JP6202598B2 - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents
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Description
本発明は、通常時は外部の商用電源から電力の供給を受けてＬＥＤを発光させ、停電時には内蔵した蓄電部からの電力によりＬＥＤの発光を継続するＬＥＤ照明器具に関する。
上述のようなＬＥＤ照明器具として、内部に蓄電部として２次電池を内蔵し、外部の商用電源から電力の供給を受けている状態ではその商用電源からの電力によりＬＥＤを発光させると共に、同時に２次電池を充電しておき、停電になった場合には自動的に２次電池に蓄電された電力によってＬＥＤの発光を継続するＬＥＤ照明器具が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
これら従来のＬＥＤ照明器具では、２次電池の小型化を図るため、２次電池のセル数を削減している。ところが、２次電池のセル数を削減すると、２次電池の出力電圧が下がるので、内蔵するマイコンに２次電池からの電力をそのまま供給したのでは、マイコンが正常に作動しないおそれが生じる。そこで、停電時には、２次電池の出力電圧をＬＥＤの発光用に昇圧すると共に、マイコンの作動用に昇圧している。
上記従来のものでは、２次電池の出力電圧が、マイコンを動作させるのに必要な電圧より低いので、昇圧コンバータ等の回路によって昇圧しているが、２次電池のセル数を増やし、あるいは電気二重層コンデンサを蓄電部として用いると、充電された電圧がマイコンの動作電圧より高くなる。すると、その場合には降圧コンバータで蓄電部の出力電圧をマイコンの動作電圧まで下げる必要が生じる。
ところが、降圧コンバータでは入力電圧が低下して出力電圧に近づいてくると動作できなくなり、降圧コンバータの機能が停止する。すると、蓄電部にはまだ電荷が保持されているのにもかかわらず、マイコンに電力を供給することができなくなり、ＬＥＤも消灯することになる。
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、マイコンに対して降圧コンバータの出力電力を供給する場合に、蓄電部に蓄電された電力を有効に利用することのできるＬＥＤ照明器具を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明によるＬＥＤ照明器具は、外部の商用電源から供給される電力によりＬＥＤを発光させるＬＥＤ照明器具であって、この商用電源からの電力により充電させる蓄電部を有し、停電時にはこの蓄電部に蓄電された電荷の電圧を昇圧してＬＥＤの発光を継続させるものにおいて、上記ＬＥＤは複数個のＬＥＤが直列に接続されており、これら複数のＬＥＤの発光個数を減少することによって上記蓄電部に蓄電された電荷の消費速度を減少させ、停電時におけるＬＥＤの発光の継続時間を延長させるマイコンを有し、停電時において、上記ＬＥＤ発光用に昇圧された電力を降圧コンバータでさらに降圧してマイコンの駆動用電力を生成することを特徴とする。
降圧コンバータは入力電圧が低下し出力電圧に近づいてくると作動を停止する。それに対して、昇圧コンバータの場合には入力電圧が低下すると出力電圧との差が大きくなるため、途中で作動が停止することがなく、蓄電部に蓄電されている電力をホロンと使い尽くすまで出力し続けることができる。従って、蓄電部に蓄電されている電力がほとんどゼロになるまでマイコンに電力を供給し続けることができる。
なお、上記構成は、上記蓄電部が、電気二重層コンデンサである場合に特に有効である。
以上の説明から明らかなように、本発明は、蓄電部の電力を一旦昇圧した後降圧コンバータで降圧してマイコンを作動させるので、蓄電部に蓄電された電力を有効に使用することができ、停電後、ＬＥＤが発光し続けることのできる時間を延ばすことができる。
図１を参照して、１は本発明によるＬＥＤ照明器具（以下、器具という）である。この器具１は浴室の天井ＣＬに埋設されており、浴室内に臨む照明板２には複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が取り付けられている。そして、各ＬＥＤから発せられる光によって浴室内を照明する。
図２を参照して、器具１の本体ケース１１の上面には端子板１２が取り付けられており、この端子板１２に外部の商用電源からの電力を供給する電灯線１３が接続されている。
図３を参照して、端子板１２の下方であって本体ケース１１内には電源部３が収納されている。この電源部３は外部の商用電源から供給される１００ボルトの電力を降圧してＬＥＤに供給すると共に、ＬＥＤの点灯を制御するマイコンを備えており、かつそのマイコンを駆動するための電力も生成している。
図示しない外部の照明スイッチがオンにされると電灯線１３を介して外部の商用電源から電力が供給され、照明板２の下面に実装されているＬＥＤが点灯する。この照明スイッチがオンになっている状態で停電などにより外部からの電力の供給が停止した場合、ＬＥＤが消灯すると、特に夜間での入浴中であれば浴室から脱衣室に出て着衣することが困難になる。
そこで、本発明では器具１内に蓄電部を設け、停電等が生じた場合には蓄電部が蓄電している電力で所定時間点灯を継続するようにした。本実施の形態では、蓄電部として電気二重層コンデンサを用いたものを説明する。
図４は通常の通電時に電気二重層コンデンサ４に蓄電された電力によって停電時等にＬＥＤ８を点灯させる非常時の回路を示している。従って、外部の商用電源からの電力によってＬＥＤ８を点灯させる通常の点灯回路は省略している。
図示しない停電検知回路が停電である旨を検知すると、マイコン５は点灯用の電源を外部電源から電気二重層コンデンサ４に切り替える。図示のように、複数のＬＥＤ８が直列に接続されているので、ＬＥＤ８の直列回路の両端にはＬＥＤ１個の点灯電圧を個数倍した電圧を印加する必要がある。そこで、電気二重層コンデンサ４の電圧を昇圧コンバータ６で昇圧してＬＥＤ８に供給するようにした。そして、昇圧コンバータ６で昇圧された高電圧から降圧コンバータ７によってマイコン５の作動電力を生成するようにした。このように昇圧コンバータ６で一旦電圧を上げた後、その電圧を降圧コンバータ７で降圧することによって、電気二重層コンデンサ４の蓄電する電荷がほとんどゼロになるまでマイコン５を作動させ続けることができる。
マイコン５は電圧検知回路４１によって電気二重層コンデンサ４の電圧を常時監視している。蓄電されている電力が徐々に減少していくと電気二重層コンデンサ４の両端電圧が低下するので、マイコン５は電気二重層コンデンサ４に蓄電されている電力の残量をモニタすることができる。
電気二重層コンデンサ４の蓄電量が十分にある状態では全てのＬＥＤ８を点灯させるが、外部電力によって点灯させる場合より照度を落として電気二重層コンデンサ４の蓄電量の減少速度を抑えるようにした。具体的には、外部電源からの電力で発光させる場合にはＬＥＤ８の電流が３００ｍＡであるとすると、停電時等には５０ｍＡまで減少させるようにした。この電流の減少はＬＥＤ８に直列に接続されているトランジスタ５１によって行うもので、トランジスタ５１の動作はマイコン５によって制御される。
電気二重コンデンサ４の蓄電量が減少してくると全てのＬＥＤ８を点灯させ続けられない状態になる。そのまま放置すると全ＬＥＤ８が同時に消灯するので、電気二重層コンデンサ４の両端電圧が予め設定されている第１基準電圧まで低下すると、マイコン５はトランジスタ９１をオンにすることにより一部(本実施の形態では２個)のＬＥＤ８を短絡させ消灯し、残りのＬＥＤ８を点灯させることにより消費電力を抑制するようにした。
その状態でさらに電気二重層コンデンサ４の両端電圧が第２基準電圧まで低下すると、トランジスタ９２をオンにすることにより消灯するＬＥＤ８を増やし、すなわち点灯するＬＥＤ８の個数を減らして消費電力をさらに削減することとした。そしてさらに両端電圧が第３基準電圧まで低下すると、トランジスタ９３をＯＮにさせて最終的に１個のＬＥＤ８のみを点灯させるようにした。
このように、停電のように外部からの電力供給が停止した場合、ＬＥＤ８の電流を抑制すると共に、段階的に点灯するＬＥＤ８の個数を減少させることによって、たとえ少しの照度であっても長時間ＬＥＤ８が点灯し続けられるようにした。
なお、上記実施の形態では、器具１を浴室に取り付けた場合について説明したが、設置場所は浴室に限定させるものではなく、例えばビルの廊下等、他所に設置してもよいことは明白である。
このように、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
１ ＬＥＤ照明器具
２ 照明板
３ 電源部
４ 電気二重層コンデンサ
８ ＬＥＤ
２ 照明板
３ 電源部
４ 電気二重層コンデンサ
８ ＬＥＤ
Claims (2)
- 外部の商用電源から供給される電力によりＬＥＤを発光させるＬＥＤ照明器具であって、この商用電源からの電力により充電させる蓄電部を有し、停電時にはこの蓄電部に蓄電された電荷の電圧を昇圧してＬＥＤの発光を継続させるものにおいて、上記ＬＥＤは複数個のＬＥＤが直列に接続されており、これら複数のＬＥＤの発光個数を減少することによって上記蓄電部に蓄電された電荷の消費速度を減少させ、停電時におけるＬＥＤの発光の継続時間を延長させるマイコンを有し、停電時において、上記ＬＥＤ発光用に昇圧された電力を降圧コンバータでさらに降圧してマイコンの駆動用電力を生成することを特徴とするＬＥＤ照明器具。
- 上記蓄電部は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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