JP6662506B2 - Lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、外部の商用電源からの電力でLEDを発光させ、外部電源の停電時には内蔵する電気二重層コンデンサに蓄えた電荷でLEDを発光させる照明装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device that causes an LED to emit light with power from an external commercial power supply, and emits light with an electric charge stored in a built-in electric double layer capacitor when an external power supply fails.
外部の商用電源から供給される電力によってLEDなどの発光部を発光させる照明装置が広く知られている。それらの照明装置のうち、例えば浴室の天井に設置されるダウンライトの場合には、浴室に窓がなく、かつ、特に夜間に停電が発生すると、浴室内が真っ暗になり、入浴者が浴室から脱衣室へと移動して着衣して居間などに避難することが困難になる。 2. Description of the Related Art A lighting device that emits light from a light-emitting unit such as an LED by power supplied from an external commercial power supply is widely known. Of those lighting devices, for example, in the case of a downlight installed on the ceiling of a bathroom, the bathroom has no windows, and especially when a power outage occurs at night, the bathroom becomes completely dark, and the bather gets out of the bathroom. It becomes difficult to move to the dressing room, wear clothes, and evacuate to the living room.
そのため、照明装置内に電気二重層コンデンサを設け、商用電源からの電力供給が継続している間に、この電気二重層コンデンサを充電しておき、停電が発生すると電気二重層コンデンサに蓄えていた電荷によってLEDを発光させる照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, an electric double-layer capacitor was provided in the lighting device, and the electric double-layer capacitor was charged while the power supply from the commercial power supply was continued, and stored in the electric double-layer capacitor when a power failure occurred. 2. Description of the Related Art A lighting device that causes an LED to emit light by electric charges is known (for example, see Patent Document 1).
上記従来のものでは、電気二重層コンデンサに蓄えられた電荷を、LEDを点灯させるのに必要な電圧まで昇圧してLEDに供給する必要がある。このような場合、昇圧回路が用いられるが、一般に、昇圧回路は入力電圧が0ボルトでは作動せず、所定の電圧以上の入力がなければ作動しない。そのため、電気二重層コンデンサに蓄えられた電荷を順次昇圧回路で昇圧させていくことによって電気二重層コンデンサの電圧が低下し、所定の電圧まで低下すると、電気二重層コンデンサ内にまだ電荷が残っている状態であっても、それ以上昇圧回路は作動することができなくなり、電気二重層コンデンサに残留する電荷が無駄になるという不具合が生じる。 In the above-described conventional device, it is necessary to boost the electric charge stored in the electric double layer capacitor to a voltage necessary for lighting the LED and supply the voltage to the LED. In such a case, a booster circuit is used. In general, the booster circuit does not operate when the input voltage is 0 volt, and does not operate when there is no input exceeding a predetermined voltage. Therefore, the voltage of the electric double layer capacitor is reduced by sequentially boosting the electric charge stored in the electric double layer capacitor by the booster circuit, and when the voltage is reduced to a predetermined voltage, the electric charge still remains in the electric double layer capacitor. Even in this state, the booster circuit cannot operate any more, causing a problem that the electric charge remaining in the electric double layer capacitor is wasted.
なお、電気二重層コンデンサに抵抗を直列に接続して、その抵抗に分圧される電圧分で電気二重層コンデンサの電圧をかさ上げすることによって、電気二重層コンデンサに蓄えられている電荷を有効に利用することも考えられるが、電気二重層コンデンサの電荷が消費されるのに伴って抵抗を流れる電流が減少し、その結果、抵抗に分圧される電圧が低下することになるので、電気二重層コンデンサ内の電荷を十分に利用することができない。 In addition, by connecting a resistor in series with the electric double layer capacitor and raising the voltage of the electric double layer capacitor by the voltage divided by the resistance, the electric charge stored in the electric double layer capacitor is effectively used. However, as the electric double layer capacitor is consumed, the current flowing through the resistor decreases, and as a result, the voltage divided by the resistor decreases. The charge in the double layer capacitor cannot be fully utilized.
また、電気二重層コンデンサの耐電圧は一般に低いので、抵抗を用いない場合には複数の電気二重層コンデンサを直列に接続して昇圧回路が作動できる電圧を出力できるようにする必要があるが、そのような構成では電気二重層コンデンサを複数使用することにより設置スペースが大きくなるいう不具合の他、直列接続のため、電気二重層コンデンサ全体の容量が減少してしまうという不具合が生じる。 In addition, since the withstand voltage of an electric double layer capacitor is generally low, when a resistor is not used, it is necessary to connect a plurality of electric double layer capacitors in series so as to output a voltage at which a booster circuit can operate, In such a configuration, in addition to the problem that the installation space is increased by using a plurality of electric double layer capacitors, there is a problem that the capacity of the entire electric double layer capacitor is reduced due to the series connection.
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、停電時にLEDを発光させるために電気二重層コンデンサに蓄えられた電荷を有効に利用することのできる照明装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lighting device that can effectively use the electric charge stored in an electric double layer capacitor to cause an LED to emit light during a power failure.
上記課題を解決するために本発明による照明装置は、LEDを有する発光部を備え、商用電源からの交流電力を整流してこの発光部に供給する電源部と、電源部の出力電力を蓄電する電気二重層コンデンサと、上記商用電源が停電時にこの電気二重層コンデンサに蓄電された電荷を昇圧して上記発光部に供給しLEDを発光させる昇圧回路とを備えた照明装置において、上記昇圧回路が作動する入力電圧の最低値を最低電圧として、上記電気二重層コンデンサに対し、上記昇圧回路への電力供給方向に対して順方向になるように複数個のダイオードを直列に接続し、電気二重層コンデンサから上記昇圧回路に電荷を供給する際に、この直列接続された複数個のダイオードの両端に分圧される電圧が上記最低電圧以上になるように設定したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a lighting device according to the present invention includes a light emitting unit having an LED, rectifies AC power from a commercial power supply and supplies the rectified power to the light emitting unit, and stores output power of the power supply unit. a lighting device comprising the electric double layer capacitor, and a boosting circuit which boosts the charge which the commercial power is accumulated in the electric double layer capacitor during a power failure causing the LED to emit light is supplied to the light emitting unit, the booster circuit the minimum value of the input voltage operating as the lowest voltage with respect to the electric double layer capacitor, connecting a plurality of diodes such that the forward direction in series to the power supply direction to the booster circuit, the electric double layer when supplying a charge to the boost circuit from the capacitor, the voltage is divided across the series-connected plurality of diodes is set to be above the minimum voltage And it features.
上記構成によれば、電気二重層コンデンサに充電されている電荷を昇圧回路に入力する際に、電気二重層コンデンサに直列に接続したダイオードの順方向電圧(Vf)分が電気二重層コンデンサの電圧をかさ上げして、電気二重層コンデンサの電圧がゼロに近づいても電気二重層コンデンサから昇圧回路に電力を供給し続けることができる。 According to the above configuration, when the electric charge charged in the electric double layer capacitor is input to the booster circuit, the forward voltage (Vf) of the diode connected in series with the electric double layer capacitor is equal to the voltage of the electric double layer capacitor. And the electric double layer capacitor can continue to supply power to the booster circuit even when the voltage of the electric double layer capacitor approaches zero.
なお、上記電気二重層コンデンサは1個であると、コンデンサの設置スペースを可及的に小さくすることができる。 If the number of the electric double layer capacitors is one, the installation space for the capacitors can be made as small as possible.
また、上記ダイオードは複数のダイオードが直列に接続されていることにより、ダイオードの個数を適宜選択することによって、電気二重層コンデンサに対するかさ上げ量を調節するようにした。 Further, the diode has a plurality of diodes by being connected in series, by appropriately selecting the number of diodes, and so as to adjust the raising amount for the electric double layer capacitor.
以上の説明から明らかなように、本発明は、電気二重層コンデンサに蓄えられている電力を停電発生時にほぼ全て使用することができるので、少ない個数の電気二重層コンデンサでLEDを長時間発光させ続けることができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, almost all of the power stored in the electric double layer capacitor can be used at the time of the occurrence of a power failure, so that the LED can emit light for a long time with a small number of electric double layer capacitors. You can continue.
図1を参照して、1は商用電源で有り、この商用電源1からの100ボルトの交流電力が電源部2に入力される。この電源部2は100ボルトの交流電力を、例えば30ボルトの直流電力に整流してLED発光部3に供給する。このLED発光部3内には直列に接続された複数個のLEDと、そのLEDの直列回路の電流値を制御する回路とが内蔵されており、電源部2から30ボルトの直流電力が入力されると、内蔵するLEDが所定の明るさで発光するように構成されている。
Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a commercial power supply, and 100 volt AC power from the commercial power supply 1 is input to a
上記商用電源1が停電した場合に、LED発光部3のLEDの点灯を継続させるため、電気二重層コンデンサ6が設けられている。そして、この電気二重層コンデンサ6を充電するために、上記電源部2から出力される30ボルトを所定の充電電圧に降圧するための降圧回路4を設けた。この降圧回路4は30ボルトの直流電力が入力されると、8ボルトの直流電力に変換して出力するように構成されている。
An electric double layer capacitor 6 is provided to keep the LED of the LED light emitting unit 3 turned on when the commercial power supply 1 is out of power. In order to charge the electric double layer capacitor 6, a step-
本実施の形態では、電気二重層コンデンサ6は1個のみを使用する。一般に電気二重層コンデンサの定格電圧は2.7ボルト程度であるので、電気二重層コンデンサ6を充電するために直接8ボルトを印加すると、電気二重層コンデンサ6は破損する。そこで、充電時に順方向になるように複数のダイオード71を電気二重層コンデンサ6に対して直列に接続した。
In the present embodiment, only one electric double layer capacitor 6 is used. Generally, the rated voltage of the electric double layer capacitor is about 2.7 volts. Therefore, if 8 volts is applied directly to charge the electric double layer capacitor 6, the electric double layer capacitor 6 will be damaged. Therefore, a plurality of
ダイオード1個の順方向電圧(Vf)は0.6ボルト程度であるので、ダイオード71を9個のダイオードで構成すると、ダイオード71全体の順方向電圧は5.4ボルトになり、降圧回路4から8ボルトの電圧が出力されても、電気二重層コンデンサ6には2.6ボルトしか印加されない。そのため、電気二重層コンデンサ6は破損することがない。
Since the forward voltage (Vf) of one diode is about 0.6 volt, if the
次に、停電が発生すると、リレーやトランジスタ等の開閉素子からなるスイッチ51をオンにする。そして、電気二重層コンデンサ6に充電されている電荷を昇圧回路5で30ボルトに昇圧して、LED発光部3に供給する。その結果、商用電源1が停電してもLED発光部3は発光し続けることができる。
Next, when a power failure occurs, the switch 51 composed of a switching element such as a relay or a transistor is turned on. Then, the charge charged in the electric double layer capacitor 6 is boosted to 30 volts by the
但し、昇圧回路5は入力電圧が3ボルト以下になると作動を停止する。そのため、定格電圧が2.7ボルトの電気二重層コンデンサ1個を昇圧回路5の入力部に接続しても、昇圧回路5は作動しない。
However, the
そこで、昇圧回路5への電力供給方向に対して順方向になるようにダイオード72を直列に接続した。このダイオード72は上記ダイオード71と同じく9個のダイオードを直列に接続したもので構成すると、ダイオード72の順方向電圧は上記と同様に5.4ボルトになり、電気二重層コンデンサ6が放電して電気二重層コンデンサ6の電圧が低下していっても、電気二重層コンデンサ6に充電された電荷のほとんどが昇圧回路5に流れ電気二重層コンデンサ6の電圧がほとんど0ボルトになっても、昇圧回路5には5.4ボルトの入力が確保されることになる。そのため、電気二重層コンデンサ6に充電された電荷は残すことなくほとんど全てを昇圧回路5に流すことができる。
Therefore, the
なお、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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
1 商用電源
2 電源部
3 発光部
4 降圧回路
5 昇圧回路
6 電気二重層コンデンサ
51 スイッチ
71 ダイオード
72 ダイオード
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