JP6340988B2 - Lighting device with power failure compensation function, backup power supply device, and battery discharge control unit - Google Patents
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Description
本発明は、停電補償機能付き照明装置、バックアップ電源装置、及びバッテリ放電制御ユニットに関する。 The present invention relates to a lighting device with a power failure compensation function, a backup power supply device, and a battery discharge control unit.
特許文献1はバッテリ投光機を開示する。このバッテリ投光機は、LED照明灯と、この照明灯の点灯を制御する照明制御部と、照明灯を給電する照明用バッテリと、照明用バッテリの残容量を検出して表示する残容量表示装置を備える。そして、照明灯の点灯中に照明用バッテリの残容量が所定の閾値以下となると照明灯の明るさを周期的に変化させ、ユーザに明暗点灯を気づかせて明暗点灯動作を停止させる構成が開示される。 Patent document 1 discloses a battery projector. The battery projector includes an LED illumination lamp, an illumination control unit that controls lighting of the illumination lamp, an illumination battery that supplies power to the illumination lamp, and a remaining capacity display that detects and displays the remaining capacity of the illumination battery. Equipment. And the structure which changes the brightness of an illumination lamp periodically when the remaining capacity of the battery for illumination becomes below a predetermined threshold during lighting of an illumination lamp, makes a user notice bright / dark lighting, and stops the bright / dark lighting operation is disclosed. Is done.
特許文献2は、停電時にバッテリで蛍光ランプを点灯させるバッテリ内蔵照明器具を開示する。このバッテリ内蔵照明器具においては、試験動作におけるバッテリ電圧に基づいてバッテリの寿命を判定し、バッテリが寿命に達していた場合には、表示用の発光ダイオードの点滅点灯によってユーザにバッテリ交換時期の到来を示す。 Patent Literature 2 discloses a battery built-in lighting fixture that turns on a fluorescent lamp with a battery during a power failure. In this battery built-in lighting fixture, the life of the battery is determined based on the battery voltage in the test operation, and when the battery has reached the end of life, the time for battery replacement has arrived for the user by blinking the light emitting diode for display. Indicates.
特許文献1のバッテリ投光機においては、バッテリの寿命については考慮されていない。バッテリの寿命が進行すると、バッテリ投光機による投光時間が減少する。バッテリの寿命が進行してバッテリ容量が低下すると、バッテリ電圧の放電速度が増加し、その電圧が急激に低下することになる。ところで、バッテリ点灯が行われる照明器具として、特許文献2が開示するような非常灯用照明器具がある。非常灯用照明器具においては、停電時にバッテリ点灯に切り替えられた場合に、規格によって定められた時間(例えば、連続10分、20分、30分、60分等)にわたって光源の点灯が継続される必要がある。同文献のバッテリ内蔵照明器具においては、バッテリ寿命、すなわちバッテリ交換時期の到来がユーザに示されるものの、バッテリ交換時期が到来しているのにかかわらず、バッテリの調達待ち時間、ユーザの失念等によりバッテリ交換が遅延すると、その規定の非常灯点灯時間(バックアップ点灯時間)はますます短くなっていくことになり、非常灯用照明器具としての機能が充分に得られない可能性がある。 In the battery projector of Patent Document 1, the life of the battery is not considered. As the life of the battery progresses, the light projection time by the battery projector decreases. As the battery life progresses and the battery capacity decreases, the discharge rate of the battery voltage increases and the voltage rapidly decreases. By the way, there exists an emergency light lighting fixture which patent document 2 discloses as a lighting fixture by which battery lighting is performed. In an emergency light luminaire, when the battery is switched on in the event of a power failure, the lighting of the light source is continued for a time (for example, continuous 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 60 minutes, etc.) determined by the standard. There is a need. In the battery built-in lighting fixture of the same document, although the battery life, that is, the arrival of the battery replacement time is indicated to the user, the battery procurement waiting time, the user's forgetfulness, etc., regardless of whether the battery replacement time has arrived If battery replacement is delayed, the specified emergency light lighting time (backup lighting time) will become shorter and there is a possibility that the function as an emergency light lighting device cannot be sufficiently obtained.
そこで、本発明は、バックアップ電源のバッテリの寿命が進行した場合であっても、バッテリ電圧の急激な低下を抑制してバックアップ点灯時間を確保することができる停電補償機能付き照明装置、バックアップ電源装置及びバッテリ放電制御ユニットを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an illumination device with a power failure compensation function and a backup power supply device that can secure a backup lighting time by suppressing a rapid decrease in battery voltage even when the battery life of the backup power supply has progressed It is another object of the present invention to provide a battery discharge control unit.
本発明の、停電時に光源用電源装置に給電するバックアップ電源装置は、バッテリと、バッテリの寿命進行度を検出し、寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部と、減光指令を受けて、光源用電源装置が光源を減光点灯するための調光信号を出力する調光信号出力部とを備える。 The backup power supply device for supplying power to the light source power supply device at the time of a power failure is a battery, a detection calculation unit for detecting a battery life progress degree, and outputting a dimming command based on the life progress degree, and a dimming command In response, the light source power supply device includes a dimming signal output unit that outputs a dimming signal for dimming the light source.
上記のバックアップ電源装置によると、停電時のバックアップ点灯において、そのバッテリの寿命が進行していた場合であっても、光源を減光点灯させてバッテリの放電を抑制することにより、バッテリ電圧の急激な低下を抑制してバックアップ点灯時間を確保することができる。 According to the backup power supply device described above, even when the battery life has progressed during the backup lighting at the time of a power failure, the battery voltage is rapidly increased by suppressing the discharge of the battery by dimming the light source. It is possible to secure a backup lighting time by suppressing a significant decrease.
ここで、検出演算部が寿命進行度としてバッテリの充電速度又は放電速度を検出し、充電速度又は放電速度が所定値を超える場合に調光信号出力部が調光信号を出力するように構成される。これにより、バッテリの容量低下、すなわち寿命の進行についての正確な判定が可能となる。 Here, the detection calculation unit is configured to detect the charge rate or discharge rate of the battery as the life progression degree, and when the charge rate or discharge rate exceeds a predetermined value, the dimming signal output unit outputs the dimming signal. The As a result, it is possible to accurately determine the battery capacity drop, that is, the progress of life.
また、検出演算部が寿命進行度としてバッテリの累積使用時間を検出し、累積使用時間が所定値を超えた場合に調光信号出力部が調光信号を出力するようにしてもよい。これにより、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。 In addition, the detection calculation unit may detect the cumulative usage time of the battery as the life progress degree, and the dimming signal output unit may output the dimming signal when the cumulative usage time exceeds a predetermined value. Thereby, it is possible to determine the progress of the battery life with a relatively simple configuration.
また、検出演算部が寿命進行度としてバッテリの累積充電回数又は累積放電回数を検出し、累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に調光信号出力部が調光信号を出力するようにしてもよい。これによっても、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。 In addition, the detection calculation unit detects the cumulative number of charging or discharging times of the battery as the life progress degree, and the dimming signal output unit outputs the dimming signal when the cumulative charging number or the cumulative discharging number exceeds a predetermined value You may do it. This also makes it possible to determine the progress of the battery life with a relatively simple configuration.
また更に、調光信号出力部が、寿命進行度が増すにつれて深い調光度の調光信号を出力するように構成されていてもよい。これにより、バッテリの残容量が減少するにつれてバッテリの放電をより抑制できるので、バッテリの更なる延命化及びバックアップ点灯時間の更なる確保が可能となる。 Furthermore, the dimming signal output unit may be configured to output a dimming signal having a deep dimming degree as the life progress degree increases. Thereby, since the discharge of the battery can be further suppressed as the remaining capacity of the battery decreases, it is possible to further extend the life of the battery and further secure the backup lighting time.
また、本発明の停電補償機能付き照明装置は、上記いずれかのバックアップ電源装置と、非停電時には商用電源から給電され、停電時にはバッテリの電荷をもとに給電される光源用電源装置を備える。光源用電源装置は、給電された電力を出力電流に変換して光源に供給する変換部、及び停電時に調光信号に応じて出力電流を低減するよう変換部を制御する制御部を有する。 The lighting device with a power failure compensation function according to the present invention includes any one of the backup power supply devices described above and a light source power supply device that is supplied with power from a commercial power source when there is no power failure and is supplied based on the charge of the battery during a power failure. The power source device for the light source includes a conversion unit that converts the supplied electric power into an output current and supplies the converted light to the light source, and a control unit that controls the conversion unit to reduce the output current according to the dimming signal at the time of a power failure.
上記の停電補償機能付き照明装置によると、停電時のバックアップ点灯の際に、バックアップ電源装置のバッテリ寿命が進行していた場合であっても、停電時に、既定の時間にわたる照明を確実に得ることができる。 According to the lighting device with power outage compensation function described above, it is possible to reliably obtain lighting over a predetermined time in the event of a power outage even when the battery life of the backup power supply device has progressed during the backup lighting in the event of a power outage. Can do.
ここで、光源がLEDであり、光源用電源装置がLED電源装置であることが好ましい。これにより、停電補償機能付き照明装置の汎用性が高まる。また、バックアップ点灯による減光点灯を開始する際の調光始動が実現される。すなわち、始動時に一旦全光状態としてから減光状態とするのではなく、バックアップ点灯への切替え直後から所望の減光点灯を実現できる。したがって、商用電源停止時にLEDが一瞬消灯してからバックアップ電源装置により減光点灯が開始される際にも、スムーズな点灯開始動作が行われ、ユーザにおける視覚的違和感が抑制される。 Here, the light source is preferably an LED, and the light source power supply device is preferably an LED power supply device. Thereby, the versatility of the illuminating device with a power failure compensation function is enhanced. Moreover, the light control start at the time of starting the dimming lighting by backup lighting is implement | achieved. That is, it is possible to realize desired dimming lighting immediately after switching to backup lighting, instead of once dimming after starting all light. Therefore, when the dimming lighting is started by the backup power supply device after the LED is turned off for a moment when the commercial power supply is stopped, a smooth lighting start operation is performed, and the visual discomfort for the user is suppressed.
本発明のバッテリ放電制御ユニットは、非停電時に商用電源から給電される光源用電源装置及び停電時に光源用電源装置を給電するバックアップ電源装置を備えた停電補償機能付き照明装置に接続され、バックアップ電源装置に含まれるバッテリの寿命進行度を検出し、寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部と、減光指令を受けて、光源用電源装置が光源を減光点灯するための調光信号を出力する調光信号出力部とを備える。ここで、検出演算部及び調光信号出力部は、バックアップ電源装置に関して上述したものと同様のものであればよい。 The battery discharge control unit of the present invention is connected to a lighting device with a power failure compensation function including a power source device for a light source that is fed from a commercial power source during a non-power failure and a backup power source device that feeds the power source device for a light source during a power failure. Detecting the life progress of the battery included in the device, outputting a dimming command based on the life progress, and a light source power supply device for dimming the light source in response to the dimming command A dimming signal output unit for outputting a dimming signal. Here, the detection calculation unit and the dimming signal output unit may be the same as those described above regarding the backup power supply device.
上記のバッテリ放電制御ユニットは、既存のバックアップ電源装置又は停電補償機能付き照明装置に対して少ない配線を介して付加可能であり、本発明の導入範囲の拡張と導入コストの低減に貢献する。 The battery discharge control unit can be added to existing backup power supply devices or lighting devices with a power failure compensation function via a small number of wires, and contributes to the expansion of the introduction range and the reduction of the introduction cost of the present invention.
第1の実施形態.
図1に、本発明の第1の実施形態による停電補償機能付き照明装置1(以下、「照明装置1」という)のブロック図を示す。本実施形態では、照明装置1として、例えば非常灯用照明器具として用いられる停電補償機能付きLED照明装置を示す。照明装置1は、バックアップ電源装置2(以下、「バックアップ電源2」という)、LED電源装置3(以下、「LED電源3」という)及びLED4を備える。バックアップ電源2は商用電源ACから給電される。LED電源3は、非停電時(すなわち常用時、以下同じ)には商用電源ACから給電され、停電時にはバックアップ電源装置2から給電され、給電された電力を直流電流に変換してLED4に供給する。なお、図の明瞭化のため、LED4が単一のLEDとして図示されているが、LED4として複数のLEDが直列又は直並列されているものとする。
First embodiment.
FIG. 1 shows a block diagram of a lighting device 1 with a power failure compensation function (hereinafter referred to as “lighting device 1”) according to a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, as the lighting device 1, an LED lighting device with a power failure compensation function that is used, for example, as an emergency lighting device is shown. The lighting device 1 includes a backup power supply device 2 (hereinafter referred to as “backup power supply 2”), an LED power supply device 3 (hereinafter referred to as “LED power supply 3”), and an LED 4. The backup power source 2 is powered from the commercial power source AC. The LED power supply 3 is fed from the commercial power supply AC during a non-power failure (that is, during normal use, the same applies hereinafter), and fed from the backup power supply device 2 during a power failure. . For the sake of clarity, the LED 4 is illustrated as a single LED, but it is assumed that a plurality of LEDs are connected in series or in series as the LED 4.
バックアップ電源2は、バッテリ21、バッテリ充電回路22、充放電切替部23、電源切替部24、停電検出部25、制御回路26、昇圧回路27、検出演算部28及び調光信号出力部29を備える。バッテリ21は蓄電手段であり、バッテリ21の充電電圧はフル充電時に12〜20V程度が一般的であるが、使用するバッテリの種類に応じて変更可能であり、上記電圧に限定されるものではない。
The backup power source 2 includes a
バッテリ充電回路22はAC/DC降圧コンバータからなり、商用電源ACからの交流電圧を直流変換してバッテリ21を充電する。バッテリ充電回路22の入力は商用電源ACに接続され、出力は充放電切替部23を介してバッテリ21に接続される。バッテリ充電回路22は全波整流器及びフライバックコンバータからなるスイッチング電源回路であってもよいし、全波整流器、昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路からなるスイッチング電源回路であってもよい。
The
充放電切替部23、電源切替部24、停電検出部25及び制御回路26は、停電の有無に応じて、商用電源AC、バックアップ電源2及びLED電源3の接続関係を制御する。
The charge / discharge switching unit 23, the power
充放電切替部23は一対のスイッチ231及び232を有し、スイッチ231はバッテリ21の正極に、スイッチ232はバッテリ21の負極に接続されるとともに、それぞれ接点Aと接点Bの間で接続が切り替えられる。接続が接点Aにある場合、バッテリ21がバッテリ充電回路22の出力端に接続されるとともに昇圧回路27から切り離され、接続が接点Bにある場合、バッテリ21が昇圧回路27の入力端に接続されるとともにバッテリ充電回路22から切り離される。
The charge / discharge switching unit 23 includes a pair of
電源切替部24は一対のスイッチ241及び242を有し、それぞれLED電源3の入力端に接続されるとともに、接点Aと接点Bの間で接続が切り替えられる。接続が接点Aにある場合、LED電源3の入力端が商用電源ACに接続されるとともに昇圧回路27から切り離され、接続が接点Bにある場合、LED電源3の入力端が昇圧回路27に接続されるとともに商用電源ACから切り離される。すなわち、LED電源3は商用電源ACとバックアップ電源2に選択的に接続される。
The power
停電検出部25は商用電源ACにおける停電状態を検出する。停電検出部25は、例えば、入力線間の電圧を検出してその電圧が所定値以上の場合には駆動信号を出力し、所定値未満の場合には何も出力しない構成であればよい。
The power
制御回路26は、停電検出部25によって検出される停電状態に応じて充放電切替部23及び電源切替部24の全てのスイッチ接続を同時に接点A又は接点Bに切り替える。停電検出部25から駆動信号が入力される場合(すなわち、非停電時)には、制御回路26は全スイッチ231、232、241及び242を接点Aに接続する。一方、駆動信号が入力されない場合(すなわち、停電時)には、制御回路26は全スイッチ231、232、241及び242を接点Bに接続する。
The
すなわち、商用電源ACの非停電時(接点Aの状態)には、バッテリ充電回路22の出力端がバッテリ21に接続されるとともに商用電源ACがLED電源3の入力端に接続される。この接続状態においては、バッテリ21と昇圧回路27、及び昇圧回路27とLED電源3は遮断される。一方、商用電源ACの停電時(接点Bの状態)には、バッテリ21が昇圧回路27を介してLED電源3の入力端に接続される。この接続状態においては、バッテリ充電回路22の出力端とバッテリ21、及び商用電源ACとLED電源3とは遮断される。
In other words, when the commercial power source AC is not in a power failure (contact A state), the output terminal of the
昇圧回路27は、接点Bの状態において、バッテリ21からの入力電圧を昇圧してLED電源3に供給する。なお、昇圧回路27は直流電圧を出力するDC/DC昇圧コンバータであってもよいし、矩形波電圧を出力するDC/AC昇圧コンバータであってもよい。
In the state of the contact B, the
図2Aに、昇圧回路27がDC/DC昇圧コンバータである場合の回路構成の一例を示す。昇圧回路27は、トランス271、トランジスタ272、ダイオード273、コンデンサ274及びドライバ回路275を含み、フライバックコンバータを構成する。高電位側入力端がスイッチ231の接点Bに接続され、低電位側入力端(基準電位)がスイッチ232の接点Bに接続され、高電位側出力端がスイッチ241(又は242)の接点Bに、低電位側出力端がスイッチ242(又は241)の接点Bに接続される。ドライバ回路275はトランジスタ272を所定のオン幅でPWM駆動する。トランジスタ272のオン期間にトランス271にエネルギーが蓄えられ、トランジスタ272のオフ期間にそのエネルギーがダイオード273を介してコンデンサ274に充電される。これにより、昇圧回路27から直流電圧が出力される。ドライバ回路275はバッテリ21からの給電により動作するものとする。なお、DC/DCコンバータとして、フライバックコンバータ以外にも、例えば昇圧チョッパ回路等が採用されもよい。
FIG. 2A shows an example of a circuit configuration when the
図2Bに、昇圧回路27がDC/AC昇圧コンバータである場合の回路図を例示する。昇圧回路27はトランジスタ276a〜276dからなるフルブリッジ回路、ドライバ回路278及び昇圧トランス279を備える。フルブリッジ回路の高電位入力端はスイッチ231の接点Bに接続され、低電位入力端はスイッチ232の接点Bに接続され、昇圧トランス279の交流出力端はそれぞれスイッチ241の接点B及びスイッチ242の接点Bに接続される。トランジスタ276a及び276dの組とトランジスタ276b及び276cの組がドライバ回路278によって交互にオン・オフされて、バッテリ21の直流電圧が交流変換され、この交流電圧が昇圧トランス279によって昇圧される。これにより、昇圧回路27から矩形波電圧が出力される。ドライバ回路278はバッテリ21からの給電により動作するものとする。
FIG. 2B illustrates a circuit diagram when the
図1に戻り、検出演算部28は電圧検出部281及び演算部285を含み、バッテリ21の寿命進行度を検出し、その寿命進行度に基づいて減光指令を出力する。電圧検出部281はバッテリ21の両端電圧を検出し、演算部285は検出電圧の変化率を演算し、その変化率が所定値を超える場合にバッテリ21が寿命に達したと判定する。より具体的には、演算部285は、バッテリ21の充電時に検出電圧の初期値及び変化幅に基づいて上昇速度を演算し、その上昇速度が所定値を超えた場合にバッテリ21の容量低下、すなわち寿命を特定することができる。また、演算部285は、バッテリ21の放電時に検出電圧の初期値及び変化幅に基づいて低下速度を演算し、その低下速度の絶対値が所定値を超えた場合にバッテリ21の容量低下、すなわち寿命を特定することができる。なお、バッテリ21が寿命に達するとは、バッテリ21の残容量が初期容量の60%に達したことを意味するものとし、上記の各所定値はこの初期容量の60%の容量に基づいて設定されているものとする。演算部285は、バッテリ21が寿命に達していると判定した場合に減光指令を出力する。
Returning to FIG. 1, the
上記の検出及び判定処理は、照明装置1の使用時に行うものであってもよいし、照明装置1の非使用時に行うものであってもよい。使用時に検出及び判定処理を行う場合、その処理は、バッテリ21の直近の充電動作又は放電動作において、次回放電(すなわち、対象となる放電動作)に備えて予め寿命進行度又は寿命到来を検出及び判定しておくものであればよい。非使用時に検出及び判定処理を行う場合、その処理は、照明装置1の非使用時に、試験的にバッテリ21を充電又は放電させて寿命進行度又は寿命到来を検出及び判定するものであればよい。
The detection and determination processing described above may be performed when the lighting device 1 is used, or may be performed when the lighting device 1 is not used. When performing the detection and determination process at the time of use, the process detects the progress of life or the arrival of the life in advance in preparation for the next discharge (that is, the target discharge operation) in the most recent charging operation or discharging operation of the
調光信号出力部29は、演算部285からの減光指令を受けて調光信号d1を生成する。調光信号d1によって指定される調光度は、バッテリ21の残容量が60%以下の場合であっても、規定のバックアップ点灯時間(例えば、10分)以上にわたってLED4の点灯を維持できる調光度であるものとする。なお、検出演算部28及び調光信号出力部29のグランド(基準電位)はバックアップ電源2の基準電位(例えば、バッテリ21の負極電位)と同じであればよい。そして、調光信号d1は、後述するLED電源3の制御部32においてフォトカプラ等により基準電位変換されるようにすればよい。具体的には、調光信号d1は、制御部32のグランド(本例では、図1に示すようにフライバックコンバータの一次側グランド)を基準とする信号に変換されるようにすればよい。
The dimming
LED電源3は、変換部31及び制御部32を有する。概略として、変換部31は、電源切替部24から給電された電力を直流のLED電流に変換してLED4に供給し、制御部32は、停電時に調光信号d1に応じてLED電流を低減するよう変換部31を制御する。LED電源3は、非停電時には商用電源ACから給電され、停電時にはバックアップ電源2のバッテリ21の電荷をもとに給電される。
The LED power source 3 includes a
変換部31は、全波整流器311、入力コンデンサ312、トランス313、MOSFET等のスイッチング素子314、ダイオード315及び出力コンデンサ316を備える。入力コンデンサ312、トランス313、スイッチング素子314、ダイオード315及び出力コンデンサ316はDC/DCコンバータ(本例では、降圧コンバータ)を構成する。図1に示すように、本実施形態では、変換部31が絶縁型フライバックコンバータを含む構成を例示する。
The
全波整流器311はダイオードブリッジからなり、入力電圧を全波整流する。したがって、全波整流器311は、入力電圧が50Hz又は60Hzの商用電源電圧である場合には100Hz又は120Hzの全波整流脈流電圧を出力する。一方、全波整流器311は、入力電圧がバックアップ電源2からの直流電圧又は矩形波電圧である場合には直流電圧を出力する。なお、必要に応じてダイオードブリッジの前段にノイズフィルタ、電流ヒューズ等が接続される。スイッチング素子314のオン期間にトランス313の一次巻線によってエネルギーが蓄積され、スイッチング素子314のオフ期間にそのエネルギーが二次巻線側からダイオード315を介して出力される。出力電流はスイッチング素子314のオンデューティ(オン幅)によって決まり、このオン幅は制御部32によって決定される。すなわち、スイッチング素子314は制御部32によってPWM制御される。これにより、全波整流器311の出力電圧から、制限されたLED電流がLED4に供給される。
The
制御部32は、例えばマイクロコンピュータを含み、入力される調光信号が示す調光度に応じてスイッチング素子314のPWM制御におけるオン幅(オンデューティ)を制御する。制御部32においては、深い(暗い)調光度に対してPWM制御のオン幅が減少され、LED電流が低減されるものとする。
The
ここで、制御部32は、照明装置1外部の調光器Dからの調光信号d0を受け付け、非停電時には調光信号d0に基づいて調光点灯を行うように構成されていてもよい。調光器Dからの調光信号d0と調光信号出力部29からの調光信号d1の選択について、制御部32は、非停電時には調光信号d0を採用し、停電時には調光信号d1を採用するように構成される。言い換えると、調光器Dの有無にかかわらず、制御部32は、停電時には全光点灯又は調光信号d1に基づく調光点灯のいずれかを行う。
Here, the
調光信号の選択について、例えば、停電時にのみ、調光信号d1が調光信号出力部29から出力されるようにして、制御部32内で調光信号d1が調光信号d0よりも優先的に選択される構成としてもよい。より具体的には、制御回路26から充放電切替部23及び電源切替部24の各スイッチの接続状態の情報s(図1、点線s参照)が調光信号出力部29に伝達されるようにする。そして、調光信号出力部29は、情報sが接点Aの接続を示す場合には調光信号d1を出力せず、情報sが接点Bの接続を示す場合には調光信号d1を出力するようにすればよい。
Regarding the selection of the dimming signal, for example, the dimming signal d1 is output from the dimming
あるいは、制御部32がLED電源3への入力電圧波形に基づいて常用点灯が行われているのかバックアップ点灯が行われているのかを判別し、この判別結果に従って調光信号d0又はd1の選択を行うようにしてもよい。制御部32は、常用点灯が行われていると判別した場合には調光信号d0を採用し、バックアップ点灯が行われていると判別した場合には調光信号d1を採用する。より具体的には、制御部32に(不図示の抵抗等を介して)全波整流器311の整流電圧v(図1、点線v参照)が入力されるようにして、制御部32が整流電圧vの波形に基づいて、給電が商用電源ACとバックアップ電源2のどちらから行われているのかを判別するようにすればよい。
Alternatively, the
前述したように、全波整流器311に商用電源ACが入力される場合には、整流電圧vは100Hz又は120Hzの全波整流脈流波形となり、全波整流器311にバックアップ電源2からの直流電圧又は矩形波電圧が入力される場合には、整流電圧vは直流波形となる。したがって、制御部32は両者の波形の差異を識別することにより、商用電源ACの電圧とバックアップ電源2の出力電圧のどちらから給電されているのか、すなわち、常用点灯とバックアップ点灯のどちらが行われているのかを判別することができる。これにより、調光器Dからの調光信号d0及び調光信号出力部29からの調光信号d1の双方が入力される場合であっても、常用点灯時には調光信号d0が採用され、バックアップ点灯時には調光信号d1が採用される。
As described above, when the commercial power supply AC is input to the full-
このように、本実施形態の照明装置1においては、非停電時(常用点灯時)には商用電源ACの電力をもとに、全光点灯又は(調光器Dが接続される場合には)調光器Dからの調光信号d0に応じた調光点灯が行われる。一方、停電時(バックアップ点灯時)にはバッテリ21の電荷をもとに、全光点灯又は調光信号出力部29からの調光信号d1に応じた調光点灯(減光点灯)が行われる。そして、調光信号d1に応じた減光点灯は、バッテリ容量の所定量の低下、すなわちバッテリ寿命の到来が検出演算部28のバッテリ電圧検出によって検出及び判定された場合に行われる。
As described above, in the lighting device 1 of the present embodiment, when there is no power failure (during regular lighting), all-light lighting or (when the dimmer D is connected) based on the power of the commercial power supply AC. ) Dimming lighting according to the dimming signal d0 from the dimmer D is performed. On the other hand, during a power failure (when the backup is lit), all-light lighting or dimming lighting (dimming lighting) according to the dimming signal d1 from the dimming
以上のように、本実施形態のバックアップ電源2は、バッテリ21の寿命進行度を検出し、寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部28と、減光指令を受けて、LED電源3がLED4を減光するための調光信号d1を出力する調光信号出力部29を含む。これにより、バッテリ21の寿命が到来してその容量が低下した場合であっても、LED4が減光点灯されてバッテリ21の放電が抑制される。したがって、バッテリ21の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。また更に、バッテリ21が延命化されることにより、バッテリ21の交換サイクルが長くなり、保守管理上有利となる。そして、停電時に調光信号d1に応じてLED電流を低減するように構成された変換部31及び制御部32を有するLED電源3に上記バックアップ電源2が組み合わされることにより、停電補償機能付きのLED照明装置が得られる。
As described above, the backup power source 2 according to the present embodiment detects the life progress of the
また、検出演算部28がバッテリ21の寿命進行度としてバッテリ21の充電速度又は放電速度を検出し、充電速度又は放電速度が所定値を超える場合に調光信号d1が出力される。これにより、バッテリ21の容量低下、すなわち寿命の進行についての正確な判定が可能となる。
Moreover, the
第2の実施形態.
上記第1の実施形態では、バッテリ21の寿命をバッテリ電圧の検出に基づいて判定する構成を示したが、本実施形態では、バッテリ21の寿命をバッテリ21の累積使用時間に基づいて判定する構成を示す。図3に、本実施形態による照明装置1のブロック図を示す。第1の実施形態による照明装置1とは、検出演算部28及びその周辺の配線のみが異なり、それ以外は実質的に同様であるため、その詳細な説明を省略する。
Second embodiment.
In the first embodiment, the configuration for determining the life of the
検出演算部28は、積算タイマ282及び演算部285を含む。積算タイマ282は、バッテリ21の累積使用時間を計測する。積算タイマ282は、不図示の配線によってバックアップ電源2内のいずれかの箇所に接続され、例えば、最初に商用電源ACからバックアップ電源2が給電された時点から計時を開始する。バッテリ21は、使用開始されると、その後は放電及び充電(電荷の保持も含む)を繰り返すことになる。
The
ここで、累積使用時間とは、放電及び充電の全てを含む時間(すなわち、使用開始からの単純な経過時間)であってもよいし、充電のみの累積時間(すなわち、累積充電時間)であってもよいし、放電のみの累積時間(すなわち、累積放電時間)であってもよい。累積充電時間については、充放電切替部23及び電源切替部24において、各スイッチが接点A側に接続されている累積時間が計測されればよく、累積放電時間については、各スイッチが接点B側に接続されている累積時間が計測されればよい。この場合、積算タイマ282は、制御回路26から不図示の配線を介して各スイッチの接続状態に関する情報を取得するようにすればよい。演算部285は、積算タイマ282によって計測された累積使用時間を所定値と比較し、累積使用時間が所定値を超えた場合に減光指令を出力する。調光信号出力部29は、演算部285からの減光指令を受けて調光信号d1を出力する。
Here, the cumulative use time may be a time including all of discharge and charge (that is, a simple elapsed time from the start of use) or a charge-only cumulative time (ie, a cumulative charge time). Alternatively, it may be a cumulative time only for discharge (that is, a cumulative discharge time). Regarding the cumulative charge time, the charge / discharge switching unit 23 and the power
このように、本実施形態の照明装置1においても、非停電時には商用電源ACの電力をもとに全光点灯又は調光信号d0に応じた調光点灯が行われる一方、停電時にはバッテリ21の電荷をもとに全光点灯又は調光信号d1に応じた調光点灯(減光点灯)が行われる。そして、調光信号d1に応じた減光点灯は、バッテリ容量の所定量の低下、すなわちバッテリ寿命の到来が検出演算部28の累積使用時間の計測によって検出及び判定された場合に行われる。
As described above, also in the lighting device 1 of the present embodiment, all-light lighting or dimming lighting according to the dimming signal d0 is performed based on the power of the commercial power supply AC when there is no power failure, while the
本実施形態によると、第1の実施形態と同様に、バッテリ21の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。また、検出演算部28がバッテリ21の寿命進行度としてバッテリ21の累積使用時間を検出し、累積使用時間が所定値を超えた場合に調光信号d1が出力される。これにより、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, even when the life of the
第3の実施形態.
上記第2の実施形態では、バッテリ21の寿命をその累積使用時間に基づいて判定する構成を示したが、本実施形態では、バッテリ21の寿命をその累積充電回数又は累積放電回数基づいて判定する構成を示す。図4に、本実施形態による照明装置1のブロック図を示す。第1及び第2の実施形態による照明装置1とは、検出演算部28及びその周辺の配線のみが異なり、それ以外は実質的に同様であるため、その詳細な説明を省略する。
Third embodiment.
In the second embodiment, the configuration in which the life of the
検出演算部28は、カウンタ283及び演算部285を含む。カウンタ283は、バッテリ21の累積充電回数又は累積放電回数をカウントする。累積充電回数については、充放電切替部23及び電源切替部24において、各スイッチが接点A側に接続された累積回数がカウントされればよく、累積放電回数については、各スイッチが接点B側に接続された累積回数がカウントされればよい。カウンタ283は、制御回路26から各スイッチの接続状態に関する情報sを取得する。演算部285は、カウンタ283によってカウントされた累積充電回数又は累積放電回数を所定値と比較し、累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に減光指令を出力する。調光信号出力部29は、演算部285からの減光指令を受けて調光信号d1を出力する。
The
このように、本実施形態の照明装置1においても、非停電時には商用電源ACの電力をもとに全光点灯又は調光信号d0に応じた調光点灯が行われる一方、停電時にはバッテリ21の電荷をもとに全光点灯又は調光信号d1に応じた調光点灯(減光点灯)が行われる。そして、調光信号d1に応じた減光点灯は、バッテリ容量の所定量の低下、すなわちバッテリ寿命の到来が検出演算部28の累積充電/放電回数のカウントによって検出及び判定された場合に行われる。
As described above, also in the lighting device 1 of the present embodiment, all-light lighting or dimming lighting according to the dimming signal d0 is performed based on the power of the commercial power supply AC when there is no power failure, while the
以上のように、本実施形態によると、第1及び第2の実施形態と同様に、バッテリ21の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。そして、検出演算部28がバッテリ21の寿命進行度としてバッテリ21の累積充電回数又は累積放電回数を検出し、累積充電回数又は累積放電回数が所定値を超えた場合に調光信号d1が出力される。これにより、比較的簡易な構成により、バッテリ寿命の進行についての判定が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, as in the first and second embodiments, even when the life of the
第4の実施形態.
上記各実施形態では、検出演算部28及び調光信号出力部29がバックアップ電源2に含まれる構成を示したが、本実施形態では、検出演算部28及び調光信号出力部29が、外付け用のバッテリ放電制御ユニットとして独立して構成される例を示す。図5に、本実施形態によるバッテリ放電制御ユニット5を含む照明装置1のブロック図を示す。第1、第2及び第3の実施形態による照明装置1とは、検出演算部28、調光信号出力部29及びその周辺の配線のみが異なり、それ以外は実質的に同様であるため、その詳細な説明を省略する。
Fourth embodiment.
In each of the above embodiments, the
図5に示すように、検出演算部28及び調光信号出力部29は、バッテリ放電制御ユニット5としてバックアップ電源2から独立して構成される。検出演算部28の内部構成は、上述した各実施形態と同様のものであればよい。第1の実施形態と同様に検出演算部28が電圧検出部281を含む場合には、検出演算部28は配線wを介してバッテリ21の両端に接続される。第2の実施形態と同様に検出演算部28が積算タイマ282を含む場合には、検出演算部28は配線wを介してバックアップ電源2のいずれかの箇所(例えば、制御回路26)に接続される。第3の実施形態と同様に検出演算部28がカウンタ283を含む場合には、検出演算部28は配線wを介して制御回路26に接続される。なお、配線wには上記以外にも必要な接続線が含まれていてもよい。
As shown in FIG. 5, the
以上のように、本実施形態によると、第1乃至第3の実施形態と同様に、バッテリ21の寿命が進行した場合においてもバッテリ電圧の急激な低下が抑制され、バックアップ点灯時間が確保される。そして、本実施形態のバッテリ放電制御ユニット5は、既存のバックアップ電源2及びLED電源3に少ない配線で接続されることができるので、本発明の導入範囲の拡張と導入コストの低減に貢献する。
As described above, according to the present embodiment, as in the first to third embodiments, even when the life of the
変形例.
上記において本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は上記構成に限られず、種々の変形が可能である。
Modified example.
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made.
(1)バッテリ寿命と調光度の関係についての変形
上記各実施形態では、バッテリ21が寿命に達した時点で調光信号d1が出力される構成を示したが、バッテリ21の寿命進行度が増すにつれて調光信号d1が指定する調光度(あるいは減光指令が示す調光度)が深くなる構成としてもよい。すなわち、バッテリ21の残容量(%)が小さいほど、調光信号d1が調光度を深くなる。これにより、バッテリ21の寿命が進むにつれてLED4の照度は低下(暗く)なる。言い換えると、演算部285は、バッテリ残容量を演算し、そのバッテリ残容量において規定のバックアップ点灯時間(例えば、10分)以上点灯できる調光度を演算してそれを調光信号d1に反映させるようにしてもよい。
(1) Modification of relationship between battery life and dimming degree In each of the above embodiments, the dimming signal d1 is output when the
このように、バッテリ21の残容量が減少するにつれてその放電が抑制される構成によると、バッテリ21の更なる延命化及びバッテリ点灯時間の更なる確保が可能となる。この場合、検出されるバッテリ寿命の進行度に対して調光信号d1の調光度が段階的に減少するように設定されてもよいし、連続的に減少するように設定されてもよい。そして、バッテリ21の容量が初期容量の60%に達してから調光信号d1を出力するようにしてもよいし、バッテリ21の容量が初期容量の60%に達する前から調光信号d1を出力するようにしてもよい。
As described above, according to the configuration in which the discharge is suppressed as the remaining capacity of the
(2)各実施形態における検出結果の組合せ
上記各実施形態として、検出演算部28の構成を個別に示したが、これらは適宜組み合わされて適用されてもよい。例えば、検出演算部28が、電圧検出部281、積算タイマ282及びカウンタ283のうちの2以上を含み、演算部285においてそれぞれの検出結果の論理積又は論理和がとられるようにしてもよい。論理積をとる構成によると、誤検出が確実に防止され、より正確なタイミングでの減光指令及び調光信号d1の出力が実現される。また、論理和をとる構成によると、より早いタイミングで減光指令及び調光信号d1が出力され、バッテリ21の長寿命化に寄与する。
(2) Combination of detection results in each embodiment As each of the above embodiments, the configuration of the
(3)光源の変更
上記各実施形態においては、汎用性の高いLED照明に着目し、LED4が光源を構成し、LED電源3が照明用電源装置を構成する場合について説明したが、本発明は、他の光源及びそれを点灯するための照明用電源装置にも適用可能である。光源は、例えば、蛍光灯等の放電灯、又は有機EL等の半導体素子であってもよい。この場合、照明用電源装置は、各光源に対応する適切な回路で構成されていればよい。例えば、光源が蛍光灯からなる場合には、変換部31は、例えば、力率改善回路(昇圧コンバータ)及びハーフブリッジ回路を備える一般的な回路構成であればよく、停電時に制御部32がハーフブリッジ回路の駆動周波数を高くすることによって蛍光灯が減光される。ただし、調光点灯されている蛍光灯をバッテリ点灯移行に伴い再始動して減光する場合、消灯後に一旦全光に近い点灯を行ってから(すなわち、始動性を確保してから)減光する必要がある。一方、調光点灯されているLEDをバッテリ点灯移行に伴い再始動して減光する場合には、消灯後に直ちに減光点灯を行うことができるので、スムーズな減光点灯への移行が可能となり、ユーザにおける視覚的違和感が抑制される。
(3) Change of light source In each of the above embodiments, focusing on LED lighting with high versatility, the case where the LED 4 constitutes a light source and the LED power source 3 constitutes an illumination power supply device has been described. The present invention is also applicable to other light sources and lighting power supply devices for lighting them. The light source may be, for example, a discharge lamp such as a fluorescent lamp, or a semiconductor element such as an organic EL. In this case, the illumination power supply device only needs to be configured by an appropriate circuit corresponding to each light source. For example, when the light source is a fluorescent lamp, the
(4)変換部31の変形
上記各実施形態においては変換部31が絶縁型フライバックコンバータを含む構成を示したが、変換部31は、他の形態のDC/DCコンバータを含むものであってもよく、例えば、力率改善回路(昇圧チョッパ回路)及び降圧チョッパ回路を含む構成であってもよい。
(4) Modification of
1 停電補償機能付きLED照明装置(停電補償機能付き照明装置)
2 バックアップ電源装置
3 LED電源装置(照明用電源装置)
4 LED(光源)
5 バッテリ放電制御ユニット
21 バッテリ
28 検出演算部
29 調光信号出力部
31 変換部
32 制御部
281 電圧検出部
282 積算タイマ
283 カウンタ
285 演算部
1 LED lighting device with power failure compensation function (lighting device with power failure compensation function)
2 Backup power supply 3 LED power supply (lighting power supply)
4 LED (light source)
5 Battery
Claims (5)
前記バックアップ電源装置に含まれるバッテリの寿命進行度を検出し、該寿命進行度に基づいて減光指令を出力する検出演算部と、
停電時に、前記減光指令を受けて、前記バッテリから給電される前記光源用電源装置に光源を減光点灯させるための調光信号を出力する調光信号出力部と
を備えたバッテリ放電制御ユニット。 A battery-discharge control unit connected to the power failure compensation function illumination apparatus provided with a backup power supply to power the power supply for the light source at the time of power supply and power failure light source is powered from a commercial power source during non-power failure,
A detection calculation unit that detects a life progress of a battery included in the backup power supply and outputs a dimming command based on the life progress;
A battery discharge control unit comprising a dimming signal output unit for receiving a dimming command and outputting a dimming signal for dimming the light source to the power source device for the light source fed from the battery in the event of a power failure .
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