JP2022002197A - 点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリが異常状態であると誤検出されることを抑制できる点灯装置および照明装置を得ることを目的とする。【解決手段】本開示に係る点灯装置は、バッテリと、外部電源から電力を供給され、該バッテリを充電する常時電源回路と、該外部電源の停電時または疑似定停電時に、該バッテリから電力を供給され光源を点灯させる非常電源回路と、該バッテリに発生する電圧に基づき、該バッテリが正常状態か異常状態かを判別する制御部と、を備え、該制御部は、該停電または該疑似停電を検出すると、該バッテリの温度が予め定められた低温閾値よりも低い場合に、該バッテリの温度が該低温閾値以上の場合よりも、該非常電源回路から該光源に供給される電力を低く制御する。【選択図】図４

Description

本開示は、点灯装置および照明装置に関する。

特許文献１には、ＬＥＤからなるＬＥＤ光源部と、非常用電源と、外部電源の異常時に非常用電源からの電力供給によりＬＥＤを定電流制御で点灯させる非常用点灯回路とを備える非常用照明装置が開示されている。この非常用照明器具では、非常用電源からの電源供給によるＬＥＤの点灯時に、ＬＥＤ光源部から照射された光の床面照度が常温雰囲気中で１．５ｌｘ以上に設定されている。

特許第４６８３２８６号公報

バッテリの内部抵抗は、高温時よりも低温時に増加することがある。よって、低温から高温まで同一の電力を光源に供給すると、高温時に比べて低温時でバッテリの電圧降下が大きくなる場合がある。このため、バッテリの両端電圧を検出してバッテリの残存エネルギーを検出する場合に、低温時においてバッテリが正常であるにも関わらず、電圧降下の影響でバッテリが異常状態であると誤検出されるおそれがある。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、バッテリが異常状態であると誤検出されることを抑制できる点灯装置および照明装置を得ることを目的とする。

第１の開示に係る点灯装置は、バッテリと、外部電源から電力を供給され、該バッテリを充電する常時電源回路と、該外部電源の停電時または疑似定停電時に、該バッテリから電力を供給され光源を点灯させる非常電源回路と、該バッテリに発生する電圧に基づき、該バッテリが正常状態か異常状態かを判別する制御部と、を備え、該制御部は、該停電または該疑似停電を検出すると、該バッテリの温度が予め定められた低温閾値よりも低い場合に、該バッテリの温度が該低温閾値以上の場合よりも、該非常電源回路から該光源に供給される電力を低く制御する。

第２の開示に係る点灯装置は、バッテリと、外部電源から電力を供給され、該バッテリを充電する常時電源回路と、該外部電源の停電時または疑似定停電時に、該バッテリから電力を供給され光源を点灯させる非常電源回路と、該停電時または該疑似定停電時に、該バッテリに発生する電圧が予め定められた基準を満たす場合に該バッテリが正常状態であると判別する制御部と、を備え、該制御部は、該バッテリの温度が予め定められた低温閾値よりも低い場合に、該バッテリの温度が該低温閾値以上の場合よりも、該バッテリを該正常状態であると判別するための該基準を緩和する。

第１の開示に係る点灯装置では、バッテリの温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリの温度が低温閾値以上の場合よりも、非常電源回路から光源に供給される電力が低く制御される。従って、バッテリの電圧降下を抑制でき、バッテリが異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

第２の開示に係る点灯装置は、バッテリの温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリの温度が低温閾値以上の場合よりも、バッテリを正常状態であると判別するための判別基準が緩和される。従って、バッテリが異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

実施の形態１に係る照明装置の回路ブロック図である。 実施の形態１に係る制御部の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る制御部のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る照明装置の動作を説明する図である。 実施の形態１に係る制御部の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る制御部の機能ブロック図である。 実施の形態２に係る照明装置の動作を説明する図である。 実施の形態２に係る制御部の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態３に係る照明装置の動作を説明する図である。 実施の形態３に係る制御部の動作を説明するフローチャートである。

各実施の形態に係る点灯装置および照明装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明装置１００の回路ブロック図である。照明装置１００は例えば非常灯、誘導灯等の非常用照明器具である。照明装置１００は、器具本体に保持されて設置される。照明装置１００は、光源部６と点灯装置２０を備える。点灯装置２０は、ユニット１０とバッテリ４を備える。

光源部６は、非常時または常用時に明るさを確保するための光源を有する。光源は例えばＬＥＤである。これにより、照明装置１００の消費エネルギーを抑制できる。ユニット１０は外部電源ＡＣからの給電を受け、バッテリ４を充電する。外部電源ＡＣは例えば商用電源である。バッテリ４は少なくとも正極配線、負極配線、バッテリ情報配線を含んだ接続部を備える。バッテリ４の接続部は、ユニット１０に電気的に接続される。

ユニット１０は、ダイオードブリッジ１と、常時電源回路２と、充電回路３と、非常電源回路５と、停電検出回路８と、周囲温度検出回路９と、点検部５０と、制御部７を備える。制御部７は例えばマイクロコンピュータである。

ダイオードブリッジ１の出力は常時電源回路２に接続される。ダイオードブリッジ１の出力の低電位側は接地用端子に接続される。

常時電源回路２は、外部電源ＡＣからの交流電力を直流電力に変換する。常時電源回路２は絶縁形フライバック回路から構成される。常時電源回路２は、常用時に外部電源ＡＣから電力を供給され、バッテリ４を充電する。制御ＩＣ２１は常時電源回路２を制御する。ここで常用時とは、外部電源ＡＣが停電状態または疑似停電状態ではない通常の状態を示す。また、疑似停電状態とは、例えば点検のために外部電源ＡＣが遮断された状態が模擬された状態である。

常時電源回路２において、外部電源ＡＣの全波とスイッチングによるリップルを軽減するために、ダイオードブリッジ１の出力と並列にコンデンサ２２が接続される。コンデンサ２２の正極には、トランス２３の一次側の一端が接続される。

トランス２３の一次側の他端には、スイッチング素子２４の第１端子が直列に接続される。スイッチング素子２４の第２端子はコンデンサ２２の負極に接続される。スイッチング素子２４の制御端子には、制御ＩＣ２１に接続される。制御端子は、第１、第２端子間をスイッチングするための端子である。

スイッチング素子２４は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子２４がＭＯＳＦＥＴの場合、第１端子はドレイン端子、第２端子はソース端子、制御端子はゲート端子である。スイッチング素子２４において第１端子がトランス２３、第２端子が接地用端子、制御端子が制御ＩＣ２１に接続される。

制御ＩＣ２１は例えばＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）ドライバである。制御ＩＣ２１はスイッチング素子２４を駆動させる。コンデンサ２２と並列に、抵抗２５、コンデンサ２６の直列回路が接続される。抵抗２５、コンデンサ２６の接続点は、制御ＩＣ２１に接続される。制御ＩＣ２１の電源は、コンデンサ２２から抵抗２５を介して供給される。

制御ＩＣ２１には抵抗を介してフォトカプラ２７が接続される。フォトカプラ２７は、トランス２３の二次側の情報を制御ＩＣ２１に入力するために設けられる。

常時電源回路２は疑似停電検出回路２８を備える。疑似停電検出回路２８は、疑似停電状態を検出し、疑似停電状態になったときに制御ＩＣ２１を停止させる。

トランス２３の二次側のフライバック巻き線の一端には、ダイオード２９のアノードが接続される。ダイオード２９はトランス２３の二次側に直列接続され、出力側に安定した電圧を伝達するために設けられる。ダイオード２９のカソードには、電解コンデンサ３０の正極が接続される。電解コンデンサ３０の負極は接地用端子に接続される。

常時電源回路２の接地用の経路において、トランス２３の一次側と二次側はコンデンサ３１によって、絶縁されている。

常時電源回路２は出力電圧検出回路を備える。出力電圧検出回路は、直列に接続されたフォトカプラ２７とツェナーダイオード３２から構成される。出力電圧検出回路は、電解コンデンサ３０と並列に接続される。常時電源回路２の出力電圧は、フォトカプラ２７のＶＦとツェナーダイオード３２のツェナー電圧との和になる。フォトカプラ２７の一次側は、制御ＩＣ２１に接続される。制御ＩＣ２１は、フォトカプラ２７に流れる電流を制御する。制御ＩＣ２１は、フォトカプラ２７に流れる電流に応じて、スイッチング素子２４のオン時間を制御する。これにより、常時電源回路２の定電圧フィードバックが実現する。

充電回路３はバッテリ４を充電する。充電回路３は、トランス２３のフライバック巻きとバッテリ４の間に接続されている。トランス２３のフライバック巻きには、スイッチング素子３５の第１端子が接続される。スイッチング素子３５の第２端子には抵抗３７の一端が接続される。抵抗３７の他端にはバッテリ４の正極が接続される。抵抗３７はバッテリ４と直列に接続される。バッテリ４の負極は接地用端子に接続される。つまり、常時電源回路２の出力端には、スイッチング素子３５、抵抗３７、バッテリ４が直列に接続される。

スイッチング素子３５は例えばトランジスタである。スイッチング素子３５がトランジスタの場合、第１端子はコレクタであり、第２端子はエミッタであり、制御端子はベースである。制御端子は第１、第２端子間をスイッチングするための端子である。

スイッチング素子３５の制御端子にはツェナーダイオード３６のカソードが接続される。ツェナーダイオード３６のアノードはバッテリ４の正極に接続される。これにより、スイッチング素子３５は能動領域で動作を行う。また、抵抗３７には、ツェナーダイオード３６のツェナー電圧からスイッチング素子３５の制御端子と第２端子間の電圧を引いた電圧が印可される。これにより、バッテリ４の充電電流は定電流でフィードバック制御される。つまり、バッテリ４は定電流で充電される。

非常電源回路５は、昇圧型スイッチング回路で構成されている。非常電源回路５は、外部電源ＡＣの停電時または疑似停電時等の非常時に、バッテリ４から電力を供給されて、バッテリ４の出力電圧を昇圧して光源部６を点灯させる。非常電源回路５は、バッテリ４の出力電圧を降圧しても良い。

非常電源回路５の入力端にはコンデンサ５１が並列に接続される。コンデンサ５１の正極には、バッテリ４の正極とコイル５２の一端が接続される。コンデンサ５１の負極は接地用端子に接続される。コイル５２の他端は、ダイオード５３のアノードに接続される。ダイオード５３のカソードはコンデンサ５４の正極に接続される。コンデンサ５４の負極はコンデンサ５１の負極に接続される。つまり、コンデンサ５１と並列に、コイル５２、ダイオード５３、コンデンサ５４の順で接続された直列回路が接続されている。また、コンデンサ５４の正極には、光源部６のアノード側が接続される。

コイル５２とダイオード５３の接続点と接地用端子との間には、スイッチング素子５５が接続されている。スイッチング素子５５の第１端子は、ダイオード５３のアノードに接続される。スイッチング素子５５の第２端子はコンデンサ５４の負極に接続される。スイッチング素子の制御端子は制御部７に接続される。スイッチング素子５５は例えばＭＯＳＦＥＴである。

非常電源回路５は出力電圧検出回路を備える。出力電圧検出回路は、直列に接続された抵抗５６と抵抗５７から構成される。出力電圧検出回路はコンデンサ５４と並列に接続される。抵抗５６と抵抗５７の分圧値は、制御部７に入力される。これにより、制御部７は非常電源回路５の出力電圧を検出する。

非常電源回路５は出力電流検出回路を備える。出力電流検出回路は、光源部６のカソード側に接続された抵抗５８を備える。抵抗５８に発生した電圧は、制御部７に入力される。これにより、制御部７は非常電源回路５の出力電流を検出する。

制御部７は、出力電圧検出回路で検出した電圧と出力電流検出回路で検出した電流に基づき、非常電源回路５の出力電流の目標値を設定する。これにより、制御部７は、非常電源回路５を定電力フィードバック制御する。つまり、制御部７は光源部６の消費電力を一定に制御する。

制御部７には、停電検出回路８と、周囲温度検出回路９が接続される。停電検出回路８は、トランス２３の二次側のフライバック巻き線の一端からの信号を検出して、外部電源ＡＣが停電状態または疑似停電状態であるか否かを監視する。

周囲温度検出回路９は、バッテリ４の温度を検出して、制御部７にバッテリ４の温度情報を送信する。周囲温度検出回路９が検出する温度は、バッテリ４の周囲の温度またはバッテリ４の表面温度であっても良い。周囲温度検出回路９が検出する温度は、バッテリ４の内部抵抗に関連する温度であれば良い。

点検部５０は、バッテリ４の両端電圧を検出する。点検部５０は、直列に接続された抵抗５９と抵抗６０から構成される。点検部５０はコンデンサ５１と並列に接続される。抵抗５９と抵抗６０の分圧値は、制御部７に入力される。これにより、制御部７はバッテリ４の両端電圧を検出する。

図２は、実施の形態１に係る制御部７の機能ブロック図である。制御部７は、電圧判別部７ａ、停電検出部７ｂ、温度判別部７ｃ、電力制御部７ｄ、カウント部７ｅ、報知部７ｆ、記憶部７ｇを備える。制御部７には他の機能が追加されても良く、機能の一部が削除されても良い。

電圧判別部７ａは、バッテリ４に発生する電圧に基づき、バッテリ４が正常状態か異常状態かを判別する。電圧判別部７ａは、抵抗５９と抵抗６０の分圧値を用いて、バッテリ４に発生する電圧と予め定められた閾値とを比較して、バッテリ４が異常状態であることを判別する。ここで、本実施の形態では閾値として、後述するように第１閾値と第２閾値が設定されている。電圧判別部７ａは、バッテリ４が異常状態であると判別すると、非常電源回路５を停止させる。

停電検出部７ｂは、停電検出回路８からの信号に基づき、停電または疑似停電を検出する。停電検出回路８が停電状態または疑似停電状態を検出すると、停電検出部７ｂは非常電源回路５を動作させる。温度判別部７ｃは、周囲温度検出回路９からの温度情報に基づき、バッテリ４の温度が予め定められた低温閾値よりも低いか否かを判別する。

電力制御部７ｄは、バッテリ４の温度情報、バッテリ４の両端電圧等に基づき、非常電源回路５から光源部６に供給される電力を制御する。電力制御部７ｄは、スイッチング素子５５のオンオフを制御して、光源部６に供給される電力を制御する。電力制御部７ｄは、温度判別部７ｃの判別結果に基づき、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリ４の温度が低温閾値以上の場合よりも、非常電源回路５から光源部６に供給される電力を低く制御する。以下では、非常電源回路５から光源部６に供給される電力を光源電力と呼ぶことがある。

カウント部７ｅは、制御部７で実施される制御で用いられる時刻のカウントを行う。報知部７ｆは、電圧判別部７ａでバッテリ４が異常状態であると判別された場合に、バッテリ４の異常を外部に報知する。報知は、例えば光源の点滅または音声で実施される。記憶部７ｇには、制御部７で実施される制御で用いられるプログラム、データ等が記憶されている。

図３は、実施の形態１に係る制御部７のハードウェア構成図である。制御部７は各種の演算を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７１と、メモリ７２と、タイマ７３を備える。電圧判別部７ａ、停電検出部７ｂ、温度判別部７ｃ、電力制御部７ｄ、カウント部７ｅ、報知部７ｆ、記憶部７ｇの機能は、例えばＣＰＵ７１と、メモリ７２と、タイマ７３によって実現される。例えば、記憶部７ｇの機能はメモリ７２で実現される。また、カウント部７ｅの機能はタイマ７３で実現される。

ＣＰＵ７１は、メモリ７２に格納されるプログラムを実行する制御装置である。ＣＰＵ７１は中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰとも呼ばれる。ＣＰＵ７１はメモリ７２またはタイマ７３を内蔵していても良い。

制御部７の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ７２に格納される。ＣＰＵ７１は、メモリ７２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。

例えばメモリ７２には、停電または疑似停電を検出すると、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリ４の温度が低温閾値以上の場合よりも、光源電力を低く制御するプログラムが格納される。これらのプログラムは、電圧判別部７ａ、停電検出部７ｂ、温度判別部７ｃ、電力制御部７ｄ、カウント部７ｅ、報知部７ｆ、記憶部７ｇにおける手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、メモリ７２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等であっても良い。ＲＡＭはＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。ＲＯＭはＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。ＥＰＲＯＭはＥｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。ＥＥＰＲＯＭはＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略称である。

また、ＣＰＵ７１は、専用のハードウェアであっても良い。この場合、ＣＰＵ７１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサであっても良い。また、ＣＰＵ７１は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）であっても良い。さらに、ＣＰＵ７１は、これらを組み合わせたものであっても良い。

また、制御部７の複数の機能それぞれを、別個の制御装置で実現しても良い。また、複数の機能をまとめて１つの制御装置で実現してもよい。

また、制御部７の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、制御部７では、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

図４は、実施の形態１に係る照明装置１００の動作を説明する図である。図５は、実施の形態１に係る制御部７の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１として、制御部７は停電または疑似停電を検出したとする。これにより、制御部７は非常電源回路５の動作を開始させる。

また、制御部７は、ステップＳ２としてバッテリ４の温度が低温閾値よりも低いか否かを判別する。以下では、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い状態を低温状態と呼ぶことがある。制御部７は、バッテリ４が低温状態ではない場合、ステップＳ３として定常のＬＥＤ出力Ｗ１で光源の点灯を開始させる。

制御部７は、バッテリ４が低温状態である場合、ステップＳ４として減電力のＬＥＤ出力Ｗ２で光源の点灯を開始させる。ここで、Ｗ１＞Ｗ２である。これにより、図４に示されるようにバッテリ４の放電が開始される。図４において、実線は低温状態における本実施の形態の波形を示し、破線は低温状態における比較例の波形を示す。比較例では、低温状態であってもＬＥＤ出力が低く制御されない点が本実施の形態と異なる。

本実施の形態では、バッテリ電圧の異常を判別するための閾値として第１閾値と第２閾値が設定されている。第１閾値はバッテリ４の寿命を判別するための閾値である。カウント部７ｅは、バッテリ電圧が放電開始から第１閾値となるまでの時間をカウントする。電圧判別部７ａは、バッテリ電圧が放電開始から第１閾値となるまでの時間が予め定められた規定時間よりも短い場合、バッテリ４が異常状態であると判別する。また、第２閾値は、過放電を判別するための閾値である。電圧判別部７ａは、バッテリ電圧が第２閾値よりも低い場合、バッテリ４が異常状態であると判別する。第１閾値と第２閾値は一方のみが設定されていても良い。

バッテリ４は、一般に温度が低いほど内部抵抗が上昇する。また、図４に示されるように、放電開始直後にバッテリ電圧は大きく低下する。このとき、比較例に示されるように、低温時にバッテリ４の電圧降下が大きくなり、バッテリ４が正常であるにも関わらず、バッテリ電圧が第１閾値よりも低くなるおそれがある。このとき、バッテリ４が正常であるにも関わらず、バッテリ４の寿命が誤検出されるおそれがある。また、バッテリ４の過放電が誤検出されるおそれがある。

これに対し、本実施の形態の制御部７は、停電または疑似停電を検出すると、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリ４の温度が低温閾値以上の場合よりも、光源電力を低く制御する。これにより、バッテリ電圧の低下を抑制できる。つまり、バッテリ電圧が第１閾値に到達するまでの期間の誤検出を抑制できる。また、バッテリ４の過放電の誤検出を抑制できる。従って、バッテリ４が異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

また、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、非常電源回路５から光源部６に供給される電力Ｗ２は、点灯装置２０の使用温度範囲で光源部６の明るさの規格を満たすように設定される。ここで、使用温度範囲は、例えば点灯装置２０、光源部６または照明装置１００が使用されることが想定される予め定められた温度範囲である。

一般にＬＥＤの温度特性は、温度が低いほど発光効率が高まる。つまり、消費電力が一定の場合、光源部６は低温ほど明るく点灯する。本実施の形態の電力Ｗ２は、電力Ｗ２が供給されたときの光源部６の光量が、高温時においても照明装置１００が保証する最低光量以上となるように設定される。これにより、非常用照明装置で特に重要となる常温から高温の温度範囲において、明るさを確保できる。図４に示される第１期間において、光源部６の明るさは破線で示される明るさの保証値以上に維持されている。

放電期間の経過に伴い、バッテリ温度は上昇する。周囲温度検出回路９は、バッテリ４の低温状態が解除されたとき、バッテリ４が低温状態でないことを制御部７に伝達する。制御部７は、ステップＳ５としてバッテリ４が低温状態であるか否かを判別する。バッテリ４が低温状態ではない場合、制御部７はステップＳ６として定常のＬＥＤ出力Ｗ１で光源を点灯させる。また、バッテリ４が低温状態である場合、制御部７はステップＳ７として減電力のＬＥＤ出力Ｗ２を継続する。

このように、制御部７は、光源電力を電力Ｗ２に設定した状態でバッテリ４の温度が低温閾値以上となると、光源電力を電力Ｗ１に切り替える。これにより制御部７は、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合、非常電源回路５から光源部６への電力供給の開始後の第１期間は、非常電源回路５から光源部６に供給する電力を電力Ｗ２に制御する。また、制御部７は、第１期間の経過後の第２期間は非常電源回路５から光源部６に供給する電力を電力Ｗ２よりも大きい電力Ｗ１に制御する。これにより、バッテリ電圧が大きく低下し易い第１期間において、バッテリ４が異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

バッテリ４の低温状態が解除されたあとバッテリ電圧が第２閾値まで低下すると、制御部７は過放電を検出し非常電源回路５を停止させる。これにより、バッテリ４の放電が終了し、光源部６は消灯する。また、消灯によりバッテリ温度は低下する。また、バッテリ電圧が第２閾値よりも低くなると、報知部７ｆはバッテリ４の異常を外部に報知する。

非常用照明装置は、一般に不特定多数の人が集まる場所での火災、地震、その他の災害、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設置される。一般に非常用照明器具は、一般社団法人日本照明工業会が定める非常用照明器具技術基準（ＪＩＬ５５０１：２０１７改正追補）等の基準に則り動作する必要がある。非常用照明器具は、例えば予備電源により非常時に３０分間点灯を継続する必要がある。６０分間定格の非常用照明器具では、予備電源により非常時に６０分間点灯を継続する必要がある。また、非常用照明器具は、例えば必要箇所に直接照明により、床面において１ｌｘ以上の照度を維持する必要がある。

本実施の形態では、このような非常用照明器具において、常温および特に高温で必要な明るさを確保しつつ、低温でバッテリ４が異常状態であると誤検出されことによる誤動作を抑制できる。これにより、製品の信頼性を向上できる。また、低温において光源部６が必要以上に明るくなることを抑制できる。従って、光源部６への電力供給を効率よく行うことができる。また、使用者に対して適した明るさを提供できる。

本実施の形態では、光源部６は光源としてＬＥＤを備えるものとした。これに限らず、光源はＬＥＤ以外の発光素子であっても良い。また、図１では光源部６に２つの光源が示されているが、光源の数は限定されない。また、制御部７は非常電源回路５を定電力制御するものとした。これに限らず、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に低温閾値以上の場合よりも、光源部６に供給される電力を低く制御できれば、制御部７は非常電源回路５を定電流または定電圧制御しても良い。

これらの変形は、以下の実施の形態に係る点灯装置および照明装置について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る点灯装置および照明装置については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る制御部２０７の機能ブロック図である。本実施の形態では、制御部２０７の機能が制御部７の機能と異なる。他の構成は、実施の形態１の構成と同様である。制御部２０７の電圧判別部２０７ａは、バッテリ４に発生する電圧が予め定められた基準を満たす場合に、バッテリ４が正常状態であると判別する。また、制御部２０７はさらに基準設定部２０７ｈを備える。基準設定部２０７ｈは、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリ４の温度が低温閾値以上の場合よりも、バッテリ４を正常状態であると判別するための基準を緩和する。

実施の形態１と同様に、制御部２０７は各種の演算を行うＣＰＵ７１と、メモリ７２と、タイマ７３を備える。電圧判別部２０７ａ、停電検出部７ｂ、温度判別部７ｃ、電力制御部７ｄ、カウント部７ｅ、報知部７ｆ、記憶部７ｇ、基準設定部２０７ｈの機能は、例えばＣＰＵ７１と、メモリ７２と、タイマ７３によって実現される。このときメモリ７２には、例えばバッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリ４の温度が低温閾値以上の場合よりも、バッテリ４を正常状態であると判別するための基準を緩和するプログラムが格納される。

実施の形態１と同様に、ＣＰＵ７１は専用のハードウェアであっても良い。また、制御部２０７の複数の機能それぞれを、別個の制御装置で実現しても良い。また、複数の機能をまとめて１つの制御装置で実現してもよい。また、制御部２０７の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

図７は、実施の形態２に係る照明装置１００の動作を説明する図である。図８は、実施の形態２に係る制御部２０７の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１、Ｓ２は実施の形態１のステップＳ１、Ｓ２と同様である。制御部７は、バッテリ４が低温状態ではない場合、ステップＳ２０３として第１閾値での異常判定を有効にして、定常のＬＥＤ出力Ｗ１で光源の点灯を開始させる。このように、制御部２０７は、バッテリ４の温度が低温閾値以上のとき、バッテリ４に発生する電圧と予め定められた第１閾値とを比較してバッテリ４が正常状態か異常状態かを判別する。

制御部７は、バッテリ４が低温状態である場合、ステップＳ２０４として第１閾値での異常判定を無効にして、定常のＬＥＤ出力Ｗ１で光源の点灯を開始させる。これにより、図４に示されるようにバッテリ４の放電が開始される。このように、制御部２０７は、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低いとき、第１閾値によるバッテリ４が正常状態か異常状態かの判別を行わない。これにより、バッテリ電圧が第１閾値に到達するまでの期間の誤検出を抑制できる。

このため、低温環境下でバッテリ４の内部抵抗が上昇しても、バッテリ４の寿命が誤検出されることを抑制できる。従って、バッテリ４が異常状態であると誤検出されることを抑制できる。また、光源部６の消費電力は一定であるため、常温から特に高温において、予め定められた明るさを確保できる。

放電期間の経過に伴い、バッテリ温度は上昇する。周囲温度検出回路９は、バッテリ４の低温状態が解除されたとき、バッテリ４が低温状態でないことを制御部７に伝達する。制御部７は、ステップＳ５としてバッテリ４が低温状態であるか否かを判別する。バッテリ４が低温状態ではない場合、制御部２０７はステップＳ２０６として、第１閾値での異常判定を有効にする。また、バッテリ４が低温状態である場合、制御部２０７はステップＳ２０７として第１閾値での異常判定が無効な状態を維持する。

本実施の形態では、第１閾値が無効にされる例を示した。これに限らず、制御部２０７は、停電または疑似停電を検出すると、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合に、バッテリ４の温度が低温閾値以上の場合よりも、バッテリ４を正常状態であると判別するための基準を緩和すれば良い。これにより、低温状態でバッテリ４が異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

制御部２０７は、例えば低温状態で第１閾値および第２閾値を無効化しても良い。これにより、バッテリ４の寿命および過放電の誤検出を抑制できる。また、制御部２０７は、低温状態ではない場合に比べて低温状態で、第１閾値または第２閾値を低下させても良い。

また、制御部２０７は、バッテリ４の温度が低温閾値よりも低い場合、非常電源回路５から光源部６への電力供給の開始後の第１期間は、第１期間の経過後の第２期間に比べてバッテリ４を正常状態であると判別するための基準を緩和する。これにより、バッテリ電圧が大きく低下し易い第１期間において、バッテリ４が異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る照明装置１００の動作を説明する図である。図１０は、実施の形態３に係る制御部７の動作を説明するフローチャートである。本実施の形態では、光源電力を電力Ｗ２から電力Ｗ１に復帰させるトリガが実施の形態１と異なる。他の構成は、実施の形態１の構成と同じである。

ステップＳ１〜Ｓ４は実施の形態１と同様である。低温状態において、ステップＳ４により電力Ｗ２で光源部６の点灯が開始する。ステップＳ３０５として、図２に示されるカウント部７ｅは、非常電源回路５から光源部６への電力供給の開始からの経過時間をカウントする。ステップＳ６として電力制御部７ｄは、カウント部７ｅのカウント値に基づき予め定められた第１期間Ｔ１が経過すると、光源電力を電力Ｗ２から電力Ｗ１に切り替える。第１期間Ｔ１が経過していない場合、ステップＳ７として電力制御部７ｄは、光源電力を電力Ｗ２に維持する。

本実施の形態においても、低温状態において光源電力が低く制御され、バッテリ電圧の低下を抑制できる。つまり、バッテリ４の寿命および過放電の誤検出を抑制できる。従って、バッテリ４が異常状態であると誤検出されることを抑制できる。

放電に伴いバッテリ温度は上昇する。制御部７の記憶部７ｇには、例えば放電開始からバッテリ４の低温状態が解除されるまでの第１期間があらかじめ記憶されている。本実施の形態では、バッテリ４が低温状態から復帰したときには、定常のＬＥＤ出力Ｗ１で電力供給を行うことができる。つまり、非常用照明装置として最適な電力供給を実現できる。

なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。

１ ダイオードブリッジ、２ 常時電源回路、３ 充電回路、４ バッテリ、５ 非常電源回路、６ 光源部、７ 制御部、７ａ 電圧判別部、７ｂ 停電検出部、７ｃ 温度判別部、７ｄ 電力制御部、７ｅ カウント部、７ｆ 報知部、７ｇ 記憶部、８ 停電検出回路、９ 周囲温度検出回路、１０ ユニット、２０ 点灯装置、２１ 制御ＩＣ、２２ コンデンサ、２３ トランス、２４ スイッチング素子、２５ 抵抗、２６ コンデンサ、２７ フォトカプラ、２８ 疑似停電検出回路、２９ ダイオード、３０ 電解コンデンサ、３１ コンデンサ、３２ ツェナーダイオード、３５ スイッチング素子、３６ ツェナーダイオード、３７ 抵抗、５０ 点検部、５１ コンデンサ、５２ コイル、５３ ダイオード、５４ コンデンサ、５５ スイッチング素子、５６、５７、５８、５９、６０ 抵抗、７２ メモリ、７３ タイマ、１００ 照明装置、２０７ 制御部、２０７ａ 電圧判別部、２０７ｈ 基準設定部、ＡＣ 外部電源

Claims (15)

1. バッテリと、
   外部電源から電力を供給され、前記バッテリを充電する常時電源回路と、
   前記外部電源の停電時または疑似定停電時に、前記バッテリから電力を供給され光源を点灯させる非常電源回路と、
   前記バッテリに発生する電圧に基づき、前記バッテリが正常状態か異常状態かを判別する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記停電または前記疑似停電を検出すると、前記バッテリの温度が予め定められた低温閾値よりも低い場合に、前記バッテリの温度が前記低温閾値以上の場合よりも、前記非常電源回路から前記光源に供給される電力を低く制御することを特徴とする点灯装置。
2. 前記制御部は、前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低い場合、前記非常電源回路から前記光源への電力供給の開始後の第１期間は、前記非常電源回路から前記光源に供給する電力を第１電力に制御し、前記第１期間の経過後の第２期間は前記非常電源回路から前記光源に供給する電力を前記第１電力よりも大きい第２電力に制御することを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記制御部は、前記非常電源回路から前記光源に供給される電力を前記第１電力に設定した状態で、前記バッテリの温度が前記低温閾値以上となると、前記非常電源回路から前記光源に供給される電力を前記第２電力に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。
4. 前記制御部は、前記非常電源回路から前記光源への電力供給の開始からの経過時間をカウントし、予め定められた前記第１期間が経過すると、前記非常電源回路から前記光源に供給される電力を前記第１電力から前記第２電力に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。
5. 前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低い場合に前記非常電源回路から前記光源に供給される電力は、前記点灯装置の使用温度範囲で前記光源の明るさの規格を満たすように設定されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の点灯装置。
6. 前記制御部は、前記バッテリが前記異常状態であると判別すると、前記非常電源回路を停止させることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の点灯装置。
7. 前記制御部は、前記バッテリが前記異常状態であると判別すると、前記バッテリの異常を外部に報知することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の点灯装置。
8. 前記制御部は、
   前記バッテリに発生する電圧に基づき、前記バッテリが前記正常状態か前記異常状態かを判別する電圧判別部と、
   前記停電または前記疑似停電を検出する停電検出部と、
   前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低いか否かを判別する温度判別部と、
   前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低い場合に、前記バッテリの温度が前記低温閾値以上の場合よりも、前記非常電源回路から前記光源に供給される電力を低く制御する電力制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の点灯装置。
9. バッテリと、
   外部電源から電力を供給され、前記バッテリを充電する常時電源回路と、
   前記外部電源の停電時または疑似定停電時に、前記バッテリから電力を供給され光源を点灯させる非常電源回路と、
   前記停電時または前記疑似定停電時に、前記バッテリに発生する電圧が予め定められた基準を満たす場合に前記バッテリが正常状態であると判別する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記バッテリの温度が予め定められた低温閾値よりも低い場合に、前記バッテリの温度が前記低温閾値以上の場合よりも、前記バッテリを前記正常状態であると判別するための前記基準を緩和することを特徴とする点灯装置。
10. 前記制御部は、前記バッテリの温度が前記低温閾値以上のとき、前記バッテリに発生する電圧と予め定められた閾値とを比較して前記バッテリが前記正常状態か異常状態かを判別し、前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低いとき、前記閾値による前記バッテリが前記正常状態か前記異常状態かの判別を行わないことを特徴とする請求項９に記載の点灯装置。
11. 前記制御部は、前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低い場合、前記非常電源回路から前記光源への電力供給の開始後の第１期間は、前記第１期間の経過後の第２期間に比べて前記基準を緩和することを特徴とする請求項９または１０に記載の点灯装置。
12. 前記制御部は、前記バッテリが異常状態であると判別すると、前記非常電源回路を停止させることを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の点灯装置。
13. 前記制御部は、前記バッテリが異常状態であると判別すると、前記バッテリの異常を外部に報知することを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の点灯装置。
14. 前記制御部は、
    前記バッテリに発生する電圧が前記基準を満たす場合に前記バッテリが前記正常状態であると判別する電圧判別部と、
    前記停電または前記疑似停電を検出する停電検出部と、
    前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低いか否かを判別する温度判別部と、
    前記バッテリの温度が前記低温閾値よりも低い場合に、前記バッテリの温度が前記低温閾値以上の場合よりも、前記バッテリを前記正常状態であると判別するための前記基準を緩和する基準設定部と、
    を備えることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載の点灯装置。
15. 請求項１から１４の何れか１項に記載の点灯装置と、
    前記光源と、
    を備えることを特徴とする照明装置。

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