JP3008526B2

JP3008526B2 - 非常灯点灯装置

Info

Publication number: JP3008526B2
Application number: JP6722591A
Authority: JP
Inventors: 広幸古内
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 2000-02-14
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: JPH04301393A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は電子安定器と非常用点灯
ユニットとを一体化させた非常灯点灯装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】商用電源が遮断されたとき、これを検出
して非常灯を点灯させる装置として、従来、電子安定器
と非常用点灯ユニットとを組み合わせた装置が知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の非常灯点灯装置においては、電子安定器と非常
用点灯ユニットとを単純にそのまま組み合わせているた
め、器具配線が増加してしまうとともに、重量が大きく
なってしまうという問題があった。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑み、器具配線の増
加を抑えることができるとともに、重量を小さくするこ
とができる非常灯点灯装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】［発明の構成］

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による非常灯点灯装置は、交流電源の電圧を
整流して直流電圧を出力する整流回路と、交流電源の異
常時に直流電圧を出力可能な非常電源装置と、交互に動
作し、昇圧チョッパ作用およびインバータ作用を兼用す
る一対のスイッチング素子と、チョッパ作用によって充
電される平滑用コンデンサとを有し、前記整流回路また
は非常用電源装置のいずれか一方から直流電圧を入力可
能に構成され、光源を高周波点灯する複合型のインバー
タ回路と、交流電源が正常時には、このインバータ回路
に前記整流回路の直流出力を供給し、交流電源が異常時
には、前記インバータ回路に前記非常電源装置の直流出
力を供給すると共に、前記インバータ回路の昇圧チョッ
パ作用を制御して、平滑用コンデンサの充電量を低減さ
せることによって、前記インバータ回路の出力電圧を交
流電源の正常時よりも低下させる切換回路と、を具備す
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成において、交流電源が正常時には、
インバータ回路に整流回路の直流出力を供給し、交流電
源が異常時には、インバータ回路に非常電源装置の直流
出力を供給すると共に、インバータ回路の昇圧チョッパ
作用を制御して、平滑用コンデンサの充電量を低減させ
ることによって、インバータ回路の出力電圧を交流電源
の正常時よりも低下させて光源を高周波点灯する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明による非常灯点灯装置の一実施
例を示すブロック図である。

【００１０】この図に示す非常灯点灯装置は高力率点灯
装置１と、非常電源装置２とを備えており、商用電源３
から交流電圧が供給されているているときには、この商
用電源３から供給される交流電圧によって高力率点灯装
置１を全サイクルチョッパ、全サイクルインバータで動
作させ負荷４となる蛍光灯を全点灯させながら、非常電
源装置２を充電し、前記商用電源３からの交流電圧が遮
断されたとき、非常電源装置２から直流電圧を出力さ
せ、この直流電圧によって高力率点灯装置１を半サイク
ルチョッパ、全サイクルインバータで動作させて前記負
荷４の明るさを低くしながら前記負荷４を高周波点灯さ
せる。

【００１１】非常電源装置２はリレー５と、トランス６
と、全波整流回路７と、充電状態表示回路８と、バッテ
リー９と、昇圧回路１０とを備えており、前記商用電源
３から交流電圧が供給されているとき、リレー５をオン
させて前記高力率点灯装置１を全サイクルチョッパ、全
サイクルインバータで動作させるとともに、前記交流電
圧によってバッテリー９を充電し、前記商用電源３から
供給されている交流電圧が遮断されたとき、リレー５を
オフさせて前記高力率点灯装置１を半サイクルチョッ
パ、全サイクルインバータで動作させるとともに、バッ
テリー９に充電されている電圧を昇圧させて前記高力率
点灯装置１に供給し前記負荷４を調光点灯させる。前記
昇圧回路１０は、バッテリー９の出力電圧が十分高いと
き等、適宜省略できるものである。

【００１２】リレー５は切換回路を構成し、前記商用電
源３の各端子に並列に接続されており、前記商用電源３
から交流電圧が供給されているとき、オンして前記高力
率点灯装置１に設けられている各リレー接点１１、１２
を開状態にし、前記商用電源３から交流電圧が供給され
なくなったとき、オフして前記各リレー接点１１、１２
を閉状態にする。

【００１３】また、トランス６は一次コイル６ａの各端
が前記商用電源３の各端子に各々接続されており、前記
商用電源３から交流電圧が供給されているとき、これを
変圧して二次コイル６ｂに交流電圧を発生させこれを全
波整流回路７の各交流入力端子に供給する。

【００１４】全波整流回路７は４つのダイオードによっ
て構成されており、各交流入力端子に前記トランス６の
二次コイル６ｂから交流電圧が供給されているとき、こ
れを整流して直流電圧を生成し正電圧端子、負電圧端子
から出力して充電状態表示回路８に供給する。

【００１５】充電状態表示回路８は一端が前記全波整流
回路７の正電圧端子に接続され、前記全波整流回路７か
ら出力される直流電圧の電流値を規制する抵抗１３と、
アノードが前記抵抗１３の他端に接続される逆流防止用
のダイオード１４と、エミッタが前記抵抗１３の前記一
端に接続されるトランジスタ１５と、一端が前記抵抗１
３の他端に接続され、他端が前記トランジスタ１５のベ
ースに接続されるベース電流規制用の抵抗１６と、カソ
ードが前記全波整流回路７の負電圧端子に接続される発
光ダイオード１７と、一端が前記トランジスタ１５のコ
レクタに接続され、他端が前記発光ダイオード１７のア
ノードに接続される駆動電流規制用の抵抗１８とを備え
ており、前記全波整流回路７から直流電圧が出力されて
いるとき、抵抗１３によって電流値を制限しながら、ダ
イオード１４を介して前記バッテリー９の正端子に供給
するとともに、前記抵抗１３を流れる電流に応じてトラ
ンジスタ１５を導通させて前記発光ダイオード１７を発
光させ、前記バッテリー９が十分に充電される。商用電
源から供給されている交流電圧が遮断されたとき前記抵
抗１３に電流が流れなくなって、前記トランジスタ１５
をオフさせて前記発光ダイオード１７を消灯させる。

【００１６】バッテリー９は負端子が前記全波整流回路
７の負電圧端子に接続され、正端子が前記ダイオード１
４のカソードに接続され、前記ダイオード１４を介して
電圧が供給されたとき、この電圧によって充電されると
ともに、充電された電圧を前記昇圧回路１０の正入力端
子に供給する。

【００１７】昇圧回路１０は負入力端子が前記バッテリ
ー９の負端子に接続され、正入力端子が前記バッテリー
９の正端子に接続されており、前記バッテリー９から電
圧が供給されているとき、昇圧チョッパ回路等によって
これを昇圧して正出力端子、負出力端子から出力して前
記高力率点灯装置１に供給する。

【００１８】高力率点灯装置１は全波整流回路２０と、
２つのリレー接点１１、１２と、高力率チョッパ・イン
バータ回路２１とを備えており、２つのリレー接点１
１、１２が開かれているとき、前記商用電源３から出力
される交流電圧を全波整流して得られた直流電圧の全サ
イクルでチョッピングして高力率チョッパ・インバータ
回路２１内にある電解コンデンサ２２を充電するととも
に、この電解コンデンサ２２に保持されている直流電圧
を電源として全サイクルでインバートして前記負荷４を
全点灯させる。また、２つのリレー接点１１、１２が閉
じられているとき、前記非常電源装置２から供給される
直流電圧を半サイクルでチョッピングして電解コンデン
サ２２を充電するとともに、この電解コンデンサ２２に
保持されている直流電圧を電源として全サイクルでイン
バートして前記負荷４を調光点灯させる。

【００１９】全波整流回路２０は４つのダイオードによ
って構成されており、各交流入力端子に前記商用電源３
から交流電圧が供給されているとき、これを整流して直
流電圧を生成するとともに、正電圧端子、負電圧端子か
ら出力して高力率チョッパ・インバータ回路２１に供給
する。

【００２０】また、一方のリレー接点１１は一端が前記
非常電源装置２を構成する前記昇圧回路１０の正出力端
子に接続され、前記リレー５がオンしたとき、開状態と
なり、また前記リレー５がオフしたとき、閉状態となっ
て前記昇圧回路１０から出力される直流電圧を前記高力
率チョッパ・インバータ回路２１に供給する。

【００２１】また、他方のリレー接点１２は前記高力率
チョッパ・インバータ回路２１を構成するコイル２６の
各端に接続されており、前記リレー５がオンしたとき、
開状態となり、また前記リレー５がオフしたとき、閉状
態となって前記コイル２６を短絡させ前記高力率チョッ
パ・インバータ回路２１を全サイクルチョッパ動作から
半サイクルチョッパ動作に移行させる。

【００２２】高力率チョッパ・インバータ回路２１は各
一端が前記全波整流回路２０の正電圧端子、負電圧端子
に各々接続され、各他端が共通接続される２つの分圧用
のコンデンサ２３、２４と、各一端が前記各コンデンサ
２３、２４の各一端に各々接続される２つのコイル２
５、２６と、アノードが前記コイル２５の他端に接続さ
れるダイオード２７と、カソードが前記コイル２６の他
端に接続されるダイオード２８と、ドレインが前記ダイ
オード２７のカソードに接続され、ソースが前記コンデ
ンサ２３、２４の接続点に接続されるＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）２９と、ソースが前記ダイオード２８の
アノードに接続され、ドレインが前記コンデンサ２３、
２４の接続点に接続されるＦＥＴ３０と、カソードが前
記ＦＥＴ２９のドレインに接続され、アノードが前記Ｆ
ＥＴ２９のソースに接続されるダイオード３１と、カソ
ードが前記ＦＥＴ３０のドレインに接続され、アノード
が前記ＦＥＴ３０のソースに接続されるダイオード３２
と、各一端が前記ＦＥＴ２９のドレイン、前記ＦＥＴ３
０のソースに各々接続され、各他端が共通接続される２
つのコンデンサ３３、３４と、一端が前記ＦＥＴ２９の
ドレインに接続され、他端が前記ＦＥＴ３０のソースに
接続される電解コンデンサ２２とを備えている。

【００２３】そして、２つのリレー接点１１、１２が開
かれているとき、前記全波整流回路２０から出力される
直流電圧を全サイクルでチョッピングして電解コンデン
サ２２を充電するとともに、この電解コンデンサ２２に
保持されている直流電圧を電源として全サイクルでイン
バートして前記各ダイオード３１、３２の接続点と、各
コンデンサ３３、３４の接続点との間に接続された負荷
４を全点灯させる。また、２つのリレー接点１１、１２
が閉じられているとき、前記非常電源装置２から供給さ
れる直流電圧を半サイクルでチョッピングして電解コン
デンサ２２を充電するとともに、この電解コンデンサ２
２に保持されている直流電圧を電源として全サイクルで
インバートして前記負荷４を調光点灯させる。

【００２４】次に、図２ないし図５を参照しながらこの
実施例の高力率チョッパ動作、インバータ動作、バッテ
リー充電動作、非常時点灯動作を順次、説明する。

【００２５】《高力率チョッパ動作》まず、商用電源３
から交流電圧が供給されリレー５がオン状態となって各
リレー接点１１、１２が開状態となっている場合には、
全波整流回路２０から直流電圧が出力されて各コンデン
サ２３、２４が充電される。そして、一方のＦＥＴ２９
のゲートにパルス信号が供給され、このＦＥＴ２９がオ
ンしたとき、図２（ａ）に示す如くコンデンサ２３に充
電されていた直流電圧によりコンデンサ２３の一端→コ
イル２５→ダイオード２７→ＦＥＴ２９→コンデンサ２
３の他端なる経路で電流が流れてコイル２５に磁気エネ
ルギーが蓄積される。この後、前記パルス信号の供給が
停止して前記ＦＥＴ２９がオフしたとき、図２（ｂ）に
示す如くコイル２５に発生した逆起電圧によってコイル
２５の一端→ダイオード２７→電解コンデンサ２２→ダ
イオード３２→コンデンサ２３→コイル２５の他端なる
経路で電流が流れて電解コンデンサ２２が充電される。

【００２６】次いで、他方のＦＥＴ３０のゲートにパル
ス信号が供給され、このＦＥＴ３０がオンしたとき、図
２（ｃ）に示す如くコンデンサ２４に充電されていた直
流電圧によりコンデンサ２４の一端→ＦＥＴ３０→ダイ
オード２８→コイル２６→コンデンサ２４の他端なる経
路で電流が流れてコイル２６に磁気エネルギーが蓄積さ
れる。この後、前記パルス信号の供給が停止して前記Ｆ
ＥＴ３０がオフしたとき、図２（ｄ）に示す如くコイル
２６に発生した逆起電圧によってコイル２６の一端→コ
ンデンサ２４→ダイオード３１→電解コンデンサ２２→
ダイオード２８→コイル２６の他端なる経路で電流が流
れて電解コンデンサ２２が充電される。

【００２７】以下、上述したチョッパ動作（全サイクル
チョッパ動作）が交互に繰り返されて、電解コンデンサ
２２が充電される。

【００２８】《インバータ動作》また、上述した動作と
並行して、一方のＦＥＴ２９のゲートにパルス信号が供
給され、このＦＥＴ２９がオンしたとき、図３（ａ）に
示す如く電解コンデンサ２２に充電されている直流電圧
によって電解コンデンサ２２の一端→ＦＥＴ２９→負荷
４→コンデンサ３４→電解コンデンサ２２の他端なる経
路で電流が流れて負荷４に電流が供給されてこれが点灯
駆動される。この後、前記パルス信号の供給が停止して
前記ＦＥＴ２９がオフしたとき、負荷４のリアクタンス
性によって図３（ｂ）に示す如く前記負荷４の一端→コ
ンデンサ３４→ダイオード３２→負荷４の他端なる経路
で連続して電流が流れて前記負荷４に電流が供給されこ
れが点灯駆動される。

【００２９】次いで、他方のＦＥＴ３０のゲートにパル
ス信号が供給され、このＦＥＴ３０がオンしたとき、図
３（ｃ）に示す如く電解コンデンサ２２に充電されてい
る直流電圧によって電解コンデンサ２２の一端→コンデ
ンサ３３→負荷４→ＦＥＴ３０→電解コンデンサ２２の
他端なる経路で電流が流れて負荷４に電流が供給されて
これが点灯駆動される。この後、前記パルス信号の供給
が停止して前記ＦＥＴ３０がオフしたとき、負荷４のリ
アクタンス性によって図３（ｄ）に示す如く前記負荷４
の他端→ダイオード３１→コンデンサ３３→負荷４の一
端なる経路で連続して電流が流れて前記負荷４に電流が
供給されこれが点灯駆動される。

【００３０】以下、上述したインバータ動作（全サイク
ルインバータ動作）が交互に繰り返されて、負荷４が点
灯駆動される。

【００３１】《バッテリー充電動作》また、上述した動
作と並行して前記商用電源３から供給されている交流電
圧によってリレー５がオンされてリレー接点１１、１２
が開状態にされるとともに、トランス６によって前記交
流電圧が変圧された後、全波整流回路７によって整流さ
れて充電状態表示回路８に供給され、バッテリー９が充
電される。また、前記バッテリー９に供給される充電電
流によって前記充電状態表示回路８の抵抗１３に電圧降
下が生じてトランジスタ１５がオンする。これによっ
て、このトランジスタ１５により発光ダイオード１７に
駆動電流が供給されてこれが発光駆動され、前記バッテ
リー９が充電中であることが表示される。

【００３２】そして、商用電源から供給されている交流
電圧が遮断されたとき前記充電状態表示回路８の抵抗１
３に電圧降下が生じなくなり、トランジスタ１５がオフ
して発光ダイオード１７の発光が停止する。

【００３３】《非常時点灯動作》この後、前記商用電源
３から供給されている交流電圧が遮断されたとき、リレ
ー５がオフして前記各リレー接点１１、１２が閉状態に
されるとともに、前記バッテリー９に充電されていた直
流電圧が昇圧回路１０で昇圧されて全波整流回路２０か
ら出力されていた直流電圧の値と同じ値にされ、これが
リレー接点１１を介して各コンデンサ２３、２４に供給
されてこれらの各コンデンサ２３、２４が充電される。

【００３４】そして、一方のＦＥＴ２９のゲートにパル
ス信号が供給され、このＦＥＴ２９がオンしたとき、図
４（ａ）に示す如くコンデンサ２３に充電されていた直
流電圧によりコンデンサ２３の一端→コイル２５→ダイ
オード２７→ＦＥＴ２９→コンデンサ２３の他端なる経
路で電流が流れてコイル２５に磁気エネルギーが蓄積さ
れる。この後、前記パルス信号の供給が停止して前記Ｆ
ＥＴ２９がオフしたとき、図４（ｂ）に示す如くコイル
２５に発生した逆起電圧によってコイル２５の一端→ダ
イオード２７→電解コンデンサ２２→ダイオード３２→
コンデンサ２３→コイル２５の他端なる経路で電流が流
れて電解コンデンサ２２が充電される。

【００３５】次いで、他方のＦＥＴ３０のゲートにパル
ス信号が供給され、このＦＥＴ３０がオンしたとき、図
４（ｃ）に示す如くコンデンサ２４に充電されていた直
流電圧によりコンデンサ２４の一端→ＦＥＴ３０→ダイ
オード２８→リレー接点１２→コンデンサ２４の他端な
る経路で電流が流れて前記コンデンサ２４が放電され
る。

【００３６】以下、上述した動作が交互に繰り返され
て、前記ＦＥＴ２９側のチョッパ動作（半サイクルチョ
ッパ動作）により電解コンデンサ２２が充電される。

【００３７】また、この動作と並行して一方のＦＥＴ２
９のゲートにパルス信号が供給され、このＦＥＴ２９が
オンしたとき、図５（ａ）に示す如く電解コンデンサ２
２に充電されている直流電圧によって電解コンデンサ２
２の一端→ＦＥＴ２９→負荷４→コンデンサ３４→電解
コンデンサ２２の他端なる経路で電流が流れて負荷４に
電流が供給されてこれが点灯駆動される。この後、前記
パルス信号の供給が停止して前記ＦＥＴ２９がオフした
とき、負荷４のリアクタンス性によって図５（ｂ）に示
す如く前記負荷４の一端→コンデンサ３４→ダイオード
３２→負荷４の他端なる経路で連続して電流が流れて前
記負荷４に電流が供給されこれが点灯駆動される。

【００３８】次いで、他方のＦＥＴ３０のゲートにパル
ス信号が供給され、このＦＥＴ３０がオンしたとき、図
５（ｃ）に示す如く電解コンデンサ２２に充電されてい
る直流電圧によって電解コンデンサ２２の一端→コンデ
ンサ３３→負荷４→ＦＥＴ３０→電解コンデンサ２２の
他端なる経路で電流が流れて負荷４に電流が供給されて
これが点灯駆動される。この後、前記パルス信号の供給
が停止して前記ＦＥＴ３０がオフしたとき、負荷４のリ
アクタンス性によって図５（ｄ）に示す如く前記負荷４
の他端→ダイオード３１→コンデンサ３３→負荷４の一
端なる経路で連続して電流が流れて前記負荷４に電流が
供給されこれが点灯駆動される。

【００３９】以下、上述したインバータ動作（全サイク
ルインバータ動作）が交互に繰り返されて、負荷４に電
流が流れてこれが点灯駆動される。

【００４０】この場合、ＦＥＴ２９のチョッパ動作のみ
で電解コンデンサ２２が充電され、２つのＦＥＴ２９、
３０によって電解コンデンサ２２が充電されたときに比
べて、電解コンデンサ２２に蓄えられている電荷が１／
２になっているので、負荷４に供給される電流の値を小
さすることができ、これによって負荷４を調光状態で点
灯駆動させることができる。

【００４１】このようにこの実施例においては、高力率
点灯装置１と、非常電源装置２とを一体化し、商用電源
３からの交流電圧が遮断されたとき、非常用電源装置２
から直流電圧を出力させて高力率点灯装置１を動作させ
るようにしたので、器具配線の増加を抑えることができ
るとともに、重量を軽くすることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、器
具配線の増加を抑えることができるとともに、重量を軽
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による非常灯点灯装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示す非常灯点灯装置における商用電源使
用時のチョッパ動作例を示す模式図である。

【図３】図１に示す非常灯点灯装置における商用電源使
用時のインバータ動作例を示す模式図である。

【図４】図１に示す非常灯点灯装置における非常電源装
置使用時のチョッパ動作例を示す模式図である。

【図５】図１に示す非常灯点灯装置における非常電源装
置使用時のインバータ動作例を示す模式図である。

【符号の説明】

１高力率点灯装置（高周波点灯装置）２非常電源装置３商用電源４負荷５リレー７全波整流回路９バッテリー１０昇圧回路１１リレー接点１２リレー接点２０全波整流回路２１高力率チョッパ・インバータ回路２２コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/14 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源の電圧を整流して直流電圧を出
力する整流回路と、交流電源の異常時に直流電圧を出力可能な非常電源装置
と、交互に動作し、昇圧チョッパ作用およびインバータ作用
を兼用する一対のスイッチング素子と、チョッパ作用に
よって充電される平滑用コンデンサとを有し、前記整流
回路または非常用電源装置のいずれか一方から直流電圧
を入力可能に構成され、光源を高周波点灯する複合型の
インバータ回路と、交流電源が正常時には、このインバータ回路に前記整流
回路の直流出力を供給し、交流電源が異常時には、前記
インバータ回路に前記非常電源装置の直流出力を供給す
ると共に、前記インバータ回路の昇圧チョッパ作用を制
御して、平滑用コンデンサの充電量を低減させることに
よって、前記インバータ回路の出力電圧を交流電源の正
常時よりも低下させる切換回路と、を具備することを特徴とする非常灯点灯装置。