JPH04196093A - 非常灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、商用電源の通電時には商用電源を電力供給源
とし、停電時には内蔵した電池を電力供給源として、商
用電源の通電時と停電時とにかかわらずランプを常時点
灯させるようにした非常灯に関するものである。

【従来の技術】

非常灯は、商用電源の通電時には商用電源を電力供給源
とし、商用電源の停電時には内蔵した電池を電力供給源
として蛍光灯などのランプを常時点灯させるように構成
されている。オフィスや公共施設においては、商用電源
の停電に伴って照明器具が消灯した場合の安全を確保す
るために、この種の非常灯の設置が義務づけられている
。 従来より提供されている非常灯としては、第３図に示す
ような構成のものがある。すなわち、商用電源ＡＣの通
電時には、商用電源ＡＣを整流平滑化する直流電源回路
１より出力される直流を電源として、第１のインバータ
回路８を動作させ、第１のインバータ回路８の出力高周
波により蛍光灯のような放電灯からなるランプＬを点灯
させるようにしている。直流電源回路１は、ダイオード
ブリッジなどからなる整流器Ｒｅと、整流器Ｒｅの出力
を平滑化するコンデンサＣ１とからなる。 また、商用電源ＡＣの停電時には、商用電源ＡＣの通電
時に商用電源ＡＣを降圧整流する充電回路９の出力によ
り充電された二次電池である電池Ｂを電源として、第２
のインバータ回路ＩＯを動作させ、第２のインバータ回
路１０の出力高周波によりランプＬを点灯させるように
している。商用電源ＡＣの通電状態はリレーＲｙにより
監視され、通電時と停電時とてリレーＲｙの接点ｒ１〜
ｒ４か切り換えられるようになっている。すなわち、リ
レーＲｙのコイルは商用電源ＡＣの両端間に接続され、
接点ｒ、は電池Ｂを充電回路９と第２のインバータ回路
１０とのいずれか一方に選択的に接続し、接点ｒ２〜ｒ
４はランプＬを第１のインバータ回路８と第２のインバ
ータ回路ｉｏとのいずれか一方に選択的に接続するよう
になっているのである。

【発明か解決しようとする課題】

上記構成では、商用電源ＡＣか停電したときに、リレー
Ｒｙの接点ｒ１〜ｒ４は瞬時に切り換わるが、直流電源
回路１のコンデンサＣＩの残留電荷によって第１のイン
バータ回路８は動作を継続しているから、接点ｒ２〜ｒ
４にアークが発生し、場合によっては接点ｒ２〜ｒ４が
溶着するという不都合が生じる。しかも、このようなア
ークが発生すると、接点ｒ２〜ｒ４の常開接点と常閉接
点との間が短絡して、いわゆる橋絡現象を引起し、第１
のインバータ回路８と第２のインバータ回路１０との双
方が動作状態であるときに電気的に接続されることにな
って、構成部品にスＩ・レスを与えることになり、破壊
につながるというおそれがある。また、通電時用の第１
のインバータ回路８と停電時用の第２のインバータ回路
１ｏとを設けているものであるから、回路構成か複雑で
あり、とくに、第１のインバータ回路８、充電回路９、
第２のインバータ回路１０のそれぞれにトランスＴ、〜
Ｔ５が必要であることから、大型であり高価になるとい
う問題がある。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、商
用電源の通電時と停電時との間で移行する際に、構成部
品か劣化したり破壊されたりする危険がなく、しかも構
成か簡単で小型になり、比較的安価である非常灯を提供
しようとするものてある。

【課題を解決するための手段】

本発明では、上記目的を達成するために、直流入力を昇
圧し一定電圧の直流を出力する昇圧回路と、昇圧回路の
出力を電源として駆動され高周波出力によりランプを点
灯させるインバータ回路と、商用電源を整流した直流を
出力する直流電源回路と、商用電源の通電状態を監視し
通電時には直流電源回路の出力を昇圧回路の電源とし、
停電時には内蔵した電池を昇圧回路の電源とする電源切
換回路とを具備しているのである。

【作用】

上記構成によれば、商用電源の通電時と停電時とて一つ
のインバータ回路を共用しているのであり、ランプに対
しては一つのインバータ回路が常時接続された状態にな
るから、従来のようにランプへの給電経路を２系統とし
てリレーの接点て切り換えるという構成か不要になり、
接点に生じるアークによる接点の溶着や、構成部品の劣
化、破壊か生しないのである。しかも、電源切換回路で
は通電時と停電時とて昇圧回路への電源を商用電源を整
流した直流出力にするか電池にするかを選択するだけで
あるから、機械的な接点を用いることなく、通電時と停
電時との動作を切り換えることができるのである。その
結果、機械的接点を用いることによって発生していたア
ークか生しないのであり、アークによる構成部品の劣化
や破壊を確実に防止できるのである。また、昇圧回路は
インバータ回路に比較すれば構成か簡単であり、トラン
スも不要であるから、２個のインバータ回路を用いてい
た従来構成に比較すれば、構成が簡単になるとともに小
型化され、かつ比較的安価に提供できるのである。さら
に、商用電源を整流して直流を得る直流電源回路とイン
バータ回路との間に直流入力を昇圧して一定電圧の直流
を出力する昇圧回路を設けているので、異なる電圧の商
用電源で使用したり、電源電圧の変動が大きい商用電源
で使用することもてきるのである。

【実施例】

（実施例１） 第１図に示すように、商用電源ＡＣは、直流電源回路１
により整流平滑化され、直流電源回路１から直流か出力
される。直流電源回路１は、ダイオードブリッジなどか
らなる余波整流用の整流器Ｒｅと、整流器Ｒｅの出力を
平滑化するコンデンサＣ０とからなる。 直流電源回路ｌの出力は昇圧回路３により昇圧される。 昇圧回路３は、昇圧型のスイッチングレギュレータ（い
わゆる、昇圧型チョッパ回路）であって、直流電源回路
ｌの出力端間に、チョークコイルＣＨ２とダイオードＤ
２とコンデンサＣ２との直列回路か接続され、チョーク
コイルＣＨ２とダイオードＤ２との接続点と、直流電源
回路ｌとコンデンサＣ２との接続点との間にトランジス
タＱ３とが接続され、トランジスタＱ３が制御回路３ａ
によりパルス幅制御されるように構成されている。すな
わち、トランジスタＱ３がオンである期間にチョークコ
イルＣＨ２に蓄積されたエネルギーか、トランジスタＱ
３かオフになるとダイオードＤ２を介して出力側に供給
されることにより、直流電源回路１からの入力電圧より
も高い出力電圧が得られるようになっているのである。 また、昇圧回路３の出力電圧は、抵抗Ｒｓ、Ｒ＋により
分圧されて制御回路５に入力され、昇圧回路３の出力電
圧が一定電圧に保たれるようにフィードバック制御され
る。 商用電源ＡＣの通電時には、直流電源回路１より出力さ
れる直流を昇圧回路３で昇圧した直流によりインバータ
回路２が作動する。 インバータ回路２は、一対のトランジスタＱ、。 Ｑ２や磁気漏洩型のトランスＴを備えてブシュプル型に
構成されている。すなわち、インバータ回路２に給電さ
れると、起動用の抵抗Ｒ１を介してｌ・ランジスタＱ、
にベース電流が流れ、トランジスタＱ１がオンになる。 トランジスタＱ１がオンになれば、直流電源回路１の出
力端間に、チョークコイルＣＨ，ｌ−ランスＴの１次巻
線ｎ１−ｌ−ランジスタＱ１という回路が形成されてト
ランスＴの１次巻線ｎ１に電流が流れ、２次巻線ｎ２に
誘起された電圧によってランプＬが点灯するのである。 その後、トランスＴの１次巻線ｎ１への電流が飽和する
とトランジスタＱ１かオフになり、帰還巻線ｎ、ｌに誘
起された電流によりトランジスタＱ２が順バイアスされ
てオンになり、２次巻線ｎ２には逆向きの電圧か誘起さ
れることになる。以後は同様にして、帰還巻線ｎ３に誘
起される電流の向きが交互に反転するから、トランジス
タＱ１゜Ｑ２が交互にオン、オフし、２次巻線ｎ２に高
周波出力か得られるように発振動作を行うのである。イ
ンバータ回路２か発振動作を行うと、２次巻線ｎ２に接
続されたランプＬに予熱電流が流れ、ランプＬが点灯す
る。また、発振動作中には、出力巻線ｎ４に誘起された
出力をダイオードＤ３で整流するとともにコンデンサＣ
３により平滑化し、抵抗Ｒ２、Ｒ３を介してトランジス
タＱ、、Ｑ２にバイアス電流を流すようになっている。 さらに、出力巻線ｎ４に誘起された出力をダイオードＤ
３およびコンデンサＣ３により整流平滑化した直流を、
限流用の抵抗Ｒ４を介して二次電池である電池Ｂに供給
し、商用電源ＡＣの通電時に電池Ｂか−８＝ 充電されるようにしである。 電池Ｂは、ダイオードＤ４を介して昇圧回路３に電源と
して接続されている。ここにおいて、電池Ｂの出力電圧
は直流電源回路ｌの出力電圧に比較して低い電圧に設定
されているから、商用電源ＡＣの通電時にはダイオード
Ｄ４は非導通状態であって、電池Ｂの出力は昇圧回路３
の電源にはならないのである。一方、商用電源ＡＣの停
電時には、直流電源回路１から出力が得られなくなるか
ら、ダイオードＤ４が導通し、電池Ｂの出力が昇圧回路
３に供給されるのである。すなわち、ダイオードＤ４は
商用電源ＡＣの通電時と停電時とて昇圧回路３への電源
を切り換える電源切換回路４として機能するのである。 以上の構成によれば、直流電源回路ｌと電池Ｂとか、昇
圧回路３に電力を供給するのであり、商用電源ＡＣの通
電時には直流電源回路ｌが昇圧回路３の電源となり、停
電時には電池Ｂが昇圧回路３の電源となるのである。イ
ンバータ回路２は、昇圧回路３により給電されるから、
商用電源ＡＣの通電時と停電時とで一つのインバータ回
路２によりランプＬを点灯させることがてきて回路構成
が簡単になるのである。また、通電時と停電時とで昇圧
回路３への電力供給源を切り換えるたけであるから、切
換用の機械的な接点が不要になるのである。なお、イン
バータ回路２には自励式のブシュプル型のものを用いて
いるか、トランジスタＱ、、Ｑ２を外部信号によってオ
ン、オフ制御する他励式のものでもよく、また、形式も
ブシュプル型以外に、ハーフブリッジ型、フルブリッジ
型などとのような構成としてもよいものである。 （実施例２） 実施例１では、商用電源ＡＣの通電時と停電時とて昇圧
回路３の出力電圧が一定になるように制御している。し
たかって、停電時にもランプＬからの光出力か大きくな
るものであり、電池Ｂには容量の大きなものが要求され
るものである。 本実施例では、停電時には通電時よりも昇圧回路３の出
力電圧が低下するようにして、停電時におけるランプＬ
からの光出力を通電時よりも低下させるようにし、電池
容量の低減および形状の小型化を図り、結果的に安価に
提供できるように構成した例を示す。 すなわち、第２図に示すように、実施例１の構成に電圧
調節回路５を付加した構成としている。 電圧調節回路５は、昇圧回路３の出力端間に接続れた抵
抗Ｒ７〜Ｒ０の直列回路のうち、抵抗Ｒ７の両端間を短
絡するか開放するかをトランジスタＱ４のオン、オフで
決定することにより、制御回路３ａへの入力電圧を切り
換えるようにしたものである。要するに、制御回路３ａ
において、昇圧回路３の出力電圧を監視している端子へ
の入力電圧を、通電時と停電時とで切り換えることによ
って、通電時と停電時とにおける昇圧回路３の出力電圧
を変更するようにしているのである。 電圧調節回路５では、商用電源ＡＣをダイオードＤ５に
より整流した出力を抵抗Ｒ，，，Ｒ，，により分圧し、
コンデンサＣ５により平均化した電圧をコンパレータＣ
Ｐ　＋により基準電圧ｖ１と比較する。コンパレータＣ
Ｐ、は、コンデンサＣ５の両端電圧か基準電圧Ｖ、より
も高いときに出力をＨレベルにし、抵抗ＲＩ２とコンデ
ンサＣ６とにより積分した電圧を、コンパレータＣＰ、
により基準電圧Ｖ、と比較する。コンパレータＣＰ２は
、積分された電圧が基準電圧■１よりも高くなるとトラ
ンジスタＱ５をオフにするのであり、トランジスタＱ５
がオフであるとトランジスタＱ４もオフになる。すなわ
ち、商用電源ＡＣの通電時にはトランジスタＱ４はオフ
になるのである。 一方、商用電源ＡＣの停電時には、コンパレータＣＰ１
の出力はＬレベルになるが、抵抗Ｒ＋２とコンデンサＣ
６とによる積分回路の存在によってコンパレータＣＰ２
の出力は一定時間はＬレベルに保たれる。ところで、商
用電源ＡＣの通電時から停電時に移行するときに、制御
回路３ａのフィードバックの時間遅れなどによってラン
プＬが一旦消灯することがあるか、上記一定時間は、昇
圧回路３の出力電圧か商用電源ＡＣの通電時と同じ電圧
に保たれるから、ランプＬに比較的高い電圧を印加する
ことかでき、再始動か可能になるのである。上記一定時
間の経過後、トランジスタＱ４がオンになると、昇圧回
路３の出力電圧は低下し、インバータ回路２への入力電
圧が低下するから、ランプＬの光出力を抑制することか
できるのである。 要するに、電圧調節回路５を上述のように構成したこと
によって、商用電源ＡＣの通電時から停電時への移行の
際に、初期にはランプＬを再始動できる電圧を確保し、
定常点灯後にはランプＬからの光出力を抑制するように
しているのである。 その結果、電池Ｂの容量を低減することかてぎるのであ
って、小型化およびコストの低減につながるのである。 他の構成は実施例１と同様であるから説明を省略する。 なお、電圧調節回路５において、トランジスタＱ４を断
続的にオン、オフさせるように構成すれば、ランプＬの
明暗を変化させて目立ちやすくするようにすることも可
能である。また、商用電源ＡＣの通電時にトランジスタ
Ｑ４をオン、オフさせれば調光も可能である。 （実施例３） 本実施例は、第３図に示すように、実施例１の構成に対
し、昇圧回路３において直流電源回路ｌの出力と電池Ｂ
の出力とを個別のチョークコイルＣＨ２，ＣＨ３を用い
て昇圧するように変更したものである。この構成は、商
用電源ＡＣの電圧と電池Ｂの出力電圧とか大きく異なる
場合に有効になるものである。 すなわち、昇圧回路３の入力電圧をｖｌ、出力電圧をＶ
ｏとすれば、一般に、出力電圧■０は入力電圧ｖ１を用
いて次式で表される。 ただし、Ｉｏは出力電流、Ｌはインダクタンス、ｔｏｎ
はスイッチング素子（トランジスタＱ３）のオン時間、
ｆはスイッチング周波数である。ここで、スイッチング
周波数ｆと、トランジスタＱ。 のオン時間ｔｏｎとの関係には制限があるから、入力電
圧Ｖｉが大幅に異なっていると、所望の出力電圧Ｖｏに
保つことができなくなる。すなわち、直流電源回路１の
出力電圧がｖｉｌであり、電池Ｂの電圧が■１２である
とし、Ｖ　ｉ　＋　＞　Ｖ　ｉ　２であるとすれば、出
力電圧を一定に保つのが困難になる。 そこで、本実施例では、インダクタンスＬを変更するこ
とによって、出力電圧■０かほぼ一定に保たれるように
しているのである。すなわち、チョークコイルＣＨ＋の
インダクタンスをＬｌ、チョークコイルＣＨ，のインダ
クタンスをＬ３とするとき、Ｌ　＋　＞　Ｌ　２とする
ことにより、スイッチング周波数ｆと、トランジスタＱ
、のオン時間ｔｏｎとを制限内で使用しながらも、出力
電圧ＶＯをほぼ一定に保つことかできるようにしている
のである。他の構成は実施例１と同じであるから説明を
省略する。

【発明の効果】

上述のように、商用電源の通電時と停電時とで一つのイ
ンバータ回路を共用しているのであり、ランプに対して
は一つのインバータ回路が常時接続された状態になるか
ら、従来のようにランプへの給電経路を２系統としてリ
レーの接点で切り換えるという構成か不要になり、接点
に生じるアーりによる接点の溶着や、構成部品の劣化、
破壊か生じないのである。しかも、電源切換回路では通
電時と停電時とで昇圧回路への電源を商用電源を整流し
た直流出力にするか電池にするかを選択するだけである
から、機械的な接点を用いることなく、通電時と停電時
との動作を切り換えることかできるのである。その結果
、機械的接点を用いることによって発生していたアーク
が生じないのであり、アークによる構成部品の劣化や破
壊を確実に防止できるのである。また、昇圧回路はイン
バータ回路に比較すれば構成が簡単であり、トランスも
不要であるから、２個のインバータ回路を用いていた従
来構成に比較すれば、構成が簡単になるとともに小型化
され、かつ比較的安価に提供できるのである。さらに、
商用電源を整流して直流を得る直流電源回路とインバー
タ回路との間に直流入力を昇圧して一定電圧の直流を出
力する昇圧回路を設けているので、異なる電圧の商用電
源で使用したり、電源電圧の変動が大きい商用電源で使
用することもできるという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す回路図、第２図は本発
明の実施例２を示す回路図、第３図は本発明の実施例３
を示す回路図、第４図は従来例を示す回路図である。 １・・・直流電源回路、２・・・インバータ回路、３・
・・昇圧回路、４・・電源切換回路、ＡＣ・・・商用電
源、Ｂ・・・電池、Ｌ・・・ランプ。 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流入力を昇圧し一定電圧の直流を出力する昇圧
   回路と、昇圧回路の出力を電源として駆動され高周波出
   力によりランプを点灯させるインバータ回路と、商用電
   源を整流した直流を出力する直流電源回路と、商用電源
   の通電状態を監視し通電時には直流電源回路の出力を昇
   圧回路の電源とし、停電時には内蔵した電池を昇圧回路
   の電源とする電源切換回路とを具備して成ることを特徴
   とする非常灯。