JP4131102B2

JP4131102B2 - Emergency lighting system

Info

Publication number: JP4131102B2
Application number: JP2001366635A
Authority: JP
Inventors: 弘之松本; 純松崎; 博之西野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003168578A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非常用照明装置に関し、停電時も常用の点灯装置をそのまま用いて非常点灯させるための非常用電源に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
非常用照明装置の基本的な構成を図３に示す。常時、商用電源Ｖｓから電子バラスト１を介して蛍光灯などのランプ負荷２を点灯するとともに、非常灯ブロック６を構成する充電回路３１によって二次電池Ｂを充電する。商用電源Ｖｓが停電すると、常用の電子バラスト１側からの電力供給が断たれるためランプ負荷２は一旦消灯するが、非常灯ブロック６を構成する停電検知回路３２によって停電を検知し、切替制御回路３３によってスイッチＳＷを切り替えて上述のランプ負荷２を非常点灯側に接続するとともにスイッチＳ１をＯＮして非常用インバータ６１を起動させ、ランプ負荷２は非常点灯を行なう。この様な構成は、電池内蔵型非常用照明装置として広く普及している。
【０００３】
図１は停電時も常用の電子バラスト１をそのまま用いて非常点灯させるように構成した例であり、電子バラスト１は商用電源でも直流電源でも動作可能な交直両用型でＩＥＣ６１３４７−２−７に規定されている。非常用電源ユニット３は別置型として照明器具外部に置かれ、複数の器具に直流電源を供給する大型システムとして用いれば、設備コスト面、メンテナンス面で効果が大きいとされる。
【０００４】
常時、商用電源Ｖｓから接点Ｓ_AC（停電時ＯＦＦ）を介して交直両用の電子バラスト１により蛍光灯などのランプ負荷２を点灯するとともに、非常用電源ユニット３を構成する充電回路３１によって二次電池Ｂを充電する。商用電源Ｖｓが停電すると、非常用電源ユニット３を構成する停電検知回路３２によって停電を検知し、切替制御回路３３によってスイッチＳ１を切り替えて非常用コンバータ４を起動させ、スイッチＳ_DCをＯＮ、スイッチＳ_ACをＯＦＦとして交直両用の電子バラスト１によりランプ負荷２を非常点灯させる。スイッチＳ１は半導体スイッチでもよい。また、非常用コンバータ４の制御部４１でスイッチング素子Ｑのスイッチング動作をＯＮ−ＯＦＦすることでスイッチＳ１の機能を兼ねるという方法もある。なお、非常用電源ユニット３を構成する非常用コンバータ４は、二次電池Ｂの起電力を商用電源レベルの直流電圧まで昇圧するためのものであり、電池のセル数を積み上げれば不要となる。非常用コンバータ４を用いると、少ない電池セル数でも所望の直流電圧が得られることから、電池Ｂを器具内に置いた“器具内蔵型”としても有効なシステムを構成することが可能となり、非常点灯時の負荷が大きい場合には図３に示した従来の電池内蔵型非常用照明装置に対してコスト的効果も期待できる。
【０００５】
上述のような交直両用の電子バラスト１と非常用電源ユニット３を用いた従来例において、停電及び復電の際に切り替えるスイッチのストレスが大きく、特に直流電源をＯＮ−ＯＦＦするＳ_DCは接点アークの持続も有り得るために、大容量で溶着の起こりにくい特殊なスイッチが必要となり、設備の大型化や経済的な課題を有する。
【０００６】
またこの様な課題に対して半導体素子を用いた無接点方式も一般的に知られており、接点溶着などの可能性がなく信頼性の面で有利となるが、用いる負荷によっては切り替え時の電気的ストレスを考慮して大電流・高電圧の高価な半導体素子が必要となる。
【０００７】
接点方式、無接点方式も含めて、切り替え時に十分なインターバルを設けながらスイッチ素子のストレス軽減が図られるが、放電灯を点灯する電子バラストを負荷とする場合には電源投入時に一定時間フィラメントを予熱する機能を備える場合が多く、切り替え時のインターバル次第では速やかな非常点灯への移行が損なわれる可能性が有る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたもので、商用電源でも直流電源でも動作可能な交直両用型の電子バラストを用いた非常用照明装置において、停電及び復電の際に切り替えるスイッチ素子のストレスに起因する設備の大型化や経済的な課題を解決し、更に停電時の速やかな非常点灯への移行、非常時の適切な光出力の確保等によって経済性、安全性を向上させることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源Ｖｓから第１のスイッチＳ_ACを介して接続された電子バラスト１と、電子バラスト１の負荷であるランプ２と、商用電源Ｖｓに接続された充電回路３１と、この充電回路３１によって充電される二次電池Ｂと、商用電源Ｖｓが停電したことを検知する停電検知回路３２と、上記二次電池Ｂと並列に入力部を接続され出力部に平滑コンデンサＣ０を有する非常用コンバータ４と、この非常用コンバータ４をＯＮ−ＯＦＦするための第２のスイッチＳ１と、上記非常用コンバータ４の出力を上記第１のスイッチＳ_ACと電子バラスト１の接続点に供給するための第３のスイッチＳ_DCと、上記停電検知回路３２の出力によって上記各スイッチＳ_AC，Ｓ１，Ｓ_DCを遅延時間を設けながら切り替える切替制御回路３３とから構成され、図２に示すように、停電時には第１のスイッチＳ_ACをＯＦＦし、第３のスイッチＳ_DCをＯＮし、第２のスイッチＳ１をＯＮした後、非常用コンバータ４の出力が定格まで上昇するように制御するとともに、復電時には第２のスイッチＳ１をＯＦＦし、上記平滑コンデンサＣ０の電荷が放出されるまでの遅延時間の後、第３のスイッチＳ_DCをＯＦＦし、第１のスイッチＳ_ACをＯＮするように制御し、停電時の各スイッチＳ_AC，Ｓ１，Ｓ_DCの切り替え時間の合計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）及び復電時の各スイッチＳ１，Ｓ_DC，Ｓ_ACの切り替え時間の合計（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ）が、電源が遮断された場合に電子バラスト１の制御機能がリセットされる時間Ｈよりも短くなるように設定し、電子バラスト１は、図１７に示すように、放電灯の寿命末期を検出するための検出回路１７と、内部温度が約１００℃を超える温度に至った場合には上記検出回路１７の検出感度を低減あるいは検出動作を停止させる手段（負特性サーミスタＲｔ）を有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、同じ課題を解決するために、図４に示すように、商用電源Ｖｓから整流回路ＤＢ１を介して接続された電子バラスト１と、その負荷であるランプ２と、商用電源Ｖｓに接続された充電回路３１と、この充電回路３１によって充電される二次電池Ｂと、商用電源Ｖｓが停電したことを検知する停電検知回路３２と、上記二次電池Ｂと並列に入力部を接続され出力部に平滑コンデンサＣ０を有する非常用コンバータ４と、この非常用コンバータ４をＯＮ−ＯＦＦするためのスイッチＳ１と、上記非常用コンバータ４の出力を上記整流回路ＤＢ１と電子バラスト１の接続点に電流を供給する方向に接続するダイオードＤ３と、上記停電検知回路３２の出力によって上記スイッチＳ１を遅延時間を設けて停電時はＯＮ、復電時はＯＦＦする切替制御回路３３から構成され、図５に示すように、停電時には上記スイッチＳ１をＯＮする時間Ｃ及び非常用コンバータ４の出力が定常値まで上昇する時間Ｄの合計（Ｃ＋Ｄ）が電子バラスト１の制御機能がリセットされる時間Ｈよりも短くなるように設定し、電子バラスト１は、図１７に示すように、放電灯の寿命末期を検出するための検出回路１７と、内部温度が約１００℃を超える温度に至った場合には上記検出回路１７の検出感度を低減あるいは検出動作を停止させる手段（負特性サーミスタＲｔ）を有することを特徴とするものである。
請求項３の発明によれば、図６に示すように、二次電池Ｂの電圧を検出して非常用コンバータ４の出力制御を行なうフィードフォワード回路４２、非常用コンバータ４の出力電圧を検出して出力電圧が一定値になるように制御するフィードバック回路４３を備えたことを特徴とするものである。また、二次電池Ｂの電圧が閾値以下となった場合は非常用コンバータ４の動作を停止させる過放電防止回路を設けても良い。
【００１１】
請求項４の発明によれば、図７に示すように、電子バラストは外部からの信号を受けて調光が可能な調光形電子バラスト１ａであり、また停電検知回路３２の出力によって調光信号を発生する調光信号回路３４を設けて上記調光型電子バラスト１ａに調光信号を供給することを特徴とするものである。
請求項５の発明によれば、図８に示すように、調光信号回路３４からの調光信号を、二次電池Ｂの電圧で変調する変調器３５を有することを特徴とするものである。
請求項６の発明によれば、図９に示すように、常時、調光形電子バラスト１ａに調光信号を供給する常用調光器５と、非常時には常用調光器５からの信号を調光信号回路３４からの信号に切り替えるための信号切替スイッチＳ２を有することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項７の発明によれば、図１１に示すように、電子バラスト１は昇圧チョッパー回路１２とその出力に接続されたインバータ回路１３及びこれらいずれかの回路の動作条件を切り替えて光出力を低減する調光スイッチＳ２１，Ｓ２２で構成され、停電検知回路３２の出力で動作する切替制御回路３３によって上記調光スイッチＳ２１，Ｓ２２を切り替えることを特徴とするものである。
請求項８の発明によれば、図１２に示すように、商用電源Ｖｓに接続され昇圧チョッパー回路１２とその出力に接続されたインバータ回路１３を含む電子バラスト１と、商用電源Ｖｓに接続された充電回路３１と、この充電回路３１によって充電される二次電池Ｂと、商用電源Ｖｓが停電したことを検知する停電検知回路３２と、上記二次電池Ｂと並列に入力部を接続された非常用コンバータ４と、この非常用コンバータ４をＯＮ−ＯＦＦするためのスイッチＳ１と、上記非常用コンバータ４の出力を上記電子バラスト１を構成するインバータ回路１３の入力部に供給するためのダイオードＤ３と、上記スイッチＳ１を停電時にＯＮし復電時にＯＦＦするように切り替える切替制御回路３３から構成され、電子バラスト１は、図１７に示すように、放電灯の寿命末期を検出するための検出回路１７と、内部温度が約１００℃を超える温度に至った場合には上記検出回路１７の検出感度を低減あるいは検出動作を停止させる手段（負特性サーミスタＲｔ）を有することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項９の発明によれば、電子バラスト１は、図１３に示すように、ランプ２の寿命末期を検出するための検出回路１７と、この検出回路１７の出力で回路動作を停止・保持する発振停止保持回路１５を有し、図１６に示すように、停電検知回路の出力で動作する切替制御回路３３によって停電時には上記発振停止保持回路１５の保持を解除し、または図１５に示すように、上記検出回路１７の検出感度を切り替えることを特徴とするものである。
請求項１０の発明によれば、電子バラストは、図１４に示すように、電源投入時に放電灯のフィラメントを一定時間予熱するための先行予熱タイマー１６を有し、停電検知回路の出力で動作する切替制御回路３３によって停電時に上記先行予熱タイマー１６のタイマー時間を短縮または除去するように切り替えることを特徴とするものである。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、（実施例４−４）が本発明に対応しており、その他は前提となる構成として説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に示す。まず、図１の回路構成について説明する。商用交流電源Ｖｓには、スイッチＳ_ACを介して電子バラスト１の電源入力端子が接続されている。電子バラスト１の電源入力端子には、スイッチＳ_DCを介して非常用コンバータ４の平滑コンデンサＣ０が接続されている。非常用コンバータ４の電源入力はスイッチＳ１を介して二次電池Ｂに接続されている。これらのスイッチＳ_AC、Ｓ_DC、Ｓ１は例えばリレー接点などで構成することができる。
【００１５】
非常用電源ユニット３は、非常用コンバータ４のほかに、その動作電源となる二次電池Ｂと、その充電回路３１、停電検知回路３２、切替制御回路３３を備えている。充電回路３１は商用交流電源Ｖｓに接続されており、商用交流電源Ｖｓを降圧・整流して二次電池Ｂを充電する。停電検知回路３２は充電回路３１に接続された商用交流電源Ｖｓの通電状態を監視しており、商用交流電源Ｖｓの停電・復電を検知する。切替制御回路３３は停電検知回路３２の停電検知信号を受けて、スイッチＳ_AC、Ｓ１、Ｓ_DCを非常時の接続状態に切り替えると共に、制御部４１の動作を開始させる。また、停電検知回路３２の復電検知信号を受けて、スイッチＳ_AC、Ｓ１、Ｓ_DCを常用時の接続状態に切り替えると共に、制御部４１の動作を停止させる。
【００１６】
非常用コンバータ４は、発振トランスＯＴと、その１次巻線と直列接続されたスイッチング素子Ｑと、スイッチング素子Ｑを高周波でオン・オフ動作させる制御部４１と、発振トランスＯＴの２次巻線に接続された整流用のダイオードＤ１と平滑用のインダクタＬ１と平滑コンデンサＣ０の直列回路と、インダクタＬ１と平滑コンデンサＣ０の直列回路に並列接続された回生電流通電用のダイオードＤ２とから構成されている。発振トランスＯＴの１次巻線と２次巻線の巻数比は二次電池Ｂの直流低電圧を商用電源Ｖｓと同等の電圧レベルに変換できるように設定されている。スイッチＳ１がオンされた状態で、制御部４１の出力によりスイッチング素子Ｑが高周波でオン・オフ駆動されると、二次電池Ｂから発振トランスＯＴの１次巻線に高周波で断続される電流が流れる。これにより、発振トランスＯＴの２次巻線には巻数比に応じて昇圧された高周波の電圧が発生する。この高周波の電圧がダイオードＤ１に対して順極性となる期間では、半波整流用のダイオードＤ１がオンとなり、インダクタＬ１を介して平滑コンデンサＣ０が充電される。また、発振トランスＯＴの２次巻線の電圧がダイオードＤ１に対して逆極性となる期間では、半波整流用のダイオードＤ１がオフとなり、インダクタＬ１の蓄積エネルギーにより、回生電流通電用のダイオードＤ２がオンとなり、平滑コンデンサＣ０が充電される。スイッチＳ_DCがオン状態で、スイッチＳ_ACがオフ状態であると、平滑コンデンサＣ０の電圧は電子バラスト１の電源入力端子に供給される。
【００１７】
図２において、（ａ）は商用電源Ｖｓが停電、復電するタイミングを表したもので、（ｂ）〜（ｄ）は図１の各スイッチＳ_AC，Ｓ_DC，Ｓ１のＯＮ−ＯＦＦタイミングを示している。何れもＨｉｇｈがＯＮ、ＬｏｗがＯＦＦ状態を表す。なお図２（ｅ）は、商用電源ＶｓのＯＦＦ時及びＯＮ時の電子バラスト動作を模式的に表したものであり、非常用電源は供給されない場合、つまり、商用電源のみで動作する場合を前提に示している。
【００１８】
停電発生時は、以下のシーケンスにて各スイッチを切り替えて非常用コンバータを起動させる。商用電源電圧が例えば図２（ａ）のＶ１以下に低下すると停電を検知（ｔ０）し、スイッチＳ_ACをＯＦＦさせる（ｔ１）。次に、スイッチＳ_DCをＯＮする（ｔ２）。さらに、スイッチＳ１をＯＮして非常用コンバータを起動させる（ｔ３）。そして、非常用コンバータの出力を徐々に増加し定常状態へ移行させる（ｔ４）。ｔ０〜ｔ１はスイッチＳ_ACの動作時間Ａ、ｔ１〜ｔ２はスイッチＳ_DCの動作時間Ｂ、ｔ２〜ｔ３はスイッチＳ１の動作時間Ｃ、ｔ３〜ｔ４は非常用コンバータの出力立ち上がり時間Ｄである。
【００１９】
ここで、電子バラストは停電（電源ＯＦＦ）でも即時に動作を停止するものではなく、内蔵の電解コンデンサの残留電荷によってしばらくの間は動作を継続した後、タイマー機能や検出保護機能等がリセットされて初期状態へ戻る。図２（ｅ）のｔ０〜ｔ５は電子バラストのリセット時間Ｈである。一方、復電（電源ＯＮ）すると、蛍光灯のような熱陰極フィラメントを有するランプを負荷とする電子バラストにおいては、通常、ランプを始動させる前に一定時間の予熱を与えて始動電圧を下げるとともにランプヘのストレス軽減を行なう。図２（ｅ）のｔ６〜ｔ１０は先行予熱時間Ｉ（通常約１秒）である。
【００２０】
従って、停電の間、非常用電源ユニットにて電子バラストに非常用電源を供給する場合、前述した各スイッチの切り替え及び非常用コンバータの起動時間の合計が上記電子バラストのリセット時間Ｈを超えると、常用点灯と非常点灯の間に約１秒の予熱期間が介在することになって、非常用照明装置に期待される即時点灯機能を損ねることになる。この観点から、停電時において各スイッチの切り替え及び非常用コンバータの起動を上述のシーケンスにて行なうとともに、それらに要する時間（スイッチＳ_ACの動作時間Ａ＋スイッチＳ_DCの動作時間Ｂ＋スイッチＳ１の動作時間Ｃ＋出力の立ち上がり時間Ｄ）を電子バラストのリセット時間Ｈ未満に設定する。
【００２１】
同様に、復電時においては、以下のシーケンスにて各スイッチを切り替え、非常用コンバータを停止させる。商用電源電圧が、例えば図２（ａ）のＶ２以上に上昇すると復電を検知（ｔ６）し、スイッチＳ１をＯＦＦして非常用コンバータの動作を停止する（ｔ７）。非常用コンバータの出力平滑用コンデンサＣ０の残留電荷が減少して、電子バラストへの電源供給が停止した後、スイッチＳ_DCをＯＦＦする（ｔ８）。次に、スイッチＳ_ACをＯＮする（ｔ９）。ｔ６〜ｔ７はスイッチＳ１の動作時間Ｅである。ｔ７〜ｔ８は電解コンデンサＣ０の残留電荷放電時間Ｆであり、スイッチＳ_DCの動作時間となる。また、ｔ８〜ｔ９はスイッチＳ_ACの動作時間Ｇである。
【００２２】
停電時と同様、復電時においても各スイッチの切り替え及び非常用コンバータの停止を上述のシーケンスにて行なうとともに、それらに要する時間（スイッチＳ１の動作時間Ｅ＋電解コンデンサＣ０残留電荷放電時間（スイッチＳ_DC動作時間）Ｆ＋スイッチＳ_ACの動作時間Ｇ）を電子バラストのリセット時間Ｈ未満に設定する。
【００２３】
なお本発明においては、非常用電源ユニットの各種切り替え及び制御条件が電子バラストのリセット機能などと密接に関連するため、従来例で示した電源別置型システムとして構成するよりも、器具内蔵型システムとして構成するのに適している。その際、二次電池のセル数の最適化が重要な要素となる。すなわち電池のセル数を増やせば非常用コンバータの昇圧比が小さいので、少ない回路損失設計ができる反面、電池の容積が増えて器具の大型化、コストアップの課題が生じる。また電池のセル数を少なくすれば非常用コンバータの昇圧比を大きく設計する必要があり、また電池の放電電流も大きくなるので回路損失が大きくなり、電池の性能（許容放電電流）によって限界を有する。これらを勘案して目安を掲げれば、最小セル数≧（電子バラスト最大負荷×非常用電源動作時間）／（非常用コンバータ回路効率×電池容量×公称電池電圧）となる。また、最大セル数＜電子バラストの最小許容入力電圧／（公称電池電圧×非常用コンバータの昇圧比）となる。ここで、最小セル数時の非常用コンバータの回路効率は、電池の放電電流増大による損失を考慮しても０．６以上の能力が目安となる。また、非常用コンバータの昇圧比は、電池の放電時に１．５〜０．５Ｖ／セル程度の電圧変動（ニカド電池の場合）があっても昇圧回路の出力電圧を一定化させるために、３倍以上の能力が目安となる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図４、図５に基づいて説明する。図４の回路は、図１におけるスイッチＳ_ACをダイオードブリッジＤＢ１に置き換えると共に、スイッチＳ_DCをダイオードＤ３に置き換えて無接点化を図ったものである。図４の回路では、図１の回路に比べると、スイッチＳ_ACが無いが、代わりにダイオードブリッジＤＢ１が有るので、商用交流電源Ｖｓが停電している場合において非常用コンバータ４が動作しているときには、ダイオードＤ３を介して電子バラスト１の電源入力部に直流電圧が供給されて、ダイオードブリッジＤＢ１が電圧阻止状態となり、実質的にスイッチＳ_ACの機能を果たしている。また、図４の回路では、図１の回路に比べると、スイッチＳ_DCが無いが、代わりにダイオードＤ３が有るので、商用交流電源Ｖｓが通電している場合において非常用コンバータ４の平滑コンデンサＣ０の電荷が放電された後はダイオードＤ３が電圧阻止状態となり、実質的にスイッチＳ_DCの機能を果たしている。その他の構成は図１と同一のため、説明は省略する。
【００２５】
図５は、図４の構成における非常用コンバータの起動、出力立ち上がり条件を示している。図５（ａ）は商用電源の停電（ｔ０）と復電（ｔ４）のタイミングを示している。図５（ｂ）は、停電中に非常用電源が供給されない場合について、商用電源のＯＦＦ時及びＯＮ時の電子バラスト動作を模式的に表している。前述のように、商用電源のＯＦＦ時（停電時）に電子バラストの諸機能がリセットされる時間（ｔ０〜ｔ３：電子バラストのリセット時間Ｈ）が存在し、また、電源ＯＮ時（復電時）には約１秒の先行予熱を行なう。ｔ４〜ｔ７は先行予熱時間Ｉ（通常約１秒）である。
【００２６】
図５（ｃ）は非常用コンバータの動作を模式的に表したもので、ｔ０で停電を検知した後、スイッチＳ１をＯＮさせる。ｔ０〜ｔ１はスイッチＳ１の動作時間Ｃである。その後、非常用コンバータの出力が所定値に上昇する。ｔ１〜ｔ２は非常用コンバータの出力立ち上がり時間Ｄである。なお、この出力立ち上がり時間を適度に設定すれば、非常用コンバータを構成する電子部品に過渡的に発生する電気的ストレスを軽減するとともに、その出力に発生するオーバーシュートを抑制して電子バラストを保護するのに有効である。また、非常用コンバータの制御回路にソフトスタート回路を付加すれば、出力立ち上がり時間Ｄの設計が容易となる。また復電時は、ｔ４で復電を検知した後、スイッチＳ１をＯＦＦさせる。ｔ４〜ｔ５はスイッチＳ１の動作時間Ｅである。スイッチＳ１をＯＦＦして非常時コンバータを停止させれば、平滑コンデンサＣ０の残留電荷が放出される。ｔ５〜ｔ６は平滑コンデンサＣ０の残留電荷放電時間Ｆである。
【００２７】
図５（ｄ）は、停電中に非常用電源が供給される場合について、商用の電子バラストの動作を模式的に表したものである。第１の実施の形態では有接点であったスイッチＳ_ACおよびＳ_DCをここでは無接点化することにより、上記スイッチＳ１の動作時間Ｃ及び非常用コンバータのソフトスタート時間Ｄの間は出力が一旦低下するが、これらの合計時間が電子バラストのリセット時間Ｈ以下であれば、電子バラストは先行予熱モードに入ることがなく、速やかに非常点灯に移行できる。また復電時は、スイッチＳ１をＯＦＦして非常用コンバータを停止させれば、平滑コンデンサＣ０の残留電荷が放出されるが、この場合すでに復電されているので、電子バラストの入力電圧は途切れることなく連続して印加される。なお、上記のスイッチＳ１は半導体スイッチでもよく、また非常用コンバータ４の制御部４１でコンバータの動作をＯＮ−ＯＦＦさせても構わない。
【００２８】
この実施の形態によれば、電子バラストの商用電源側に整流ブリッジを、また非常用電源ユニットから電子バラストへ向けてダイオードＤ３を設け、更に停電時のスイッチＳ１の動作時間Ｃと非常用コンバータの出力立ち上がり時間Ｄの合計を電子バラストのリセット時間Ｈより短く設定することによって、高信頼性の非常用照明装置を実現できる。また、この実施の形態においては、非常用電源ユニットの各種切り替え及び制御条件が電子バラストのリセット機能などと密接に関連するため、従来例で示した電源別置型システムとして構成するよりも、器具内蔵型システムとして構成するのに適している。
【００２９】
（実施例２−１）
図６の実施例は、図４の基本回路において、電池電圧（非常用コンバータ４の入力電圧）を検出して非常用コンバータ４の制御部４１を介して動作を制御するフィードフォワード回路４２と、非常用コンバータ４の出力電圧を検出して非常用コンバータ４の制御部４１を介して動作を制御するフィードバック回路４３を付加したものである。フィードフォワード回路４２は、電池電圧が放電開始直後の高い状態では非常用コンバータ４が過負荷動作に至らないように、また、放電末期に電池電圧が所定値以下になった場合には電池の過放電を防止するために非常用コンバータ４の動作を停止させるように動作する。フィードバック回路４３は、電子バラスト１側の負荷変動（無負荷や動作停止、始動時など）があっても非常用コンバータ４の出力電圧を所定値に保つように動作する。
【００３０】
この実施例のように、フィードフォワード機能やフィードバック機能を付加することによって、電池エネルギーの有効利用と過放電防止、非常用コンバータの過負荷抑制、非常時の電子バラストへの過電圧等によるストレス低減等の効果により、信頼性に優れたシステムを実現できる。なお、フィードフォワード回路やフィードバック回路は、そのどちらか一方のみ付加しても上述の様な効果を得ることができるが、双方を具備することで、より高い信頼性を得ることが可能となる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態によれば、調光機能を有する非常用照明装置について、非常時に光出力を所定値に設定することを特徴とするものである。
（実施例３−１）
図７の実施例は、調光信号を受けてランプ２を調光点灯させる調光形電子バラスト１ａを用い、また非常用電源ユニット３内部に、停電を検知したときに上記調光用電子バラスト１ａに調光信号を与えるための調光信号回路３４を設けて構成される。非常時に要求される光出力は常用時に比べて低く設定される場合が多く、非常時に調光信号も同時に発生させることによって非常時に所定の光出力を得ることができる。
【００３２】
（実施例３−２）
図８の実施例は、調光信号回路３４からの調光信号を、二次電池Ｂの電圧で変調する変調器３５を有している。放電の過程で低下していく電池電圧に応じて調光信号回路３４からの調光信号に変調を加えて調光形電子バラスト１ａに供給することによって、非常時の光出力をある程度一定に保つことができ、電池エネルギーの有効活用が図れる。
【００３３】
（実施例３−３）
図９の実施例は、調光形電子バラスト１ａと調光器５によって常時調光を行なう場合の例である。非常時は停電を検知して調光信号を発生するとともに、この信号と調光器５を切り替えるスイッチＳ２によって構成される。スイッチＳ２により調光用電子バラスト１ａの調光信号端子は、常時は調光器５からの任意の信号を、非常時は非常用電源ユニット３からの予め設定された調光信号を受けることができる。
【００３４】
（実施例３−４）
図１０の実施例は、停電検知信号を調光器５へ入力し、調光器５内部で常時と非常時の調光信号を発生させる例である。この例の揚含、調光器５は非常時の調光状態を記憶しておく何らかの手段を備えておく必要があるが、図９では常時用と非常時用で別個に備えていた調光信号発生部３４を共通化できるため、非常用電源ユニット３の小型化を図ることが出来る。
【００３５】
（実施例３−５）
図１１の実施例は、電子バラスト１を昇圧チョッパー回路１２とその出力に接続されるインバータ回路１３で構成し、これらの動作条件をスイッチＳ２１，Ｓ２２で切り替えるように構成したものである。電子バラスト１の電源入力端子には、雑防回路１１を介してダイオードブリッジＤＢ２の交流入力端子が接続されている。雑防回路１１とは雑音防止用のフィルター回路であり、電子バラスト１のスイッチング動作による高周波雑音が商用交流電源Ｖｓに漏洩することを防止するための回路である。ダイオードブリッジＤＢ２の直流出力端子（整流出力側）にはインダクタＬ２とスイッチング素子Ｑ３の直列回路が接続されており、スイッチング素子Ｑ３の両端にはダイオードＤ４を介して平滑コンデンサＣ２が接続されている。スイッチング素子Ｑ３は制御回路１８により高周波でオン・オフされる。スイッチング素子Ｑ３とインダクタＬ２、ダイオードＤ４、平滑コンデンサＣ２は昇圧チョッパー回路１２を構成しており、スイッチング素子Ｑ３のオン・オフ動作により商用交流電源Ｖｓの整流出力を昇圧した直流電圧を平滑コンデンサＣ２の両端に出力する。平滑コンデンサＣ２の両端に得られる直流電圧の大きさは、制御回路１８によりスイッチング素子Ｑ３のオン期間等を制御することにより可変とすることができる。平滑コンデンサＣ２の両端にはインバータ回路１３が接続されている。インバータ回路１３は平滑コンデンサＣ２の直流電圧をスイッチング素子により高周波電圧に変換してランプ２に供給する。インバータ回路１３のスイッチング素子の周波数あるいはオン期間は制御回路１４により制御される。
【００３６】
停電を検知して光出力の切り替え制御を行なう際に、電子バラスト内部の昇圧チョッパー回路１２の制御回路１８或いはインバータ回路１３の制御回路１４の動作条件をスイッチＳ２１，Ｓ２２で切り替える。このように、非常時にのみ電子バラスト１を構成する各部の動作条件を変えることによって、外部の調光器等を使用すること無く、非常時の光出力を設定することができる。
【００３７】
（実施例３−６）
図１２の実施例は、非常用電源ユニット３からの直流出力を電子バラスト１内部のインバータ回路１３の入力部に供給するように構成し、非常時に所定の光出力が得られるように非常用電源ユニット３からの直流電圧を設定する。この様な構成によって、電子バラスト１と商用電源Ｖｓ間に設けていたダイオードブリッジ（例えば図１１のＤＢ１）は不要となり、更に非常時は電子バラスト１内部の昇圧チョッパー回路１２は動作しないので、非常時の回路損失が低減されて電池容量の節約も可能となる。
【００３８】
この実施の形態によれば、簡単な構成で非常時の光出力を所定値に設定することが可能であり、また電池電圧に応じて調光信号に変調を加えれば非常時の光出力をある程度一定に保つことも可能であり、更に非常用電源ユニットからの直流出力を電子バラスト内部のインバータ回路入力に供給すれば回路構成の簡素化、回路損失の低減が可能となり、小形で経済性に優れた高信頼性のシステムが構成できる。また、非常時の光出力は、調光信号発生部の部品を変更することで容易に設定可能であるが、例えばディップスイッチやボリューム等を使用すれば、ユニット外部から容易に設定を変更することも可能となり、汎用性をより一層高めることも可能となる。
なお、電子バラスト、放電灯、二次電池、常用調光器を除いて一つのプリント基板上に実装し、かつ常用調光器を除いた全てを一つの照明器具に内蔵することが好ましい。
【００３９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態によれば、電子バラストに付加された検出保護機能を、非常時においては除去あるいは感度低減して非常点灯を最優先させることによって、安全性確保に適した非常用照明を実現できる。
この実施の形態を図１３に基づいて説明する。昇圧回路１２は上述の昇圧チョッパー回路などで構成されており、平滑コンデンサＣ２の両端に直流電圧を得ている。インバータ回路１３の電源入力部では、平滑コンデンサＣ２の両端にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路を接続している。これらのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回路１４の出力により高周波で交互にオン・オフされる。一方のスイッチング素子Ｑ２の両端には、直流カット用のコンデンサＣ４と、共振用のインダクタＬ３を介して、蛍光ランプ２が接続されている。蛍光ランプ２のフィラメントの非電源側端子間には共振用のコンデンサＣ３が並列接続されている。コンデンサＣ３とインダクタＬ３は共振回路を構成している。ランプ２の両端（端子▲１▼−▲２▼間）には検出回路１７が接続されている。この検出回路１７は後述するように寿命末期や無負荷等の異常を検出して端子▲３▼に負荷異常検出信号を発生する。この負荷異常検出信号を受けて発振停止保持回路１５が端子▲４▼に発振停止保持信号を出力し、制御回路１４の動作を停止させる。また、先行予熱タイマー１６は電源投入後の一定期間は端子▲５▼に先行予熱期間を示す信号を出力し、インバータ回路１３の出力をランプ２が点灯しないレベルに低減させる。
【００４０】
電子バラストにおける検出回路１７は、主にランプ寿命末期にフィラメントに塗布されたエミッタが消滅することによる異常放電に対して回路及びランプを保護するために設けられるもので、ランプ間の電圧上昇或いは電流増加を検出してインバータ動作を停止・保持させたり、出力を低減・保持あるいは間欠動作させる場合が多い。図１３の回路では、非常用電源ユニットの停電検知部で停電を検知して非常点灯のための切り替え制御を行なう際に、図１４〜図１７の各実施例のように、電子バラスト内部のインバータ回路の一部を同時に操作するように構成している。
【００４１】
（実施例４−１）
図１４は先行予熱タイマー回路１６の回路構成を一例として示している。電子バラスト１の電源が投入されて、制御電源電圧Ｖｃｃが立ち上がると、抵抗Ｒ１１を介してツェナーダイオードＤｚ１に電流が流れて、ツェナーダイオードＤｚ１の両端に生じる一定の基準電圧がコンパレータＣＯＭＰ１の＋側入力端子に印加される。また、抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１１よりなる時定数回路（積分回路）に制御電源電圧Ｖｃｃが印加され、コンデンサＣ１１の電圧が徐々に上昇する。このコンデンサＣ１１の電圧はコンパレータＣＯＭＰ１の−側入力端子に印加されて、ツェナーダイオードＤｚ１の基準電圧と比較されている。コンデンサＣ１１の電圧は電源投入後、約１秒後にツェナーダイオードＤｚ１の電圧に達するように抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１１の値を設定されている。これによりコンパレータＣＯＭＰ１の出力（端子▲５▼）は電源投入後の約１秒間はＨｉｇｈレベルとなり、その後はＬｏｗレベルとなる。端子▲５▼はインバータ回路１３の制御回路１４に接続されて、電源投入後の一定期間は、インバータ回路１３の出力をランプ２が点灯しないレベルに低減させる。これにより、ランプ２のフィラメントを十分に予熱して常用点灯時のランプ寿命を確保している。
【００４２】
一方、非常用電源ユニット３の切替制御回路３３が動作したときには、スイッチＳＷ１がオンとなり、非常時にコンデンサＣ１１への充電を促進するための抵抗Ｒ１３を積分回路の抵抗Ｒ１２に並列接続する。Ｒ１２≫Ｒ１３と設定しておくことにより、抵抗Ｒ１３を介して急速にコンデンサＣ１１が充電されるため、先行予熱タイマーの予熱時間（通常約１秒）を短縮して速やかに光出力を得ることができる。非常用照明装置の使命は、非常時に速やかに必要な光束を確保することにあるので、停電発生とともに先行予熱タイマーの機能を除去或いは時間を短縮することは有効である。
【００４３】
（実施例４−２）
図１５は検出回路１７の回路構成を一例として示している。この回路では、ランプ２の両端（端子▲１▼−▲２▼間）の電圧をダイオードＤで半波整流し、抵抗Ｒ２とＲ３で分圧してコンデンサＣにランプ電圧の検出値を生成し、これをコンパレータＣＯＭＰの＋側入力端子に印加している。コンパレータＣＯＭＰの−側入力端子には抵抗Ｒ１とツェナーダイオードＤｚにより生成した基準電圧が印加されている。ランプ２が寿命末期でなく正常に点灯しているときには、コンデンサＣの電圧はツェナーダイオードＤｚの基準電圧よりも低く、コンパレータＣＯＭＰの出力（端子▲３▼）はＬｏｗレベルに維持されている。ランプ２が接続されていないとき、あるいは寿命末期（エミレス状態）となったときには、コンデンサＣの電圧は上昇し、ツェナーダイオードＤｚの基準電圧を越える。これによりコンパレータＣＯＭＰの出力（端子▲３▼）はＨｉｇｈレベルとなり、ランプ２が寿命末期あるいは無負荷状態であることを検出する。
【００４４】
スイッチＳＷは非常用電源ユニット３の切替制御回路３３によって停電検知時にＯＮされる。ランプ２が正常な場合においては検出回路１７の両端電圧は低く、抵抗Ｒ２とＲ３及びコンデンサＣで分圧・平滑された電位は基準電位未満に設定される。ランプ寿命末期にランプ電圧が上昇すると、上記の検出電圧は基準電位を超えてコンパレータＣＯＭＰの出力が反転し、その出力が発振停止・保持回路１５に入力されてインバータ回路１３は発振動作を停止する。非常時に、非常用電源ユニット３で停電を検知し切替制御回路３３によりスイッチＳＷをＯＮすると、抵抗Ｒ３と並列に抵抗Ｒ４が接続されて抵抗Ｒ２との分圧値は低下するので、抵抗Ｒ４の値次第で検出回路１７の機能を除去或いは感度低減を行なうことができる。
【００４５】
（実施例４−３）
図１６は発振停止保持回路１５の回路構成を一例として示している。この回路では、検出回路１７の出力（端子▲３▼）がＨｉｇｈレベルとなる時間が多くなると、抵抗Ｒ２２，Ｒ２３、コンデンサＣ２１よりなる蓄積回路を介してＳＣＲのゲート電圧が上昇し、ＳＣＲがターンオンする。ひとたびＳＣＲがオンすると、常閉スイッチＳＷ２と抵抗Ｒ２１を介して制御電源電圧Ｖｃｃからグランド（端子▲２▼）にＳＣＲの保持電流が流れ続けるので、発振停止保持回路１５の出力（端子▲４▼）はＬｏｗレベルに保持される。これにより制御回路１４は動作を停止し、インバータ回路１３の発振停止状態を保持する。
【００４６】
この実施例では常用時に検出回路１７が動作して発振停止・保持回路１５が動作した状態で停電が発生した場合、発振停止・保持機能を解除して非常点灯を行なうことができる。すなわち、非常用電源ユニット３の切替制御回路３３が動作して常開スイッチＳＷ２がオフされると、ＳＣＲの保持電流が遮断されて、ＳＣＲはターンオフする。また、発振停止保持回路１５の出力（端子▲４▼）は抵抗Ｒ２１を介して制御電源電圧Ｖｃｃに接続されるので、Ｈｉｇｈレベルとなり、インバータ回路１３の発振停止保持は解除される。
【００４７】
（実施例４−４）
図１７の実施例は図１５に示した検出回路１７の抵抗Ｒ３と並列に負特性サーミスタＲｔを接続したものであり、特に火災を想定した高温状態（例えば１００℃以上：火災時以外は非常に可能性が低く、電子バラストを構成する電子部品の信頼性を損なわない程度の温度）では検出回路１７の感度を低下させて、高温でランプ２に異常放電が起こっても検出回路１７が動作しないようにして非常点灯を最優先させている。
この実施の形態によれば、電子バラストに付加された検出保護機能を、非常時においては除去あるいは感度低減して非常点灯を最優先させることによって、安全性確保に適した非常用照明を実現できる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、商用電源と電子バラストを接続、切断するためのスイッチ、及び、非常用コンバータと電子バラストを接続、切断するためのスイッチを用いた構成において、停電時及び復電時に各スイッチの切り替え、非常用コンバータの起動・停止を適切な順序で行なうとともに、それらに要する時間が電子バラストのリセット時間未満となるように設定したので、高信頼性を保ちながら速やかに非常点灯に切り替えることができる。すなわち、商用電源でも直流電源でも動作可能な交直両用型の電子バラストを用いた非常用電源ユニットにおいて、停電及び復電の際に切り替えるスイッチのストレスに起因する設備の大型化や経済的な課題を解決することができる。
また、請求項１〜１１の発明によれば、電子バラストは、放電灯の寿命末期を検出するための検出回路と、内部温度が約１００℃を超える温度に至った場合には上記検出回路の検出感度を低減あるいは検出動作を停止させる手段を有するので、電子バラストに付加された検出保護機能を、非常時においては除去あるいは感度低減して非常点灯を最優先させることができ、安全性確保に適した非常用照明を実現できる。
請求項２の発明によれば、商用電源と電子バラストを接続、切断するためのスイッチを整流ブリッジに、非常用コンバータと電子バラストを接続、切断するためのスイッチをダイオードに置き換えて無接点化を図った構成において、停電時の非常用コンバータ起動時間と出力立ち上がり時間の合計を電子バラストのリセット時間より短く設定することによって、高信頼性の非常用照明装置を実現できる。
請求項３の発明によれば、フィードフォワード機能やフィードバック機能を付加することによって、電池エネルギーの有効利用と過放電防止、非常用コンバータの過負荷抑制、非常時の電子バラストヘの過電圧等によるストレス低減等の効果により、信頼性に優れたシステムを実現できる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、調光信号を受けてランプを調光点灯させる調光形電子バラストを用い、また非常用電源ユニット内部に、停電を検知したときに上記調光用電子バラストに調光信号を与えるための調光信号回路を設けて構成され、簡単な構成で非常時の光出力を所定値に設定することが可能であり、適切な光出力を得ることにより、経済性及び安全性を一段と向上させることができる。
請求項５の発明によれば、電池電圧に応じて調光信号に変調を加えることで、非常時の光出力をある程度一定に保つことが可能である。
【００５０】
請求項８の発明によれば、更に非常用電源ユニットからの直流出力を電子バラスト内部のインバータ回路入力に供給することで、回路構成の簡素化、回路損失の低減が可能となり、小形で経済性に優れた高信頼性のシステムが構成できる。請求項９の発明によれば、電子バラストのインバータ回路部と非常用電源ユニットの切替制御回路を連動させることによって、停電発生時には電子バラストに付加された検出保護機能を除去あるいは感度低減して非常点灯を最優先させることによって、安全性確保に適した非常用照明を実現できるものである。
請求項１０の発明によれば、停電発生時には電子バラストによる放電灯のフィラメントの予熱を短縮あるいは省略するようにしたから、非常時に速やかに必要な光束を確保することができ、安全性確保に適した非常用照明を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作説明図である。
【図３】従来例の回路図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の動作説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の一実施例を示す回路図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の第１実施例を示す回路図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の第２実施例を示す回路図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の第３実施例を示す回路図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の第４実施例の要部構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の第５実施例を示す回路図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の第６実施例を示す回路図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の回路図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の第１実施例の要部構成を示す回路図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の第２実施例の要部構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態の第３実施例の要部構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態の第４実施例の要部構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１電子バラスト
２ランプ
３１充電回路
３２停電検知回路
３３切替制御回路
４非常用コンバータ
Ｖｓ商用電源
Ｓ_AC 第１のスイッチ
Ｓ１第２のスイッチ
Ｓ_DC 第３のスイッチ
Ｃ０平滑コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an emergency lighting device, and relates to an emergency power supply for emergency lighting using a regular lighting device as it is even during a power failure.
[0002]
[Prior art]
The basic configuration of the emergency lighting device is shown in FIG. The lamp load 2 such as a fluorescent lamp is always turned on from the commercial power source Vs via the electronic ballast 1, and the secondary battery B is charged by the charging circuit 31 constituting the emergency light block 6. When the commercial power supply Vs fails, the power supply from the normal electronic ballast 1 is cut off, so the lamp load 2 is temporarily turned off. However, the power failure is detected by the power failure detection circuit 32 constituting the emergency light block 6, and switching control is performed. The switch 33 is switched by the circuit 33 to connect the lamp load 2 described above to the emergency lighting side, and the switch S1 is turned on to activate the emergency inverter 61, so that the lamp load 2 performs emergency lighting. Such a configuration is widely used as an emergency lighting device with a built-in battery.
[0003]
FIG. 1 shows an example in which a normal electronic ballast 1 is used for emergency lighting even in the event of a power failure. Has been. The emergency power supply unit 3 is placed outside the lighting fixture as a stand-alone type, and if used as a large system for supplying DC power to a plurality of fixtures, it is considered to be highly effective in terms of equipment cost and maintenance.
[0004]
Always contact S from commercial power supply Vs_ACThe lamp load 2 such as a fluorescent lamp is turned on by the electronic ballast 1 for both AC and DC via (OFF at power failure), and the secondary battery B is charged by the charging circuit 31 constituting the emergency power supply unit 3. When the commercial power supply Vs fails, the power failure detection circuit 32 constituting the emergency power supply unit 3 detects the power failure, the switch control circuit 33 switches the switch S1 to activate the emergency converter 4, and the switch S_DCON, switch S_ACIs turned OFF, and the lamp load 2 is lit up by the electronic ballast 1 for both AC and DC. The switch S1 may be a semiconductor switch. There is also a method in which the control unit 41 of the emergency converter 4 also functions as the switch S1 by turning on and off the switching operation of the switching element Q. The emergency converter 4 that constitutes the emergency power supply unit 3 is for boosting the electromotive force of the secondary battery B to a commercial power supply level DC voltage, and is not required if the number of battery cells is increased. . When the emergency converter 4 is used, a desired DC voltage can be obtained even with a small number of battery cells. Therefore, it is possible to construct an effective system even as a “built-in instrument” with the battery B placed in the instrument. When the lighting load is large, a cost effect can be expected with respect to the conventional battery built-in emergency lighting device shown in FIG.
[0005]
In the conventional example using the AC / DC electronic ballast 1 and the emergency power supply unit 3 as described above, the stress of the switch to be switched at the time of a power failure and power recovery is large, and in particular, the DC power supply is turned on and off._DCSince there is a possibility of contact arc persistence, a special switch that has a large capacity and is difficult to cause welding is required, resulting in an increase in equipment size and economic problems.
[0006]
In addition, a contactless method using a semiconductor element is generally known for such a problem, and there is no possibility of contact welding, which is advantageous in terms of reliability. Considering electrical stress, an expensive semiconductor element with a large current and a high voltage is required.
[0007]
Including the contact method and non-contact method, the switch element stress can be reduced while providing a sufficient interval at the time of switching. However, when the electronic ballast that lights the discharge lamp is used as a load, the filament is preheated for a certain period of time when the power is turned on. In many cases, a function to perform the emergency lighting operation may be impaired depending on the interval at the time of switching.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and is a switching element that is switched at the time of a power failure and power recovery in an emergency lighting device using an AC / DC type electronic ballast that can operate with either a commercial power supply or a DC power supply. To improve the economic efficiency and safety by solving large-scale equipment and economic problems caused by the stress of the environment, as well as promptly switching to emergency lighting in the event of a power failure and ensuring appropriate light output in the event of an emergency Is an issue.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  According to invention of Claim 1, in order to solve said subject, as shown in FIG. 1, it is 1st switch S from commercial power supply Vs._ACThe electronic ballast 1 connected via the power supply, the lamp 2 as the load of the electronic ballast 1, the charging circuit 31 connected to the commercial power source Vs, the secondary battery B charged by the charging circuit 31, and the commercial power source. A power failure detection circuit 32 for detecting that Vs has failed, an emergency converter 4 having an input portion connected in parallel with the secondary battery B and having a smoothing capacitor C0 at the output portion, and turning the emergency converter 4 ON-OFF A second switch S1 for controlling the output of the emergency converter 4 and the first switch S1._ACAnd a third switch S for supplying to the connection point of the electronic ballast 1_DCAnd each switch S according to the output of the power failure detection circuit 32._AC, S1, S_DCAnd a switching control circuit 33 for switching the first switch S during a power failure as shown in FIG._ACAnd turn off the third switch S_DCAfter turning ON the second switch S1, the output of the emergency converter 4 is controlled so as to increase to the rated value. At the time of power recovery, the second switch S1 is turned OFF, and the charge of the smoothing capacitor C0 is reduced. After a delay time until release, the third switch S_DCAnd turn off the first switch S_ACEach switch S at power failure_AC, S1, S_DCTotal switching time (A + B + C + D) and switches S1, S at power recovery_DC, S_ACThe total switching time (E + F + G) is set to be shorter than the time H when the control function of the electronic ballast 1 is reset when the power is cut off.As shown in FIG. 17, the electronic ballast 1 includes a detection circuit 17 for detecting the end of the life of the discharge lamp, and a detection sensitivity of the detection circuit 17 when the internal temperature reaches a temperature exceeding about 100 ° C. Has means (negative characteristic thermistor Rt) for reducing the detection or stopping the detection operationIt is characterized by this.
[0010]
  According to the invention of claim 2, in order to solve the same problem, as shown in FIG. 4, the electronic ballast 1 connected from the commercial power source Vs via the rectifier circuit DB1, and the lamp 2 which is a load thereof, A charging circuit 31 connected to the commercial power source Vs, a secondary battery B charged by the charging circuit 31, a power failure detection circuit 32 for detecting that the commercial power source Vs has failed, and the secondary battery B in parallel. An emergency converter 4 having an input portion connected and having a smoothing capacitor C0 at the output portion, a switch S1 for turning on and off the emergency converter 4, and the output of the emergency converter 4 being connected to the rectifier circuit DB1 and the electronic ballast The switch S1 is provided with a delay time according to the output of the power failure detection circuit 32 by connecting the diode D3 connected in the direction of supplying current to the connection point 1 and is turned on in the event of a power failure. Is composed of a switching control circuit 33 for turning off, and as shown in FIG. 5, the sum (C + D) of the time C for turning on the switch S1 and the time D for the output of the emergency converter 4 to rise to a steady value at the time of a power failure Set so that the control function of the ballast 1 is shorter than the reset time HAs shown in FIG. 17, the electronic ballast 1 includes a detection circuit 17 for detecting the end of the life of the discharge lamp, and a detection sensitivity of the detection circuit 17 when the internal temperature reaches a temperature exceeding about 100 ° C. Has means (negative characteristic thermistor Rt) for reducing the detection or stopping the detection operationIt is characterized by this.
  According to the invention of claim 3, as shown in FIG. 6, the feedforward circuit 42 that detects the voltage of the secondary battery B and controls the output of the emergency converter 4, and the output voltage of the emergency converter 4 is detected. And a feedback circuit 43 for controlling the output voltage to be a constant value. Further, an overdischarge prevention circuit that stops the operation of the emergency converter 4 when the voltage of the secondary battery B becomes equal to or lower than the threshold value may be provided.
[0011]
According to the invention of claim 4, as shown in FIG. 7, the electronic ballast is a dimming electronic ballast 1 a that can be dimmed by receiving an external signal, and is dimmed by the output of the power failure detection circuit 32. A dimming signal circuit 34 for generating a signal is provided to supply a dimming signal to the dimming electronic ballast 1a.
According to the invention of claim 5, as shown in FIG. 8, it has a modulator 35 that modulates the dimming signal from the dimming signal circuit 34 with the voltage of the secondary battery B. .
According to the invention of claim 6, as shown in FIG. 9, the regular dimmer 5 that constantly supplies the dimming signal to the dimming electronic ballast 1 a and the signal from the regular dimmer 5 in the emergency are adjusted. A signal changeover switch S2 for switching to a signal from the optical signal circuit 34 is provided.
[0012]
  According to the invention of claim 7, as shown in FIG. 11, the electronic ballast 1 reduces the light output by switching the operation condition of the step-up chopper circuit 12, the inverter circuit 13 connected to the output thereof, and any one of these circuits. The dimming switches S21 and S22 are switched, and the dimming switches S21 and S22 are switched by a switching control circuit 33 that operates by the output of the power failure detection circuit 32.
  According to the invention of claim 8, as shown in FIG. 12, the electronic ballast 1 including the boost chopper circuit 12 connected to the commercial power source Vs and the inverter circuit 13 connected to the output thereof, and connected to the commercial power source Vs. A charging circuit 31, a secondary battery B charged by the charging circuit 31, a power failure detection circuit 32 for detecting that the commercial power source Vs has failed, and an emergency power supply connected in parallel with the secondary battery B Converter 4, a switch S 1 for turning on and off the emergency converter 4, and a diode D 3 for supplying the output of the emergency converter 4 to the input part of the inverter circuit 13 constituting the electronic ballast 1, The switch S1 includes a switching control circuit 33 that switches the switch S1 to be turned on when a power failure occurs and turned off when the power is restored.As shown in FIG. 17, the electronic ballast 1 includes a detection circuit 17 for detecting the end of the life of the discharge lamp, and a detection sensitivity of the detection circuit 17 when the internal temperature reaches a temperature exceeding about 100 ° C. Has means (negative characteristic thermistor Rt) for reducing the detection or stopping the detection operationIt is characterized by this.
[0013]
  According to the invention of claim 9, the electronic ballast 1 stops and holds the circuit operation by the detection circuit 17 for detecting the end of life of the lamp 2 and the output of the detection circuit 17 as shown in FIG. 13. As shown in FIG. 16, the switching control circuit 33 that operates with the output of the power failure detection circuit releases the retention of the oscillation stop retention circuit 15 in the event of a power failure, or as shown in FIG. The detection sensitivity of the detection circuit 17 is switched.
  According to the invention of claim 10, as shown in FIG. 14, the electronic ballast has the preceding preheating timer 16 for preheating the filament of the discharge lamp for a predetermined time when the power is turned on, and operates with the output of the power failure detection circuit. The switching control circuit 33 performs switching so as to shorten or eliminate the timer time of the preceding preheating timer 16 at the time of a power failure.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. (Example 4-4) corresponds to the present invention, and the rest will be described as a premise configuration.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. First, the circuit configuration of FIG. 1 will be described. The commercial AC power supply Vs has a switch S_ACThe power input terminal of the electronic ballast 1 is connected via The power input terminal of the electronic ballast 1 has a switch S_DCIs connected to the smoothing capacitor C0 of the emergency converter 4. The power supply input of the emergency converter 4 is connected to the secondary battery B through the switch S1. These switches S_AC, S_DC, S1 can be composed of, for example, a relay contact.
[0015]
In addition to the emergency converter 4, the emergency power supply unit 3 includes a secondary battery B serving as an operation power supply, a charging circuit 31, a power failure detection circuit 32, and a switching control circuit 33. The charging circuit 31 is connected to the commercial AC power supply Vs, and charges the secondary battery B by stepping down and rectifying the commercial AC power supply Vs. The power failure detection circuit 32 monitors the energization state of the commercial AC power source Vs connected to the charging circuit 31, and detects a power failure / recovery of the commercial AC power source Vs. The switching control circuit 33 receives the power failure detection signal from the power failure detection circuit 32, and switches S_AC, S1, S_DCIs switched to the emergency connection state and the operation of the control unit 41 is started. In response to the power recovery detection signal from the power failure detection circuit 32, the switch S_AC, S1, S_DCIs switched to the normal connection state, and the operation of the control unit 41 is stopped.
[0016]
The emergency converter 4 includes an oscillation transformer OT, a switching element Q connected in series with the primary winding thereof, a control unit 41 for turning on / off the switching element Q at a high frequency, and a secondary winding of the oscillation transformer OT. A series circuit of a rectifying diode D1, a smoothing inductor L1 and a smoothing capacitor C0, and a regenerative current conducting diode D2 connected in parallel to the series circuit of the inductor L1 and the smoothing capacitor C0. Yes. The turn ratio of the primary winding and the secondary winding of the oscillation transformer OT is set so that the DC low voltage of the secondary battery B can be converted to a voltage level equivalent to the commercial power source Vs. When the switching element Q is turned on / off at a high frequency by the output of the control unit 41 in a state where the switch S1 is turned on, a current interrupted at a high frequency from the secondary battery B to the primary winding of the oscillation transformer OT is generated. Flowing. As a result, a high-frequency voltage boosted according to the turn ratio is generated in the secondary winding of the oscillation transformer OT. During the period in which the high-frequency voltage is forward-polarized with respect to the diode D1, the half-wave rectifying diode D1 is turned on and the smoothing capacitor C0 is charged via the inductor L1. Further, during the period in which the voltage of the secondary winding of the oscillation transformer OT has a polarity opposite to that of the diode D1, the diode D1 for half-wave rectification is turned off, and the regenerative current conduction diode D2 is stored by the energy stored in the inductor L1. Is turned on and the smoothing capacitor C0 is charged. Switch S_DCIs on and switch S_ACWhen is in the OFF state, the voltage of the smoothing capacitor C0 is supplied to the power supply input terminal of the electronic ballast 1.
[0017]
In FIG. 2, (a) shows the timing when the commercial power supply Vs is interrupted and restored, and (b) to (d) show the switches S in FIG._AC, S_DC, S1 ON-OFF timing. In either case, High represents ON and Low represents OFF. FIG. 2 (e) schematically shows the electronic ballast operation when the commercial power source Vs is OFF and ON, and it is assumed that the emergency power source is not supplied, that is, operates with only the commercial power source. It shows.
[0018]
When a power failure occurs, switch the switches in the following sequence to start the emergency converter. When the commercial power supply voltage drops below V1 in FIG. 2A, for example, a power failure is detected (t0), and the switch S_ACIs turned off (t1). Next, switch S_DCIs turned on (t2). Further, the switch S1 is turned on to activate the emergency converter (t3). Then, the output of the emergency converter is gradually increased to shift to a steady state (t4). t0 to t1 are switches S_ACOperating time A, t1 to t2 are switches S_DCThe operation time B, t2 to t3 are the operation time C of the switch S1, and t3 to t4 are the output rise time D of the emergency converter.
[0019]
Here, the electronic ballast does not stop operation immediately even if a power failure occurs (the power is turned off). After the operation continues for a while due to the residual charge in the built-in electrolytic capacitor, the timer function, detection protection function, etc. are reset. To return to the initial state. In FIG. 2E, t0 to t5 are the electronic ballast reset time H. On the other hand, when power is restored (power ON), in an electronic ballast that uses a lamp having a hot cathode filament such as a fluorescent lamp as a load, usually a preheating is performed for a certain time before starting the lamp to lower the starting voltage. Reduce the stress on the lamp. T6 to t10 in FIG. 2 (e) is the preceding preheating time I (usually about 1 second).
[0020]
Therefore, when supplying emergency power to the electronic ballast in the emergency power supply unit during a power failure, if the total of the switching time of each switch and the start-up time of the emergency converter exceeds the reset time H of the electronic ballast, The preheating period of about 1 second is interposed between the normal lighting and the emergency lighting, and the immediate lighting function expected for the emergency lighting device is impaired. From this point of view, each switch is switched and the emergency converter is started in the above sequence in the event of a power failure, and the time required for them (switch S_ACOperating time A + switch S_DCThe operation time B + the operation time C of the switch S1 + the output rise time D) is set to be less than the reset time H of the electronic ballast.
[0021]
Similarly, at the time of power recovery, each switch is switched in the following sequence to stop the emergency converter. When the commercial power supply voltage rises to, for example, V2 in FIG. 2A or more, power recovery is detected (t6), the switch S1 is turned off, and the operation of the emergency converter is stopped (t7). After the residual charge of the output smoothing capacitor C0 of the emergency converter is reduced and the power supply to the electronic ballast is stopped, the switch S_DCIs turned off (t8). Next, switch S_ACIs turned on (t9). t6 to t7 is the operation time E of the switch S1. t7 to t8 is the residual charge discharge time F of the electrolytic capacitor C0, and the switch S_DCOperating time. T8 to t9 are switches S_ACOperating time G.
[0022]
As in the case of a power failure, switching of each switch and stopping of the emergency converter are performed in the above-described sequence at the time of power recovery, and the time required for them (operating time E of switch S1 + electrolytic capacitor C0 residual charge discharging time (switch S_DCOperating time) F + switch S_ACIs set to be less than the reset time H of the electronic ballast.
[0023]
In the present invention, the various switching and control conditions of the emergency power supply unit are closely related to the electronic ballast reset function, etc. Suitable for configuring. At that time, the optimization of the number of cells of the secondary battery is an important factor. That is, if the number of cells of the battery is increased, the step-up ratio of the emergency converter is small, so that it is possible to design a small circuit loss. In addition, if the number of battery cells is reduced, it is necessary to increase the step-up ratio of the emergency converter, and the discharge current of the battery also increases, so the circuit loss increases, and there is a limit depending on the battery performance (allowable discharge current). . Taking these into consideration, the minimum cell number ≧ (electronic ballast maximum load × emergency power supply operating time) / (emergency converter circuit efficiency × battery capacity × nominal battery voltage). Further, the maximum number of cells <the minimum allowable input voltage of electronic ballast / (nominal battery voltage × boost ratio of the emergency converter). Here, the circuit efficiency of the emergency converter when the number of cells is the minimum is an ability of 0.6 or more even when the loss due to the increase in the discharge current of the battery is taken into consideration. Further, the boost ratio of the emergency converter is 3 in order to make the output voltage of the booster circuit constant even if there is a voltage fluctuation of about 1.5 to 0.5 V / cell (in the case of a nickel-cadmium battery) during battery discharge. The ability is more than double.
[0024]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The circuit of FIG. 4 includes the switch S in FIG._ACIs replaced with the diode bridge DB1 and the switch S_DCIs replaced with a diode D3 to achieve contactlessness. In the circuit of FIG. 4, compared to the circuit of FIG._ACHowever, since there is a diode bridge DB1 instead, a DC voltage is applied to the power input portion of the electronic ballast 1 via the diode D3 when the emergency converter 4 is operating when the commercial AC power supply Vs is out of power. Is supplied, the diode bridge DB1 is in a voltage blocking state, and substantially switches S_ACPlays the function. In the circuit of FIG. 4, the switch S is different from the circuit of FIG._DCHowever, since the diode D3 is provided instead, when the commercial AC power source Vs is energized, after the electric charge of the smoothing capacitor C0 of the emergency converter 4 is discharged, the diode D3 is in a voltage blocking state, substantially. Switch S_DCPlays the function. Other configurations are the same as those in FIG.
[0025]
FIG. 5 shows the start-up and output rise conditions of the emergency converter in the configuration of FIG. FIG. 5A shows the timing of commercial power failure (t0) and power recovery (t4). FIG. 5B schematically shows the electronic ballast operation when the commercial power supply is OFF and when the emergency power supply is not supplied during a power failure. As described above, there is a time (t0 to t3: electronic ballast reset time H) during which various functions of the electronic ballast are reset when the commercial power supply is turned off (power failure), and when the power is turned on (when power is restored). ) Is pre-heated for about 1 second. t4 to t7 is the preceding preheating time I (usually about 1 second).
[0026]
FIG. 5C schematically shows the operation of the emergency converter. After detecting a power failure at t0, the switch S1 is turned on. t0 to t1 is the operation time C of the switch S1. Thereafter, the output of the emergency converter rises to a predetermined value. t1 to t2 are output rise times D of the emergency converter. If this output rise time is set appropriately, the electrical stress that occurs transiently in the electronic components that make up the emergency converter is reduced, and overshoot that occurs in the output is suppressed to protect the electronic ballast. It is effective to do. Further, if a soft start circuit is added to the control circuit of the emergency converter, the design of the output rise time D becomes easy. When power is restored, switch S1 is turned off after power recovery is detected at t4. t4 to t5 is the operation time E of the switch S1. If the emergency converter is stopped by turning off the switch S1, the residual charge of the smoothing capacitor C0 is released. t5 to t6 are the residual charge discharge time F of the smoothing capacitor C0.
[0027]
FIG. 5D schematically illustrates the operation of a commercial electronic ballast when emergency power is supplied during a power failure. Switch S, which was a contact in the first embodiment_ACAnd S_DCIn this case, the output is temporarily reduced during the operation time C of the switch S1 and the soft start time D of the emergency converter. However, the total time is less than the reset time H of the electronic ballast. In this case, the electronic ballast does not enter the preceding preheating mode, and can quickly shift to emergency lighting. At the time of power recovery, if the emergency converter is stopped by turning off the switch S1, the residual charge of the smoothing capacitor C0 is released. In this case, since the power is already recovered, the input voltage of the electronic ballast is interrupted. Without being applied continuously. The switch S1 may be a semiconductor switch, and the control unit 41 of the emergency converter 4 may turn the converter operation on and off.
[0028]
According to this embodiment, the rectifier bridge is provided on the commercial power supply side of the electronic ballast, the diode D3 is provided from the emergency power supply unit to the electronic ballast, and the operation time C of the switch S1 in the event of a power failure and the emergency converter By setting the total of the output rise time D to be shorter than the reset time H of the electronic ballast, a highly reliable emergency lighting device can be realized. Also, in this embodiment, various switching and control conditions of the emergency power supply unit are closely related to the electronic ballast reset function, etc. Suitable for configuring as a mold system.
[0029]
(Example 2-1)
The embodiment of FIG. 6 includes a feedforward circuit 42 that detects the battery voltage (input voltage of the emergency converter 4) and controls the operation via the control unit 41 of the emergency converter 4 in the basic circuit of FIG. A feedback circuit 43 that detects the output voltage of the emergency converter 4 and controls the operation via the control unit 41 of the emergency converter 4 is added. The feedforward circuit 42 prevents the emergency converter 4 from reaching an overload operation in a state where the battery voltage is high immediately after the start of discharge, and when the battery voltage becomes a predetermined value or less at the end of discharge, In order to prevent the discharge, the operation of the emergency converter 4 is stopped. The feedback circuit 43 operates so as to keep the output voltage of the emergency converter 4 at a predetermined value even when there is a load fluctuation (no load, operation stop, start-up, etc.) on the electronic ballast 1 side.
[0030]
As in this embodiment, by adding a feed forward function and a feedback function, effective use of battery energy and prevention of overdischarge, suppression of overload of an emergency converter, reduction of stress due to overvoltage to an electronic ballast in an emergency, etc. As a result, a highly reliable system can be realized. Even if only one of the feedforward circuit and the feedback circuit is added, the above-described effect can be obtained. However, by providing both, it is possible to obtain higher reliability.
[0031]
(Third embodiment)
According to the third embodiment of the present invention, an emergency lighting device having a dimming function is characterized in that the light output is set to a predetermined value in an emergency.
(Example 3-1)
The embodiment shown in FIG. 7 uses a dimming electronic ballast 1a for dimming and lighting the lamp 2 in response to a dimming signal, and the above-mentioned dimming electronic ballast is detected when a power failure is detected in the emergency power supply unit 3. A light control signal circuit 34 for supplying a light control signal to 1a is provided. The light output required in an emergency is often set lower than that in normal use, and a predetermined light output can be obtained in an emergency by simultaneously generating a dimming signal in an emergency.
[0032]
(Example 3-2)
The embodiment of FIG. 8 has a modulator 35 that modulates the dimming signal from the dimming signal circuit 34 with the voltage of the secondary battery B. By modulating the dimming signal from the dimming signal circuit 34 in accordance with the battery voltage that decreases during the discharge process and supplying the modulated light to the dimming electronic ballast 1a, the emergency light output is kept constant to some extent. Can effectively use battery energy.
[0033]
(Example 3-3)
The embodiment of FIG. 9 is an example in the case where the dimming electronic ballast 1a and the dimmer 5 always perform dimming. In the event of an emergency, a power failure is detected and a dimming signal is generated, and the switch S2 that switches between this signal and the dimmer 5 is configured. With the switch S2, the dimming signal terminal of the dimming electronic ballast 1a can always receive an arbitrary signal from the dimmer 5 and a preset dimming signal from the emergency power supply unit 3 in an emergency. it can.
[0034]
(Example 3-4)
The embodiment of FIG. 10 is an example in which a power failure detection signal is input to the dimmer 5 and a dimming signal for normal and emergency is generated inside the dimmer 5. In this example, the dimmer 5 needs to be provided with some means for storing the dimming state at the time of emergency. In FIG. 9, dimming provided separately for normal use and emergency use. Since the signal generator 34 can be shared, the emergency power supply unit 3 can be reduced in size.
[0035]
(Example 3-5)
In the embodiment of FIG. 11, the electronic ballast 1 is constituted by a boost chopper circuit 12 and an inverter circuit 13 connected to its output, and these operating conditions are switched by switches S21 and S22. The AC input terminal of the diode bridge DB2 is connected to the power supply input terminal of the electronic ballast 1 through the noise prevention circuit 11. The noise prevention circuit 11 is a filter circuit for preventing noise, and is a circuit for preventing high frequency noise due to the switching operation of the electronic ballast 1 from leaking to the commercial AC power supply Vs. A series circuit of an inductor L2 and a switching element Q3 is connected to the DC output terminal (rectified output side) of the diode bridge DB2, and a smoothing capacitor C2 is connected to both ends of the switching element Q3 via a diode D4. The switching element Q3 is turned on / off by the control circuit 18 at a high frequency. The switching element Q3, the inductor L2, the diode D4, and the smoothing capacitor C2 constitute a step-up chopper circuit 12. The DC voltage obtained by boosting the rectified output of the commercial AC power supply Vs by the on / off operation of the switching element Q3 is supplied to the smoothing capacitor C2. Output to both ends. The magnitude of the DC voltage obtained across the smoothing capacitor C2 can be made variable by controlling the ON period of the switching element Q3 by the control circuit 18. An inverter circuit 13 is connected to both ends of the smoothing capacitor C2. The inverter circuit 13 converts the DC voltage of the smoothing capacitor C2 into a high frequency voltage by a switching element and supplies the high frequency voltage to the lamp 2. The frequency or ON period of the switching element of the inverter circuit 13 is controlled by the control circuit 14.
[0036]
When a power failure is detected and optical output switching control is performed, the operating conditions of the control circuit 18 of the step-up chopper circuit 12 inside the electronic ballast or the control circuit 14 of the inverter circuit 13 are switched by the switches S21 and S22. In this way, by changing the operating conditions of the respective parts constituting the electronic ballast 1 only in an emergency, the emergency light output can be set without using an external dimmer or the like.
[0037]
(Example 3-6)
The embodiment of FIG. 12 is configured to supply the direct current output from the emergency power supply unit 3 to the input part of the inverter circuit 13 in the electronic ballast 1 so that a predetermined light output can be obtained in an emergency. Sets the DC voltage from unit 3. With such a configuration, the diode bridge (for example, DB1 in FIG. 11) provided between the electronic ballast 1 and the commercial power supply Vs is not necessary, and further, the boost chopper circuit 12 inside the electronic ballast 1 does not operate in an emergency. The circuit loss at the time is reduced, and the battery capacity can be saved.
[0038]
According to this embodiment, the emergency light output can be set to a predetermined value with a simple configuration, and if the light control signal is modulated in accordance with the battery voltage, the emergency light output can be increased to some extent. It can be kept constant, and if the DC output from the emergency power supply unit is supplied to the inverter circuit input inside the electronic ballast, the circuit configuration can be simplified and the circuit loss can be reduced. A highly reliable system can be configured. The emergency light output can be easily set by changing the components of the dimming signal generator. For example, if a dip switch or volume is used, the setting can be easily changed from outside the unit. It becomes possible, and versatility can be further enhanced.
In addition, it is preferable to mount on one printed circuit board except an electronic ballast, a discharge lamp, a secondary battery, and a common dimmer, and to incorporate all except a common dimmer in one lighting fixture.
[0039]
(Fourth embodiment)
According to the fourth embodiment of the present invention, the detection protection function added to the electronic ballast is removed or the sensitivity is reduced in an emergency, and emergency lighting is given the highest priority. Lighting can be realized.
This embodiment will be described with reference to FIG. The booster circuit 12 is composed of the above-described booster chopper circuit or the like, and obtains a DC voltage across the smoothing capacitor C2. In the power input portion of the inverter circuit 13, a series circuit of switching elements Q1, Q2 is connected to both ends of the smoothing capacitor C2. These switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off at a high frequency by the output of the control circuit 14. A fluorescent lamp 2 is connected to both ends of one switching element Q2 via a DC cut capacitor C4 and a resonance inductor L3. A resonance capacitor C3 is connected in parallel between the non-power supply side terminals of the filament of the fluorescent lamp 2. The capacitor C3 and the inductor L3 constitute a resonance circuit. A detection circuit 17 is connected to both ends of the lamp 2 (between terminals (1)-(2)). As will be described later, the detection circuit 17 detects an abnormality such as end of life or no load, and generates a load abnormality detection signal at the terminal (3). In response to this load abnormality detection signal, the oscillation stop holding circuit 15 outputs an oscillation stop holding signal to the terminal (4), and the operation of the control circuit 14 is stopped. Further, the preceding preheating timer 16 outputs a signal indicating the preceding preheating period to the terminal {circle around (5)} for a certain period after the power is turned on, thereby reducing the output of the inverter circuit 13 to a level at which the lamp 2 is not lit.
[0040]
The detection circuit 17 in the electronic ballast is provided to protect the circuit and the lamp against an abnormal discharge mainly due to the disappearance of the emitter applied to the filament at the end of the lamp life. In many cases, the inverter operation is stopped and held by detecting an increase, or the output is reduced or held or intermittently operated. In the circuit of FIG. 13, when a power failure is detected by the power failure detection unit of the emergency power supply unit and switching control for emergency lighting is performed, an inverter inside the electronic ballast is used as in the embodiments of FIGS. 14 to 17. A part of the circuit is operated at the same time.
[0041]
(Example 4-1)
FIG. 14 shows an example of the circuit configuration of the preceding preheating timer circuit 16. When the power supply of the electronic ballast 1 is turned on and the control power supply voltage Vcc rises, a current flows through the Zener diode Dz1 via the resistor R11, and a constant reference voltage generated at both ends of the Zener diode Dz1 is input to the + side of the comparator COMP1. Applied to the terminal. Further, the control power supply voltage Vcc is applied to a time constant circuit (integration circuit) composed of the resistor R12 and the capacitor C11, and the voltage of the capacitor C11 gradually increases. The voltage of the capacitor C11 is applied to the negative side input terminal of the comparator COMP1, and is compared with the reference voltage of the Zener diode Dz1. The voltage of the capacitor C11 is set so that the value of the resistor R12 and the capacitor C11 reaches the voltage of the Zener diode Dz1 about 1 second after the power is turned on. As a result, the output (terminal (5)) of the comparator COMP1 is at a high level for about 1 second after the power is turned on, and thereafter at a low level. The terminal (5) is connected to the control circuit 14 of the inverter circuit 13 and reduces the output of the inverter circuit 13 to a level at which the lamp 2 is not lit for a certain period after the power is turned on. Thereby, the filament of the lamp 2 is sufficiently preheated to ensure the lamp life during normal lighting.
[0042]
On the other hand, when the switching control circuit 33 of the emergency power supply unit 3 operates, the switch SW1 is turned on, and the resistor R13 for promoting charging of the capacitor C11 in an emergency is connected in parallel with the resistor R12 of the integrating circuit. By setting R12 >> R13, the capacitor C11 is rapidly charged through the resistor R13, so that the preheating time (usually about 1 second) of the preceding preheating timer can be shortened to quickly obtain the light output. it can. Since the mission of the emergency lighting device is to ensure a necessary light beam promptly in an emergency, it is effective to remove the function of the preceding preheating timer or shorten the time when a power failure occurs.
[0043]
(Example 4-2)
FIG. 15 shows the circuit configuration of the detection circuit 17 as an example. In this circuit, the voltage across the lamp 2 (between terminals (1)-(2)) is half-wave rectified by a diode D, divided by resistors R2 and R3, and a detection value of the lamp voltage is generated in a capacitor C. This is applied to the + side input terminal of the comparator COMP. A reference voltage generated by the resistor R1 and the Zener diode Dz is applied to the negative input terminal of the comparator COMP. When the lamp 2 is lit normally, not at the end of its life, the voltage of the capacitor C is lower than the reference voltage of the Zener diode Dz, and the output of the comparator COMP (terminal (3)) is maintained at the Low level. When the lamp 2 is not connected, or when the end of life (Emiless state) is reached, the voltage of the capacitor C rises and exceeds the reference voltage of the Zener diode Dz. As a result, the output of the comparator COMP (terminal {circle around (3)}) is at a high level, and it is detected that the lamp 2 is at the end of its life or no load.
[0044]
The switch SW is turned on when a power failure is detected by the switching control circuit 33 of the emergency power supply unit 3. When the lamp 2 is normal, the voltage across the detection circuit 17 is low, and the potential divided and smoothed by the resistors R2 and R3 and the capacitor C is set to be lower than the reference potential. When the lamp voltage rises at the end of the lamp life, the detected voltage exceeds the reference potential, the output of the comparator COMP is inverted, the output is input to the oscillation stop / hold circuit 15, and the inverter circuit 13 stops the oscillation operation. . In the event of an emergency, when a power failure is detected by the emergency power supply unit 3 and the switch SW is turned on by the switching control circuit 33, the resistor R4 is connected in parallel with the resistor R3 and the divided voltage value with the resistor R2 decreases. Depending on the value, the function of the detection circuit 17 can be removed or the sensitivity can be reduced.
[0045]
(Example 4-3)
FIG. 16 shows a circuit configuration of the oscillation stop / hold circuit 15 as an example. In this circuit, when the time during which the output (terminal (3)) of the detection circuit 17 is at a high level increases, the gate voltage of the SCR rises via the storage circuit composed of the resistors R22 and R23 and the capacitor C21, and the SCR is turned on. To do. Once the SCR is turned on, the holding current of the SCR continues to flow from the control power supply voltage Vcc to the ground (terminal (2)) via the normally closed switch SW2 and the resistor R21. Therefore, the output (terminal (4)) of the oscillation stop holding circuit 15 ) Is held at the Low level. As a result, the control circuit 14 stops its operation and holds the oscillation stop state of the inverter circuit 13.
[0046]
In this embodiment, when a power failure occurs with the detection circuit 17 operating and the oscillation stop / hold circuit 15 operating in normal use, the oscillation stop / hold function can be canceled and emergency lighting can be performed. That is, when the switching control circuit 33 of the emergency power supply unit 3 operates and the normally open switch SW2 is turned off, the holding current of the SCR is cut off and the SCR is turned off. Further, since the output (terminal (4)) of the oscillation stop holding circuit 15 is connected to the control power supply voltage Vcc via the resistor R21, it becomes High level, and the oscillation stop holding of the inverter circuit 13 is released.
[0047]
(Example 4-4)
The embodiment of FIG. 17 is obtained by connecting a negative characteristic thermistor Rt in parallel with the resistor R3 of the detection circuit 17 shown in FIG. 15, and particularly in a high temperature state assuming a fire (for example, 100 ° C. or higher: The detection circuit 17 does not operate even if abnormal discharge occurs in the lamp 2 at a high temperature by lowering the sensitivity of the detection circuit 17 at a temperature that is not likely to deteriorate the reliability of the electronic components constituting the electronic ballast). In this way, emergency lighting is given top priority.
According to this embodiment, the emergency protection lighting suitable for ensuring safety can be realized by removing or reducing the sensitivity of the detection protection function added to the electronic ballast and giving priority to emergency lighting. .
[0048]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, in the configuration using the switch for connecting and disconnecting the commercial power source and the electronic ballast, and the switch for connecting and disconnecting the emergency converter and the electronic ballast, Sometimes the switches are switched and the emergency converter is started and stopped in the proper order, and the time required for them is set to be less than the reset time of the electronic ballast, so that the emergency lighting can be performed quickly while maintaining high reliability. You can switch to In other words, in an emergency power supply unit using an AC / DC type electronic ballast that can be operated with either a commercial power supply or a DC power supply, there is an increase in equipment size and economic issues due to the stress of the switch that is switched during a power failure and power recovery. Can be solved.
According to the invention of claims 1 to 11, the electronic ballast includes a detection circuit for detecting the end of life of the discharge lamp, and the detection circuit when the internal temperature reaches a temperature exceeding about 100 ° C. Since it has a means to reduce detection sensitivity or stop detection operation, the detection protection function added to the electronic ballast can be removed or reduced in emergency to give priority to emergency lighting, ensuring safety Suitable emergency lighting can be realized.
  According to the second aspect of the present invention, the switch for connecting and disconnecting the commercial power supply and the electronic ballast is replaced with a rectifier bridge, and the switch for connecting and disconnecting the emergency converter and the electronic ballast is replaced with a diode so that no contact is made. In the configuration shown, a highly reliable emergency lighting device can be realized by setting the sum of the emergency converter start-up time and the output rise time during a power failure to be shorter than the reset time of the electronic ballast.
  According to the invention of claim 3, by adding a feed forward function and a feedback function, effective use of battery energy and prevention of overdischarge, suppression of overload of an emergency converter, reduction of stress due to overvoltage to an electronic ballast in an emergency, etc. As a result, a highly reliable system can be realized.
[0049]
According to the invention of claim 4, the dimming electronic ballast for dimming the lamp in response to the dimming signal is used, and when the power failure is detected inside the emergency power supply unit, the dimming electronic ballast is used. A dimming signal circuit for providing a dimming signal is provided, and it is possible to set an emergency light output to a predetermined value with a simple configuration. Safety can be further improved.
According to the fifth aspect of the present invention, the light output in an emergency can be kept constant to some extent by modulating the dimming signal according to the battery voltage.
[0050]
According to the invention of claim 8, further, by supplying the direct current output from the emergency power supply unit to the inverter circuit input in the electronic ballast, the circuit configuration can be simplified and the circuit loss can be reduced. And a highly reliable system can be configured. According to the ninth aspect of the present invention, the detection protection function added to the electronic ballast is removed or the sensitivity is reduced in the event of a power failure by linking the inverter ball circuit of the electronic ballast and the switching control circuit of the emergency power supply unit. By giving priority to lighting, emergency lighting suitable for ensuring safety can be realized.
According to the invention of claim 10, since the preheating of the discharge lamp filament by the electronic ballast is shortened or omitted in the event of a power failure, the necessary luminous flux can be secured promptly in an emergency, which is suitable for ensuring safety. Emergency lighting can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example.
FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a first example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a circuit diagram showing a second example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a circuit diagram showing a third example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a circuit diagram showing a main configuration of a fourth example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a circuit diagram showing a fifth example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a circuit diagram showing a sixth example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a circuit diagram showing a main configuration of a first example of the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a circuit diagram showing a main configuration of a second example of the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a circuit diagram showing the main configuration of a third example of the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a circuit diagram showing a main configuration of a fourth example of the fourth embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Electronic ballast
2 lamps
31 Charging circuit
32 Power failure detection circuit
33 Switching control circuit
4 Emergency converter
Vs Commercial power supply
S_AC    First switch
S1 Second switch
S_DC    Third switch
C0 smoothing capacitor

Claims

An electronic ballast connected from a commercial power source through a first switch, a discharge lamp as a load of the electronic ballast, a charging circuit connected to the commercial power source, a secondary battery charged by the charging circuit, A power failure detection circuit for detecting that a power failure has occurred, an emergency converter having an input part connected in parallel with the secondary battery and having a smoothing capacitor at the output part, and a second for turning on and off the emergency converter Switch, the third switch for supplying the output of the emergency converter to the connection point of the first switch and the electronic ballast, and the output of the power failure detection circuit, the first switch is turned off in the event of a power failure. After the third switch is turned on and the second switch is turned on, the output of the emergency converter is controlled so as to increase to the rated value. Switching to switch each switch while providing a delay time so that the third switch is turned off and the first switch is turned on after a delay time until the charge of the smoothing capacitor is released. The total of the switching time of each switch at the time of power failure and the total switching time of each switch at the time of power recovery is more than the time when the control function of the electronic ballast is reset when the power is cut off. The electronic ballast reduces or detects the detection sensitivity of the detection circuit for detecting the end of life of the discharge lamp and the detection circuit when the internal temperature exceeds about 100 ° C. An emergency lighting device comprising means for stopping the operation .

Electronic ballast connected from commercial power supply via rectifier circuit, discharge lamp as its load, charging circuit connected to commercial power supply, secondary battery charged by this charging circuit, and commercial power supply failed A power failure detection circuit for detecting this, an emergency converter connected in parallel with the secondary battery and having a smoothing capacitor at the output, a switch for turning on and off the emergency converter, and the emergency A diode that connects the output of the converter in a direction to supply current to the connection point between the rectifier circuit and the electronic ballast, and the switch is provided with a delay time according to the output of the power failure detection circuit. The sum of the time for turning on the switch and the time for the output of the emergency converter to rise to a steady value during a power failure is the electronic control. Control function of the strike is set to be shorter than the time is reset, the electronic ballast includes a detection circuit for detecting the end of life of the discharge lamp, when the internal temperature reaches a temperature in excess of about 100 ° C. Comprises means for reducing the detection sensitivity of the detection circuit or stopping the detection operation .

A feedforward circuit that detects the voltage of the secondary battery and controls the output of the emergency converter, an overdischarge prevention circuit that stops the operation of the emergency converter when the voltage of the secondary battery falls below the threshold, and an emergency converter 3. The emergency lighting device according to claim 1, further comprising at least one feedback circuit that detects the output voltage and controls the output voltage to be a constant value. 4.

The electronic ballast is a dimming electronic ballast that can be dimmed by receiving an external signal. A dimming signal circuit that generates a dimming signal by the output of the power failure detection circuit is provided to adjust the dimming electronic ballast. The emergency lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein an optical signal is supplied.

The emergency lighting device according to claim 4, further comprising a modulator that modulates the dimming signal from the dimming signal circuit with the voltage of the secondary battery.

It is characterized by having a regular dimmer that always supplies a dimming signal to the dimming electronic ballast, and a signal changeover switch for switching a signal from the regular dimmer to a signal from the dimming signal circuit in an emergency. The emergency lighting device according to claim 4 or 5.

The electronic ballast consists of a step-up chopper circuit, an inverter circuit connected to its output, and a dimming switch that switches the operating conditions of any of these circuits to reduce the light output, and a switching control circuit that operates with the output of the power failure detection circuit The emergency lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the dimming switch is switched by the operation.

An electronic ballast including a boost chopper circuit connected to a commercial power source and an inverter circuit connected to the output thereof, a charging circuit connected to the commercial power source, a secondary battery charged by the charging circuit, and the commercial power source failed. A power failure detection circuit for detecting this, an emergency converter having an input connected in parallel with the secondary battery, a switch for turning on and off the emergency converter, and an output of the emergency converter for the electronic Consists of a diode for supplying to the input part of the inverter circuit that constitutes the ballast, and a switching control circuit that switches the above switch ON during a power failure and OFF during power recovery . The electronic ballast detects the end of life of the discharge lamp If the internal temperature reaches a temperature exceeding about 100 ° C., the detection sensitivity of the detection circuit should be reduced. Emergency lighting apparatus characterized by having a means for stopping the detection operation.

The electronic ballast has a detection circuit for detecting the end of life of the discharge lamp, and an oscillation stop holding circuit that stops and holds the circuit operation with the output of this detection circuit, and a switching control circuit that operates with the output of the power failure detection circuit The emergency lighting device according to claim 1, wherein the holding of the oscillation stop holding circuit is canceled during a power failure, or the detection sensitivity of the detection circuit is switched.

The electronic ballast has a preheating timer for preheating the filament of the discharge lamp for a certain time when the power is turned on, and the timer time of the preceding preheating timer is shortened or removed at the time of power failure by a switching control circuit that operates with the output of the power failure detection circuit The emergency lighting device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that switching is performed.

The electronic ballast, discharge lamp, secondary battery, and regular dimmer are mounted on one printed circuit board, and all except the regular dimmer are built in a single lighting fixture. The emergency lighting device according to any one of 1 to 10 .