JP7149558B2 - 点灯装置、非常用照明装置、及び非常用照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、一般に点灯装置、非常用照明装置、及び非常用照明器具に関する。

従来、リチウム二次電池を備えた防災照明器具がある（例えば、特許文献１参照）。防災用照明器具は、災害などによる停電時に、リチウム二次電池に蓄えた電力により光源を点灯させる。

特開２０１０－２６７６０５号公報

一般に、非常用照明装置（防災照明器具など）は蓄電池を備えており、停電時には蓄電池に蓄えられた電力によって光源を点灯させる。しかし、蓄電池は、放電し続けると転極を生じることがある。転極が生じた蓄電池は、非常用照明装置に不具合を生じさせる可能性がある。

本発明の目的は、蓄電池の転極による不具合を低減させることができる点灯装置、非常用照明装置、及び非常用照明器具を提供することにある。

本発明の一態様に係る点灯装置は、充電回路と、電源回路と、状態判定部と、を備える。前記充電回路は、商用電力を入力されて蓄電池を充電する。前記電源回路は、前記商用電力が停電した場合に前記蓄電池の蓄電電力によって光源を点灯させる。前記状態判定部は、前記蓄電池に転極が生じているか否かを判定する。そして、前記電源回路は、前記転極が生じていると前記状態判定部が判定した場合、前記蓄電池の放電電流を減少させる。前記状態判定部は、前記蓄電池の電圧値が第１所定値以下、かつ前記第１所定値より小さい第２所定値以上の範囲内に所定時間以上収まっている場合に、前記転極が生じていると判定する。
本発明の一態様に係る点灯装置は、充電回路と、電源回路と、状態判定部と、を備える。前記充電回路は、商用電力を入力されて蓄電池を充電する。前記電源回路は、前記商用電力が停電した場合に前記蓄電池の蓄電電力によって光源を点灯させる。前記状態判定部は、前記蓄電池に転極が生じているか否かを判定する。そして、前記電源回路は、前記転極が生じていると前記状態判定部が判定した場合、前記蓄電池の放電電流を減少させる。前記蓄電池は、前記蓄電池の正極容量が消耗することで第１転極を生じ、前記蓄電池の負極容量が消耗することで第２転極を生じる。前記状態判定部は、前記蓄電池の電圧値に基づいて前記第１転極及び前記第２転極のそれぞれが発生したか否かを判定し、前記第１転極及び前記第２転極が生じた場合に前記転極が生じていると判定する。
本発明の一態様に係る点灯装置は、充電回路と、電源回路と、状態判定部と、を備える。前記充電回路は、商用電力を入力されて蓄電池を充電する。前記電源回路は、前記商用電力が停電した場合に前記蓄電池の蓄電電力によって光源を点灯させる。前記状態判定部は、前記蓄電池に転極が生じているか否かを判定する。そして、前記電源回路は、前記転極が生じていると前記状態判定部が判定した場合、前記蓄電池の放電電流を減少させる。前記蓄電池は、前記蓄電池の正極容量が消耗することで第１転極を生じ、前記蓄電池の負極容量が消耗することで第２転極を生じる。前記状態判定部は、前記蓄電池の電圧値に基づいて前記第２転極が発生したか否かを判定し、前記第２転極が生じた場合に前記転極が生じていると判定する。

本発明の一態様に係る非常用照明装置は、上述の点灯装置と、前記点灯装置の出力によって点灯する光源と、前記点灯装置に前記光源を点灯させるための電力を供給する蓄電池と、を備える。

本発明の一態様に係る非常用照明器具は、上述の非常用照明装置と、前記非常用照明装置が取り付けられる筐体と、を備える。

以上説明したように、本発明は、蓄電池の転極による不具合を低減させることができるという効果がある。

図１は、実施形態の点灯装置を備える非常用照明装置の構成を示すブロック図である。 図２は、同上の検出電圧値［Ｖｓ］の時間変化を示すグラフである。 図３は、同上の非常用照明器具の構成を示す斜視図である。

以下の実施形態は、一般に点灯装置、非常用照明装置、及び非常用照明器具に関する。より詳細に、以下の実施形態は、蓄電池によって光源を点灯させる点灯装置、非常用照明装置、及び非常用照明器具に関する。

図１は、本実施形態の非常用照明装置Ａ１の構成を示す。非常用照明装置Ａ１は、点灯装置１と、蓄電池２と、光源３とを備える。

光源３は、複数の固体発光素子を有する。例えば、光源３は、複数の固体発光素子として複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が直列接続されたＬＥＤアレイを有している。なお、光源３は、固体発光素子としてＬＥＤを有する構成に限らない。光源３は、例えば、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、または半導体レーザダイオード（Laser Diode、LD）などの他の固体発光素子を有していてもよい。

点灯装置１は、充電回路１１と、電源回路１２と、停電検出回路１３とを備える。

充電回路１１は、ＡＣ／ＤＣコンバータで構成され、蓄電池２を充電する。充電回路１１は、電力会社が管理する電力系統などの外部電源９から商用電圧（商用電力）を供給される。充電回路１１は、蓄電池２の蓄電状態を制御する充電機能を有しており、蓄電池２の充電時には、商用電圧を直流電圧に変換して直流電圧を出力する。充電回路１１が出力する直流電圧は、蓄電池２に印加され、蓄電池２を充電する。そして、充電回路１１は、外部電源９の通電時に、蓄電池２のＳＯＣ（State Of Charge）を所定の目標値に制御する。なお、蓄電池２に蓄電されている電力（蓄電池２の残容量）を蓄電電力と呼ぶ。

蓄電池２は、ニッケル水素電池、またはニッケルカドミウム電池（ニッカド電池）であることが好ましい。蓄電池２は、複数の電池セル２１が直列接続されており、互いに隣り合う電池セル２１のうち、一方の電池セル２１の正極が他方の電池セル２１の負極に電気的に接続する。そして、複数の電池セル２１の各電圧（セル電圧）の和が、蓄電池２の両端電圧（電池電圧Ｖ１）になる。なお、蓄電池２は、直列接続された複数の電池セル２１を有する二次電池であればよく、特定の種類に限定されない。

電源回路１２は、電力変換回路１２１と、制御回路１２２と、電圧検出回路１２３と、スイッチ素子１２４とを有する。

電力変換回路１２１には電池電圧Ｖ１が入力され、電力変換回路１２１の出力端間には光源３が接続されている。電力変換回路１２１は、蓄電池２の蓄電電力を電源として、光源３に点灯電流Ｉｏを供給する電力変換機能を有する。そして、電力変換回路１２１は、ＩＣ（Integrated Circuit）で構成された照明制御回路１２ａを備えている。照明制御回路１２ａは、電力変換回路１２１が有するトランジスタなどの能動素子を制御することで、電力変換機能の実行及び停止を切り替えることができる。電力変換回路１２１の電力変換機能が実行されている場合、点灯電流Ｉｏの値が目標値に近付くように点灯電流Ｉｏは制御され、光源３が点灯する。また、電力変換回路１２１の電力変換機能が停止すると、点灯電流Ｉｏの値が０になり、光源３は消灯する。

制御回路１２２は、マイクロコンピュータ１２ｂ、及びマイクロコンピュータ１２ｂの周辺回路を備える。マイクロコンピュータ１２ｂの周辺回路は、マイクロコンピュータ１２ｂの入力ポート及び出力ポートなどに接続したインタフェース回路、電源ＩＣなどである。マイクロコンピュータ１２ｂは、照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の実行及び停止を指示する。

電圧検出回路１２３は、電池電圧Ｖ１を検出する機能を有する。具体的に、電圧検出回路１２３は、抵抗１２３ａ，１２３ｂの直列回路を具備する。抵抗１２３ａ，１２３ｂの直列回路は、蓄電池２の両端間に接続されており、電池電圧Ｖ１を分圧する。抵抗１２３ａがハイサイド側に接続され、抵抗１２３ｂがローサイド側に接続されており、抵抗１２３ｂの両端電圧が、電池電圧Ｖ１の検出値を示す検出電圧Ｖｓとして、制御回路１２２に入力される。検出電圧Ｖｓの値［Ｖｓ］（以降、検出電圧値［Ｖｓ］とする）は、電池電圧Ｖ１の値に比例する。

スイッチ素子１２４は、ＰＮＰ型のジャンクショントランジスタであり、スイッチ素子１２４のエミッタが蓄電池２の正極に接続され、スイッチ素子１２４のコレクタが制御回路１２２に接続される。スイッチ素子１２４のベースは、制御回路１２２に接続されており、スイッチ素子１２４は、制御回路１２２によってオンまたはオフされる。

停電検出回路１３は、外部電源９の停電を検出する停電検出機能を有する。本実施形態の停電検出回路１３は、外部電源９の電圧を監視しており、外部電源９の電圧の値が所定値以下に低下した場合に、外部電源９の停電を検出する。停電検出回路１３は、外部電源９の停電を検出すると、制御回路１２２へ停電検出信号を出力する。

マイクロコンピュータ１２ｂは、停電検出信号の有無を監視する。停電検出回路１３が停電検出信号を出力していない場合、マイクロコンピュータ１２ｂは、照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の停止を指示する。すなわち、外部電源９の通電時には、点灯電流Ｉｏの値が０になり、光源３は消灯する。一方、停電検出回路１３が停電検出信号を出力している場合、マイクロコンピュータ１２ｂは、照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の実行を指示する。すなわち、外部電源９の停電時には、点灯電流Ｉｏの値が目標値に近付くように制御され、光源３は点灯する。

このように、電力変換回路１２１は、外部電源９の停電時に、蓄電池２の蓄電電力を電源として、光源３に点灯電流Ｉｏを供給する。

外部電源９が停電し、電力変換回路１２１が電力変換機能を実行して光源３を点灯させているとき、外部電源９の停電によって蓄電池２は充電されないので、蓄電池２の残容量は減少し続ける。そして、検出電圧値［Ｖｓ］は、図２に示すように時間経過に伴って低下する。そして、マイクロコンピュータ１２ｂは、検出電圧値［Ｖｓ］を監視しており、検出電圧値［Ｖｓ］に基づいて、蓄電池２の放電制御を行う。

具体的に、マイクロコンピュータ１２ｂは、コンピュータシステムであり、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。そして、メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、マイクロコンピュータ１２ｂが放電制御部１２ｃ、及び状態判定部１２ｄの各機能を有するように構成されており、本実施形態における蓄電池２の放電制御機能が実現される。

状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］に基づいて、蓄電池２の状態を判定する。

放電制御部１２ｃが照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の実行を指示することで、蓄電池２から電力変換回路１２１へ負荷電力が供給される。また、放電制御部１２ｃが照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の停止を指示することで、蓄電池２から電力変換回路１２１への負荷電力の供給が停止する。

さらに、放電制御部１２ｃがスイッチ素子１２４をオンすることで、蓄電池２から制御回路１２２に制御電力が供給される。また、放電制御部１２ｃがスイッチ素子１２４をオフすることで、蓄電池２から制御回路１２２の制御電力の供給が停止する。

ここで、マイクロコンピュータ１２ｂは、検出電圧Ｖｓを動作電源としており、スイッチ素子１２４のオン、オフに関わらず、検出電圧Ｖｓが動作電圧以上であれば動作可能に構成されている。一方、制御回路１２２のマイクロコンピュータ１２ｂの周辺回路は、スイッチ素子１２４を介して入力される電池電圧Ｖ１を動作電源としており、スイッチ素子１２４がオンしていれば動作し、スイッチ素子１２４がオフしていれば動作しないように構成されている。

図２では、時間ｔ０以前は、外部電源９が通電しており、放電制御部１２ｃは、照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の停止を指示し、スイッチ素子１２４をオンしている。そして、時間ｔ０に外部電源９が停電すると、放電制御部１２ｃは、照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の実行を指示し、スイッチ素子１２４を引き続きオンする。

そして、時間ｔ０以降（外部電源９が停電している期間）、放電制御部１２ｃは、状態判定部１２ｄによる蓄電池２の状態の判定結果（状態判定結果）に基づいて、蓄電池２の放電モードを切り替える。

第１放電モードは、蓄電池２が、電力変換回路１２１へ負荷電力を供給し、かつ制御回路１２２に制御電力を供給する放電モードである。放電制御部１２ｃは、照明制御回路１２ａに電力変換機能の実行を指示し、スイッチ素子１２４をオンすることで、蓄電池２の放電モードを第１放電モードに設定する。第１放電モードでは、マイクロコンピュータ１２ｂ、及びマイクロコンピュータ１２ｂの周辺回路がそれぞれ動作し、光源３が点灯する。

第２放電モードは、蓄電池２が、電力変換回路１２１へ負荷電力を供給せず、制御回路１２２に制御電力を供給する放電モードである。放電制御部１２ｃは、照明制御回路１２ａに電力変換機能の停止を指示し、スイッチ素子１２４をオンすることで、蓄電池２の放電モードを第２放電モードに設定する。第２放電モードでは、マイクロコンピュータ１２ｂ、及びマイクロコンピュータ１２ｂの周辺回路はそれぞれ動作するが、光源３は消灯する。

時間ｔ０に電力変換回路１２１が電力変換機能を実行すると、光源３が点灯する。そして、光源３が点灯してから暫くの間、検出電圧値［Ｖｓ］は、蓄電池２の定格電圧値に対応する定格電圧値［Ｖａ１］を維持する。蓄電池２の定格電圧値は、電池セル２１の定格電圧値（例えば１．２Ｖ）に、電池セル２１の直列接続数を掛けた値である。このとき、蓄電池２の放電モードは、電力変換回路１２１へ負荷電力を供給し、制御回路１２２に制御電力を供給する第１放電モードになる。第１放電モードの蓄電池２は、負荷電力及び制御電力の両方を供給するので、蓄電池２の放電電流Ｉ１（図１参照）は比較的大きくなり、蓄電池２の残容量が次第に減少する。蓄電池２の残容量が少なくなると、検出電圧値［Ｖｓ］は低下し始める。

マイクロコンピュータ１２ｂは、過放電検出閾値［Ｖａ２］のデータを予め記憶しており、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］が過放電検出閾値［Ｖａ２］にまで低下すると、蓄電池２の状態が過放電状態であると判定する。状態判定部１２ｄは、蓄電池２の状態が過放電状態であると判定すると、放電制御部１２ｃに対して過放電通知を行う。放電制御部１２ｃは、過放電通知が行われた場合、照明制御回路１２ａに対して電力変換機能の停止を指示することで、蓄電池２の放電モードを第１放電モードから第２放電モードに切り替える。照明制御回路１２ａが電力変換回路１２１の電力変換機能を停止させると、負荷電力は０（または略０）になる（時間ｔ１）。以降、蓄電池２の放電モードは、電力変換回路１２１へ負荷電力を供給せず、制御回路１２２に制御電力を供給する第２放電モードになる。第２放電モードの蓄電池２は、制御電力のみを供給するので、放電電流Ｉ１は比較的小さくなり、検出電圧値［Ｖｓ］が低下する傾きは、時間ｔ１の直前に比べて小さくなる。

しかし、外部電源９の停電時に蓄電池２は充電されないので、蓄電池２は放電し続け、蓄電池２の残容量は減少し続ける。蓄電池２は、複数の電池セル２１が直列接続されており、複数の電池セル２１は、理想的には互いに容量が同じになる。しかし、実際は、複数の電池セル２１の各間には個体差があり、複数の電池セル２１の各容量は互いにばらついている。この場合、他の電池セル２１に比べて容量が小さい電池セル２１では、他の電池セル２１に比べて残容量が早いタイミングで消耗し（早いタイミングでなくなり）、極性が反転する転極が生じる。転極が生じた電池セル２１は、他の電池セル２１によって逆極性になるように充電される。なお、以降の説明では、転極した電池セル２１を有する蓄電池２を、転極が生じている蓄電池２とする。

図２では、蓄電池２の放電モードが第１放電モードから第２放電モードに切り替わった時間ｔ１以降も、検出電圧値［Ｖｓ］は徐々に低下し続ける。そして、他の電池セル２１に比べて容量が小さい電池セル２１では、他の電池セル２１に比べて正極容量が早いタイミングで消耗し、極性が反転する第１転極が生じる。

図２では、検出電圧値［Ｖｓ］が第１移行電圧値［Ｖａ３］にまで低下すると、蓄電池２の状態が過放電状態から第１転極状態に移行し始める（時間ｔ２）。時間ｔ２に検出電圧値［Ｖｓ］は急激に低下し始め、時間ｔ２以降に検出電圧値［Ｖｓ］が低下する傾きは、時間ｔ２の直前の傾きに比べて大きくなる。この検出電圧値［Ｖｓ］の急激な低下は、検出電圧値［Ｖｓ］が第１転極電圧値［Ｖａ４］に低下するまで続く（時間ｔ３）。そして、時間ｔ３以降に検出電圧値［Ｖｓ］が低下する傾きは、時間ｔ３の直前の傾きに比べて小さくなる。

そして、時間ｔ３以降も蓄電池２の放電モードが第２放電モードであれば、検出電圧値［Ｖｓ］は徐々に低下し続ける。そして、他の電池セル２１に比べて容量が小さい電池セル２１では、他の電池セル２１に比べて負極容量が早いタイミングで消耗し、さらに逆極性に充電される第２転極が生じる。

図２では、検出電圧値［Ｖｓ］が第２移行電圧値［Ｖａ５］にまで低下すると、蓄電池２の状態が第１転極状態から第２転極状態に移行し始める（時間ｔ４）。時間ｔ４に検出電圧値［Ｖｓ］は急激に低下し始め、時間ｔ４以降に検出電圧値［Ｖｓ］が低下する傾きは、時間ｔ４の直前の傾きに比べて大きくなる。この検出電圧値［Ｖｓ］の急激な低下は、検出電圧値［Ｖｓ］が第２転極電圧値［Ｖａ６］に低下するまで続く（時間ｔ５）。そして、時間ｔ５以降に検出電圧値［Ｖｓ］が低下する傾きは、時間ｔ５の直前の傾きに比べて小さくなる。

なお、上述の説明において、［Ｖａ１］，［Ｖａ２］，［Ｖａ３］，［Ｖａ４］，［Ｖａ５］，［Ｖａ６］の関係は、［Ｖａ１］＞［Ｖａ２］＞［Ｖａ３］＞［Ｖａ４］＞［Ｖａ５］＞［Ｖａ６］になる。また、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５の関係は、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５になる。

上述の転極が生じた蓄電池２は、非常用照明装置Ａ１または点灯装置１に不具合を生じさせる可能性がある。例えば、転極が生じた蓄電池２は寿命が短くなり、さらに転極が生じた蓄電池２から内容物が漏れることもある。また、転極が生じた蓄電池２から水素などのガスが発生することもある。

そこで、本実施形態の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを判定し、蓄電池２に転極が生じた場合には、蓄電池２の放電モードを第２放電モードから第３放電モードに切り替えて、蓄電池２の放電電流Ｉ１をさらに低減させる。この結果、点灯装置１は、蓄電池２の転極の過度の進行を抑制でき、蓄電池２の転極による不具合を低減させることができる。

本実施形態では、状態判定部１２ｄが、検出電圧値［Ｖｓ］に基づいて、蓄電池２に転極が生じているか否かを判定する。状態判定部１２ｄは、第１転極及び第２転極の少なくとも一方が生じている場合に、蓄電池２に転極が生じていると判定する。そして、状態判定部１２ｄが蓄電池２に転極が生じていると判定した場合、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。第３放電モードは、蓄電池２が、電力変換回路１２１へ負荷電力を供給せず、制御回路１２２に制御電力を供給しない放電モードである。放電制御部１２ｃは、照明制御回路１２ａに電力変換機能の停止を指示し、スイッチ素子１２４をオフすることで、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。第３放電モードでは、マイクロコンピュータ１２ｂは動作するが、マイクロコンピュータ１２ｂの周辺回路は動作せず、光源３は消灯する。

第３放電モードでは、蓄電池２が、電力変換回路１２１へ負荷電力を供給せず、制御回路１２２に制御電力を供給しないので、蓄電池２の放電電流Ｉ１を第２放電モードに比べてさらに減少させることができる。したがって、点灯装置１は、蓄電池２の転極の過度の進行を抑制でき、蓄電池２の転極による不具合を低減させることができる。

以下、状態判定部１２ｄによる転極の判定方法について説明する。

（第１判定方法）
状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］が所定値以下になった場合に、転極が生じていると判定する。

例えば、マイクロコンピュータ１２ｂは、第１転極検出閾値［Ｖｂ１］（所定値）のデータを予め記憶している。第１転極検出閾値［Ｖｂ１］は、第１転極電圧値［Ｖａ４］以上、第１移行電圧値［Ｖａ３］未満に設定される（図２）。そして、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］が第１転極検出閾値［Ｖｂ１］にまで低下すると、蓄電池２に第１転極が生じていると判定する。状態判定部１２ｄが蓄電池２に第１転極が生じていると判定すると、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。

また、マイクロコンピュータ１２ｂは、第２転極検出閾値［Ｖｂ２］（所定値）のデータを予め記憶していてもよい。第２転極検出閾値［Ｖｂ２］は、第２転極電圧値［Ｖａ６］以上、第２移行電圧値［Ｖａ５］未満に設定される（図２）。そして、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］が第２転極検出閾値［Ｖｂ２］にまで低下すると、蓄電池２に第２転極が生じていると判定する。状態判定部１２ｄが蓄電池２に第２転極が生じていると判定すると、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。

（第２判定方法）
状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］の所定時間当たりの変動値が所定値以上になった場合に、転極が生じていると判定する。

検出電圧値［Ｖｓ］の所定時間当たりの低下値の絶対値｜ｄＶｓ／ｄｔ｜を低下傾き値（変動値）とする。この場合、図２に示す時間ｔ１～ｔ２の期間における低下傾き値［ΔＶｓ１］と、時間ｔ２～ｔ３の期間における低下傾き値［ΔＶｓ２］との関係は、［ΔＶｓ２］＞［ΔＶｓ１］になる。

そこで、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］の低下傾き値を周期的に求める。そして、マイクロコンピュータ１２ｂは、傾き閾値［ΔＶｃ１］（所定値）のデータを予め記憶している。傾き閾値［ΔＶｃ１］は、低下傾き値［ΔＶｓ１］以上、低下傾き値［ΔＶｓ２］未満に設定される（図２）。状態判定部１２ｄは、求めた低下傾き値が傾き閾値［ΔＶｃ１］以上になると、第１転極が生じていると判定する。状態判定部１２ｄが蓄電池２に第１転極が生じていると判定すると、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。

（第３判定方法）
状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］が第１所定値以下、かつ第１所定値より小さい第２所定値以上の範囲内に所定時間以上収まっている場合に、転極が生じていると判定する。

例えば、マイクロコンピュータ１２ｂは、上述の第１判定方法の第１転極検出閾値［Ｖｂ１］（第１所定値）のデータ、及び第２転極検出閾値［Ｖｂ２］（第２所定値）のデータを予め記憶していている。

そして、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］が、第１転極検出閾値［Ｖｂ１］以下、かつ第２転極検出閾値［Ｖｂ２］以上の範囲内に所定時間以上収まっている場合に、第１転極が生じていると判定する。状態判定部１２ｄが蓄電池２に第１転極が生じていると判定すると、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。

（第４判定方法）
状態判定部１２ｄは、第１転極及び第２転極が発生した場合に、転極が生じていると判定する。

検出電圧値［Ｖｓ］の所定時間当たりの低下値の絶対値｜ｄＶｓ／ｄｔ｜を低下傾き値とする。この場合、図２に示す時間ｔ１～ｔ２の期間における低下傾き値［ΔＶｓ１］と、時間ｔ２～ｔ３の期間における低下傾き値［ΔＶｓ２］との関係は、［ΔＶｓ２］＞［ΔＶｓ１］になる。また、時間ｔ２～ｔ３の期間における低下傾き値［ΔＶｓ２］と、時間ｔ３～ｔ４の期間における低下傾き値［ΔＶｓ３］との関係は、［ΔＶｓ２］＞［ΔＶｓ３］になる。

そこで、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の放電モードが第２放電モードから第１放電モードに切り替わった直後の検出電圧値［Ｖｓ］の低下傾き値を、低下傾き値［ΔＶｓ１］として求める。以降、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］の低下傾き値を周期的に求める。そして、状態判定部１２ｄは、求めた低下傾き値が低下傾き値［ΔＶｓ１］より所定値以上大きくなると、求めた低下傾き値の最大値を低下傾き値［ΔＶｓ２］として求める。その後、状態判定部１２ｄは、求めた低下傾き値が低下傾き値［ΔＶｓ２］より所定値以上小さくなると、第１転極が生じていると判定する。

次に、第２転極が生じているか否かを状態判定部１２ｄが判定する方法について説明する。

図２に示す時間ｔ３～ｔ４の期間における低下傾き値［ΔＶｓ３］と、時間ｔ４～ｔ５の期間における低下傾き値［ΔＶｓ４］との関係は、［ΔＶｓ４］＞［ΔＶｓ３］になる。また、時間ｔ４～ｔ５の期間における低下傾き値［ΔＶｓ４］と、時間ｔ５～の期間における低下傾き値［ΔＶｓ５］との関係は、［ΔＶｓ４］＞［ΔＶｓ５］になる。

そこで、状態判定部１２ｄは、上述のように第１転極が生じていると判定した直後の検出電圧値［Ｖｓ］の低下傾き値を、低下傾き値［ΔＶｓ３］として求める。以降、状態判定部１２ｄは、検出電圧値［Ｖｓ］の低下傾き値を周期的に求める。そして、状態判定部１２ｄは、求めた低下傾き値が低下傾き値［ΔＶｓ３］より所定値以上大きくなると、求めた低下傾き値の最大値を低下傾き値［ΔＶｓ４］として求める。その後、状態判定部１２ｄは、求めた低下傾き値が低下傾き値［ΔＶｓ４］より所定値以上小さくなると、第２転極が生じていると判定する。

そして、状態判定部１２ｄが蓄電池２に第１転極が生じていると判定し、さらに第２転極が生じていると判定すると、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。

また、放電制御部１２ｃは、状態判定部１２ｄが蓄電池２の第１転極及び第２転極のうち第２転極が生じていると判定した場合に、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定してもよい。

（第５判定方法）
状態判定部１２ｄは、蓄電池２の放電電流Ｉ１（図１参照）の値に基づいて、蓄電池２に転極が生じているか否かを判定してもよい。

蓄電池２に転極が生じると、電池電圧Ｖ１の値は、転極が生じる前に比べて低下する（図２参照）。この結果、蓄電池２に転極が生じると、蓄電池２の放電電流Ｉ１の値は、転極が生じる前に比べて増加する。そこで、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の放電電流Ｉ１の値が所定値以上になった場合に、転極（第１転極または第２転極）が生じていると判定することができる。

また、図２の時間ｔ２～ｔ３の期間では、電池電圧Ｖ１の所定時間当たりの低下値は、時間ｔ２の直前に比べて大きくなっている。この結果、時間ｔ２～ｔ３の期間では、放電電流Ｉ１の所定時間当たりの増大値は、時間ｔ２の直前に比べて大きくなっている。そこで、状態判定部１２ｄは、放電電流Ｉ１の所定時間当たりの増大値が所定値以上になった場合に、第１転極が生じていると判定してもよい。

そして、状態判定部１２ｄが蓄電池２に転極が生じていると判定すると、放電制御部１２ｃは、蓄電池２の放電モードを第３放電モードに設定する。

（第６判定方法）
状態判定部１２ｄは、直列接続された複数の電池セル２１のうち少なくとも１つの電池セル２１の電圧値（セル電圧値）に基づいて、転極が生じているか否かを判定してもよい。

蓄電池２は、複数の電池セル２１が直列接続されており、複数の電池セル２１のうち１つ以上の電池セル２１が転極を生じることで、蓄電池２に転極が生じる。そこで、点灯装置１は複数の電池セル２１のそれぞれのセル電圧値を検出してもよい。この場合、状態判定部１２ｄは、上述の第１～第４判定方法のいずれかと同様の方法によって、それぞれのセル電圧値に基づいて複数の電池セル２１のそれぞれに転極が生じているか否かを判定する。そして、状態判定部１２ｄは、少なくとも１つの電池セル２１に転極が生じれば、蓄電池２に転極が生じていると判定する。

また、状態判定部１２ｄは、複数の電池セル２１のうち特定の電池セル２１についてのみ、転極が生じているか否かを判定してもよい。

蓄電池２では、複数の電池セル２１が直列接続されている。そして、上述の第１判定方法～第５判定方法は、１つ以上の電池セル２１の転極による電池電圧Ｖ１の低下、または１つ以上の電池セル２１の転極による放電電流Ｉ１の増加を検出して、蓄電池２に転極が生じているか否かを判定する。

しかし、第６判定方法では、電池セル２１のそれぞれのセル電圧値に基づいて蓄電池２に転極が生じているか否かを判定するので、蓄電池２に転極が生じているか否かをより確実に判定することができる。

また、状態判定部１２ｄは、複数の電池セル２１のうち１つ以上の電池セル２１のセル電圧値が負値になった場合に、当該電池セル２１に転極が生じていると判定してもよい。セル電圧値が負値になるとは、電池セル２１の負極の電位が電池セル２１の正極の電位よりも高くなった状態のことである。

（非常用照明器具）
以下、図３を用いて、非常用照明装置Ａ１を具備する非常用照明器具Ｂ１の構成例について説明する。本実施形態の非常用照明器具Ｂ１は、例えば、天井材や壁材などの造営材に取り付けられており、停電時に避難用の通路などに照明光を照射する。

非常用照明器具Ｂ１は、有底円筒状の筐体５を備えており、筐体５には、非常用照明装置Ａ１が収納されている。すなわち、点灯装置１、蓄電池２、及び光源３は、筐体５に収納されており、光源３は、筐体５の底面から外部に照明光を照射する。

（まとめ）
上述の実施形態に係る第１の態様の点灯装置１は、充電回路１１と、電源回路１２と、状態判定部１２ｄと、を備える。充電回路１１は、商用電力を入力されて蓄電池２を充電する。電源回路１２は、商用電力が停電した場合に蓄電池２の蓄電電力によって光源３を点灯させる。状態判定部１２ｄは、蓄電池２に転極が生じているか否かを判定する。そして、電源回路１２は、転極が生じていると状態判定部１２ｄが判定した場合、蓄電池２の放電電流Ｉ１を減少させる。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを判定し、蓄電池２に転極が生じた場合には、蓄電池２の放電電流Ｉ１を減少させる。この結果、点灯装置１は、蓄電池２の転極の過度の進行を抑制でき、蓄電池２の転極による不具合を低減させることができる。

また、実施形態に係る第２の態様の点灯装置１では、第１の態様において、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の電圧値（電池電圧Ｖ１の値）が所定値以下になった場合に、転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第３の態様の点灯装置１では、第１の態様において、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の放電電流Ｉ１の値が所定値以上になった場合に、転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第４の態様の点灯装置１では、第１の態様において、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の電圧値（電池電圧Ｖ１の値）の所定時間当たりの変動値が所定値以上になった場合に、転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第５の態様の点灯装置１では、第１の態様において、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の放電電流Ｉ１の値の所定時間当たりの変動値が所定値以上になった場合に、転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第６の態様の点灯装置１では、第１の態様において、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の電圧値（電池電圧Ｖ１の値）が第１所定値以下、かつ第１所定値より小さい第２所定値以上の範囲内に所定時間以上収まっている場合に、転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第７の態様の点灯装置１では、第２、第４、第６の態様のいずれか一つにおいて、蓄電池２は、直列接続された複数の電池セル２１を有する。そして、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の電圧値（電池電圧Ｖ１の値）として、複数の電池セル２１のうち少なくとも１つの電池セル２１の電圧値（セル電圧値）に基づいて、転極が生じているか否かを判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２を構成する電池セル２１に転極が生じたか否かを判定可能に構成される。

また、実施形態に係る第８の態様の点灯装置１では、第７の態様において、転極は、電池セル２１の負極の電位が電池セル２１の正極の電位よりも高くなった状態であることが好ましい。

上述の点灯装置１は、電池セル２１の転極を確実に検出できる。

また、実施形態に係る第９の態様の点灯装置１では、第１の態様において、蓄電池２は、蓄電池２の正極容量が消耗することで第１転極を生じ、蓄電池２の負極容量が消耗することで第２転極を生じる。そして、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の電圧値（電池電圧Ｖ１の値）に基づいて第１転極及び第２転極のそれぞれが発生したか否かを判定し、第１転極及び第２転極が生じた場合に転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第１０の態様の点灯装置１では、第１の態様において、蓄電池２は、蓄電池２の正極容量が消耗することで第１転極を生じ、蓄電池２の負極容量が消耗することで第２転極を生じる。そして、状態判定部１２ｄは、蓄電池２の電圧値（電池電圧Ｖ１の値）に基づいて第２転極が発生したか否かを判定し、第２転極が生じた場合に転極が生じていると判定することが好ましい。

上述の点灯装置１は、蓄電池２に転極が生じたか否かを精度よく判定できる。

また、実施形態に係る第１１の態様の非常用照明装置Ａ１は、第１乃至第１０の態様のいずれか一つの点灯装置１と、点灯装置１の出力によって点灯する光源３と、点灯装置１に光源３を点灯させるための電力を供給する蓄電池２と、を備える。

上述の非常用照明装置Ａ１は、蓄電池２の転極の過度の進行を抑制でき、蓄電池２の転極による不具合を低減させることができる。

また、実施形態に係る第１２の態様の非常用照明器具Ｂ１は、第１１の態様の非常用照明装置Ａ１と、非常用照明装置Ａ１が取り付けられる筐体５と、を備える。

上述の非常用照明器具Ｂ１は、蓄電池２の転極の過度の進行を抑制でき、蓄電池２の転極による不具合を低減させることができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 点灯装置
１１ 充電回路
１２ 電源回路
１２ｄ 状態判定部
２ 蓄電池
２１ 電池セル
３ 光源
５ 筐体
Ａ１ 非常用照明装置
Ｂ１ 非常用照明器具
Ｉ１ 放電電流
Ｖ１ 電池電圧

Claims (7)

1. 商用電力を入力されて蓄電池を充電する充電回路と、
   前記商用電力が停電した場合に前記蓄電池の蓄電電力によって光源を点灯させる電源回路と、
   前記蓄電池に転極が生じているか否かを判定する状態判定部と、を備え、
   前記電源回路は、前記転極が生じていると前記状態判定部が判定した場合、前記蓄電池の放電電流を減少させ、
   前記状態判定部は、前記蓄電池の電圧値が第１所定値以下、かつ前記第１所定値より小さい第２所定値以上の範囲内に所定時間以上収まっている場合に、前記転極が生じていると判定する
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 商用電力を入力されて蓄電池を充電する充電回路と、
   前記商用電力が停電した場合に前記蓄電池の蓄電電力によって光源を点灯させる電源回路と、
   前記蓄電池に転極が生じているか否かを判定する状態判定部と、を備え、
   前記電源回路は、前記転極が生じていると前記状態判定部が判定した場合、前記蓄電池の放電電流を減少させ、
   前記蓄電池は、前記蓄電池の正極容量が消耗することで第１転極を生じ、前記蓄電池の負極容量が消耗することで第２転極を生じ、
   前記状態判定部は、前記蓄電池の電圧値に基づいて前記第１転極及び前記第２転極のそれぞれが発生したか否かを判定し、前記第１転極及び前記第２転極が生じた場合に前記転極が生じていると判定する
   ことを特徴とする点灯装置。
3. 商用電力を入力されて蓄電池を充電する充電回路と、
   前記商用電力が停電した場合に前記蓄電池の蓄電電力によって光源を点灯させる電源回路と、
   前記蓄電池に転極が生じているか否かを判定する状態判定部と、を備え、
   前記電源回路は、前記転極が生じていると前記状態判定部が判定した場合、前記蓄電池の放電電流を減少させ、
   前記蓄電池は、前記蓄電池の正極容量が消耗することで第１転極を生じ、前記蓄電池の負極容量が消耗することで第２転極を生じ、
   前記状態判定部は、前記蓄電池の電圧値に基づいて前記第２転極が発生したか否かを判定し、前記第２転極が生じた場合に前記転極が生じていると判定する
   ことを特徴とする点灯装置。
4. 前記蓄電池は、直列接続された複数の電池セルを有し、
   前記状態判定部は、前記蓄電池の前記電圧値として、前記複数の電池セルのうち少なくとも１つの電池セルの電圧値に基づいて、前記転極が生じているか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
5. 前記転極は、前記電池セルの負極の電位が前記電池セルの正極の電位よりも高くなった状態である
   ことを特徴とする請求項４記載の点灯装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の点灯装置と、
   前記点灯装置の出力によって点灯する光源と、
   前記点灯装置に前記光源を点灯させるための電力を供給する蓄電池と、を備える
   ことを特徴とする非常用照明装置。
7. 請求項６記載の非常用照明装置と、
   前記非常用照明装置が取り付けられる筐体と、を備える
   ことを特徴とする非常用照明器具。

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