JPH10106762A - 非常灯点灯回路、非常灯点灯装置および非常灯照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常点灯へ切り換える切換電圧を規格に従い
任意の電圧値に設定できるとともに、蓄電池の充電状態
に左右されずに安定して動作させる。 【解決手段】 商用交流電源１に接続される整流・平滑
回路３と、整流・平滑回路３から出力される直流電圧に
より充電される蓄電池４と、整流・平滑回路３から出力
される直流電圧の変化を検出する定電圧素子ＺＤを含む
検出回路９と、直流電圧が非常点灯に切り換える切換電
圧まで低下した時の定電圧素子ＺＤの状態によりスイッ
チングされて蓄電池４により非常灯５を付勢させる非常
点灯切換回路１０とを備え、定電圧素子ＺＤを含む検出
回路９によって切換電圧まで低下したことが検出された
ら非常点灯切換回路１０をスイッチングさせ非常点灯に
切り換えることで、検出回路９中の定電圧素子ＺＤ等の
回路定数にて切換電圧を任意に設定でき、かつ、蓄電池
４側の充電状態に左右されず安定して動作するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、停電になった非常
時に蓄電池を電源として非常灯を点灯させる非常灯点灯
回路、非常灯点灯装置および非常灯照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非常灯点灯装置としては、通常時
にも停電発生等の非常時にも常に非常灯を点灯させる方
式が主流であるが、設置施設等によっては、通常は非常
灯を点灯させず、停電になった非常時にのみ蓄電池を電
源として非常灯を点灯させる方式のものも許容されてい
る。この場合、停電（電源電圧０Ｖ）になってから非常
点灯に切り換えるのではなく、蓄電池点灯に切り換える
切換電圧はＪＩＬ規格により決められている。この切換
電圧は、定格電源電圧を１００Ｖとしたとき、例えば、
４０〜８０Ｖの範囲内で決められている。

【０００３】このような条件下で、従来の非常時のみ点
灯させる非常灯点灯装置の構成例を説明する。図３は従
来の非常灯点灯装置の回路図を示す。例えば、ＡＣ１０
０Ｖの商用交流電源１には全波整流回路２と電解コンデ
ンサＣ₀ とによる整流・平滑回路３が接続されている。
従って、整流・平滑回路３（電解コンデンサＣ₀ ）から
は全波整流され、かつ、平滑された脈流状態の直流電圧
が出力される。電解コンデンサＣ₀ の両端間には抵抗Ｒ
₁ 、逆流防止用のダイオードＤ₁ を介して蓄電池４が接
続されている。また、蓄電池４の両端間には非常灯であ
るランプ５が接続されている。ここに、蓄電池４とラン
プ５との間は直結されておらず、通常時にはその接続状
態を遮断し電源電圧が低下した時に接続状態とするよう
にスイッチング動作する非常点灯切換回路６が介在され
ている。この非常点灯切換回路６は、電解コンデンサＣ
₀ の両端間に接続された分圧抵抗Ｒ₂ ，Ｒ₃ による分圧
回路７の分圧電圧が所定以下に低下した時にオンするト
ランジスタＱ₁ と、このトランジスタＱ₁ に直結されて
追従してオン・オフするトランジスタＱ₂ とにより形成
され、通常はオフ状態にあるトランジスタＱ₂ がランプ
５に接続されている。なお、トランジスタＱ₁ のコレク
タには抵抗Ｒ₄ が接続されている。一方、蓄電池４への
充電時に充電中であることを表示するモニタ用のＬＥＤ
８が設けられ、モニタ電流を断続制御するトランジスタ
Ｑ₃ 、抵抗Ｒ₅ ，Ｒ₆ とともにランプ５・トランジスタ
Ｑ₂ の接続中点に接続されている。

【０００４】このような構成により、商用交流電源１か
ら１００Ｖの電源電圧が供給されている通常時には、全
波整流回路２で全波整流し、電解コンデンサＣ₀ で平滑
した脈流状態の直流電圧が抵抗Ｒ₁ 、ダイオードＤ₁ を
介して蓄電池４に供給されるので、蓄電池４が充電され
る。この時、抵抗Ｒ₁ に生ずる電圧降下によりトランジ
スタＱ₃ がオンしているので、抵抗Ｒ₆ により規制され
たモニタ電流がＬＥＤ８、ランプ５の経路で流れ、ＬＥ
Ｄ８が発光することにより充電中表示がなされる。この
モニタ電流は僅かであり、ランプ５に流れてもランプ５
は点灯しない。

【０００５】一方、電源電圧（電解コンデンサＣ₀ の両
端間電圧）が低下し、分圧回路７の分圧抵抗Ｒ₂ に得ら
れるトランジスタＱ₁ のベース電位が低くなり、このト
ランジスタＱ₁ がオンすると、トランジスタＱ₂ もオン
する。これにより、蓄電池４にトランジスタＱ₄ を介し
てランプ５が接続された状態となり、蓄電池４の充電電
圧を電源としてランプ５が非常点灯する。この時、抵抗
Ｒ₁ には電圧降下を生じなくなりトランジスタＱ₃ がオ
フするので、ＬＥＤ８は消灯する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示す
ような従来構成による場合において、例えば、ＪＩＬ規
格に合わせて非常点灯への切換電圧を上げようとする場
合（少しの電圧降下で切り換わるようにする）、分圧回
路７における分圧抵抗Ｒ₂ ，Ｒ₃ の分圧比（抵抗比）を
変更してトランジスタＱ₁ のベース電位を低めに設定し
ておき（トランジスタＱ₁ がオンしやすくする）、か
つ、分圧抵抗Ｒ₃ 自身の抵抗値を小さく設定しなければ
ならない。これは、分圧抵抗Ｒ₂ ，Ｒ₃ の分圧比が同じ
であっても、抵抗値の大きさによって電流の流れやすさ
が異なり、抵抗値が小さいほうが電流が流れやすいから
である。しかし、このような設定例では、トランジスタ
Ｑ₁ ，Ｑ₂ がオンしやすいため、仮に、蓄電池４が未装
着の場合であってもトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ がオンする
状況を生ずると抵抗Ｒ₁ 、ダイオードＤ₁ 、トランジス
タＱ₂ 、ランプ５を流れる電流を生じ、トランジスタＱ
₃ がオンすることによりＬＥＤ８が発光してしまう問題
がある。ＬＥＤ８は蓄電池４が装着されていることを前
提にその充電中であることを発光表示するものであり、
未装着でも発光してしまうと蓄電池４の装着忘れに気付
かず、非常時に本来の機能を発揮させることができなく
なってしまう。

【０００７】また、図３に示した従来構成を別の観点か
ら検討すると、トランジスタＱ₁ のベース電圧（＝電源
電圧に相当する）とトランジスタＱ₂ のエミッタ電圧
（＝蓄電池４の充電電圧に相当する）とを比較すること
でこれらのトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ のオン・オフ動作
（従って、非常点灯への切換え動作）を決めており、単
純に考えると、２つのトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ のベース
・エミッタ間電圧（２×０．７Ｖ≒１．４Ｖ）分以上の
電位差があればこれらのトランジスタＱ₁ 、Ｑ₂ がオン
して非常点灯に切り換えられる。しかし、電源電圧が変
化しただけでも蓄電池４側の充電電圧によっては両者間
の電圧差がこの電圧差以上になったり、或いは、ならな
かったりしてしまい、結果として、切換電圧が蓄電池４
の充電状態によって左右されてしまい。動作が不安定に
なってしまう欠点がある。

【０００８】そこで、本発明は、非常点灯へ切り換える
切換電圧を規格に従い任意の電圧値に設定できるととも
に、蓄電池の充電状態に左右されることなく、安定して
動作させることができる非常灯点灯回路、非常灯点灯装
置および非常灯照明装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の非常灯
点灯回路は、商用交流電源に接続される整流・平滑回路
と；整流・平滑回路から出力される直流電圧により充電
される蓄電池と；整流・平滑回路から出力される直流電
圧の変化を検出する定電圧素子を含む検出回路と；直流
電圧が非常点灯に切り換える切換電圧まで低下した時の
定電圧素子の状態によりスイッチングされて蓄電池によ
り非常灯を付勢させる非常点灯切換回路と；を具備して
いる。

【００１０】本発明においては、定電圧素子を含む検出
回路によって切換電圧まで低下したかが検出されて非常
点灯切換回路をスイッチングさせ非常点灯に切り換える
ので、検出回路中の定電圧素子等の回路定数にて切換電
圧を任意に設定でき、かつ、蓄電池側の充電状態にも左
右されないものとなる。

【００１１】本発明において、定電圧素子は一般にツェ
ナダイオードであり、検出回路としては、請求項２の発
明のように、整流・平滑回路の出力端子間に接続された
分圧抵抗と、これらの分圧抵抗に直列に接続されたツェ
ナダイオードによる定電圧素子とを有する構成が典型例
となる。非常点灯切換回路は蓄電池に対して非常灯を接
続状態にしたり、切り離し状態にしたり切り換えるもの
で、ＰＮＰ形のトランジスタ或いはＮＰＮ形のトランジ
スタなどを適宜段数接続することにより形成される。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の非常灯点灯回路において、さらに、検出回路の出力部
に並列に接続されたコンデンサ；を具備している。

【００１３】整流・平滑回路を経て検出回路に与えられ
る直流電圧は脈流状態にあり、定電圧素子の動作電圧付
近で脈流状態を生じた場合には定電圧素子が脈流状態に
追従してオン・オフ状態を繰り返して非常点灯切換回路
の切換動作が不安定となる。しかし、コンデンサを付加
することで切換電圧付近で脈流状態となっても定電圧素
子がオフ状態に安定するまでの間はコンデンサに充電さ
れた電荷が補助電源的に作用して実質的に切換電圧以上
の状態が保持され、非常灯を消灯した状態に維持でき、
非常灯が点滅することはない。

【００１４】請求項４の発明の非常灯点灯装置は、請求
項１ないし３のいずれか一記載の非常灯点灯回路と；非
常点灯時に非常灯点灯回路中の蓄電池により付勢される
非常灯と；を具備している。従って、本発明において
は、請求項１ないし３のいずれか一記載の非常灯点灯回
路を備えているので、非常点灯への切換えが規格に従い
安定して行われる。本発明において、非常灯用のランプ
としては、ハロゲンランプ、白熱電球等の電球系が好ま
しい。

【００１５】請求項５の発明の非常灯照明装置は、請求
項４記載の非常灯点灯装置と；非常灯を含む非常灯点灯
装置を内蔵する器具本体と；を具備している。従って、
本発明においては、請求項４記載の非常灯点灯装置を備
えているので、非常点灯への切換えが規格に従い安定し
て行われる非常灯照明装置となる。本発明において、器
具本体としては、天井面に対して埋込型であってもよ
く、直付型であってもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の非常灯点灯装置の一実施
の形態を図１を参照して説明する。図１は非常灯点灯装
置の回路構成図である。なお、図３中に示した部分と同
一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実
施の形態では、図３との対比で、電解コンデンサＣ₀ の
両端間には、分圧回路７に代えて、検出回路９が接続さ
れている。この検出回路９は分圧抵抗Ｒ₇ ，Ｒ₈ と、こ
れらの分圧抵抗Ｒ₇，Ｒ₈ に直列に接続されたツェナダ
イオードＺＤなる定電圧素子とにより形成されている。
ツェナダイオードＺＤと分圧抵抗Ｒ₈ との接続中点が検
出回路９の出力部とされている。検出回路９の出力部に
接続される非常点灯切換回路１０は、トランジスタＱ₂
の他、トランジスタＱ₁ に代えた２段のトランジスタＱ
₄ ，Ｑ₅ との組み合わせにより形成されている。より具
体的には、トランジスタＱ₄ のベースは検出回路９の出
力部に接続され、トランジスタＱ₅ のベースはトランジ
スタＱ₄ のコレクタとコレクタ抵抗Ｒ₉ との間に接続さ
れ、トランジスタＱ₂ のベースは抵抗Ｒ₁₀を介してトラ
ンジスタＱ₅ のコレクタに接続されている。また、分圧
抵抗Ｒ₈ にはコンデンサＣ₁ が並列に接続されている。

【００１７】このようにして、非常灯点灯回路１１及び
この回路１１中の蓄電池４により付勢されるランプ５を
備えた非常灯点灯装置１２が構成されている。

【００１８】上述の実施の形態の作用について説明す
る。まず、商用交流電源１から１００Ｖの電源電圧が供
給されている通常時には、全波整流回路２で全波整流
し、電解コンデンサＣ₀ で平滑した脈流状態の直流電圧
が抵抗Ｒ₁ 、ダイオードＤ₁ を介して蓄電池４に供給さ
れるので、蓄電池４が充電される。この時、抵抗Ｒ₁ に
生ずる電圧降下によりトランジスタＱ₃ がオンしている
ので、抵抗Ｒ₆ により規制されたモニタ電流がＬＥＤ
８、ランプ５の経路で流れ、ＬＥＤ８が発光することに
より充電中表示がなされる。このモニタ電流は僅かであ
り、ランプ５に流れてもランプ５は点灯しない。同時
に、このような通常時にはツェナダイオードＺＤにはツ
ェナ電圧以上の電圧がかかり、このツェナダイオードＺ
Ｄが導通しているため、分圧抵抗Ｒ₇ ，Ｒ₈ により分圧
されたベース電圧がトランジスタＱ₄ に与えられ、この
トランジスタＱ₄ はオンしている。よって、トランジス
タＱ₅ はオフ状態にあり、トランジスタＱ₂ もオフ状態
に維持される。これにより、通常時には、蓄電池４に対
してランプ５は切り離された状態に維持される。

【００１９】一方、停電等に伴い電源電圧が低下し電解
コンデンサＣ₀ の両端電圧も低下し、ツェナダイオード
ＺＤの両端電圧がツェナ電圧よりも低くなるとこのツェ
ナダイオードＺＤがオフする。これにより、トランジス
タＱ₄ はベース電圧が与えられずオフ状態に切り換えら
れる。トランジスタＱ₄ がオフ状態に切り換えられる
と、今度はトランジスタＱ₅ がオン状態に切り換えら
れ、トランジスタＱ₂ もオンするので、蓄電池４に対し
てランプ５が接続状態となる。よって、ランプ５は蓄電
池４を電源として非常点灯する。従って、検出回路９を
形成するツェナダイオードＺＤのツェナ電圧、分圧抵抗
Ｒ₇ ，Ｒ₈ の抵抗値なる回路定数を選定することによ
り、非常点灯切換回路１０を切換動作させる切換電圧を
任意に設定できる。

【００２０】ところで、電源電圧（電解コンデンサＣ₀
の両端電圧）の低下に伴ないツェナダイオードＺＤの両
端電圧がツェナ電圧程度まで低下した時、この電圧は脈
流状態にあり、暫くの間、ツェナ電圧を超えたりツェナ
電圧以下になったりする状態を繰り返すことがある。こ
れに応じてツェナダイオードＺＤもオン・オフを繰り返
すことになり、ランプ５も点滅することになる。しか
し、分圧抵抗Ｒ₈ に並列にコンデンサＣ₁ が接続されて
おり、ツェナダイオードＺＤのオン状態時に充電されて
補助電源的に作用するので、ツェナダイオードＺＤがオ
ン・オフを繰り返してもツェナダイオードＺＤが安定し
てオフ状態となるまでの間はコンデンサＣ₁ の電荷によ
ってトランジスタＱ₄ のオン状態が維持され、ランプ５
の消灯状態が維持される。従って、ランプ５が点滅する
ことはない。

【００２１】本発明の非常灯照明装置の一実施の形態を
図２を参照して説明する。図２は非常灯照明装置の概略
斜視図である。本実施の形態は、天井面１３に反射板１
４等を含む器具本体１５が埋め込まれた埋込型の例を示
し、ハロゲンランプ等のランプ５が反射板１４の中央に
位置するように器具本体１５内に装着されている。この
ランプ５に対する図１に示したような構成よりなる非常
灯点灯回路１１は器具本体１５内に内蔵される形で天井
面１３内に取り付けられている。図中、１６はＬＥＤ８
を目視可能にする穴であり、１７は点検スイッチを操作
する点検ひもである。

【００２２】

【発明の効果】請求項１および２の発明によれば、定電
圧素子を含む検出回路によって切換電圧まで低下したか
を検出して非常点灯切換回路をスイッチングさせ非常点
灯に切り換えるので、検出回路中の定電圧素子等の回路
定数にて切換電圧を任意に設定することができ、かつ、
蓄電池側の充電状態に左右されることなく安定して動作
させることができる。

【００２３】請求項３の発明によれば、検出回路の出力
部にコンデンサが並列に接続されているので、切換電圧
付近で脈流状態となっても定電圧素子がオフ状態に安定
するまでの間はコンデンサに充電された電荷が補助電源
的に作用して実質的に切換電圧以上の状態に保持するこ
とで、非常灯を消灯した状態に維持することができ、非
常灯が点滅するような不都合を生じない。

【００２４】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３のいずれか一記載の非常灯点灯回路を備えているの
で、非常点灯への切換えが規格に従い安定して行われる
非常灯点灯装置を提供することができる。

【００２５】請求項５の発明によれば、請求項４記載の
非常灯点灯装置を備えているので、非常点灯への切換え
が規格に従い安定して行われる非常灯照明装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非常灯点灯装置の一実施の形態を示す
回路構成図

【図２】本発明の非常灯照明装置の一実施の形態を示す
概略斜視図

【図３】従来の非常灯点灯装置を示す回路構成図

【符号の説明】

１：商用交流電源 ３：整流・平滑回路 ４：蓄電池 ５：非常灯 ９：検出回路 １０：非常点灯切換回路 １１：非常灯点灯回路 １２：非常灯点灯装置 １５：器具本体 ＺＤ：定電圧素子、ツェナダイオード Ｃ₁ ：コンデンサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電源に接続される整流・平滑回
   路と；整流・平滑回路から出力される直流電圧により充
   電される蓄電池と；整流・平滑回路から出力される直流
   電圧の変化を検出する定電圧素子を含む検出回路と；直
   流電圧が非常点灯に切り換える切換電圧まで低下した時
   の定電圧素子の状態によりスイッチングされて蓄電池に
   より非常灯を付勢させる非常点灯切換回路と；を具備し
   ていることを特徴とする非常灯点灯回路。
2. 【請求項２】 検出回路が、整流・平滑回路の出力端子
   間に接続された分圧抵抗と、これらの分圧抵抗に直列に
   接続されたツェナダイオードによる定電圧素子とを有し
   ていることを特徴とする請求項１記載の非常灯点灯回
   路。
3. 【請求項３】 検出回路の出力部に並列に接続されたコ
   ンデンサ；を具備していることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の非常灯点灯回路。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一記載の非
   常灯点灯回路と；非常点灯時に非常灯点灯回路中の蓄電
   池により付勢される非常灯と；を具備していることを特
   徴とする非常灯点灯装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の非常灯点灯装置と；非常
   灯を含む非常灯点灯装置を内蔵する器具本体と；を具備
   していることを特徴とする非常灯照明装置。