JP6025404B2 - Power supply device and lighting device - Google Patents
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Description
この発明は、蓄電池などに蓄積した電力を負荷回路に供給する電力に変換する電力変換装置、それを用いた電源装置及び照明装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts power stored in a storage battery or the like into power supplied to a load circuit, and a power supply device and lighting device using the power conversion device.
外部電源から供給される電力により蓄電池を充電しておき、停電時に、蓄電池から直流電力を得て、例えば放電灯などの交流負荷を動作させる交流電力に変換する装置がある。 There is a device that charges a storage battery with power supplied from an external power source, obtains DC power from the storage battery at the time of a power failure, and converts it into AC power that operates an AC load such as a discharge lamp.
LEDなどの直流負荷を動作させる場合、蓄電池から得られる直流電力を、電圧や電流が異なる直流電力に変換する必要がある。直流直流変換回路には、一般に、例えばブーストコンバータ回路などのスイッチング電源回路が用いられる。
この発明は、例えば、一般的なスイッチング電源回路よりも簡易な構成で、直流直流変換を実現することを目的とする。
When operating a DC load such as an LED, it is necessary to convert DC power obtained from a storage battery into DC power having a different voltage and current. In general, a switching power supply circuit such as a boost converter circuit is used for the DC / DC conversion circuit.
An object of the present invention is to realize DC / DC conversion with a simpler configuration than, for example, a general switching power supply circuit.
この発明にかかる電力変換装置は、コレクタ共振型インバータ回路と、上記コレクタ共振型インバータ回路の出力を整流する整流回路とを有することを特徴とする。 The power conversion device according to the present invention includes a collector resonant inverter circuit and a rectifier circuit that rectifies the output of the collector resonant inverter circuit.
この発明にかかる電力変換装置によれば、簡易な構成で直流直流変換を実現できるので、部品数を減らし、製造コストを削減し、信頼性を向上し、電力損失を削減することができる。 According to the power conversion device of the present invention, since direct current to direct current conversion can be realized with a simple configuration, the number of components can be reduced, the manufacturing cost can be reduced, the reliability can be improved, and the power loss can be reduced.
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図4を用いて説明する。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、この実施の形態における常用非常用兼用照明器具10のブロック構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of a common
常用非常用兼用照明器具10(照明装置)は、光源回路11と、点灯装置12とを有する。
光源回路11(負荷回路)は、例えばLEDなどの光源を有する。光源回路11は、点灯装置12から供給された電力により光源を点灯する。
点灯装置12(電源装置)は、光源回路11に対して電力を供給する。点灯装置12は、例えば、常用点灯回路21と、切替回路22と、非常点灯回路23と、停電検出回路24とを有する。
The common emergency lighting fixture 10 (lighting device) includes a
The light source circuit 11 (load circuit) includes a light source such as an LED. The
The lighting device 12 (power supply device) supplies power to the
常用点灯回路21(変換回路)は、外部電源90から供給された電力を、光源回路11に対して供給する電力に変換する。外部電源90は、例えば商用電源などの交流電源である。光源回路11に対して供給する電力は、例えば直流電力である。常用点灯回路21は、例えば、光源回路11を流れる電流が所定の目標電流に一致するよう、光源回路11に対して供給する電力を調整する。
The regular lighting circuit 21 (conversion circuit) converts the power supplied from the
非常点灯回路23は、外部電源90から供給された電力を蓄積しておき、停電などにより外部電源90からの電力供給が停止した場合に、蓄積した電力を、光源回路11に対して供給する電力に変換する。非常点灯回路23は、例えば、充電電源回路34と、蓄電回路35と、直流直流変換回路36とを有する。
蓄電回路35は、蓄電池を有し、蓄電池に電力を蓄積する。蓄電池は、例えば、ニッケル水素蓄電池や、リチウムイオン蓄電池などである。
充電電源回路34(蓄電池充電回路)は、外部電源90から供給された電力を、蓄電回路35の蓄電池を充電するための直流電力に変換する。
直流直流変換回路36(電力変換装置)は、蓄電回路35の蓄電池に蓄積された電力を、光源回路11に対して供給する電力に変換する。
The
The
The charging power supply circuit 34 (storage battery charging circuit) converts the power supplied from the
The DC / DC conversion circuit 36 (power conversion device) converts the power stored in the storage battery of the
切替回路22は、常用点灯回路21と非常点灯回路23とのうちのいずれかを選択して、光源回路11に接続する。外部電源90からの電力供給がある場合、切替回路22は、常用点灯回路21の出力を光源回路11に電気接続して、常用点灯回路21が変換した電力を光源回路11に対して供給する。停電などにより、外部電源90からの電力供給がない場合、切替回路22は、非常点灯回路23の出力を光源回路11に電気接続して、非常点灯回路23が変換した電力を光源回路11に対して供給する。
The
停電検出回路24は、外部電源90からの電力供給があるか否かを判定する。外部電源90からの電力供給がないと停電検出回路24が判定した場合、非常点灯回路23は、蓄電回路35の蓄電池に蓄積された電力を光源回路11に対して供給する電力に変換する。切替回路22は、非常点灯回路23の出力を光源回路11に電気接続し、光源回路11の光源は、蓄電池に蓄積された電力によって点灯する。
The power
図2は、この実施の形態における切替回路22の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the
切替回路22は、例えば、リレーコイル221と、2つのリレースイッチ222,223とを有する電磁継電器(電磁リレー)である。
それぞれのリレースイッチ222,223は、共通端子と、開放端子と、接続端子とを有する。リレーコイル221に電流が流れていない場合、共通端子と接続端子とが電気接続し、開放端子は電気接続しない。リレーコイル221に電流が流れている場合、共通端子と開放端子とが電気接続し、接続端子は電気接続しない。
リレースイッチ222は、低電位側に配置されている。リレースイッチ222の共通端子は、光源回路11の低電位側入力に電気接続している。リレースイッチ222の開放端子は、常用点灯回路21の低電位側出力に電気接続している。リレースイッチ222の接続端子は、非常点灯回路23の低電位側出力に電気接続している(図4参照)。
リレースイッチ223は、高電位側に配置されている。リレースイッチ223の共通端子は、光源回路11の高電位側入力に電気接続している。リレースイッチ223の開放端子は、常用点灯回路21の高電位側出力に電気接続している。リレースイッチ223の接続端子は、非常点灯回路23の高電位側出力に電気接続している。
なお、切替回路22は、半導体リレー(ソリッドステートリレー)であってもよい。これにより、接点の磨耗などによる故障がなくなるので、信頼性が高くなり、寿命を長くすることができる。
The
Each
The relay switch 222 is disposed on the low potential side. The common terminal of the relay switch 222 is electrically connected to the low potential side input of the
The
The
図3は、この実施の形態における切替回路22及び充電電源回路34及び蓄電回路35及び停電検出回路24の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the
充電電源回路34は、例えば、全波整流回路41と、整流素子43と、スイッチング電源回路42と、定電圧素子44と、フォトカプラ45と、スイッチング素子46とを有する。
The charging
全波整流回路41は、例えば、4つの整流ダイオードがブリッジ接続したダイオードブリッジ回路である。全波整流回路41は、外部電源90から供給される電力の電圧波形を全波整流して脈流にする。
The full-
整流素子43は、全波整流回路41の出力と、スイッチング電源回路42の入力との間に電気接続している。
The rectifier element 43 is electrically connected between the output of the full-
スイッチング電源回路42は、例えば、入力コンデンサ420と、制御回路421と、トランス422と、スイッチング素子425と、整流素子426と、平滑コンデンサ427とを有するフライバックコンバータ回路である。入力コンデンサ420は、スイッチング電源回路42の入力に電気接続している。トランス422は、一次巻線423と、二次巻線424とを有する。スイッチング素子425は、例えば、エンハンスメント型nMOSFETである。一次巻線423とスイッチング素子425とは、互いに直列に電気接続し、スイッチング電源回路42の入力に入力コンデンサ420と並列に電気接続している。平滑コンデンサ427は、スイッチング電源回路42の出力に電気接続している。二次巻線424と整流素子426とは、互いに直列に電気接続し、スイッチング電源回路42の出力に平滑コンデンサ427と並列に電気接続している。制御回路421は、スイッチング素子425を高周波でオンオフする。
The switching power supply circuit 42 is, for example, a flyback converter circuit including an
定電圧素子44は、両端電圧が所定の閾値電圧に達するとオンになる。定電圧素子44は、例えばツェナーダイオードである。
フォトカプラ45は、LED451と、フォトトランジスタ452とを有する。
定電圧素子44と、LED451とは、互いに直列に電気接続し、スイッチング電源回路42の出力に接続している。これにより、スイッチング電源回路42の出力電圧が所定の電圧(定電圧素子44の閾値電圧と、LED451の順方向降下電圧との和)に達すると、定電圧素子44がオンになり、LED451が点灯するので、フォトトランジスタ452がオンになる。
スイッチング素子46は、フォトトランジスタ452と並列に電気接続している。
The constant voltage element 44 is turned on when the voltage between both ends reaches a predetermined threshold voltage. The constant voltage element 44 is, for example, a Zener diode.
The
The constant voltage element 44 and the
The switching
フォトトランジスタ452またはスイッチング素子46がオンのとき、スイッチング電源回路42の制御回路421は、スイッチング素子425のオンオフを停止し、スイッチング素子425を継続してオフにする。
フォトトランジスタ452及びスイッチング素子46がともにオフのとき、スイッチング電源回路42の制御回路421は、スイッチング素子425を高周波でオンオフする。
When the phototransistor 452 or the switching
When both the phototransistor 452 and the switching
スイッチング素子46がオフの場合、スイッチング電源回路42の出力電圧が所定の電圧より小さければ、フォトトランジスタ452がオフになるので、制御回路421がスイッチング素子425を高周波でオンオフし、平滑コンデンサ427を充電する。これにより、スイッチング電源回路42の出力電圧が所定の電圧に達すると、フォトトランジスタ452がオンになり、制御回路421がスイッチング素子425のオンオフを停止するので、平滑コンデンサ427は充電されない。これにより、スイッチング電源回路42の出力電圧が所定の電圧より小さくなれば、フォトトランジスタ452がオフになり、制御回路421がスイッチング素子425のオンオフを再開する。このようにして、スイッチング電源回路42の出力電圧は、常に、所定の電圧付近に保たれる。
When the switching
スイッチング素子46がオンの場合、フォトトランジスタ452の状態に関わらず、制御回路421は、スイッチング素子425を継続してオフにする。すなわち、スイッチング電源回路42は、動作しない。
When the switching
停電検出回路24は、例えば、スイッチング素子241と、フォトカプラ242と、抵抗245と、駆動回路246と、判定回路247とを有する。
The power
フォトカプラ242は、LED243と、フォトトランジスタ244とを有する。LED243と、スイッチング素子241とは、互いに直列に電気接続し、スイッチング素子46の制御入力に電気接続し、駆動回路246の出力に電気接続している。抵抗245と、フォトトランジスタ244とは、互いに直列に電気接続し、充電電源回路34の出力に電気接続している。
駆動回路246(フォトカプラLED駆動回路)は、整流素子43とスイッチング電源回路42の入力との接続点から電力を得て、LED243を点灯する。
The
The drive circuit 246 (photocoupler LED drive circuit) obtains electric power from a connection point between the rectifying element 43 and the input of the switching power supply circuit 42 and lights the
判定回路247(外部電源判定回路)は、全波整流回路41と整流素子43との接続点の電位を、所定の閾値電圧と比較する。外部電源90から電力が供給されていれば、外部電源90の一周期(例えば周波数50Hzなら20ms)の間に、全波整流回路41と整流素子43との接続点の電位が閾値電圧を上回る期間がある。外部電源90から電力が供給されていなければ、全波整流回路41と整流素子43との接続点の電位が閾値電圧を上回る期間はない。判定回路247は、所定の期間の間に、全波整流回路41と整流素子43との接続点の電位が閾値電圧を上回る期間があれば、外部電源90から電力が供給されていると判定し、スイッチング素子241をオンにする。所定の期間の間に、全波整流回路41と整流素子43との接続点の電位が閾値電圧を上回る期間がなければ、外部電源90からの電力供給が停止していると判定し、スイッチング素子241をオフにする。
The determination circuit 247 (external power supply determination circuit) compares the potential at the connection point between the full-
外部電源90から電力が供給されている場合、判定回路247がスイッチング素子241をオンにするので、駆動回路246から供給される電力でLED243が点灯し、フォトトランジスタ244がオンになる。
外部電源90からの電力供給が停止している場合、判定回路247がスイッチング素子241をオフにするので、LED243は点灯せず、フォトトランジスタ244はオフになる。
When power is supplied from the
When the power supply from the
スイッチング電源回路42のスイッチング素子46は、スイッチング素子241の両端電圧が所定の閾値電圧より高い場合にオンになる。
外部電源90から電力が供給されている場合、スイッチング素子241がオンなので、スイッチング素子241の両端電圧はほぼ0である。スイッチング素子46はオフになり、スイッチング電源回路42は、定電圧動作する。
外部電源90からの電力供給が停止すると、スイッチング素子241がオフになり、スイッチング素子241の両端電圧は、駆動回路246から出力される最大電圧とほぼ等しくなる。スイッチング素子46がオンになり、スイッチング電源回路42は、動作を停止する。その後、入力コンデンサ420が放電すると、スイッチング素子46はオフになるが、電源からの電力供給が停止しているので制御回路421は動作せず、したがって、外部電源90からの電力供給が再開するまで、スイッチング電源回路42は、動作を停止したままになる。
The switching
When electric power is supplied from the
When the power supply from the
蓄電回路35は、例えば、充放電制御回路51と、蓄電池52とを有する。
充放電制御回路51(充電・非常点灯制御回路)は、蓄電池52の充放電を制御する。外部電源90から電力が供給されている場合、充放電制御回路51は、充電電源回路34の出力に蓄電池52を電気接続して、蓄電池52を充電する。充放電制御回路51は、蓄電池52の特性に合わせて、蓄電池52を充電する電流を制御する。外部電源90からの電力供給が停止している場合、充放電制御回路51は、直流直流変換回路36の入力に蓄電池52を電気接続して、蓄電池52を放電する。
The
The charge / discharge control circuit 51 (charge / emergency lighting control circuit) controls charge / discharge of the
充放電制御回路51は、停電検出回路24のフォトトランジスタ244の両端電圧と、充電電源回路34の出力電圧とに基づいて、外部電源90からの電力供給があるか否かを判定する。
外部電源90から電力が供給されている場合、フォトトランジスタ244がオンなので、フォトトランジスタ244の両端電圧は、ほぼ0である。
外部電源90からの電力供給が停止すると、フォトトランジスタ244がオフになり、フォトトランジスタ244の両端電圧は、平滑コンデンサ427の両端電圧とほぼ等しくなる。そこで、充放電制御回路51は、フォトトランジスタ244の両端電圧が所定の閾値電圧より高くなった場合に、停電が開始したと判定する。その後、平滑コンデンサ427が放電すると、フォトトランジスタ244の両端電圧は低くなるが、充放電制御回路51は、充電電源回路34の出力電圧が低いので、充電電源回路34が動作を停止したままであり、停電が継続していると判定する。
外部電源90からの電力供給が再開すると、充電電源回路34が動作を再開し、平滑コンデンサ427の両端電圧が上昇する。また、フォトトランジスタ244がオンになるので、フォトトランジスタ244の両端電圧は、低いままである。そこで、充放電制御回路51は、フォトトランジスタ244の両端電圧が所定の閾値電圧より低く、かつ、充電電源回路34の出力電圧が所定の閾値電圧より高い場合に、外部電源90から電力が供給されていると判定する。
このように、停電検出回路24のフォトトランジスタ244の両端電圧と、充電電源回路34の出力電圧とに基づいて、外部電源90からの電力供給があるか否かを判定することにより、停電開始時は、速やかに停電開始を判定して、蓄電池52の放電を開始する。また、外部電源復旧時は、充電電源回路34が動作を再開して出力電圧が十分高くなるまで待ってから、蓄電池52の充電を開始する。
The charge /
When electric power is supplied from the
When the power supply from the
When power supply from the
In this way, by determining whether there is power supply from the
切替回路22のリレーコイル221は、充電電源回路34の出力に電気接続している。平滑コンデンサ427の両端電圧が所定の閾値電圧より高い場合、リレーコイル221に電流が流れる。切替回路22は、常用点灯回路21の出力を光源回路11に電気接続する。平滑コンデンサ427の両端電圧が所定の閾値電圧より低い場合、リレーコイル221には電流が流れない。切替回路22は、非常点灯回路23の出力を光源回路11に電気接続する。
The
なお、切替回路22は、停電検出回路24による判定結果に基づいて、接続を切り替える構成であってもよいし、常用点灯回路21の出力に基づいて、接続を切り替える構成であってもよい。
Note that the switching
図4は、この実施の形態における直流直流変換回路36の構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the DC /
直流直流変換回路36は、例えば、コレクタ共振型インバータ回路61と、整流回路63とを有する。
コレクタ共振型インバータ回路61は、蓄電池52に蓄積された電力を、交流に変換する。コレクタ共振型インバータ回路61は、例えば、トランス611と、共振コンデンサ616と、チョークコイル617と、抵抗618と、2つのスイッチング素子619,620と、バラストコンデンサ621とを有する。
The DC /
The collector resonance type inverter circuit 61 converts the electric power stored in the
トランス611は、4つの巻線612〜615を有する。2つの巻線612,613は、互いに直列に電気接続し、共振コンデンサ616と並列に電気接続している。チョークコイル617は、蓄電回路35の高電位側出力と、2つの巻線612,613の接続点との間に電気接続している。抵抗618は、蓄電回路35の高電位側出力と、巻線614の一端との間に電気接続している。
スイッチング素子619,620は、例えば、NPN型バイポーラトランジスタである。スイッチング素子619のベース端子は、巻線614と抵抗618との接続点に電気接続している。スイッチング素子619のコレクタ端子は、巻線612と共振コンデンサ616との接続点に電気接続している。スイッチング素子619のエミッタ端子は、蓄電池52の低電位側に電気接続している。スイッチング素子620のベース端子は、巻線614のもう一方の端子に電気接続している。スイッチング素子620のコレクタ端子は、巻線613と共振コンデンサ616との接続点に電気接続している。スイッチング素子620のエミッタ端子は、蓄電池52の低電位側に電気接続している。
巻線615とバラストコンデンサ621とは、互いに直列に電気接続し、整流回路63の入力に電気接続している。バラストコンデンサ621は、巻線615を流れる電流を制限する。
The
The switching
The winding 615 and the
2つの巻線612,613と、共振コンデンサ616とは、共振して発振する。
巻線614は、巻線612,613と電磁結合しているので、巻線614の両端には、巻線612,613に発生した電圧に比例する電圧が発生する。これにより、2つのスイッチング素子619,620のうち、コレクタ端子の電位が低いほうのスイッチング素子がオンになる。オンになったスイッチング素子のベース電流は、抵抗618を介して蓄電池52から供給される。また、オンになったスイッチング素子のコレクタ電流は、チョークコイル617と、巻線612または巻線613とを介して蓄電池52から供給される。コレクタ電流により、巻線612,613と共振コンデンサ616との共振が維持され、発振が継続する。
The two
Since the winding 614 is electromagnetically coupled to the
コレクタ共振型インバータ回路61の発振周波数は、例えば20kHz以上であることが好ましい。これにより、トランス611を小さくすることができる。また、これにより、人間の可聴域を避けることができる。
The oscillation frequency of the collector resonance type inverter circuit 61 is preferably 20 kHz or more, for example. Thereby, the
整流回路63は、例えば、全波整流回路631と、平滑コンデンサ632とを有する。
全波整流回路631は、例えば、4つの整流ダイオードがブリッジ接続したダイオードブリッジ回路である。全波整流回路631は、コレクタ共振型インバータ回路61の発振により巻線615を流れる電流を全波整流する。
平滑コンデンサ632は、全波整流回路631の出力に接続している。平滑コンデンサ632は、全波整流回路631が全波整流した電流を平滑する。
The
The full-
The smoothing
全波整流回路631に用いる整流ダイオードは、逆回復時間が1μs以下であることが好ましい。これにより、電力損失を抑えることができる。
The rectifier diode used in the full-
このように、蓄電池52に充電された電力を、コレクタ共振型インバータ回路61を用いて交流に変換し、整流回路63を用いて直流に戻して、光源回路11に対して供給する。
光源回路11を流れる電流は、バラストコンデンサ621によって制限されるので、フィードバック制御の必要がない。
また、コレクタ共振型インバータ回路61の発振により交流を生成する自励式なので、スイッチング素子をオンオフするための制御回路が不要である。
このため、簡易な構成で直流直流変換回路36を実現できる。これにより、常用非常用兼用照明器具10の部品数を減らし、製造コストを削減し、信頼性を向上し、電力損失を削減することができる。
In this way, the electric power charged in the
Since the current flowing through the
In addition, since it is a self-excited type that generates alternating current by the oscillation of the collector resonance type inverter circuit 61, a control circuit for turning on and off the switching element is unnecessary.
For this reason, the DC-
実施の形態2.
実施の形態2について、図5〜図6を用いて説明する。
なお、実施の形態1と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, about the part which is common in Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
この実施の形態における常用非常用兼用照明器具10の全体構成は、実施の形態1と同様である。
The overall configuration of the common
常用点灯回路21は、定電流動作をする。すなわち、常用点灯回路21は、出力電流が所定の目標電流に一致するように出力電圧を調整する。また、常用点灯回路21は、出力電圧が所定の閾値より高くなった場合に保護動作をして、一時的に動作を停止する。また、動作開始前に、常用点灯回路21は、負荷が接続されているか否かを判定する。負荷が接続されていないと判定した場合、常用点灯回路21は、動作を開始せず、負荷が接続されるまで待機する。
The
図5は、この実施の形態における切替回路22及び充電電源回路34及び蓄電回路35及び停電検出回路24の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the switching
停電検出回路24は、実施の形態1で説明した構成に加えて、遅延回路248を有する。
遅延回路248は、判定回路247と、スイッチング素子241との間に介在している。判定回路247がスイッチング素子241をオフからオンにしようとしたとき、遅延回路248は、遅延を生じさせ、所定の時間が経過するのを待ってから、スイッチング素子241をオンにする。逆に、判定回路247がスイッチング素子241をオンからオフにしようとしたときは、遅延回路248は、遅延を生じさせず、すぐにスイッチング素子241をオフにする。
The power
The
図6は、この実施の形態における常用非常用兼用照明器具10の動作例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example of the common
横軸は、時刻を示す。縦軸は、状態、電圧、または電流を示す。
実線911は、外部電源90の状態を示す。実線911が横軸の上にあるとき、外部電源90から電力が供給されていることを表わし、実線911が横軸の下にあるとき、外部電源90から電力が供給されていないことを表わす。
実線912は、スイッチング素子241の状態を示す。実線912が横軸の上にあるとき、スイッチング素子241がオンであることを表わし、実線912が横軸の下にあるとき、スイッチング素子241がオフであることを表わす。
実線913は、スイッチング素子46の状態を示す。実線913が横軸の上にあるとき、スイッチング素子46がオンであることを表わし、実線913が横軸の下にあるとき、スイッチング素子46がオフであることを表わす。
実線914は、充電電源回路34の出力電圧を示す。
実線915は、切替回路22の状態を示す。実線915が横軸の上にあるときは、平常動作を表わす。すなわち、切替回路22が常用点灯回路21の出力と光源回路11とを接続している。実線915が横軸の下にあるときは、非常動作を表わす。すなわち、切替回路22が非常点灯回路23の出力と光源回路11とを接続している。
実線916は、常用点灯回路21の出力電圧を示す。
実線917は、光源回路11を流れる電流を示す。
The horizontal axis indicates time. The vertical axis indicates the state, voltage, or current.
A solid line 911 indicates the state of the
A
A
A
A
A
A
時刻921において、外部電源90からの電力供給が停止したとする。判定回路247が停電を検出し、遅延回路248がスイッチング素子241をオフにする。スイッチング電源回路42が動作を停止し、平滑コンデンサ427が放電するのに伴って、充電電源回路34の出力電圧が低下する。
時刻922において、充電電源回路34の出力電圧が所定の閾値電圧まで下がると、切替回路22は、非常点灯回路23の出力と光源回路11とを接続する。
外部電源90からの電力供給が停止しても、常用点灯回路21は、すぐには動作を停止しない。切替回路22によって常用点灯回路21の出力と光源回路11とが切り離されるので、常用点灯回路21の出力電流が0になる。常用点灯回路21は、出力電流が目標値より小さいので、出力電圧を高くする。
It is assumed that power supply from the
When the output voltage of the charging
Even if the power supply from the
時刻923において、常用点灯回路21の出力電圧が閾値に達し、常用点灯回路21が動作を停止する。常用点灯回路21の出力段に接続された平滑コンデンサが放電するのに伴って、常用点灯回路21の出力電圧は、徐々に低下する。
At
時刻924において、外部電源90からの電力供給が再開したとする。時刻921から時刻924までの経過時間(停電していた時間)が十分に長ければ、常用点灯回路21の出力電圧は、平常時の出力電圧よりも低くなるが、この例に示したように、時刻921から時刻924までの経過時間が短い場合(いわゆる瞬間停電)、常用点灯回路21の出力電圧は、平常時の出力電圧より高い場合がある。
この状態で、切替回路22が常用点灯回路21の出力と光源回路11とを接続すると、光源回路11に高い電圧が印加され、瞬間的にサージ電流が流れる可能性がある。これが、光源回路11などの故障や寿命低下に繋がる可能性がある。
It is assumed that the power supply from the
In this state, when the switching
そこで、判定回路247が外部電源90の復旧を検出しても、遅延回路248は、スイッチング素子241をオンにしない。
外部電源90の復旧に伴って、常用点灯回路21は、動作を再開しようとする。常用点灯回路21は、負荷が接続されているか否かを判定する。切替回路22によって常用点灯回路21の出力と光源回路11とが切り離されるので、常用点灯回路21は、負荷が接続されていないと判定し、負荷が接続されるまで、動作を再開せずに待機する。
Therefore, even if the
With the restoration of the
時刻925において、外部電源90からの電力供給再開を判定回路247が検出してから所定の時間が経過したので、遅延回路248は、スイッチング素子241をオンにする。スイッチング電源回路42が動作を再開し、平滑コンデンサ427が充電されるに伴って、充電電源回路34の出力電圧が上昇する。
時刻926において、充電電源回路34の出力電圧が所定の閾値電圧に達すると、切替回路22は、常用点灯回路21の出力と光源回路11とを接続する。
この時点において、常用点灯回路21の出力電圧は、十分に低くなっている。このため、光源回路11をサージ電流が流れることはない。
常用点灯回路21は、負荷が接続されたことを検出し、動作を再開する。
At time 925, since a predetermined time has elapsed since the
When the output voltage of the charging
At this time, the output voltage of the
The
このように、停電からの復帰時において、切替回路22は、すぐに常用点灯回路21と光源回路11とを接続するのではなく、所定の時間が経過するまで待ってから、常用点灯回路21と光源回路11とを接続する。これにより、光源回路11を大電流が流れるのを防ぎ、光源回路11などの故障や寿命低下を防止することができる。
Thus, at the time of recovery from a power failure, the switching
以上、各実施の形態で説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成であってもよいし、本質的でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成であってもよい。 As described above, the configuration described in each embodiment is an example, and another configuration may be used. For example, the structure which combined the structure demonstrated in different embodiment may be sufficient, and the structure which replaced the structure of the non-essential part with the other structure may be sufficient.
10 常用非常用兼用照明器具、11 光源回路、12 点灯装置、21 常用点灯回路、22 切替回路、221 リレーコイル、222,223 リレースイッチ、224,245,618 抵抗、23 非常点灯回路、24 停電検出回路、241,425,46,619,620 スイッチング素子、242,45 フォトカプラ、243,451 LED、244,452 フォトトランジスタ、246 駆動回路、247 判定回路、248 遅延回路、34 充電電源回路、35 蓄電回路、36 直流直流変換回路、41,631 全波整流回路、42 スイッチング電源回路、420 入力コンデンサ、421 制御回路、422,611 トランス、423 一次巻線、424 二次巻線、426,48 整流素子、427 平滑コンデンサ、43 整流素子、47 充電回路、51 充放電制御回路、52 蓄電池、61 コレクタ共振型インバータ回路、612〜615 巻線、616 共振コンデンサ、617 チョークコイル、621 バラストコンデンサ、63 整流回路、632 平滑コンデンサ、90 外部電源、911〜917 実線、921〜926 時刻。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
蓄電池と、
上記外部電源から供給される電力により上記蓄電池を充電する蓄電池充電回路と、
コレクタ共振型インバータ回路と、上記コレクタ共振型インバータ回路の出力を整流する整流回路とを有し、上記蓄電池に蓄積された電力を、上記負荷回路に供給する電力に変換する電力変換装置と、
上記外部電源から電力が供給されている場合に、上記変換回路の出力と上記負荷回路とを電気接続して、上記変換回路が変換した電力を上記負荷回路に対して供給し、上記外部電源から電力が供給されていない場合に、上記電力変換装置の出力と上記負荷回路とを電気接続して、上記電力変換装置が変換した電力を上記負荷回路に対して供給する切替回路と
を有し、
上記切替回路は、上記外部電源からの電力供給がされていない状態から電力供給がされる状態になった場合には、電力供給が開始されてから所定時間が経過するまでの間、上記電力変換装置の出力と上記負荷回路とを電気接続した状態を維持した後、上記所定時間が経過したのちに、上記変換回路の出力と上記負荷回路とを電気接続し、上記外部電源からの電力供給がされる状態から電力供給がされていない状態になった場合には、直ちに上記電力変換装置の出力と上記負荷回路とを電気接続することを特徴とする電源装置。 A conversion circuit that converts power supplied from an external power source to power supplied to the load circuit;
A storage battery,
A storage battery charging circuit for charging the storage battery with power supplied from the external power source;
A collector resonance type inverter circuit, have a rectifier circuit for rectifying the output of the collector resonance type inverter circuit, the power stored in the battery, a power converter for converting the power supplied to the load circuit,
When power is supplied from the external power supply, the output of the conversion circuit and the load circuit are electrically connected, and the power converted by the conversion circuit is supplied to the load circuit. A switching circuit that electrically connects the output of the power converter and the load circuit when power is not supplied and supplies the power converted by the power converter to the load circuit;
Have
When the power is supplied from the state in which power is not supplied from the external power source, the switching circuit performs the power conversion until a predetermined time elapses after the power supply is started. After maintaining the state in which the output of the device and the load circuit are electrically connected, after the predetermined time has elapsed, the output of the conversion circuit and the load circuit are electrically connected, and power is supplied from the external power source. A power supply device characterized in that when the power is not supplied from a state where power is supplied, the output of the power conversion device and the load circuit are immediately electrically connected.
上記光源回路を上記負荷回路として、上記光源回路に対して電力を供給する請求項1に記載の電源装置と
を有することを特徴とする照明装置。 A light source circuit having a light source;
An illumination device comprising: the power source device according to claim 1 , wherein the light source circuit is used as the load circuit to supply power to the light source circuit.
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