トランジスタ１５１は、流れる電流量を制限する電流制限素子の一例であり、流れる電流を制限できる機能を有していればよい。
また、抵抗１５２は、流れる電流量を検出するための電流検出素子の一例であり、流れる電流を検出できる機能を有していればよい。
The
Further, the
抵抗１５５、１５６は、抵抗１５２の一端側（図４のＡ点）に印加された電圧を検出する電圧検出部であり、検出した電圧を分圧して制御回路１８０に出力する。なお、抵抗１５５と抵抗１５６を合わせて第１の検出部１５７という。
抵抗１５３、１５４は、抵抗１５２の他端側（図４のＢ点）に印加された電圧を検出する電圧検出部であり、検出した電圧を分圧して制御回路１８０に出力する。なお、抵抗１５３と抵抗１５４を合わせて第２の検出部１５８という。
The
The
充電回路１５０は、電解コンデンサ１３５で平滑して生成した平滑電圧が印加されて動作する。トランジスタ１５１は、制御回路１８０により制御されて動作し、抵抗１５２を介して電池３００を充電する。なお、電池３００は、抵抗１５２と直列に接続されているため、電池３００が充電される充電電流ＩＢＡＴは、抵抗１５２に流れる電流とほぼ等しくなる。よって、抵抗１５５、抵抗１５６にて抵抗１５２の一端側と、抵抗１５３、抵抗１５４にて抵抗１５２の他端側の電圧、つまり抵抗１５２の両端間に印加されている電圧を制御することにより、電池３００の充電電流を制御することができる。なお、電池３００の充電制御の詳細説明は後述する。
The charging
第二直流直流変換回路１６０は、電池３００の両端に接続されたコンデンサ１６１と、電池３００の正極に一端が接続されたコイル１６２と、コイル１６２の他端にドレイン端子が接続されたＭＯＳ−ＦＥＴ１６３と、ＭＯＳ−ＦＥＴ１６３のドレイン端子にアノード端子が接続されたダイオード１６４と、ダイオード１６４のカソード端子とＭＯＳ−ＦＥＴ１６３のソース端子の間に接続された直列接続された抵抗１６５、抵抗１６６と、直列接続された抵抗１６５、抵抗１６６に並列に接続されたコンデンサ１６７を備える。
The second DC /
第二直流直流変換回路１６０は、制御回路１８０によりＭＯＳ−ＦＥＴ１６３をスイッチングさせ、光源部３００を点灯させるために必要な電圧まで電池３００の電圧を昇圧または降圧させる。抵抗１６５、抵抗１６６によりダイオード１６４が出力した出力電圧を分圧し、分圧した電圧を制御回路１８０が監視し、ダイオード１６４の出力電圧が所定の定電圧となるように、ＭＯＳ−ＦＥＴ１６３のスイッチングを制御する。
The second DC-
点灯回路１７０は、光源部２００にドレイン端子が接続されたＭＯＳ−ＦＥＴ１７１と、ＭＯＳ−ＦＥＴ１７１のソース端子とグランド端子との間に接続された抵抗１７２を備える。
The
点灯回路１７０は、制御回路１８０の出力信号に基づきＭＯＳ−ＦＥＴ１７１をスイッチング動作させ、抵抗１７２に印加される電圧を制御回路１８０に入力させる。制御回路１８０は抵抗１７２に印加される電圧値が所定の電圧となるように、ＭＯＳ−ＦＥＴ１７１のスイッチングを制御することにより、抵抗１７２に流れる電流が所定の定電流となり、その結果、光源部２００に流れる電流も所定の定電流とすることができる。
The
制御回路１８０は、制御部１８１と、この制御部１８１にベースが接続されたデジタルトランジスタ１８２と、デジタルトランジスタ１８２のコレクタとダイオード１３４のカソードに接続された抵抗１８３と、デジタルトランジスタ１８２のコレクタとトランジスタ１５１のベースとの間に接続された抵抗１８４と、トランジスタ１５１のベース−エミッタ間に並列に接続されたコンデンサ１８５と、制御電源回路１４０の出力端子Ｖｃｃとグランド端子の間に接続され、直列接続された抵抗１８９、スイッチ１８８と、制御部１８１に接続された表示部１８７を備える。
The
デジタルトランジスタ１８２、抵抗１８３、抵抗１８４、およびコンデンサ１８５は、トランジスタ１５１を駆動するのに必要な駆動電流を得るために、制御部１８１が出力する出力信号を増幅する増幅回路である。
抵抗１８９は、スイッチ１８８のオン／オフ情報を制御部１８１に入力するためのプルアップ抵抗である。
表示部１８７は、モニタ用のＬＥＤなどを備え、制御部１８１の出力信号に応じて、電池３００の寿命や光源部２００の寿命などを報知する表示を行う。
The
The
The
制御部１８１は、第一直流直流変換回路１２０のスイッチング動作を制御する常用電源制御部１８１ａと、充電回路１５０の動作を制御する充電制御部１８１ｂと、第二直流直流変換回路１６０のスイッチング動作を制御する非常用電源制御部１８１ｃと、点灯回路１７０の動作を制御する点灯制御部１８１ｄと、充電制御部１８１ｂが充電回路１５０の充電動作を制御するために必要な情報であるテーブル表及び補正値を記憶する記憶部１８１ｅを備える。
The
充電制御部１８１ｂは、アナログデジタル変換回路１８１ｂａ、１８１ｂｂと、テーブル情報から読み出したデータに変換する変換部１８１ｂｃと、抵抗Ｒ１を介してアナログデジタル変換回路ｂｂのデジタルデータを入力し、変換部１８１ｂｃのデータと比較する比較器１８１ｂｅと、オシレータ１８１ｂｆと、オシレータ１８１ｂｆと比較器１８１ｂｅとを比較し、制御信号を生成するオペアンプ１８１ｂｇと、オペアンプ１８１ｂｇが出力する制御信号に基づきＰＷＭ信号を生成してデジタルトランジスタをスイッチングするＰＷＭ信号生成部１８１ｂｈを有する。
The
まず、制御部１８１の記憶部１８１ｅに記憶されているテーブル参照部（テーブル表ともいう。）について説明する。
テーブル表には、電池３００の電圧（抵抗１５２の他端側（図５のＢ点）の電圧値）に対応する電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴ、抵抗１５２の一端側（図５のＡ点）の電圧値に対応する検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴ、電池３００を充電する充電電流ＩＢＡＴの３つの値が設定されている。
First, a table reference unit (also referred to as a table table) stored in the
The table shows the battery voltage input value V2BAT corresponding to the voltage of the battery 300 (the voltage value on the other end side of the resistor 152 (point B in FIG. 5)) and the voltage on one end side of the resistor 152 (point A in FIG. 5). Three values, a detection voltage input value V1BAT corresponding to the value and a charging current IBAT for charging the
これらの電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴ、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴは、目標とする充電電流ＩＢＡＴに応じて算出され設定される。この充電電流ＩＢＡＴは、上述したとおり抵抗１５２に流れる電流に等しいため、抵抗１５２の抵抗値をＲ１５２、抵抗１５２の両端電圧をＶＲ１５２とするとき、以下の式１のようになる。
These battery voltage input values V2BAT and detected voltage input values V1BAT are calculated and set according to the target charging current IBAT. Since this charging current IBAT is equal to the current flowing through the
つまり、制御部１８１に印加される検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴと電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴ並びに抵抗１５２の抵抗値に基づいて演算を行うと、充電電流ＩＢＡＴが制御できることになる。
That is, the charging current IBAT can be controlled by performing the calculation based on the detection voltage input value V1BAT applied to the
そこで、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴをデジタル値に変換した検出電圧値ｖ１ｂａｔ、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴをデジタル値に変換した電池電圧変換値ｖ２ｂａｔと、充電電流ＩＢＡＴの関係を式で表すと以下のようになる。なお、図５のＡ点の電圧をＶＡ、図５のＢ点の電圧をＶＢとする。 Therefore, the relationship between the detected voltage value v1bat obtained by converting the detected voltage input value V1BAT into a digital value, the battery voltage converted value v2bat obtained by converting the battery voltage input value V2BAT into a digital value, and the charging current IBAT can be expressed as follows. Become. The voltage at point A in FIG. 5 is defined as VA, and the voltage at point B in FIG. 5 is defined as VB.
したがって、抵抗１５２の一端側（図５のＡ点）の電圧ＶＡと、他端側（図５のＢ点）の電圧ＶＢは次のように表すことができる。
Therefore, the voltage VA on one end side (point A in FIG. 5) and the voltage VB on the other end side (point B in FIG. 5) of the
よって、抵抗１５２の両端電圧ＶＲ１５２は、ＶＲ１５２＝ＶＡ−ＶＢであるので、式１に代入すると次のようになる。
Therefore, since the voltage across the
また、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴ、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴをそれぞれデジタル値に変換する場合、制御部１８１の動作電圧がＶｃｃなので、最大値はＶｃｃの値となり、このＶｃｃを１０ｂｉｔの分解能（ただし０を除く）で割った値を、それぞれに乗算することになる。つまり、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴ、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴをデジタル化すると、それぞれ、Ｖ１ＢＡＴ＝ｖ１ｂａｔ×Ｖｃｃ／１０２３、Ｖ２ＢＡＴ＝ｖ２ｂａｔ×Ｖｃｃ／１０２３で表される。したがって、式（６）に代入すると次のように表すことができる。
Further, when converting the detected voltage input value V1BAT and the battery voltage input value V2BAT into digital values, since the operating voltage of the
よって、充電電流値ｉが一定になるように、検出電圧換算値ｖ１ｂａｔ、電池電圧換算値ｖ２ｂａｔを算出して、検出電圧換算値ｖ１ｂａｔと電池電圧換算値ｖ２ｂａｔの関係をマイクロコンピュータに書き込んでおき、この書き込んだデータをもとに、制御部１８１は充電回路１５０を制御すればよい。なお、本実施の形態では、制御部１８１に入力された電池電圧Ｖ２ＢＡＴを基準に、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴを制御するので、記憶部１８１ｅに書き込むテーブル情報は、電池電圧換算値ｖ２ｂａｔに対応した検出電圧換算値ｖ１ｂａｔを調整する目標値である目標電圧値ｖ１ｔａｒを書き込むものとする。
Therefore, the detection voltage conversion value v1bat and the battery voltage conversion value v2bat are calculated so that the charging current value i becomes constant, and the relationship between the detection voltage conversion value v1bat and the battery voltage conversion value v2bat is written in the microcomputer. The
これらに基づいて、充電電流ＩＢＡＴを０．０２５Ａとしたときの電池電圧換算値ｖ２ｂａｔと、検出電圧換算値ｖ１ｂａｔが目標とする目標電圧値ｖ１ｔａｒとの関係を図６のテーブル１に、充電電流ＩＢＡＴを０．０１６ｍＡとしたときの電池電圧換算値ｖ２ｂａｔと、検出電圧換算値ｖ１ｂａｔが目標とする目標電圧値ｖ１ｔａｒとの関係を図６のテーブル２に示した。 Based on these, the relationship between the battery voltage conversion value v2bat when the charging current IBAT is 0.025A and the target voltage value v1tar targeted by the detected voltage conversion value v1bat is shown in Table 1 of FIG. The relationship between the battery voltage conversion value v2bat when the value is 0.016 mA and the target voltage value v1tar targeted by the detected voltage conversion value v1bat is shown in Table 2 of FIG.
次に、図７を用いて制御部１８１並びに充電回路１５０の充電動作について説明する。
コントロールユニット１００に商用電源が供給されると、整流回路１１０を介して、第一直流直流変換回路１２０に電力が供給されて、第一直流直流変換回路１２０が起動する。
Next, the charging operation of the
When commercial power is supplied to the
第一直流直流変換回路１２０が起動することにより、制御電源回路１４０が起動し、制御回路１８０が起動する。このとき、制御部１８１は、記憶部１８１ｅに記憶されているｖｂａｔ、ｉｂａｔを初期化（ステップ１）する。
When the first DC /
制御回路１８０が起動すると、第一直流直流変換回路１２０、充電回路１５０、点灯回路１７０の動作を制御する。
制御回路１８０は、充電回路１５０の抵抗Ｒ１５２の両端電圧に対応した検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴと電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴを入力し、この入力した検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴ、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴ検知電圧をそれぞれアナログデジタル信号変換回路１８１ｂａ、１８１ｂｂでデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、制御部１８１に入力（ステップ２）され、例えば、充電電流を０．０２５Ａとするとき、電池電圧換算値ｖ２ｂａｔに対応する目標電圧値ｖ１ｔａｒをテーブル１の情報をして特定（ステップ３）し、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴのデジタル値である検出電圧変換値ｖ１ｂａｔがその目標電圧値ｖ１ｔａｒと等しくなるように、充電回路１５０の充電電流制御素子１５１に流れる電流量を調整（ステップ４、ステップ５）する。
When the
The
本実施の形態では、充電電流制御素子１５１にバイポーラトランジスタを用いているので、ベース−エミッタに流れる電流を制御することで、コレクタ−エミッタに流れる電流が制御される。このように、コレクタ−エミッタに流れる電流が制御されて変化することにより、抵抗１５２に流れる電流も変化するので、抵抗１５２の両端間の電位差も変化する。よって、制御回路１８０で検知される検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴも変化する。
In the present embodiment, since the charging
なお、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴは、電池３００が充電されているときの電池電圧に依存するため、充電電流ＩＢＡＴが変化しても、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴの電圧値の変化量は小さく、瞬時的に充電電流ＩＢＡＴが変化してもその電圧の変化量はほぼ一定である。
Since the battery voltage input value V2BAT depends on the battery voltage when the
このように、電池電圧入力値Ｖ２ＢＡＴとテーブル情報に基づいて、検出電圧入力値Ｖ１ＢＡＴを制御することにより、抵抗１５２に流れる電流を所定の電流となるように制御することができ、電池３００を充電する充電電流ＩＢＡＴを定電流にすることができる。
In this way, by controlling the detected voltage input value V1BAT based on the battery voltage input value V2BAT and the table information, the current flowing through the
なお、本実施の形態では、制御部１８１がテーブル情報を用いて、充電電流制御素子１５１を制御することにより、電池３００を充電する充電電流ＩＢＡＴが定電流となるように制御する場合について説明したが、制御部１８１が検出する電池電圧換算値ｖ２ｂａｔに基づいて、上述した算出式（１）〜（７）により、目標とする充電電流ＩＢＡＴに対する目標電圧値ｖ１ｔａｒを演算にて算出してもよい。
In the present embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、表示装置１０００として誘導灯である場合を説明したが、電池３００を内蔵する看板などの表示機器であってもよい。また、表示装置１０００に限らず、電池３００を内蔵する非常灯などであってもかまわない。つまり、通常時に電池３００を充電し、災害などの停電時に電池３００の電力で光源２００を点灯させる非常用照明装置のコントロールユニット１００に応用することができる。
Further, in the present embodiment, the case where the
実施の形態２．
本実施の形態は、実施の形態１の制御回路１８０に付加機能を備えたものである。
実施の形態１では、予め設定された充電電流ＩＢＡＴに対して、電池電圧変換値ｖ２ｂａｔと目標電圧値ｖ１ｔａｒを演算式によって求め、テーブル情報として記憶し、その記憶したテーブル情報に基づき、電池３００を定電流で充電制御を行う場合について説明したが、本実施の形態では、テーブル情報の目標電圧値ｖ１ｔａｒと、予め設定された充電電流ＩＢＡＴを流した際に発生する検出電圧変換値ｖ１ｂａｔとの間に差が生じた場合に、テーブル情報の目標電圧値ｖ１ｔａｒに対して補正を行うものである。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成については同符号を付し説明を省略する。また、本実施の形態における実施の形態１と同様の動作についても説明を省略する。
Embodiment 2.
In this embodiment, the
In the first embodiment, the battery voltage conversion value v2bat and the target voltage value v1tar are obtained by an arithmetic formula for the preset charging current IBAT, stored as table information, and the
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Further, the same operation as that of the first embodiment in the present embodiment will not be described.
図８は、本実施の形態における制御回路１８０の部分詳細図である。
制御回路１８０の制御部１８１は、外部機器である検査機と通信を行う補正部１８１ｂｄを有する。
FIG. 8 is a partial detailed view of the
The
この補正部１８１ｂｄは、コントロールユニット１００を製造する際の検査機などに接続されるインターフェース（検査器の接続ピンが接触する接触部）を含み、検査機に接続されたときは、接続された検査機との間で、補正を行うための制御信号を送受信し、検査機に接続されていない通常の動作時は、変換器１８１ｂｃに補正値を反映させるための補正データを出力する。
The correction unit 181db includes an interface (contact portion to which the connection pin of the inspection device comes into contact) connected to an inspection machine or the like when manufacturing the
次に、補正値の設定について図９、図１０を用いて説明する。
コントロールユニット１００を製造する際、組み立てたコントロールユニット１００に対して検査機を接続し、コントロールユニット１００に外部電源を供給して動作させる（ステップ１１）。
Next, the setting of the correction value will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
When manufacturing the
この検査機は、補正部１８１ｂｄを介して制御部１８１に制御情報を送受信する設定制御部と、コントロールユニット１００に接続される電池３００を模擬した疑似電池と、疑似電池に流れる疑似充電電流を測定する測定部と、測定部で測定した充電電流ＩＢＡＴと設定電流とを比較し充電電流ＩＢＡＴが設定電流と等しいかを判別して設定制御部を介して判別結果を出力する判別部と、を有している。
This inspection machine measures a setting control unit that transmits and receives control information to and from the
検査機は、コントロールユニット１００に接続され、コントロールユニット１００が起動すると、補正値設定フローの開始を指示する補正値設定開始信号を補正部１８１ｂｄに出力する（ステップ２１）とともに、設定する設定充電電流値を読み出す（ステップ２２）。
The inspection machine is connected to the
コントロールユニット１００は、通常の動作フローから補正値設定フローに切り替えるとともに、補正値設定モードを開始したことを検査機に通知する補正値設定モード開始通知を行う（ステップ１２）。
The
検査機は、この補正値設定モード開始通知を受信すると、疑似電池に流れる疑似充電電流を測定（ステップ２３）し、測定した疑似充電電流が設定充電電流値（目標値）と一致するかを判別し、目標値よりも低いあるいは高い場合は、その判別結果に基づいて充電電流増加または減少させる命令をコントロールユニット１００に通知し、目標値と等しい場合は、充電電流を維持する命令を通知する（ステップ２４）。
Upon receiving this correction value setting mode start notification, the inspection machine measures the pseudo charging current flowing through the pseudo battery (step 23) and determines whether the measured pseudo charging current matches the set charging current value (target value). If it is lower or higher than the target value, the
コントロールユニット１００は、検査機からの命令を受け、充電電流ＩＢＡＴを増加または減少させる命令であった場合はその命令に従い充電電流ＩＢＡＴを増加または減少させ、充電電流ＩＢＡＴを維持する命令であった場合は次のステップに進む（ステップ１３、１４）。なお、ステップ１３、１４の処理後は、その処理が完了したことを通知する命令処理結果通知を検査機に送信する。
When the
検査機は、命令処理結果通知を受け、充電電流ＩＢＡＴを維持する処理を行ったかを判別し、充電電流を維持する処理ではない、つまり充電電流ＩＢＡＴを増加または減少させる処理を行ったと判断したときは、ステップ２３に戻って充電電流ＩＢＡＴの再測定を行う処理をし、充電電流ＩＢＡＴを維持する処理であると判断したときは、コントロールユニット１００の補正処理が完了したものとし、検査機は、コントロールユニットから補正値設定完了信号を受けるまで待機し、補正値設定完了信号を受信後、検査処理を終了する。
When the inspection machine receives the instruction processing result notification, determines whether the processing for maintaining the charging current IBAT has been performed, and determines that the processing for maintaining the charging current is not performed, that is, the processing for increasing or decreasing the charging current IBAT has been performed. Returns to step 23 to perform a process of re-measuring the charging current IBAT, and when it is determined that the processing is to maintain the charging current IBAT, it is assumed that the correction process of the
コントロールユニット１００は、ステップ１３で充電電流を維持する命令であったと判断した場合は、そのときの検出電圧変換値ｖ１ｂａｔ、電池電圧変換値ｖ２ｂａｔを制御部１８１が測定し、電池電圧変換値ｖ２ｂａｔに対応する目標電圧値ｖ１ｔａｒを記憶部１８１ｅに記憶されたテーブル情報から読み出す（ステップ１５、１６）。
When the
制御部１８１は読み出した目標電圧値ｖ１ｔａｒから入力された検出電圧変換値ｖ１ｂａｔを減算する演算を行い、演算にて算出された差を補正値ｖ１ａｄｊとして記憶部１８１ｅに書き込み、その後、検査機に補正値設定完了信号を出力するとともに補正値設定フローを終了する（ステップ１７、１８）。
The
次に、図１１を用いて補正値を反映した電池３の充電動作について説明する。
コントロールユニット１００に外部電源が供給されると、実施の形態１と同様に各回路が起動し、充電回路１５０、制御回路１８０が動作する。
Next, the charging operation of the battery 3 reflecting the correction value will be described with reference to FIG.
When an external power supply is supplied to the
制御部１８１が動作すると、検査機から補正値設定開始信号があるかを判定（ステップ０）し、補正値設定開始信号が入力されているときは補正値設定フローへ移行する（ステップ６）。
When the
ステップ０で補正値設定信号が入力されていないと制御部１８１が判断したときは、記憶部１８１ｅに記憶されている検出電圧変換値ｖ１ｂａｔ、電池電圧変換値ｖ２ｂａｔを初期化（ステップ１）し、制御部１８１は、充電回路１５０から検出電圧入力値ｖ１ｂａｔ、電池電圧変換値ｖ２ｂａｔが入力される（ステップ２）。
When the
制御部１８１は、入力された電池電圧変換値ｖ２ｂａｔに対応した目標電圧値ｖ１ｔａｒを記憶部１８１ｅに記憶されたテーブル情報から読み出す（ステップ３）ともに、記憶部１８１ｅに記憶された補正値ｖ１ａｄｊが０であるかを判別（ステップ７）する。
The
ステップ７で補正値ｖ１ａｄｊが０であると判別した場合は、読み出した目標電圧値ｔａｒを補正電圧値ｖ１ｓｅｔとして設定（ステップ８）し、ステップ７で補正値ｖ１ａｄｊが０以外であると判別した場合は、読み出した目標電圧値ｖ１ｔａｒに補正値ｖ１ａｄｊを加算して、補正電圧値ｖ１ｓｅｔと設定（ステップ９）する。 When it is determined in step 7 that the correction value v1adj is 0, the read target voltage value tar is set as the correction voltage value v1set (step 8), and when it is determined in step 7 that the correction value v1adj is other than 0. Adds the correction value v1adj to the read target voltage value v1tar and sets it as the correction voltage value v1set (step 9).
次に、制御部１８１に入力された検出電圧変換値ｖ１ｂａｔがステップ８またはステップ９で設定した補正電圧値ｖ１ｓｅｔと一致するかを判別（ステップ４）し、補正電圧値ｖ１ｓｅｔと一致する場合はステップ２に戻り、補正電圧値ｖ１ｓｅｔと一致しない場合は検出電圧変換値ｖ１ｂａｔを増減させるように充電電流制御素子１５１の制御を変更（ステップ５）する。
Next, it is determined whether the detected voltage conversion value v1bat input to the
このように、読み出したテーブル情報に補正値ｖ１ａｄｊを反映することで、コントロールユニット１００を構成する電子部品の部品ばらつきの影響を抑え、精度の高い充電電流ＩＢＡＴとすることができる。
By reflecting the correction value v1adj in the read table information in this way, it is possible to suppress the influence of component variation of the electronic components constituting the
１０００ 表示装置、１００ コントロールユニット、１１０ 整流回路、１１１ ヒューズ、１１２ コンデンサ、１１３ ダイオードブリッジ、１２０ 第一直流直流変換回路、１２１ コンデンサ、１２８ コンデンサ、１２７ 抵抗、１２２ トランス、１２６ ダイオード、１２３ スイッチング素子、１２４ 制御ＩＣ、１２５ フォトカプラ、１２９ ダイオード、１３１ ダイオード、１３２ 電解コンデンサ、１３３ ダイオード、１３４ ダイオード、１３５ 電解コンデンサ、１３６ コンデンサ、１４０ 制御電源回路、１４１ レギュレータ、１５０ 充電回路、１５１ トランジスタ、１５２ 抵抗、１５５ 抵抗、１５６ 抵抗、１５３ 抵抗、１５４ 抵抗、１５７ 第１の検出部、１５８ 第２の検出部、１６０ 第二直流直流変換回路、１６１ コンデンサ、１６２ コイル、１６３ ＭＯＳ−ＦＥＴ、１６４ ダイオード、１６５ 抵抗、１６６ 抵抗、１６７ コンデンサ、１７０ 点灯回路、１７１ ＭＯＳ−ＦＥＴ、１７２ 抵抗、１８０ 制御回路、１８１ 制御部、１８１ａ 常用電源制御部、１８１ｂ 充電制御部、１８１ｂａ アナログデジタル変換回路、１８１ｂｂ アナログデジタル変換回路、１８１ｂｃ 変換部、１８１ｂｅ 比較器、１８１ｂｆ オシレータ、１８１ｂｇ オペアンプ、１８１ｂｈ ＰＷＭ信号生成部、１８１ｃ 非常用電源制御部、１８１ｄ 点灯制御部、１８１ｅ 記憶部、１８２ デジタルトランジスタ、１８３ 抵抗、１８４ 抵抗、１８５ コンデンサ、１８９ 抵抗、１８８ スイッチ、１８７ 表示部、２００ 光源部、３００ 電池、４００ 本体、５００ 表示部、５１０ ピクトグラム（表示パネル）、５２０ 導光板、５３０ 表示部本体。 1000 display device, 100 control unit, 110 rectifying circuit, 111 fuse, 112 capacitor, 113 diode bridge, 120 first DC / DC conversion circuit, 121 capacitor, 128 capacitor, 127 resistance, 122 transformer, 126 diode, 123 switching element, 124 control IC, 125 photocoupler, 129 capacitor, 131 diode, 132 electrolytic capacitor, 133 capacitor, 134 diode, 135 electrolytic capacitor, 136 capacitor, 140 control power supply circuit, 141 regulator, 150 charging circuit, 151 transistor, 152 resistor, 155 Resistance, 156 resistance, 153 resistance, 154 resistance, 157 first detector, 158 second detector, 160 second DC / DC conversion circuit, 161 capacitor, 162 coil, 163 MOS-FET, 164 diode, 165 resistor, 166 resistor, 167 capacitor, 170 lighting circuit, 171 MOS-FET, 172 resistor, 180 control circuit, 181 control unit, 181a regular power supply control unit, 181b charge control unit, 181ba analog digital conversion circuit, 181bb analog digital conversion circuit, 181bc Conversion unit, 181be comparer, 181bf oscillator, 181bg capacitor, 181bh PWM signal generation unit, 181c emergency power supply control unit, 181d lighting control unit, 181e storage unit, 182 digital transistor, 183 resistance, 184 resistance, 185 capacitor, 189 resistance , 188 switch, 187 display unit, 200 light source unit, 300 battery, 400 main unit, 500 display unit, 510 pictogram (display panel), 520 light guide plate, 530 display unit main unit.
Claims (6)
前記電源回路の出力端子の間に充電する電池とともに直列に接続された電流制限素子、及び電流検出素子を備えた充電回路と、
前記電流検出素子のうち前記電流制限素子が接続された一端側の電圧を検出する第１の検出部と、
前記電流検出素子の前記電池が接続された他端側の電圧を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部が検出する第２の検出値と予め定められた前記電池の充電電流値とに基づき目標値を設定し、前記第１の検出部が検出する第１の検出値が前記目標値と等しくなるように、前記電流制限素子に流れる電流を制御する制御部と、
を備えたコントロールユニット。 A power supply circuit that outputs DC power and
A charging circuit including a current limiting element and a current detecting element connected in series with a battery to be charged between the output terminals of the power supply circuit.
A first detection unit that detects the voltage on one end of the current detection element to which the current limiting element is connected, and
A second detection unit that detects the voltage on the other end side of the current detection element to which the battery is connected, and
A target value is set based on the second detection value detected by the second detection unit and the predetermined charging current value of the battery, and the first detection value detected by the first detection unit is the said. A control unit that controls the current flowing through the current limiting element so that it becomes equal to the target value.
Control unit with.
光源部と、を備え、
前記コントロールユニットは、前記電池から供給される電力により前記光源部を点灯させる点灯回路を備えた非常用照明装置。 The control unit according to any one of claims 1 to 5.
With a light source
The control unit is an emergency lighting device including a lighting circuit that lights the light source unit by electric power supplied from the battery.
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