JPH1032094A

JPH1032094A - 照明装置

Info

Publication number: JPH1032094A
Application number: JP8185859A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ihara; 実井原; Seiji Kikuchi; 誠次菊地
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】電力損失、バッテリーの使用時間の短縮を招
くことなく、直流電源の誤接続によるインバータ回路の
故障を防止する。【解決手段】インバータ装置１は、筺体内にインバー
タ回路１０、バイパス回路１０ａを有している。バイパ
ス回路１０ａは抵抗１０ｂ、ダイオード１０ｃを有して
いる。直流電源１１が逆極性でインバータ装置１に接続
された場合には、逆方向の電流が抵抗１０ｂ、ダイオー
ド１０ｃに流れ、電流ヒューズ１４が溶断する。この電
流ヒューズ１４は容易に交換可能である。直流電源１１
が正しい極性でインバータ装置１に接続されている場合
には、ダイオード１０ｃ、抵抗１０ｂには殆ど電流が流
れない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置に関し、
詳しくは電源の誤接続による故障を防止可能な照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年になり、インバータ回路が組み込ま
れた照明装置が用いられることが多くなってきた。この
照明装置は、家庭用からオフィスの天井照明用にまで広
く使用されている。周知のように、インバータ回路は、
電源から供給された電流をスイッチングすることによっ
て所望の高周波電流を生成し、この高周波電流を放電灯
等に印加するものである。インバータ回路を用いた照明
装置のなかには、図７に示されるようにバッテリー等の
直流電源を利用するものがある。この照明装置におい
て、直流電源７１はスイッチ７２を介してインバータ装
置７０に接続されている。インバータ装置７０内にはイ
ンバータ回路７０ａが設けられており、インバータ回路
７０ａは直流電流を高周波電流へと変換する。この高周
波電流は放電灯７３に印加され、放電灯７３の発光が生
じる。

【０００３】このように、バッテリー等の直流電源７１
を使用する照明装置にあっては、当然のことながら正し
い極性で直流電源７１を照明装置に接続する必要があ
る。ところが、施工業者が直流電源７１からの配線を照
明装置に接続する際に、極性を誤ってしまうことがあ
る。このような状態のままスイッチ７２をオンにする
と、インバータ回路７０ａのスイッチングトランジスタ
に過電流が流れ、一瞬のうちにスイッチングトランジス
タが破壊されしまう。このように、インバータ回路７０
ａがスイッチングトランジスタによって構成されている
場合には、直流電源の誤接続は致命的な故障を引き起こ
す。そこで、かかる問題を回避するために、以下に示す
ような照明装置が案出されてきた。

【０００４】第１の従来技術として、図７におけるイン
バータ装置７０内に保護用の電流ヒューズ７０ｂを設け
たものがある。直流電源が逆極性で接続された場合に
は、インバータ装置７０内の電流ヒューズ７０ｂが溶断
するため、電流ヒューズを交換する必要がある。また、
インバータ装置７０ａ内に電流ヒューズ７０ｂを設けた
としても、逆極性接続時においては逆方向の電流がイン
バータ回路７０ａに流れ、インバータ回路７０ａが一瞬
にして故障してしまうことがある。

【０００５】第２の従来技術を図８に示す。この図にお
いて、インバータ装置８０内にはダイオード８０ｂが設
けられ、このダイオード８０ｂを介してインバータ回路
８０ａに直流電流が供給される。仮に、インバータ装置
８０に直流電源８１が逆極性で接続された場合には、イ
ンバータ回路８０ａへの電流がダイオード８０ｂによっ
て防止されるため、インバータ回路８０ａの破壊を回避
することができる。ところが、直流電源８１が正しく接
続されている場合において、ダイオード８０ｂにおける
電圧降下（約０.７Ｖ）が生じるため、バッテリー使用
可能時間が短くなるという問題が新たに生じる。

【０００６】第３の従来技術を図９に示す。この図にお
いて、インバータ装置９０は全波整流型のブリッジ回路
９０ｂを有している。直流電源９１の逆極性接続時にお
いては、ブリッジ回路９０ｂによって逆方向の電流は正
しい方向の電流に変換されため、インバータ回路９０ａ
の故障を回避することができる。しかしながら、ブリッ
ジ回路９０ｂを構成するダイオードによって電圧降下が
生じるため、上述の第２の従来技術におけるのと同様の
問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の照明装置においては、直流電源の極性を誤って接続す
ることによるインバータ回路の破壊が生じていた。ま
た、インバータ回路の破壊を防止しようとして保護用の
ダイオード等を設けると、ダイオードにおける電力損
失、電圧降下によるバッテリーの使用時間の短縮等の問
題が新たに発生していた。

【０００８】本発明は、これらの問題に鑑みてなされた
ものであって、本発明の目的は、電力損失、バッテリー
の使用時間の短縮等の問題を招くことなく直流電源の誤
接続によるインバータ回路の破壊を回避できる照明装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る照明装置
は、ランプを発光させる駆動回路を備えるとともに、直
流電源に接続可能であって、前記直流電源から前記照明
装置に印加された電源電圧が予め定められた範囲外であ
る場合に、前記直流電源から供給された電源電流を前記
駆動回路からバイパスさせるバイパス回路と、前記電源
電流が所定値を超えた場合に溶断する交換可能なヒュー
ズとを備える。

【００１０】前記バイパス回路は、ダイオードを備え、
前記電源電圧が予め定められた極性に対して逆極性であ
る場合に、前記電源電流を当該ダイオードへとバイパス
させる。また、前記バイパス回路は、ツェナーダイオー
ドを備えても良い。このバイパス回路においては、前記
電源電圧が予め定められた極性に対して逆極性である場
合、および前記電源電圧が予め定められた電圧を超えた
場合に、前記電源電流を当該ツェナーダイオードへとバ
イパスさせる。

【００１１】また、前記バイパス回路は、サイダックを
備え、前記電源電圧が予め定められた電圧を超えた場合
に、前記電源電流を当該サイダックへとバイパスさせ
る。さらに、このバイパス回路は、前記サイダックに並
列に接続されたダイオードを備え、前記電源電圧が予め
定められた極性に対して逆極性の電圧である場合に前記
電源電流を当該ダイオードにバイパスさせ、前記電源電
圧が予め定められた電圧を超えた場合に前記電源電流を
当該サイダックにバイパスさせる。

【００１２】前記ヒューズは、前記直流電源と前記照明
装置とを結ぶ配線上に設けられている。そして、前記ヒ
ューズの一端は前記照明装置に予め接続されている。前
記駆動回路は、前記電源電流を高周波電流に変換すると
ともに当該高周波電流を前記ランプに印加するインバー
タ回路を含んでいる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る照
明装置のブロック図である。この図に示されたように、
本実施形態に係る照明装置は、インバータ装置１、直流
電源１１、スイッチ１２、放電灯（ランプ）１３、電流
ヒューズ１４を備えて構成されている。インバータ装置
１は放電灯１３を点灯制御するためのもので、筺体内に
インバータ回路（駆動回路）１０、バイパス回路１０ａ
を有している。また、インバータ装置１には電源接続用
端子１０ｄ、１０ｅが設けられている。バイパス回路１
０ａは抵抗１０ｂ、ダイオード１０ｃを有している。

【００１４】インバータ回路１０はスイッチングトラン
ジスタ等より構成され、直流電源１１から供給された直
流電流をスイッチングすることによって高周波電流を生
成し、この高周波電流を放電灯１３に印加するためのも
のである。抵抗１０ｂ、ダイオード１０ｃからなるバイ
パス回路１０ａは、直流電源１１の誤接続時において逆
方向の電源電流をバイパスさせる機能を有している。抵
抗１０ｂはダイオード１０ｃに過電流が流れることによ
ってダイオード１０ｃが破壊されるのを防止するための
ものである。なお、直流電源１１が正しい極性でインバ
ータ装置１に接続されている場合には、ダイオード１０
ｃ、抵抗１０ｂには殆ど電流が流れない。

【００１５】直流電源１１は充電可能なバッテリー（１
２Ｖまたは２４Ｖ）によって構成されている。このバッ
テリーは昼間に太陽電池によって充電され、夜間に照明
用の電源として使用される。スイッチ１２は直流電源１
１とインバータ装置１との間の電流経路を開閉する。電
流ヒューズ１４はスイッチ１２とインバータ装置１との
間に設けられている。この電流ヒューズ１４は予め定め
られた電流を超える電流が流れた場合に溶断するもので
ある。

【００１６】図５に本実施形態に係る電流ヒューズ１４
およびヒューズホルダ１４ａ、１４ｂを示す。同図の
（Ａ）に示されるように、ヒューズホルダ１４ａ、１４
ｂは筒状をなし、それぞれの端部からはワイヤが伸びて
いる。ヒューズホルダ１４ｂ側のワイヤの端部はインバ
ータ装置１側の電源接続用端子１０ｄに予め半田付けさ
れている。配線工事の際には、ヒューズホルダ１４ａ側
のワイヤの端部１４ｃは建物内の電源回路側（スイッチ
１２側）の配線に接続される。また、同図の（Ｂ）に示
されるように、ヒューズホルダ１４ａ、１４ｂは互いに
着脱自在であり、内部に電流ヒューズ１４を格納可能で
ある。ヒューズホルダ１４ａの内周およびヒューズホル
ダ１４ｂの外周にはネジが形成されているため、ヒュー
ズホルダ１４ａ、１４ｂの一方を回転させることによっ
てヒューズホルダ１４ａ、１４ｂを互いに着脱させるこ
とができる。これによって、溶断した電流ヒューズ１４
を容易に交換することが可能である。

【００１７】続いて、図６を参照しながらインバータ装
置１の詳細を説明する。この図に示されたインバータ回
路１０は、２石式低電流インバータと呼ばれるものであ
って、トランジスタ１０１、１０２、チョークコイル１
０３、トランス１０４、イグナイタ１０５、トランス１
０６等により構成されている。高周波スイッチング用の
トランジスタ１０１、１０２は交互にオン、オフを繰り
返すことによって、トランス１０４の２次側巻線に高周
波電流が流れる。この高周波電流は放電灯１３に印加さ
れ、放電灯は発光する。イグナイタ１０５、トランス１
０６は放電灯の始動用の高圧パルスを発生させるための
ものである。始動時には、イグナイタ１０５はパルスを
生成し、トランス１０４の２次側巻線に高圧パルスが発
生する。この高圧パルスが放電灯１３に印加され、放電
灯１３内において放電が始まる。

【００１８】上述のトランジスタ１０１、１０２のエミ
ッタ・ベース間耐圧（ＶEB）は通常５〜７Ｖしかない。
ここで、保護用の電流ヒューズ１４、バイパス回路１０
ａ（抵抗１０ｂ、ダイオード１０ｃ）がないと仮定す
る。この場合において、極性を誤って直流電源１１をイ
ンバータ装置１に接続すると、エミッタ・ベース間耐圧
（ＶEB）を超える電圧がトランジスタ１０１、１０２の
エミッタ・ベース間に印加され、トランジスタ１０１、
１０２が破壊されてしまう。ところが、本実施形態にあ
っては、保護用の電流ヒューズ１４、抵抗１０ｂ、ダイ
オード１０ｃが設けられているため、逆極性で直流電源
１１が接続されたとしても、トランジスタ１０１、１０
２のエミッタ・ベース間には電圧が印加されることはな
い。したがって、トランジスタ１０１、１０２の破壊を
回避することができる。

【００１９】このように構成された照明装置の配線作業
は以下のように行われる。先ず、上述したようにヒュー
ズホルダ１４ｂ側のワイヤの端部をインバータ装置１側
の電源接続用端子１０ｄに半田付けしておく。また、他
方の電源接続用端子１０ｅには接続用の短いワイヤを半
田付けしておいても良い。

【００２０】続いて、作業者はインバータ装置１と直流
電源１１との接続を行う。ヒューズホルダ１４ａ側のワ
イヤの端部１４ｃは直流電源の正極側（スイッチ１２
側）の配線に接続され、電源接続用端子１０ｅ側のワイ
ヤの端部は直流電源１１の負極側の配線に接続される。
そして、この状態でスイッチ１２をオンにすると、直流
電源１１からインバータ装置１に電流が流れ、放電灯１
３が発光する。このとき、ダイオード１０ｃには逆方向
のバイアス電圧が印加されるため、ダイオード１０ｃに
は電流は流れない。

【００２１】一方、作業者が誤って逆極性で直流電源１
１をインバータ装置１に接続した場合、すなわち、ヒュ
ーズホルダ１４ａ側のワイヤの端部１４ｃを直流電源の
負極側の配線に接続し、電源接続用端子１０ｅ側のワイ
ヤの端部を直流電源１１の正極側の配線に接続した場合
には、ダイオード１０ｃに順方向のバイアス電圧が印加
される。そして、比較的に大きな電流がダイオード１０
ｃおよび抵抗１０ｂに流れ、一瞬にして電流ヒューズ１
４が溶断する。従って、インバータ回路１０には殆ど電
流が流れないため、インバータ回路１０の破壊は回避さ
れる。

【００２２】この後、極性を誤って接続したことに気が
付いた作業者は、ヒューズホルダ１４ａ、１４ｂを互い
に逆方向に回転し、両者を分離させる。次に、作業者は
溶断したヒューズ１４を新たなヒューズ１４と交換し、
ヒューズホルダ１４ａ、１４ｂを互いに取り付ける。そ
して、作業者は配線を正しく接続し直すことができる。

【００２３】このように、本実施形態によれば、作業者
が逆極性で直流電源１１を接続したとしてもインバータ
回路１０の破壊を防止することができる。また、電流ヒ
ューズ１４はインバータ装置１の外部に設けられている
ため、作業者は溶断した電流ヒューズ１４を容易に交換
することができる。

【００２４】（他の実施形態）次に、第２実施形態に係
る照明装置を図２に示す。この図に示されるように、イ
ンバータ装置２内には抵抗２０ｂ、ツェナーダイオード
２０ｃよりなるバイパス回路２０ａが設けられている。
他の構成については上述の第１実施形態に係る構成と同
様である。

【００２５】直流電源１１が逆極性でインバータ装置２
に接続された場合には、本実施形態に係る照明装置は第
１実施形態に係るインバータ装置と同様に動作する。す
なわち、作業者が逆極性で直流電源１１をインバータ装
置２に接続した場合には、ツェナーダイオード２０ｃに
順方向のバイアス電圧が印加され、ツェナーダイオード
２０ｃおよび抵抗２０ｂに比較的に大きな電流が流れ
る。これによって、電流ヒューズ１４が溶断し、インバ
ータ回路２０の破壊が防止される。

【００２６】また、本実施例に係る照明装置は、過電圧
の直流電源１１を誤ってインバータ装置に接続した場合
においてもインバータ回路２０の破壊を防止することが
できる。ツェナーダイオード２０ｃの逆方向バイアス時
における飽和電圧はインバータ装置１の定格電源電圧と
略等しく設定されている。例えば、インバータ装置２の
定格電源電圧が１２Ｖである場合には、１２Ｖの飽和電
圧を有するツェナーダイオード２０ｃが使用される。そ
して、作業者が誤って１２Ｖを超える（例えば、２４Ｖ
の）直流電源１１をインバータ装置２に接続した場合に
は、ツェナーダイオード２０ｃに電流が流れ、ツェナー
ダイオード２０ｃの両端の電圧は飽和電圧である１２Ｖ
に抑えられる。同時に、ツェナーダイオード２０ｃに比
較的に大きな電流が流れ、電流ヒューズ１４は溶断す
る。なお、１２Ｖの直流電源１１がインバータ装置２に
正しく接続された場合には、ツェナーダイオード２０ｃ
に電流が流れず、そして電流ヒューズ１４が溶断しない
ことは言うまでもない。

【００２７】このように、作業者が誤って２４Ｖの直流
電源１１をインバータ装置２に接続したとしても、イン
バータ回路２０には１２Ｖを超える電圧が印加されるこ
とはなく、インバータ回路２０の破壊を未然に回避する
ことができる。

【００２８】次に、第３実施形態に係る照明装置を図３
に示す。本実施形態にインバータ装置３は抵抗３０ｂ、
ダイオード３０ｃ、サイダック３０ｄよりなるバイパス
回路３０ａを有している。この照明装置において、直流
電源１１が逆極性でインバータ装置３に誤接続された場
合には、ダイオード３０ｃに順方向の比較的に大きな電
流が流れ、電流ヒューズ１４が溶断する。また、インバ
ータ装置３の定格電圧を超える直流電源１１がインバー
タ装置３に接続された場合には、サイダック３０ｄがオ
ンとなり、電流ヒューズ１４が溶断する。従って、イン
バータ回路３０に過電圧が印加されるのを回避すること
ができる。

【００２９】さらに、第４実施形態に係る照明装置を図
４に示す。この照明装置は、照明コントローラ４１を備
えている点において第１〜第３実施形態と異なってい
る。照明コントローラ４１は制御線４１ａを介してイン
バータ回路４０のオン・オフを制御する機能を備えてい
る。本実施形態においては、３本の配線をインバータ装
置４に接続する必要があるため、誤接続の生じる可能性
が高くなる。ところが、電流ヒューズ１４、バイパス回
路４０ａ（抵抗４０ｂ、ダイオード４０ｃ）が設けられ
ているため、誤接続によるインバータ回路４０の破壊を
未然に防止することが可能である。

【００３０】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施可
能である。例えば、電流ヒューズ１４を接地側の配線に
設けても良い。また、インバータ装置に限らず、直流電
源の誤接続によって故障するおそれのある電子装置に本
発明を適用することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、直流電源が誤接続されたために照明装置に印加され
た電源電圧が予め定められた範囲外のものとなった場合
には、ダイオード等からなるバイパス回路に逆方向の電
流が流れると同時に電流ヒューズが溶断する。すなわ
ち、直流電源が逆極性で照明装置に接続された場合、ま
たは過電圧の直流電源が誤って照明装置に接続された場
合には、インバータ回路に過電流が流れるのを防止でき
る。この結果、照明装置の故障を未然に防止することが
可能となる。また、直流電源が正しく照明装置に接続さ
れた場合においては、バイパス回路に電流が流れること
なく、電流がインバータ回路に供給される。本発明によ
れば、直流電源に直接に接続されたダイオード等を使用
する必要もないため、ダイオードの順方向電圧によるロ
スがなく、インバータの効率の低下等の問題も生じな
い。したがって、直流電源としてバッテリーを使用する
場合において、バッテリーの使用時間が短縮されること
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る照明装置のブロッ
ク図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係る照明装置のブロッ
ク図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係る照明装置のブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第４実施形態に係る照明装置のブロッ
ク図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズおよ
びヒューズホルダの外観図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係るインバータ回路の
回路図である。

【図７】従来の照明装置のブロック図である。

【図８】従来の照明装置のブロック図である。

【図９】従来の照明装置のブロック図である。

【符号の説明】

１、２、３、４インバータ装置（照明装置）１０、２０、３０、４０インバータ回路（駆動回路）１０ａ、２０ａ、３０ａ、４０ａバイパス回路１１直流電源１３放電灯（ランプ）１４電流ヒューズ（ヒューズ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ランプを発光させる駆動回路を備えると
ともに、直流電源に接続可能な照明装置において、前記直流電源から前記照明装置に印加された電源電圧が
予め定められた範囲外である場合に、前記直流電源から
供給された電源電流を前記駆動回路からバイパスさせる
バイパス回路と、前記電源電流が所定値を超えた場合に溶断する交換可能
なヒューズとを備えた照明装置。
【請求項２】前記バイパス回路は、ダイオードを備
え、前記電源電圧が予め定められた極性に対して逆極性
である場合に、前記電源電流を当該ダイオードへバイパ
スさせる請求項１記載の照明装置。
【請求項３】前記バイパス回路は、ツェナーダイオー
ドを備え、前記電源電圧が予め定められた極性に対して
逆極性である場合、および前記電源電圧が予め定められ
た電圧を超えた場合に、前記電源電流を当該ツェナーダ
イオードへバイパスさせる請求項１記載の照明装置。
【請求項４】前記バイパス回路は、サイダックを備
え、前記電源電圧が予め定められた電圧を超えた場合
に、前記電源電流を当該サイダックへバイパスさせる請
求項１記載の照明装置。
【請求項５】前記バイパス回路は、前記サイダックに
並列に接続されたダイオードを備え、前記電源電圧が予
め定められた極性に対して逆極性の電圧である場合に前
記電源電流を当該ダイオードにバイパスさせ、前記電源
電圧が予め定められた電圧を超えた場合に前記電源電流
を当該サイダックへバイパスさせる請求項４記載の照明
装置。
【請求項６】前記ヒューズは、前記直流電源と前記照
明装置とを結ぶ配線上に設けられている請求項１乃至請
求項５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】前記ヒューズの一端は前記照明装置に予
め接続されている請求項６記載の照明装置。
【請求項８】前記駆動回路は、前記電源電流を高周波
電流に変換するとともに当該高周波電流を前記ランプに
印加するインバータ回路を含む請求項１乃至請求項７の
いずれかに記載の照明装置。