JP6269093B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具に関する。

従来、例えば、特許３４３０２６４号公報に開示されているように、定電圧領域および定電流領域を利用して蓄電池を充電する充電装置が知られている。この充電装置は、フライバックコンバータ回路の二次巻線から蓄電池に定電流を供給して充電を行うことができる。

また、従来、例えば、特開２００４−１２７９０７号公報に開示されているように、常用インバータと非常用電源の間で点灯回路を切り替え可能とした照明器具がある。非常用電源は、蓄電池および非常用インバータを含んでいる。この照明器具は、常用インバータと非常用電源の間に切替装置を備えており、停電検出回路を用いてこの切替装置を制御している。

特許第３４３０２６４号公報 特開２００４−１２７９０７号公報 特開２００６−３１４１８９号公報

蓄電池の充電量、開放、または短絡によって蓄電池の電圧は変動するので、蓄電池と接続する二次巻線の電圧に基づいて切替装置を操作すると、安定した回路切替動作が妨げられてしまう。典型的には、切替装置としてリレーを用いたとき蓄電池と接続する二次巻線からリレー電源を取り出すと、蓄電池の電圧変動によりリレー電源も変動してしまうので、適切な回路切替動作が妨げられる問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、安定した回路切替動作が可能となる照明器具を提供することを目的とする。

本発明にかかる照明器具は、光源と、電源と接続する常用点灯装置と、非常用点灯装置と、蓄電池と、フライバックコンバータ回路と、制御回路と、レギュレータと、切替手段と、を備える。前記フライバックコンバータ回路は、前記電源と接続する一次巻線、前記一次巻線と極性向きが逆である第１の二次巻線、および前記一次巻線と極性向きが同じの第２の二次巻線を有する絶縁トランスと、前記一次巻線に接続されたスイッチング素子とを備える。前記蓄電池は前記第１の二次巻線を介して充電され、前記制御回路は前記蓄電池を充電する充電電流を検出し前記スイッチング素子のスイッチングを制御し、前記レギュレータは前記第２の二次巻線と接続する。前記切替手段は、前記レギュレータから電圧を受けることで作動し、前記常用点灯装置と前記光源が接続する第１接続と、前記光源と前記非常用点灯装置が接続するとともに前記非常用点灯装置と前記蓄電池が接続する第２接続とを、前記第２の二次巻線の電圧に応じて切り替える。前記レギュレータは、前記スイッチング素子がスイッチング動作をしているときには、前記蓄電池の充電電流量によらず、予め定められた所定電圧を出力する。

本発明によれば、通常時と非常時とで回路接続を切替える照明器具において、蓄電池と第１の二次巻線との回路接続とは独立し且つ一次巻線と極性向きが同じである第２の二次巻線に応じて回路接続を切り替えるので、安定した回路切替動作が可能となる。

本発明の実施の形態にかかる照明器具の回路ブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる照明器具が備える充電回路を示す図である。

図１は、本発明の実施の形態にかかる照明器具２０の回路ブロック図である。照明器具２０は、商用交流電源１の交流電力を全波整流する全波整流回路２と、全波整流回路２を介して商用交流電源１と接続する常用インバータ３と、この常用インバータ３と切替手段４を介して接続する光源５を備えている。光源５は、ランプ、ＬＥＤ、あるいは有機ＥＬとすることができる。

照明器具２０は、商用交流電源１の停電時に作動する非常用インバータ８と、非常用インバータ８に電力を供給する蓄電池７とを備えている。蓄電池７は、フライバックコンバータ回路６で充電される。フライバックコンバータ回路６には、エラーアンプ９が接続している。エラーアンプ９には、フライバックコンバータ回路６と蓄電池７の間から取り出される定電圧制御用の出力電圧信号、および蓄電池７と抵抗１１の間から取り出される定電流制御用の出力電流信号とがそれぞれ入力されている。これにより、蓄電池７の充電電流値をフライバックコンバータ回路６の制御内容にフィードバックすることができる。本実施の形態で蓄電池７の充電時にフライバックコンバータ回路６から供給される電流は例えば１２５ｍＡ程度である。

図２は、本発明の実施の形態にかかる照明器具２０が備える充電回路２２を示す図である。充電回路２２は、フライバックコンバータ回路６、レギュレータ１０、および切替手段４により構成されている。図２に示すように、フライバックコンバータ回路６は、絶縁トランス６１、スイッチング素子としてのＭＯＳＦＥＴ６２、ＭＯＳＦＥＴ６２のゲートに制御信号を与える制御集積回路６３、絶縁トランスの出力側に設けられたダイオードＤ１、Ｄ２、および出力平滑コンデンサＣ１、Ｃ２を備えている。エラーアンプ９の出力はフォトカプラ１４を介して制御集積回路６３にフィードバックされる。なお、図示しないが、エラーアンプ９には、フライバックコンバータ回路６と蓄電池７の間の電圧をフィードバックする回路も含まれる。

絶縁トランス６１は、図２の回路図に極性を示した一次巻線６１ａ、第１の二次巻線６１ｂ、および第２の二次巻線６１ｃを備えている。一次巻線６１ａは、全波整流回路２を介して商用交流電源１と接続する。二次巻線６１ｂは、一次巻線６１ａと磁気的に結合し、一次巻線６１ａと極性向きが逆であり、蓄電池７への電力供給を行う。二次巻線６１ｃは、一次巻線６１ａと磁気的に結合し、一次巻線６１ａと極性向きが同じ（すなわち二次巻線６１ｂとは極性向きが逆）である。

二次巻線６１ｂはダイオードＤ１のアノードに接続し、ダイオードＤ１のカソードと出力平滑コンデンサＣ１の一端の接続点は、蓄電池７に接続している。実施の形態１では好ましい形態として、蓄電池７と出力平滑コンデンサＣ１との間は直接に接続されており、その間の配線には他の回路要素を設けていない。このようにすることで電力損失を避け、効率よく充電を行うことができる。二次巻線６１ｃはダイオードＤ２のアノードに接続し、ダイオードＤ２のカソードは出力平滑コンデンサＣ２を介してレギュレータ１０に接続している。

切替手段４は、リレー４ａ、４ｂを備えている。切替手段４では、商用交流電源１が平常どおり供給されているときはリレー４ａ、４ｂが「通常時接続」となる。この通常時接続では、常用インバータ３と光源５を接続するとともに、非常用インバータ８は光源５とは接続されていない。通常時接続とされている間は、商用交流電源１から電源供給されることで常用インバータ３が光源５に供給すべき電力を生成する。一方、切替手段４では、第２の二次巻線６１ｃからの電圧が所定値以下となったら、商用交流電源１の停電であると判断されてリレー４ａ、４ｂが「非常時接続」に切り替わる。この非常時接続では、常用インバータ３は光源５と非接続とされ、光源５と非常用インバータ８を接続するとともに非常用インバータ８が蓄電池７と接続する。本実施の形態ではリレー４ａ、４ｂの側に供給する電流は４０ｍＡ程度であり、蓄電池７にフライバックコンバータ回路６から供給される電流と比べて小さい。

照明器具２０においては、第２の二次巻線６１ｃは一次巻線６１ａと極性向きが同じなので（すなわち第１の二次巻線６１ｂと第２の二次巻線６１ｃは極性向きが反対なので）、例えば蓄電池７が短絡して第１の二次巻線６１ｂの電圧が零となった場合であってもその影響を受けないという効果がある。

照明器具２０は、二次巻線６１ｃからリレー４ａ、４ｂのリレー電源を取り出すようにしている。二次巻線６１ｃは蓄電池７と二次巻線６１ｂの回路接続とは独立しているので、二次巻線６１ｃからリレー電源を取り出すことにより充電状態変化、開放、または短絡で蓄電池７の電圧が変動してもその影響を避けてリレー４ａ、４ｂの動作を安定させることができる。

レギュレータ１０は、入力が第２の二次巻線６１ｃと接続しかつ出力がリレー４ａ、４ｂと接続しており、二次巻線６１ｃの電圧から一定のリレー電源を生成している。第２の二次巻線６１ｃは、その極性向きが一次巻線６１ａと同じなので、商用交流電源１の電圧変化に応じて出力が変化する。そこで、レギュレータ１０を設けることで電圧安定化が可能となる。

本実施の形態では、複数のリレー４ａ、４ｂをレギュレータ１０に対して並列接続している。これにより、複数のリレー４ａ、４ｂをレギュレータ１０に対して直列接続する場合と比べて、商用交流電源１の電圧が高い場合でもレギュレータ１０を低い電圧仕様のものでまかなうことができる。これによりレギュレータ１０に安価なものを使用できる。ただし、本発明はこれに限られず、リレー４ａ、４ｂを直列接続しても良い。

１ 商用交流電源、２ 全波整流回路、３ 常用インバータ、４ 切替手段、４ａ、４ｂ リレー、５ 光源、６ フライバックコンバータ回路、７ 蓄電池、８ 非常用インバータ、９ エラーアンプ、１０ レギュレータ、１１ 抵抗、１４ フォトカプラ、２０ 照明器具、２２ 充電回路、６１ 絶縁トランス、６１ａ 一次巻線、６１ｂ 第１の二次巻線、６１ｃ 第２の二次巻線、６２ ＭＯＳＦＥＴ、６３ 制御集積回路、Ｃ１、Ｃ２ 出力平滑コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２ ダイオード

Claims (3)

1. 光源と、
   電源と接続する常用点灯装置と、
   非常用点灯装置と、
   前記電源と接続する一次巻線、前記一次巻線と極性向きが逆である第１の二次巻線、および前記一次巻線と極性向きが同じの第２の二次巻線を有する絶縁トランスと、前記一次巻線に接続されたスイッチング素子とを備えた、フライバックコンバータ回路と、
   前記第１の二次巻線を介して充電される蓄電池と、
   前記蓄電池を充電する充電電流を検出し前記スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、
   前記第２の二次巻線と接続したレギュレータと、
   前記レギュレータから電圧を受けることで作動し、前記常用点灯装置と前記光源が接続する第１接続と、前記光源と前記非常用点灯装置が接続するとともに前記非常用点灯装置と前記蓄電池が接続する第２接続とを、前記第２の二次巻線の電圧に応じて切り替える切替手段と、
   を備え、
   前記レギュレータは、前記スイッチング素子がスイッチング動作をしているときには、前記蓄電池の充電電流量によらず、予め定められた所定電圧を出力する照明器具。
2. 光源と、
   電源と接続する常用点灯装置と、
   非常用点灯装置と、
   蓄電池と、
   前記電源と接続する一次巻線、前記一次巻線と極性向きが逆であり前記蓄電池への電力供給を行う第１の二次巻線、および前記一次巻線と極性向きが同じの第２の二次巻線を有する絶縁トランスを備えた、フライバックコンバータ回路と、
   前記常用点灯装置と前記光源が接続する第１接続と、前記光源と前記非常用点灯装置が接続するとともに前記非常用点灯装置と前記蓄電池が接続する第２接続とを、前記第２の二次巻線の電圧に応じて切り替える切替手段と、
   を備え、
   前記フライバックコンバータ回路は、前記第１の二次巻線の出力を平滑して前記蓄電池に電流を供給する出力平滑コンデンサを含み、
   前記出力平滑コンデンサと前記蓄電池とを接続する配線に他の回路要素が設けられていない照明器具。
3. 前記切替手段は、レギュレータに対して並列接続する複数のリレーである請求項１または２に記載の照明器具。

Images