JP5123094B2 - Emergency lighting device and emergency lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、常用電源の停電時に非常用電源によって光源を点灯させる非常用照明装置および非常用照明器具に関するものである。 The present invention relates to an emergency lighting device and an emergency lighting device that turn on a light source with an emergency power source when a power failure occurs in a normal power source.
建造物等に備え付けられる非常用照明器具には、商用電源等の常用電源の停電時(以下、非常時という)においてのみ光源が点灯するように構成されたもの(非常灯など)と、常用電源の通電時(以下、通常時という)および非常時のいずれにおいても光源が点灯するように構成されたもの(誘導灯など)とがある。なお、一般的には、前者は白熱電球を光源とし、後者は放電灯を光源とする。 Emergency lighting fixtures to be installed in buildings, etc., are configured so that the light source is turned on only during a power failure (hereinafter referred to as an emergency) of a commercial power supply, etc. In some cases, the light source is configured to be turned on both when energized (hereinafter referred to as normal time) and in an emergency. In general, the former uses an incandescent bulb as a light source, and the latter uses a discharge lamp as a light source.
後者の非常用照明器具に用いられる非常用照明装置1は、図12に示すように、通常時に常用電源としての商用電源ACから電力供給を受けて光源Lを点灯させる常用点灯回路4aと、非常時に非常用電源3から電力供給を受けて光源Lを点灯させる非常点灯回路4bとを具備し、商用電源ACからの通電状況を監視し、監視結果に応じて常用点灯回路4aで光源Lを点灯させる常用点灯と、非常点灯回路4bで光源Lを点灯させる非常点灯とを切替手段19にて切り替えるように構成される。また、この種の非常用照明装置1において、図13に示すように1つの点灯回路4を通常時と非常時との両方で共用するものも知られている。
As shown in FIG. 12, an
一方、放電灯を光源とする一般的な照明器具として、光源を点灯させるとともに光源への供給電力を制御可能な点灯回路と、この点灯回路への給電時間を光源の累積点灯時間として計時する計時部(累積点灯時間タイマ)と、計時部にて計時される累積点灯時間に応じて光源への供給電力を点灯回路へ指示する照度補正手段とを備え、累積点灯時間の増加に伴う光源の光出力の低下を抑制するように光源への供給電力の補正(以下、初期照度補正という)を行うものが提案されている(たとえば特許文献1参照)。この種の照明器具は、光源の点灯初期には光源への供給電力を低く抑え、累積点灯時間の増加に伴って光源への供給電力を増加させることにより、累積点灯時間の増加に伴う光源の光出力変化を抑制する。 On the other hand, as a general lighting fixture that uses a discharge lamp as a light source, a lighting circuit that can turn on the light source and control the power supplied to the light source, and a timing that counts the power supply time to this lighting circuit as the cumulative lighting time of the light source Unit (cumulative lighting time timer) and illuminance correction means for instructing the lighting circuit to supply power to the light source according to the cumulative lighting time measured by the time measuring unit, and the light of the light source accompanying the increase in the cumulative lighting time There has been proposed one that corrects power supplied to a light source (hereinafter referred to as initial illuminance correction) so as to suppress a decrease in output (see, for example, Patent Document 1). This type of lighting fixture suppresses the power supplied to the light source at the beginning of lighting of the light source, and increases the power supplied to the light source as the cumulative lighting time increases. Suppress changes in light output.
ところで、上述の初期照度補正の技術を採用した非常用照明装置1も提案されている(たとえば特許文献2参照)。特許文献2に記載の非常用照明装置1は、通常時と非常時とを区別することなく光源Lの累積点灯時間を計時して初期照度補正を行うように構成され、光源Lの点灯初期における光源Lへの供給電力を抑制するので、光源Lの点灯初期においては通常時および非常時を通じて低消費電力化を図ることができる。さらに、光源Lの点灯初期には、非常時における非常用電源(バッテリ)3の出力が抑制され非常用電源3の劣化を抑えることができるという利点がある。
しかし、非常用照明装置1を実際に使用するにあたっては、光源Lの累積点灯時間に対して商用電源ACが停電する非常時は僅かな時間であって、特許文献2に記載の発明では、光源Lの点灯初期において、放電時(つまり非常時)における非常用電源3の劣化防止に一応の効果はあるものの、非常用電源3の寿命への影響が大きい充電時(つまり通常時)における非常用電源3の劣化防止には効果が殆ど期待できない。
However, when the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、通常時および非常時を通じて低消費電力化を図るとともに、充電時の非常用電源の劣化を抑えることで非常用電源の寿命を延ばすことができる非常用照明装置および非常用照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and aims to reduce the power consumption during normal and emergency, and to extend the life of the emergency power supply by suppressing the deterioration of the emergency power supply during charging. It is an object of the present invention to provide an emergency lighting device and an emergency lighting apparatus capable of performing the above.
請求項1の発明によれば、外部の常用電源の通電時に常用電源を電源として光源を点灯させる点灯回路と、充放電可能であって常用電源の停電時に点灯回路に電源を供給する非常用電源と、常用電源を電源として非常用電源に充電電流を流すことにより非常用電源を充電する充電回路と、光源の累積点灯時間を計時する計時部と、累積点灯時間の増加に伴う光源の光出力の低下を抑制するように、累積点灯時間の増加に伴って点灯回路から光源への供給電力を増加させる初期照度補正を行う調光制御部と、非常用電源に充電開始から所定時間で充電される電気量が累積点灯時間の増加に伴って増加するように、累積点灯時間に応じて充電回路の出力を変化させる充電出力補正を行う充電制御部とを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the lighting circuit that lights the light source using the normal power supply as a power source when the external normal power supply is energized, and the emergency power supply that is chargeable / dischargeable and that supplies the power to the lighting circuit when the normal power supply fails A charging circuit that charges the emergency power supply by supplying a charging current to the emergency power supply using the normal power supply, a timer unit that measures the cumulative lighting time of the light source, and the light output of the light source as the cumulative lighting time increases The dimming control unit performs initial illuminance correction to increase the power supplied from the lighting circuit to the light source as the cumulative lighting time increases, and the emergency power supply is charged for a predetermined time from the start of charging. And a charge control unit that performs charge output correction that changes the output of the charging circuit in accordance with the cumulative lighting time so that the amount of electricity to be increased increases with an increase in the cumulative lighting time.
この構成によれば、調光制御部が、累積点灯時間の増加に伴う光源の光出力の低下を抑制するように、累積点灯時間の増加に伴って点灯回路から光源への供給電力を増加させる初期照度補正を行うから、光源の点灯初期における光源への供給電力を抑制することで、光源の点灯初期においては、通常時および非常時を通じて低消費電力化を図ることができる。また、充電制御部は、非常用電源に充電開始から所定時間で充電される電気量が累積点灯時間の増加に伴って増加するように、累積点灯時間に応じて充電回路の出力を変化させる充電出力補正を行うから、光源の点灯初期においては、非常用電源に所定時間で充電される電気量を少なく抑制することができ、非常用電源の劣化を抑えて非常用電源の寿命を延ばすことができる。 According to this configuration, the dimming control unit increases the power supplied from the lighting circuit to the light source as the cumulative lighting time increases so as to suppress a decrease in the light output of the light source accompanying an increase in the cumulative lighting time. Since the initial illuminance correction is performed, by suppressing the power supplied to the light source in the early stage of lighting of the light source, low power consumption can be achieved through the normal time and emergency in the early stage of lighting of the light source. In addition, the charging control unit changes the output of the charging circuit in accordance with the cumulative lighting time so that the amount of electricity charged to the emergency power source in a predetermined time from the start of charging increases with the increase in the cumulative lighting time. Since output correction is performed, the amount of electricity charged to the emergency power supply in a predetermined time can be suppressed to a low level at the beginning of lighting of the light source, and the life of the emergency power supply can be extended by suppressing the deterioration of the emergency power supply. it can.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記充電回路が前記非常用電源をトリクル充電し、前記充電制御部が、前記累積点灯時間の増加に対して前記初期照度補正による供給電力の変化と同じ変化率となるように充電電流の大きさを変化させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the charging circuit trickle-charges the emergency power source, and the charging control unit supplies power supplied by the initial illuminance correction with respect to an increase in the cumulative lighting time. It is characterized in that the magnitude of the charging current is changed so as to have the same rate of change as the change.
この構成によれば、充電回路が非常用電源をトリクル充電するので、非常用電源の自己放電による電気量の低下を防止することができる。また、充電制御部は、累積点灯時間の増加に対して初期照度補正による供給電力の変化と同じ変化率となるように充電電流の大きさを変化させるから、累積点灯時間の増加に伴う充電電流の変化率を初期照度補正と別に演算する必要はなく、充電出力補正のための処理が簡単になるという利点がある。 According to this configuration, since the charging circuit trickle-charges the emergency power supply, it is possible to prevent a reduction in the amount of electricity due to self-discharge of the emergency power supply. In addition, since the charge control unit changes the magnitude of the charging current so as to have the same rate of change as the change in the supplied power due to the initial illumination correction with respect to the increase in the cumulative lighting time, the charging current accompanying the increase in the cumulative lighting time There is no need to calculate the rate of change separately from the initial illuminance correction, and there is an advantage that processing for charge output correction is simplified.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記充電回路が、前記非常用電源を所定の急速充電時間に亘って急速充電した後にトリクル充電し、前記充電制御部が、急速充電時における充電電流の大きさと、急速充電時間の長さと、トリクル充電時における充電電流の大きさとの少なくとも1つを制御することにより前記充電出力補正を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the charging circuit performs trickle charging after the emergency power supply is rapidly charged over a predetermined rapid charging time, and the charging control unit is configured to The charge output correction is performed by controlling at least one of the magnitude of the charging current, the length of the quick charging time, and the magnitude of the charging current during trickle charging.
この構成によれば、充電回路が非常用電源を急速充電した後にトリクル充電するので、トリクル充電のみを行う場合に比べて短時間で非常用電源に所望の電気量を充電可能としながらも、非常用電源の自己放電による電気量の低下をトリクル充電によって抑制することができる。また、この充電方式であっても、充電制御部は、急速充電時における充電電流の大きさと、急速充電時間の長さと、トリクル充電時における充電電流の大きさとの少なくとも1つを制御することにより充電出力補正を行うことができる。 According to this configuration, since the charging circuit performs trickle charging after rapidly charging the emergency power supply, the emergency power supply can be charged with a desired amount of electricity in a shorter time than when performing only trickle charging. The decrease in the amount of electricity due to the self-discharge of the power supply can be suppressed by trickle charging. Even in this charging method, the charge control unit controls at least one of the magnitude of the charging current at the time of quick charging, the length of the quick charging time, and the magnitude of the charging current at the time of trickle charging. Charging output correction can be performed.
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記充電回路が、前記非常用電源を所定の急速充電時間に亘って急速充電した後に、充電電流を流す充電期間と充電電流を流さない休止期間とを周期的に繰り返すことで間欠充電し、前記充電制御部が、急速充電時における充電電流の大きさと、急速充電時間の長さと、間欠充電時における充電電流の大きさと、間欠充電の周期との少なくとも1つを制御することにより前記充電出力補正を行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, after the charging circuit rapidly charges the emergency power source over a predetermined rapid charging time, a charging period in which a charging current flows and a pause in which no charging current flows The charging control unit performs intermittent charging by periodically repeating the period, and the charging control unit determines the magnitude of the charging current during the quick charging, the length of the quick charging time, the magnitude of the charging current during the intermittent charging, and the period of the intermittent charging. The charge output correction is performed by controlling at least one of the following.
この構成によれば、充電回路が非常用電源を急速充電した後に間欠充電するので、比較的短時間で非常用電源に所望の電気量を充電可能としながらも、非常用電源の自己放電による電気量の低下を間欠充電によって抑制することができる。また、この充電方式であっても、充電制御部は、急速充電時における充電電流の大きさと、急速充電時間の長さと、間欠充電時における充電電流の大きさと、間欠充電の周期との少なくとも1つを制御することにより充電出力補正を行うことができる。 According to this configuration, the charging circuit intermittently charges after the emergency power supply is rapidly charged, so that it is possible to charge the emergency power supply with a desired amount of electricity in a relatively short time, while the electric power generated by the self-discharge of the emergency power supply. A decrease in the amount can be suppressed by intermittent charging. Further, even in this charging method, the charge control unit is at least one of the magnitude of the charging current at the time of quick charging, the length of the quick charging time, the magnitude of the charging current at the time of intermittent charging, and the cycle of the intermittent charging. The charge output can be corrected by controlling one.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の非常用照明装置と前記光源とを器具本体に組み込んだことを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、調光制御部が初期照度補正を行うから、光源として累積点灯時間の増加に伴う光出力の低下が生じやすいものを用いても、器具本体からは一定の光出力を取り出すことが可能となる。また、充電制御部が充電出力補正を行うことで、非常用電源の劣化を抑えて非常用電源の寿命を延ばすことができるので、非常用電源を器具本体から外して交換する頻度を低く抑えることができる。 According to this configuration, since the dimming control unit performs the initial illuminance correction, a constant light output is taken out from the instrument body even when a light source that tends to cause a decrease in light output due to an increase in cumulative lighting time is used. It becomes possible. In addition, the charging controller corrects the charging output, so that the deterioration of the emergency power supply can be suppressed and the life of the emergency power supply can be extended. Can do.
本発明は、調光制御部が初期照度補正を行うことにより、光源の点灯初期においては通常時および非常時を通じて低消費電力化を図ることができ、また、充電制御部が充電出力補正を行うことにより、光源の点灯初期においては、非常用電源に所定時間で充電される電気量を少なく抑制することで、非常用電源の劣化を抑えて非常用電源の寿命を延ばすことができるという利点がある。 In the present invention, the dimming control unit performs initial illuminance correction, so that power consumption can be reduced through normal and emergency in the initial lighting of the light source, and the charge control unit performs charge output correction. Thus, at the initial lighting of the light source, by suppressing the amount of electricity charged to the emergency power supply in a predetermined time, it is possible to suppress the deterioration of the emergency power supply and extend the life of the emergency power supply. is there.
(実施形態1)
本実施形態の非常用照明装置1は、図1に示すように常用電源としての商用電源ACからの電力供給時(以下、通常時という)に商用電源ACを整流・平滑・降圧する電源回路2と、充放電が可能であって商用電源ACの停電時(以下、非常時という)に電源として機能する非常用電源3と、電源回路2と非常用電源3とのいずれかからの電力供給を受けて光源Lを点灯させる点灯回路4とを備える。さらにこの非常用照明装置1には、非常用電源3を充電するための充電回路5と、点灯回路4および充電回路5の出力を制御する制御手段6と、後述の停電検出手段7および切替手段が備わっている。ここでは、光源Lとして冷陰極蛍光灯を採用する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
点灯回路4は、直流電圧を交流電圧に変換して光源Lに印加することで光源Lを点灯させるインバータ回路からなるものであって、通常時には電源回路2からの直流電圧を電源として光源Lを点灯させ、非常時には非常用電源3からの直流電圧を電源として光源Lを点灯させる。
The
ここにおいて、商用電源ACからの通電状態は、電源回路2の出力を監視する停電検出手段7によって監視されている。そして、商用電源ACを電源とする常用点灯と非常用電源3を電源とする非常点灯との切り替えは、電源回路2−点灯回路4間に挿入されたスイッチ素子S1と、非常用電源3−点灯回路4間に挿入されたスイッチ素子S2とからなる切替手段によって行われる。すなわち、通常時にはスイッチ素子S1をオン、スイッチ素子S2をオフとして、商用電源(電源回路2)ACから点灯回路4へ電力供給を行って光源Lを常用点灯させる。一方、停電検出手段7で商用電源ACの停電が検出されたとき(非常時)には、スイッチ素子S1をオフ、スイッチ素子S2をオンとして、非常用電源3から点灯回路4へ電力供給を行って光源Lを非常点灯させる。
Here, the energization state from the commercial power supply AC is monitored by the power failure detection means 7 that monitors the output of the
充電回路5は、通常時において、電源回路2からの電力供給を受けて非常用電源3に充電電流を流し、非常用電源3を充電するように構成される。ここでは、非常用電源3としてニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの二次電池(バッテリ)を用いることとするが、充放電が可能であれば特に二次電池に限定されるものではなく、たとえば電気二重層コンデンサのようなものであってもよい。
The
制御手段6は、点灯回路4への給電時間の累積値を光源Lの累積点灯時間として計時する計時部8と、点灯回路4の出力を制御することで光源Lの光出力を制御する調光制御部9と、充電回路5の出力を制御する充電制御部10とを有している。ここに、計時部8は通常時と非常時とを区別することなく累積点灯時間を計時する。
The control means 6 measures the cumulative value of the power supply time to the
調光制御部9は、累積点灯時間の増加に伴う光源Lの光出力の低下を抑制するように、計時部8にて計時される累積点灯時間に応じて光源Lへの供給電力の補正(以下、初期照度補正という)を行う。充電制御部10は、計時部8にて計時される累積点灯時間に応じて、初期照度補正と連動させるように充電回路5の出力を補正(以下、充電出力補正という)する。初期照度補正および充電出力補正の詳細については後述する。
The dimming
ところで、本実施形態の非常用照明装置1を用いる非常用照明器具の代表的なものとして、消防法でビル等への設置が義務付けられている誘導灯がある。誘導灯は所定の絵柄が描かれた表示板12(図11参照)を備えており、光源Lからの光を表示板12に透過させて表示板12の表面(以下、表示面という)を光らせるように構成される。ここで、表示面の平均輝度は誘導灯の等級や絵柄ごとに工業会で規格値が定められており、当該規格値を満たすように光源Lの光出力が設定される。図2には、一例として避難口誘導灯を構成する非常用照明器具A(図11参照)の規格値を示すが、この例では通常時と非常時とで表示面平均輝度の規格値が異なっている。また、通常時および非常時のいずれにおいても、上限値と下限値との双方の規格値が定められており、下限値を下回っても(つまり、暗すぎても)、上限値を上回っても(つまり、明るすぎても)規格を満たしていないことになるので、光源Lの光出力は適正な値に設定する必要がある。
By the way, as a typical emergency lighting apparatus using the
この光出力(輝度)の調節は、図1に示す制御手段6の調光制御部9にて点灯回路4の出力を制御することによって行う。なお、通常時と非常時とで光源Lの光出力を変化させる場合(たとえば、図2におけるA級やB級BH形の場合)には、通常時と非常時とのそれぞれにおいて所定の光出力となるように調光制御部9で調光制御を行う。
The adjustment of the light output (luminance) is performed by controlling the output of the
以下、初期照度補正について図3ないし図5を参照して説明する。これらの図では、上述したC級の避難口誘導灯を一例とするが、図中に示した数値は一例に過ぎず、本発明の適用を限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the initial illuminance correction will be described with reference to FIGS. In these drawings, the above-described class C evacuation exit guide light is taken as an example, but the numerical values shown in the drawings are merely examples, and are not intended to limit the application of the present invention.
まず、参考例として、初期照度補正を行わない場合における通常時の表示面平均輝度を図3に示す。図3では横軸は光源Lの累積点灯時間、縦軸は表示面平均輝度を表している。すなわち、光源Lはその累積点灯時間の増加に伴って光出力が次第に低下するので、表示面平均輝度は、光源Lの累積点灯時間の増加に伴い図3に示すように次第に低下することになる。なお、図3においては、累積点灯時間が光源Lの定格寿命(ここでは6万時間)に達した時点で表示面平均輝度が初期値の80%にまで低下する例を示しており、光源Lの点灯開始直後に、通常時の規格値である150〜300cd/m2に対して上限寄りの250cd/m2が得られるように点灯回路4の出力設計をすることで、光源Lの定格寿命到達時に初期値の80%にまで平均輝度が低下しても、上記規格値内の200cd/m2が得られている。
First, as a reference example, FIG. 3 shows the normal display surface average luminance when the initial illuminance correction is not performed. In FIG. 3, the horizontal axis represents the cumulative lighting time of the light source L, and the vertical axis represents the display surface average luminance. That is, since the light output of the light source L gradually decreases as the cumulative lighting time thereof increases, the display surface average luminance gradually decreases as shown in FIG. 3 as the cumulative lighting time of the light source L increases. . Note that FIG. 3 shows an example in which the display surface average brightness decreases to 80% of the initial value when the cumulative lighting time reaches the rated life of the light source L (60,000 in this case). lighting start immediately after, by the ordinary upper side of the 250 cd / m 2 output design of the
また、C級の避難口誘導灯における非常時の表示面平均輝度の規格値は100〜300cd/m2であるため、非常時においても通常時と同じ250cd/m2を初期値に設定することで、光源Lの定格寿命到達時に初期値の80%にまで平均輝度が低下しても、上記規格値内(200cd/m2)に収めることができる。なお、通常時に対する非常時の光出力比はこの例に限定されるものではなく、図2に示す表示面平均輝度を満足するように通常時と非常時とのそれぞれに関して光源Lの光出力を適宜設定すればよい。 Moreover, the standard value of the emergency of the display surface average luminance in class C emergency exit light because a 100~300cd / m 2, by setting the initial value of the same 250 cd / m 2 and normal even in an emergency Thus, even when the average luminance is reduced to 80% of the initial value when the rated life of the light source L is reached, it can be kept within the standard value (200 cd / m 2 ). Note that the emergency light output ratio with respect to the normal time is not limited to this example, and the light output of the light source L for each of the normal time and the emergency time so as to satisfy the display surface average luminance shown in FIG. What is necessary is just to set suitably.
ここにおいて、本実施形態では、調光制御部9は、上述した初期照度補正を行うことにより、図4に示すように光源Lの点灯初期には光源Lを全点灯(定格点灯)させずに調光点灯させ、その後、累積点灯時間の増加に伴って調光比が徐々に高くなるように光源Lへの供給電力を増加させる。これにより、点灯初期から光源Lの定格寿命末期にかけて光源Lの光出力を略一定に保つことができる。図4では横軸は光源Lの累積点灯時間、縦軸は出力比(調光比)を表している。すなわち、点灯初期には、定格寿命到達時の輝度減衰に相当する80%の出力に点灯回路4を制御し、定格寿命到達時には100%となるように初期照度補正を行う。初期照度補正に関しては、上述した特許文献1に記載されているものと同様であるから、ここでは詳しい説明を省略する。
Here, in the present embodiment, the dimming
本実施形態では、このような初期照度補正を通常時と非常時とのいずれにおいても行っており、図5に示すように光源Lの累積点灯時間の増加にかかわらず、表示面平均輝度を初期値とほぼ同等の値に維持する。なお、図5では横軸が光源Lの累積点灯時間、縦軸が表示面平均輝度を表し、初期照度補正前の値を破線、初期照度補正後の値を実線で表している。したがって、点灯初期には、通常時および非常時を通じて低消費電力化を図るとともに、非常時において非常用電源3の出力を抑制することで非常用電源3の劣化を防止し、光源Lを長時間点灯させることができる。
In the present embodiment, such initial illuminance correction is performed both in the normal time and in an emergency, and the display surface average brightness is set to the initial value regardless of the increase in the cumulative lighting time of the light source L as shown in FIG. Keep the value almost equal to the value. In FIG. 5, the horizontal axis represents the cumulative lighting time of the light source L, the vertical axis represents the display surface average brightness, the value before the initial illuminance correction is represented by a broken line, and the value after the initial illuminance correction is represented by a solid line. Therefore, at the beginning of lighting, power consumption is reduced during normal and emergency, and the output of the
ところで、誘導灯などの非常用照明器具に関しては、工業会の技術基準で、非常用電源3の充放電性能が定められている。たとえば上述した誘導灯の場合、24時間の充電によって25分以上光源Lを点灯(非常点灯)させることが必要とされる。要するに、非常点灯に必要な電気量を充電開始から所定時間内に充電する必要があるため、充電電流の大きさは放電電流の大きさに応じて設定されることになる。
By the way, for emergency lighting fixtures such as guide lights, the charge / discharge performance of the
ここに、上述した初期照度補正によって、非常時における光源Lの光出力を図4に示すように補正することで、非常用電源3からの放電電流特性は図6に示すように点灯初期から徐々に増加することとなる。なお、図6では横軸が光源Lの累積点灯時間、縦軸が放電電流を表している。つまり、光源Lの点灯初期においては、非常時における非常用電源3からの放電電流を低く抑えることができ、非常点灯に必要な電気量を少なくなる。これにより、非常用電源3に充電開始から所定時間で充電される電気量は、光源Lの点灯初期には非常用電源3が満充電に達しない程度に少なく抑えることができ、通常時に非常用電源3に供給される充電電流に関しても点灯初期には低く抑えることができる。そこで、充電制御部10は、図7に示すように点灯初期には充電電流を低く抑え、その後、累積点灯時間の増加に伴って充電電流を増加させるように、上記充電出力補正を行う。
Here, by correcting the light output of the light source L in an emergency as shown in FIG. 4 by the above-described initial illuminance correction, the discharge current characteristics from the
非常用電源3の充電電流を低く抑えれば、充電時における非常用電源3の自己発熱を抑えることができるので、非常用照明装置1の実際の使用時間の大半を占める通常時において、非常用電源3の温度を低く抑えることができる。ここに、非常用電源3として用いられるニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの二次電池は、その寿命が一般的にアレニウスの法則に従うことが知られており、非常用電源3の温度を10℃下げることで、寿命を約2倍に延ばすことができる。つまり、充電出力補正によって点灯初期の充電電流を低く抑えることは、非常用電源3の寿命を延ばすことにつながるのである。
If the charging current of the
本実施形態では、非常用電源3の充電に、非常用電源3のようなバックアップ電源の充電方式として一般的であるトリクル充電を採用している。トリクル充電は、通常時において負荷(ここでは点灯回路4)を非常用電源3から切り離した状態で、図8に示すように非常用電源3に微小電流を連続的に流すことにより充電する方式である。図8では横軸が非常用電源3の充電時間、縦軸が充電電流を表している。ここで、充電制御部10は、光源Lの点灯初期は充電電流を小さく(図8の例では20mA)抑え、累積点灯時間の増加に伴い充電電流を所定値(図8の例では24mA)にまで増加させる充電出力補正を行う。つまり、充電電流は、図8に実線で示す光源Lの点灯初期の状態(充電出力補正有りの状態)から、累積点灯時間に応じて破線で示す所定値(充電出力補正なしの状態)にまで増加するように補正制御される。
In the present embodiment, trickle charging, which is common as a charging method for a backup power source such as the
しかして、図8の例では、充電開始から所定時間(24時間)で非常用電源3に蓄積される電気量(図中斜線部の面積に相当)、つまり非常点灯に必要な電気量は、光源Lの点灯初期においては非常用電源3が満充電に達しない程度の値である480mAh(20mA×24時間)であって、累積点灯時間の増加に伴い576mAh(24mA×24時間)にまで増加する。なお、ここでは、累積点灯時間の増加に対する充電電流の変化率は、初期照度補正による点灯回路4の出力の変化率と同じ変化率としてある。
Thus, in the example of FIG. 8, the amount of electricity stored in the emergency power supply 3 (corresponding to the area of the shaded portion in the figure) in a predetermined time (24 hours) from the start of charging, that is, the amount of electricity required for emergency lighting is The initial value of the light source L is 480 mAh (20 mA × 24 hours), which is a value that does not reach full charge, and increases to 576 mAh (24 mA × 24 hours) as the cumulative lighting time increases. To do. Here, the rate of change of the charging current with respect to the increase of the cumulative lighting time is the same rate of change as the rate of change of the output of the
また、非常用照明装置1全体で見れば、光源Lの点灯初期においては、初期照度補正によって点灯回路4や電源回路2の消費電力が低く抑えられているため、各回路の温度は低くなる。つまり、非常用電源3の周囲温度が低く抑えられることになるので、上述した非常用電源3の自己発熱抑制との相乗効果によって、非常用電源3の寿命を大幅に延ばすことが可能となる。
Further, in the
なお、光源Lは、累積点灯時間の増加によって光出力が減衰するものであればよいのであって、冷陰極蛍光灯に特に限定されるものではなく、たとえば熱陰極蛍光灯やLED(発光ダイオード)などであってもよい。いずれの場合でも、光源Lの累積点灯時間の増加に伴う光出力の減衰特性(図3に相当)に合わせて、照度補正カーブ(図4に相当)を設定すれば、上述した例と同等の効果を得ることができる。 The light source L is not particularly limited to a cold cathode fluorescent lamp, as long as the light output is attenuated as the cumulative lighting time increases. For example, a hot cathode fluorescent lamp or an LED (light emitting diode) is used. It may be. In any case, if an illuminance correction curve (corresponding to FIG. 4) is set in accordance with the attenuation characteristic (corresponding to FIG. 3) of the light output accompanying the increase in the cumulative lighting time of the light source L, it is equivalent to the above-described example. An effect can be obtained.
(実施形態2)
本実施形態の非常用照明装置1は、非常用電源3の充電方式並びに充電出力補正方法が実施形態1の非常用照明装置1と相違する。
(Embodiment 2)
The
本実施形態では、図9に示すように急速充電とトリクル充電とを組み合わせた充電方式を採用する。図9では横軸が非常用電源3の充電時間、縦軸が充電電流を表している。この充電方式は、同じ電気量を充電する場合にはトリクル充電のみを行う場合に比べて充電開始から充電完了までの時間が短く、また、トリクル充電時において非常用電源3の温度を低く抑えることができるという利点がある。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a charging method that combines rapid charging and trickle charging is employed. In FIG. 9, the horizontal axis represents the charging time of the
図9の例では、充電回路5が、非常点灯に必要な電気量を非常用電源3に短時間で充電するために、充電開始から所定の急速充電時間はトリクル充電時よりも大きい充電電流を流す急速充電モードで動作し、急速充電時間の経過後は、非常用電源3の自己放電による残容量低下分を補うだけの微小電流でトリクル充電を行うトリクル充電モードに移行する充電方式(いわゆる段別充電方式)を示している。ここに、実施形態1で示した図8の例では、光源Lの点灯初期において、非常点灯に必要な電気量(図中斜線部の面積に相当)は480mAh(20mA×24時間)としてあるが、図9では同じ電気量を半分の充電時間(12時間)で得るために、急速充電モード時の充電電流を図8の場合の2倍(40mA)に設定している。また、ここでは、急速充電後のトリクル充電における充電電流を5mAとして説明しているが、非常用電源3の性能によって適切な充電電流が異なるため、充電電流の値は非常用照明装置1の仕様に合わせて適宜設定すればよい。
In the example of FIG. 9, since the charging
ここに、図9の充電方式における充電出力補正の内容は、図8の例と同様にトリクル充電時における充電電流の大きさを制御するようにしてもよいが、急速充電モードにおける充電電流の大きさや充電時間の長さ(つまり急速充電時間の長さ)を制御するようにしてもよい。図9では光源Lの点灯初期の状態(充電出力補正有りの状態)を実線で表しており、上述した充電電流、充電時間のいずれかが、光源Lの累積点灯時間に応じて破線で表す所定値(充電出力補正なしの状態)にまで増加するように補正制御される。ここで、非常用照明装置1の仕様に応じて、非常用電源3の温度を低く抑えることができる最良の補正方法を選択することにより、非常用電源3の寿命を延ばすとともに、低消費電力(省エネルギ)化を図ることができる。
Here, the charge output correction content in the charging method of FIG. 9 may control the magnitude of the charging current during trickle charging as in the example of FIG. The length of the sheath charging time (that is, the length of the quick charging time) may be controlled. In FIG. 9, an initial lighting state of the light source L (state with charge output correction) is represented by a solid line, and any one of the above-described charging current and charging time is represented by a broken line according to the cumulative lighting time of the light source L. Correction control is performed so as to increase to a value (state without charge output correction). Here, according to the specification of the
また、本実施形態の他の例として、図10に示すように急速充電と間欠充電とを組み合わせた充電方式を採用することも考えられる。図10では横軸が非常用電源3の充電時間、縦軸が充電電流を表している。この充電方式は、非常用電源の自己放電による残容量低下分を補うための充電(補充電)を、トリクル充電ではなく間欠的に充電電流を流す間欠充電方式としたことで、急速充電とトリクル充電とを組み合わせた段別充電方式に比べて、補充電時における消費電力を低く抑え、非常用電源3の温度を低く抑えることができる。
Further, as another example of the present embodiment, as shown in FIG. 10, it is conceivable to adopt a charging method that combines rapid charging and intermittent charging. In FIG. 10, the horizontal axis represents the charging time of the
図10の例では、充電回路5が、非常用電源3を短時間で充電するために充電開始から所定の急速充電時間は充電電流を連続的に供給する急速充電モードで動作し、急速充電時間の経過後は、非常用電源3の自己放電による残容量低下分を補うために充電電流を間欠的に供給する間欠充電モードに移行する充電方式を示している。つまり、間欠充電モードで動作中には、非常用電源3に充電電流を流す充電期間と、充電電流を流さない休止期間とが周期的に繰り返される。なお、自己放電が少ない非常用電源3であれば、図8や図9の例のようにトリクル充電を行う期間がなくても、非常時に必要な放電電気量を長時間に亘って確保することができる。
In the example of FIG. 10, the charging
図10の充電方式における充電出力補正の内容は、急速充電モードにおける充電電流の大きさや充電時間の長さ(つまり急速充電時間の長さ)を制御するようにしてもよいが、間欠充電モードにおける充電電流の大きさや充電期間の長さや間欠周期(つまり充電電流を流す周期)を制御するようにしてもよい。図10では光源Lの点灯初期の状態(充電出力補正有りの状態)を実線で表しており、上述した充電電流、充電時間、間欠周期のいずれかが、累積点灯時間に応じて破線で表す所定値(充電出力補正なしの状態)にまで変化するように補正制御される。ここで、非常用照明装置1の仕様に応じて、非常用電源3の温度を低く抑えることができる最良の補正方法を選択することにより、非常用電源3の寿命を延ばすとともに、低消費電力(省エネルギ)化を図ることができる。
The charge output correction content in the charging method of FIG. 10 may be such that the magnitude of the charging current and the length of the charging time (that is, the length of the quick charging time) in the quick charging mode may be controlled. You may make it control the magnitude | size of a charging current, the length of a charging period, and an intermittent period (that is, the period through which charging current flows). In FIG. 10, the initial lighting state of the light source L (state with charge output correction) is indicated by a solid line, and any one of the above-described charging current, charging time, and intermittent period is indicated by a broken line according to the cumulative lighting time. Correction control is performed so as to change to a value (state without charge output correction). Here, according to the specification of the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
ところで、上記各実施形態に示す非常用照明装置1は、図11に示すように光源Lと共に器具本体11に組み込まれることにより、非常用照明器具(ここでは建造物の非難口の場所を知らせる誘導灯)Aを構成する。以下に、図11に示す非常用照明器具Aについて簡単に説明する。
By the way, the
この非常用照明器具Aは、前面開口の矩形箱状の器具本体11と、矩形状の表示板12および表示板12の背面側に配設され一端面から入射した光を表示板12に導光する矩形状の導光板(図示せず)を有し器具本体11の前面に取り付けられる表示ユニット13と、導光板の前記一端面に対向配置される光源(ここでは直管形の冷陰極蛍光灯)Lを保持するランプホルダ14を有し表示ユニット13と共に器具本体11の前面を覆う形で器具本体11に取り付けられる光源ユニット15とを備えている。器具本体11と表示ユニット13との間には、非常用照明装置1を構成する電源回路2や点灯回路4等を含む点灯ブロック16と、非常用電源3と、端子台17とが収容される。さらに、器具本体11の上端部には光源ユニット15を電気的に接続するためのコネクタ18が設けられている。この非常用照明器具Aは、導光板に入射した光源Lからの光が導光板の前面の略全域から前方に出射されるので、表示板12の前面(表示面)の全域をむらなく発光させることができる。
This emergency lighting fixture A is a rectangular box-shaped fixture
1 非常用照明装置
3 非常用電源
4 点灯回路
5 充電回路
8 計時部
9 調光制御部
10 充電制御部
11 器具本体
A 非常用照明器具
AC 商用電源(常用電源)
L 光源
DESCRIPTION OF
L light source
Claims (5)
An emergency lighting apparatus comprising the main body of the emergency lighting device according to any one of claims 1 to 4 and the light source.
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