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JP6589581B2 - Emergency lighting system - Google Patents
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Description

本発明は、例えば停電などの非常時に用いられる非常用照明装置に関する。   The present invention relates to an emergency lighting device used in an emergency such as a power failure.

非常用照明装置は、非常時の電源として蓄電池を搭載している。非常時には、この蓄電池を電源として非常用光源を点灯し照明を確保する。通常、蓄電池の電圧よりも非常用光源を点灯するための電圧の方が高いため、昇圧回路を用いて非常用光源を点灯するのが一般的である。近年、非常用光源にLEDを用いることが増えてきており、一定の出力に制御することで、有効点灯期間中一定以上の照度を確保するようにしている。   The emergency lighting device is equipped with a storage battery as an emergency power source. In an emergency, the storage battery is used as a power source to turn on an emergency light source to ensure illumination. Usually, since the voltage for lighting the emergency light source is higher than the voltage of the storage battery, it is common to light the emergency light source using a booster circuit. In recent years, the use of LEDs as an emergency light source has increased, and by controlling to a constant output, a certain level of illuminance is ensured during the effective lighting period.

特許文献1には、LEDの順方向電流(IF)を一定に制御し順方向電圧(VF)の過電圧リミッタを設け、スイッチング動作を制御することで、同時に過電流を防止する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique for preventing overcurrent at the same time by controlling the forward current (IF) of the LED to be constant, providing a forward voltage (VF) overvoltage limiter, and controlling the switching operation. Yes.

特開2006−085993号公報JP 2006-085993 A

非常用照明装置の負荷LEDを出力定電力制御する場合、負荷LEDの順方向電圧VFが低下すると順方向電流IFが上昇してしまう。そこで、過電流リミッタを設け順方向電流IFの過度な上昇を防止することが考えられる。しかしながら、非常時の電源として設けられた蓄電池の電圧(入力電圧)が低下した場合に、蓄電池からの流入(入力)電流が上昇し、コンバータ回路等の回路部品の発熱が増大してしまうという問題があった。   When output constant power control is performed on the load LED of the emergency lighting device, the forward current IF increases when the forward voltage VF of the load LED decreases. Therefore, it is conceivable to provide an overcurrent limiter to prevent an excessive increase in the forward current IF. However, when the voltage (input voltage) of the storage battery provided as an emergency power supply decreases, the inflow (input) current from the storage battery increases and the heat generation of the circuit components such as the converter circuit increases. was there.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、蓄電池からの入力電圧が低下した場合に回路部品の発熱が増大することを防止できる非常用照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an emergency lighting device that can prevent the heat generation of circuit components from increasing when the input voltage from the storage battery decreases. And

本願の発明に係る非常用照明装置は、入力電圧を検知する入力電圧検出回路と、該入力電圧を変圧し負荷に印加するDCDCコンバータ回路と、該負荷の順方向電圧と順方向電流を検知し、該負荷が定電力制御されるように、該DCDCコンバータ回路を制御するコントロール回路と、該順方向電圧が予め定められた過電流リミッタ閾値以下になると、該順方向電流の増加を抑制するリミッタ回路と、を備え、該リミッタ回路は、該入力電圧検出回路により該入力電圧が予め定められた値まで低下したことが検知されたときに、該過電流リミッタ閾値を高くすることを特徴とする。   An emergency lighting device according to the present invention includes an input voltage detection circuit that detects an input voltage, a DCDC converter circuit that transforms the input voltage and applies it to a load, and detects a forward voltage and a forward current of the load. A control circuit that controls the DCDC converter circuit so that the load is controlled at a constant power, and a limiter that suppresses an increase in the forward current when the forward voltage falls below a predetermined overcurrent limiter threshold. And the limiter circuit increases the overcurrent limiter threshold when the input voltage detection circuit detects that the input voltage has decreased to a predetermined value. .

本発明によれば、蓄電池からの入力電圧が低下したときに、負荷の順方向電流IFの増加を防ぐので、回路部品の発熱を抑制できる。   According to the present invention, when the input voltage from the storage battery decreases, an increase in the forward current IF of the load is prevented, so that the heat generation of the circuit components can be suppressed.

実施の形態に係る非常用照明装置の回路図である。It is a circuit diagram of the emergency lighting device according to the embodiment. 第3抵抗素子の接続点電位と順方向電流の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the connection point electric potential of a 3rd resistive element, and the relationship of forward current. 入力電圧が低下したときに過電流リミッタ閾値を変更することを示す図である。It is a figure which shows changing an overcurrent limiter threshold value when an input voltage falls. 実施の形態に係る非常用照明装置の簡略図である。It is a simplified diagram of an emergency lighting device according to an embodiment. 比較例に係る非常用照明装置の簡略図である。It is a simplified diagram of an emergency lighting device according to a comparative example.

本発明の実施の形態に係る非常用照明装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。   An emergency lighting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.

実施の形態.
図1は、実施の形態に係る非常用照明装置の回路図である。蓄電池101の電圧はVbatであり、非常用照明装置の入力電圧である。蓄電池101には、入力電圧を検知する入力電圧検出回路102が接続されている。入力電圧検出回路102は、入力電圧を分圧する2つの第1抵抗素子R1、R2を備えている。入力電圧検出回路102は、2つの直列に接続された第1抵抗素子R1、R2の接続点にカソードが接続されたダイオードD1を備えている。ダイオードD1のアノードは抵抗素子R3に接続されている。
Embodiment.
FIG. 1 is a circuit diagram of an emergency lighting device according to an embodiment. The voltage of the storage battery 101 is Vbat, which is the input voltage of the emergency lighting device. An input voltage detection circuit 102 that detects an input voltage is connected to the storage battery 101. The input voltage detection circuit 102 includes two first resistance elements R1 and R2 that divide the input voltage. The input voltage detection circuit 102 includes a diode D1 having a cathode connected to a connection point between the two first resistance elements R1 and R2 connected in series. The anode of the diode D1 is connected to the resistance element R3.

蓄電池101には、入力電圧を変圧し複数のLEDが直列に接続されたLEDモジュールで構成された負荷401に印加するDCDCコンバータ回路201が接続されている。LEDは直列でなく直並列、並列に接続してもよい。DCDCコンバータ回路201は昇圧回路で構成されている。DCDCコンバータ回路201は、DCDCコンバータ回路201に接続されたコントロール回路202からの駆動信号によりスイッチング素子Q1がオンオフして制御される。コントロール回路202は、負荷401が定電力制御されるように、DCDCコンバータ回路201のスイッチング素子Q1を制御する。コントロール回路202は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央演算装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSPともいう)であってもよい。
DCDCコンバータ回路201は、前述のスイッチング素子Q1、インダクタId、ダイオードDd及びコンデンサCdを備えている。スイッチング素子Q1のドレインは、インダクタIdとダイオードDdのアノードの間に接続されている。スイッチング素子Q1がオンになるとインダクタIdにエネルギが蓄えられる。そして、スイッチング素子Q1がオフになるとインダクタIdのエネルギによりコンデンサCdが充電される。
Connected to the storage battery 101 is a DCDC converter circuit 201 that transforms an input voltage and applies it to a load 401 composed of an LED module in which a plurality of LEDs are connected in series. The LEDs may be connected not in series but in series and parallel. The DCDC converter circuit 201 is composed of a booster circuit. The DCDC converter circuit 201 is controlled by turning on and off the switching element Q1 by a drive signal from a control circuit 202 connected to the DCDC converter circuit 201. The control circuit 202 controls the switching element Q1 of the DCDC converter circuit 201 so that the load 401 is controlled with constant power. The control circuit 202 is also referred to as a CPU (Central Processing Unit, a central processing unit, a processing unit, a processing unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, and a DSP that executes a program stored in a memory even if it is dedicated hardware. ).
The DCDC converter circuit 201 includes the aforementioned switching element Q1, inductor Id, diode Dd, and capacitor Cd. The drain of the switching element Q1 is connected between the inductor Id and the anode of the diode Dd. When the switching element Q1 is turned on, energy is stored in the inductor Id. When the switching element Q1 is turned off, the capacitor Cd is charged by the energy of the inductor Id.

DCDCコンバータ回路201で生成された電力が負荷401に印加される。負荷401の順方向電圧はVFであり、順方向電流はIFである。DCDCコンバータ回路201のコンデンサCdにはリミッタ回路301が接続されている。リミッタ回路301は、順方向電圧VFが予め定められた値(過電流リミッタ閾値)以下になると、順方向電流IFの増加を抑制する回路である。   The electric power generated by the DCDC converter circuit 201 is applied to the load 401. The forward voltage of the load 401 is VF, and the forward current is IF. A limiter circuit 301 is connected to the capacitor Cd of the DCDC converter circuit 201. The limiter circuit 301 is a circuit that suppresses an increase in the forward current IF when the forward voltage VF becomes equal to or lower than a predetermined value (overcurrent limiter threshold).

リミッタ回路301は、ベースバイアス抵抗R8、NPNトランジスタQ2、シャントレギュレータIC2、及び2つの直列に接続された第2抵抗素子R4、R5を備えている。リミッタ回路301のNPNトランジスタQ2のコレクタとベースバイアス抵抗R8との接続点が、DCDCコンバータ回路201のコンデンサCdの正極と接続されている。NPNトランジスタQ2のベースにシャントレギュレータIC2のカソードが接続されている。第2抵抗素子R4、R5の接続点とシャントレギュレータIC2のリファレンスとの接続点に、ダイオードD1のアノードが抵抗素子R3を介して接続されている。NPNトランジスタQ2のエミッタに第2抵抗素子R4が接続されている。ベースバイアス抵抗R8は、NPNトランジスタQ2のベースとシャントレギュレータIC2のカソードの接続点と、NPNトランジスタQ2のコレクタ間に接続されている。   The limiter circuit 301 includes a base bias resistor R8, an NPN transistor Q2, a shunt regulator IC2, and two second resistor elements R4 and R5 connected in series. A connection point between the collector of the NPN transistor Q2 of the limiter circuit 301 and the base bias resistor R8 is connected to the positive electrode of the capacitor Cd of the DCDC converter circuit 201. The cathode of the shunt regulator IC2 is connected to the base of the NPN transistor Q2. The anode of the diode D1 is connected to the connection point between the second resistance elements R4 and R5 and the reference of the shunt regulator IC2 via the resistance element R3. A second resistance element R4 is connected to the emitter of the NPN transistor Q2. The base bias resistor R8 is connected between the connection point of the base of the NPN transistor Q2 and the cathode of the shunt regulator IC2 and the collector of the NPN transistor Q2.

負荷401に並列に2つの直列に接続された第3抵抗素子R6、R7が接続されている。2つの第3抵抗素子R6、R7の接続点に、NPNトランジスタQ2のエミッタが接続されている。コントロール回路202は、FB(Feed Back)端子を備えている。このFB端子は、負荷401を構成するLEDのカソード側に接続されている。したがって、コントロール回路202は、FB端子を介して、負荷401の順方向電圧VFと順方向電流IFを検知することができる。負荷401の電流検出抵抗R9がLEDのカソードと接続され、このカソードと電流検出抵抗R9の接続点とFB端子の間には、電流入力抵抗R10と電流/電圧入力抵抗R11が直列に接続されている。   Two third resistance elements R6 and R7 connected in series are connected to the load 401 in parallel. The emitter of the NPN transistor Q2 is connected to the connection point between the two third resistance elements R6 and R7. The control circuit 202 includes an FB (Feed Back) terminal. The FB terminal is connected to the cathode side of the LED constituting the load 401. Therefore, the control circuit 202 can detect the forward voltage VF and the forward current IF of the load 401 via the FB terminal. A current detection resistor R9 of the load 401 is connected to the cathode of the LED, and a current input resistor R10 and a current / voltage input resistor R11 are connected in series between the connection point of the cathode and the current detection resistor R9 and the FB terminal. Yes.

次に、非常用照明装置の動作を説明する。DCDCコンバータ回路201(スイッチング回路)により、蓄電池101の電圧Vbatを、負荷401を点灯するために必要な順方向電圧VFに変圧する。そして、負荷401に印加されている順方向電圧VFと順方向電流IFを、コントロール回路202に加算帰還し定電力制御を実現している。なお、別の方法で負荷401の順方向電圧VFと順方向電流IFとを乗算帰還とした定電力制御を実現してもよい。このように、負荷401は定電力制御される。   Next, the operation of the emergency lighting device will be described. The DCDC converter circuit 201 (switching circuit) transforms the voltage Vbat of the storage battery 101 into a forward voltage VF necessary for lighting the load 401. The forward voltage VF and the forward current IF applied to the load 401 are added and fed back to the control circuit 202 to realize constant power control. In addition, you may implement | achieve the constant power control which used the forward voltage VF and the forward current IF of the load 401 as multiplication feedback by another method. In this way, the load 401 is subjected to constant power control.

リミッタ回路301は、上記の加算または乗算前の順方向電圧VFの帰還ルートに接続されている。リミッタ回路301は、順方向電圧VFが低下した場合に、順方向電流IFが過度に上昇することを防止する回路である。   The limiter circuit 301 is connected to the feedback route of the forward voltage VF before the addition or multiplication. The limiter circuit 301 is a circuit that prevents the forward current IF from excessively rising when the forward voltage VF decreases.

リミッタ回路301は、順方向電圧VFが温度変化等により低下した場合に、順方向電流をある閾値以下に保つように動作する。例えば、リミッタ回路301のカソード電圧Vkが10V、NPNトランジスタQ2のベース−エミッタ間電圧Vbeが0.6Vと設定とする。   The limiter circuit 301 operates so as to keep the forward current below a certain threshold when the forward voltage VF decreases due to a temperature change or the like. For example, the cathode voltage Vk of the limiter circuit 301 is set to 10V, and the base-emitter voltage Vbe of the NPN transistor Q2 is set to 0.6V.

リミッタ回路301の動作について説明する。
1.負荷401の順方向電圧VFが予め定められた値より大きい場合
Vk−Vbe=10−0.6=9.4Vを過電流リミッタ閾値1と呼ぶ。第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が過電流リミッタ閾値1を超えている場合は、第2抵抗素子R4、R5の接続点電位がシャントレギュレータIC2のリファレンス電圧を超えてしまい、シャントレギュレータIC2は第3抵抗素子R6、R7の接続点電位を低下させようとする。しかし、トランジスタQ2がNPNトランジスタであるため、第3抵抗素子R6を介して電流を吸い込むことができないため、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位を低下させることができない。従って、負荷401の順方向電圧VFが予め定められた値より大きい場合、すなわち第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が過電流リミッタ閾値1を超えている場合、コントロール回路202のFB端子には順方向電圧VFと順方向電流IFとを加算した信号が帰還され、定電力制御が実行される。
The operation of the limiter circuit 301 will be described.
1. When forward voltage VF of load 401 is larger than a predetermined value, Vk−Vbe = 10−0.6 = 9.4 V is referred to as overcurrent limiter threshold value 1. When the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 exceeds the overcurrent limiter threshold 1, the connection point potential of the second resistance elements R4 and R5 exceeds the reference voltage of the shunt regulator IC2, and the shunt regulator IC2 Tries to lower the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7. However, since the transistor Q2 is an NPN transistor, the current cannot be sucked through the third resistance element R6, so that the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 cannot be lowered. Therefore, when the forward voltage VF of the load 401 is larger than a predetermined value, that is, when the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 exceeds the overcurrent limiter threshold 1, the FB terminal of the control circuit 202 The signal obtained by adding the forward voltage VF and the forward current IF is fed back, and constant power control is executed.

図2は、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位と順方向電流IFの関係を示すグラフである。上記のとおり、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が過電流リミッタ閾値1を超えている場合、図2の実線で示される定電力制御を実現する。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 and the forward current IF. As described above, when the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 exceeds the overcurrent limiter threshold 1, the constant power control indicated by the solid line in FIG. 2 is realized.

2.負荷401の順方向電圧VFが予め定められた値以下の場合
一方、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が、Vk−Vbe=9.4V(過電流リミッタ閾値1)以下になると、第2抵抗素子R4、R5の接続点電位がシャントレギュレータIC2のリファレンス電圧に満たなくなる。そのため、シャントレギュレータIC2はリファレンス電圧を保持しようと、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位を9.4Vの値を保つよう一定制御する。順方向電圧VFが下がり続けたとしても、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が一定のため順方向電流IFは増加しない。
2. When the forward voltage VF of the load 401 is equal to or lower than a predetermined value On the other hand, when the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 is Vk−Vbe = 9.4V (overcurrent limiter threshold 1) or lower, The connection point potential of the two-resistance elements R4 and R5 is less than the reference voltage of the shunt regulator IC2. Therefore, the shunt regulator IC2 constantly controls the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 so as to maintain the value of 9.4V in order to maintain the reference voltage. Even if the forward voltage VF continues to decrease, the forward current IF does not increase because the node potential of the third resistance elements R6 and R7 is constant.

したがって、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が過電流リミッタ閾値1以下になると、図2の一点鎖線で示される過電流抑制制御を実現する。このように、リミッタ回路301により、負荷401の順方向電圧VFが低下した場合における順方向電流IFの増加を抑制することができる。   Therefore, when the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 becomes equal to or lower than the overcurrent limiter threshold value 1, the overcurrent suppression control indicated by the one-dot chain line in FIG. As described above, the limiter circuit 301 can suppress an increase in the forward current IF when the forward voltage VF of the load 401 decreases.

本発明の実施の形態に係る非常用照明装置は、上記のリミッタ回路301の動作を前提としつつ、蓄電池101の電圧Vbat(入力電圧)の低下時に順方向電流IFが過電流となることを抑制するものである。具体的には、リミッタ回路301は、入力電圧Vbat検出回路102により入力電圧Vbatが予め定められた値まで低下したことが検知されたときに、過電流リミッタ閾値を高くする。このことについて、詳しく説明する。   The emergency lighting device according to the embodiment of the present invention suppresses the forward current IF from becoming an overcurrent when the voltage Vbat (input voltage) of the storage battery 101 decreases while assuming the operation of the limiter circuit 301 described above. To do. Specifically, the limiter circuit 301 increases the overcurrent limiter threshold when the input voltage Vbat detection circuit 102 detects that the input voltage Vbat has decreased to a predetermined value. This will be described in detail.

図3は、入力電圧Vbatが低下したときに過電流リミッタ閾値を変更することを示す図である。丸1で示す時点では、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が過電流リミッタ閾値1より大きく、負荷401が定電力制御される。そして、蓄電池101の入力電圧Vbatが入力電圧検出回路102の閾値まで低下した場合、リミッタ回路301の過電流リミッタ閾値1を過電流リミッタ閾値2に変更する。即ち、丸1から丸2へ遷移する。これにより、順方向電圧VFが高い値で過電流となることを抑制する。   FIG. 3 is a diagram illustrating changing the overcurrent limiter threshold when the input voltage Vbat decreases. At the time indicated by circle 1, the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 is larger than the overcurrent limiter threshold value 1, and the load 401 is controlled with constant power. When the input voltage Vbat of the storage battery 101 drops to the threshold value of the input voltage detection circuit 102, the overcurrent limiter threshold value 1 of the limiter circuit 301 is changed to the overcurrent limiter threshold value 2. That is, the transition from circle 1 to circle 2 is made. Thereby, it is suppressed that the forward voltage VF becomes an overcurrent at a high value.

例えば、放電基準電圧=6.6V、R1=22kΩ、R2=3.0kΩ、D1のVF=0.6V、シャントレギュレータIC2のリファレンス電圧Vref=1.25Vとする。   For example, it is assumed that the discharge reference voltage is 6.6 V, R1 is 22 kΩ, R2 is 3.0 kΩ, VF of D1 is 0.6 V, and the reference voltage Vref of the shunt regulator IC2 is 1.25 V.

A.蓄電池101の電圧Vbat(入力電圧)が高い時(Vbat>5.4V)
Vbat*R2/(R1+R2)>0.65Vの時、ダイオードD1は非導通であり第2抵抗素子R4、R5で設定した電圧で順方向電圧VFが制御され、順方向電圧VFと順方向電流IFの加算帰還により定電力制御される。この制御は、前述した第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が過電流リミッタ閾値1を超えている場合の制御と同じである。
A. When the voltage Vbat (input voltage) of the storage battery 101 is high (Vbat> 5.4 V)
When Vbat * R2 / (R1 + R2)> 0.65V, the diode D1 is non-conductive and the forward voltage VF is controlled by the voltage set by the second resistance elements R4 and R5, and the forward voltage VF and the forward current IF are controlled. The constant power is controlled by the addition feedback. This control is the same as the control when the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 exceeds the overcurrent limiter threshold value 1 described above.

B.蓄電池101の電圧Vbat(入力電圧)が低い時(Vbat≦5.4V)
Vbat*R2/(R1+R2)≦0.65の時、ダイオードD1は導通し第2抵抗素子R4、R5の接続点電圧が低下した分だけ、第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が上昇する。第3抵抗素子R6、R7の接続点電位が上昇すると、コントロール回路202は順方向電圧VFが上昇したと認識し、定電力制御により順方向電流IFは減少する。
B. When the voltage Vbat (input voltage) of the storage battery 101 is low (Vbat ≦ 5.4V)
When Vbat * R2 / (R1 + R2) ≦ 0.65, the diode D1 becomes conductive, and the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 increases by the amount that the connection point voltage of the second resistance elements R4 and R5 decreases. . When the connection point potential of the third resistance elements R6 and R7 rises, the control circuit 202 recognizes that the forward voltage VF has risen, and the forward current IF decreases by constant power control.

蓄電池101からの入力電圧が低く、ダイオードD1が導通している限り、順方向電圧VFの擬似的な上昇が維持されるので、定電力制御により順方向電流IFが低い値に保たれる。このことは、図3において、過電流リミッタ閾値1を、過電流リミッタ閾値1より高い値である過電流リミッタ閾値2に変更することと等価である。   As long as the input voltage from the storage battery 101 is low and the diode D1 is conductive, the forward increase of the forward voltage VF is maintained, so that the forward current IF is kept at a low value by constant power control. This is equivalent to changing the overcurrent limiter threshold 1 to an overcurrent limiter threshold 2 that is higher than the overcurrent limiter threshold 1 in FIG.

上記のように入力電圧検出回路102により過電流リミッタ閾値を変更した場合の順方向電流IFは、入力電圧検出回路102が無い場合の順方向電流IFより小さい。小さい電流値に制限することで、蓄電池101からの流入(入力)電流が減少し、回路部品の発熱の増大を抑制することができる。   As described above, the forward current IF when the overcurrent limiter threshold is changed by the input voltage detection circuit 102 is smaller than the forward current IF when the input voltage detection circuit 102 is not provided. By limiting to a small current value, the inflow (input) current from the storage battery 101 is reduced, and an increase in heat generation of the circuit components can be suppressed.

ところで、リミッタ回路301と入力電圧検出回路102が無い場合、蓄電池101の電圧Vbatの放電末期にはLED負荷の温度が自己発熱により上昇しているため、順方向電圧VFは低下している。出力定電力制御の場合、順方向電圧VFが低下すると順方向電流IFは上昇し、DCDCコンバータ回路201の温度は上昇する。併せて、蓄電池101の電圧Vbatの放電末期における定電力制御では、蓄電池101の電圧Vbatが低下した分だけ蓄電池101からDCDCコンバータ回路201への流入(入力) 電流が上昇するため、DCDCコンバータ回路201の温度が上昇してしまう。これらの2つの理由で、蓄電池101の放電末期には、DCDCコンバータ回路201の温度が上昇する。   By the way, when the limiter circuit 301 and the input voltage detection circuit 102 are not provided, the forward voltage VF decreases because the temperature of the LED load increases due to self-heating at the end of discharge of the voltage Vbat of the storage battery 101. In the case of the output constant power control, when the forward voltage VF decreases, the forward current IF increases and the temperature of the DCDC converter circuit 201 increases. In addition, in the constant power control at the end of discharge of the voltage Vbat of the storage battery 101, the inflow (input) current from the storage battery 101 to the DCDC converter circuit 201 is increased by the amount of the decrease in the voltage Vbat of the storage battery 101. The temperature will rise. For these two reasons, the temperature of the DCDC converter circuit 201 rises at the end of discharge of the storage battery 101.

しかし、本発明の実施の形態に係る非常用照明装置によれば、入力電圧検出回路102と、過電流を防止するリミッタ回路301を上記のとおり組み合わせて用いることで、DCDCコンバータ回路201などの回路部品の温度上昇を抑制できる。具体的には、以下のメリットを得ることができる。   However, according to the emergency lighting device according to the embodiment of the present invention, the input voltage detection circuit 102 and the limiter circuit 301 for preventing overcurrent are used in combination as described above, so that a circuit such as the DCDC converter circuit 201 is used. The temperature rise of parts can be suppressed. Specifically, the following merits can be obtained.

a 蓄電池101の電圧Vbatと負荷401の順方向電圧VFが低下した場合に、過度な温度上昇を抑制できる。
b 蓄電池101から回路への流入(入力)電流を抑制できる。
c 入力電圧検出回路102は少ない部品点数で構成できる。リミッタ回路301と入力電圧検出回路102を組み合わせることで、第1抵抗素子R1、R2及び第2抵抗素子R4、R5の定数の設定によりリミッタ回路301の閾値と、リミッタ回路301で制御される順方向電流IFを容易に調整することができる。
d 蓄電池101の電圧Vbatが低下した時に出力を低減させるため、電源投入時などの電圧Vbatが上昇する際には、徐々に電流が増える動作となる。即ち、ソフトスタートとなる。
e 蓄電池101の電圧Vbatが低下し、リミッタ回路301により順方向電流IFが制限されても、負荷401を完全に消灯させていないため、避難誘導時間を延長することができる。
f リミッタ回路301の保護動作により、回路を停止させることが無いため、保護回路の誤動作によって負荷401が消灯する恐れがない。
a When the voltage Vbat of the storage battery 101 and the forward voltage VF of the load 401 are lowered, an excessive temperature rise can be suppressed.
b Inflow (input) current from the storage battery 101 to the circuit can be suppressed.
c The input voltage detection circuit 102 can be configured with a small number of parts. By combining the limiter circuit 301 and the input voltage detection circuit 102, the threshold value of the limiter circuit 301 and the forward direction controlled by the limiter circuit 301 are set by setting constants of the first resistance elements R1, R2 and the second resistance elements R4, R5. The current IF can be easily adjusted.
d In order to reduce the output when the voltage Vbat of the storage battery 101 is lowered, when the voltage Vbat rises at the time of power-on or the like, the operation gradually increases. That is, it becomes a soft start.
e Even if the voltage Vbat of the storage battery 101 decreases and the forward current IF is limited by the limiter circuit 301, the load 401 is not completely extinguished, so that the evacuation induction time can be extended.
f Since the circuit is not stopped by the protective operation of the limiter circuit 301, there is no possibility that the load 401 is extinguished by a malfunction of the protective circuit.

図4は、本発明の実施の形態に係る非常用照明装置の簡略図である。蓄電池101の電圧を検出する入力電圧検出回路102が設けられている。放電基準電圧以下のある電圧で蓄電池101の電圧Vbatを検出し、リミッタ回路301の過電流リミッタ閾値を変更することで、順方向電圧VFが低下しなくても順方向電流IFを制限し、流入(入力)電流を低下させてDCDCコンバータ回路201の回路部品への熱的ストレスを抑制する。   FIG. 4 is a simplified diagram of an emergency lighting device according to an embodiment of the present invention. An input voltage detection circuit 102 that detects the voltage of the storage battery 101 is provided. By detecting the voltage Vbat of the storage battery 101 at a certain voltage below the discharge reference voltage and changing the overcurrent limiter threshold of the limiter circuit 301, the forward current IF is limited even if the forward voltage VF does not decrease, and the inflow (Input) The current is reduced to suppress thermal stress on the circuit components of the DCDC converter circuit 201.

図5は、比較例に係る非常用照明装置の簡略図である。比較例の非常用照明装置には、入力電圧検出回路がない。この場合、出力側の電力をある程度抑制することは出来るが、定電力制御のため、蓄電池101の電圧Vbatが減少すると、蓄電池101からの流入(入力)電流が上昇し、DCDCコンバータ回路201の回路部品の発熱が増大してしまう。非常用照明装置は非常時(停電時等)に蓄電池の電圧がある閾値(放電基準電圧)に減少するまで、一定の時間以上点灯しなければならないことが技術基準で定められている。放電基準電圧まで点灯を継続できていればその後は点灯している必要はない。放電基準電圧以下における過度なDCDCコンバータ回路の動作はDCDCコンバータ回路への熱的ストレスの原因となる。   FIG. 5 is a simplified diagram of an emergency lighting device according to a comparative example. The emergency lighting device of the comparative example does not have an input voltage detection circuit. In this case, the power on the output side can be suppressed to some extent, but because of constant power control, when the voltage Vbat of the storage battery 101 decreases, the inflow (input) current from the storage battery 101 increases, and the circuit of the DCDC converter circuit 201 Heat generation of parts will increase. The technical standard stipulates that the emergency lighting device must be lit for a certain period of time until the voltage of the storage battery decreases to a certain threshold value (discharge reference voltage) in an emergency (such as a power failure). If lighting can be continued up to the discharge reference voltage, it does not need to be turned on thereafter. Excessive DCDC converter circuit operation below the discharge reference voltage causes thermal stress on the DCDC converter circuit.

比較例では、蓄電池101の電圧が低下すると、出力定電力制御により蓄電池101からの流入(入力)電流が増加し、回路部品の発熱が増大してしまう。しかし、本発明の実施の形態に係る非常用照明装置によれば、蓄電池101の電圧低下を検出する入力電圧検出回路102を追加することで、リミッタ回路301の過電流リミッタ閾値を変更し蓄電池101からの流入(入力)電流を制限するので、発熱の増大を抑制することができる。   In the comparative example, when the voltage of the storage battery 101 decreases, the inflow (input) current from the storage battery 101 increases due to the output constant power control, and the heat generation of the circuit components increases. However, according to the emergency lighting device according to the embodiment of the present invention, by adding the input voltage detection circuit 102 that detects the voltage drop of the storage battery 101, the overcurrent limiter threshold of the limiter circuit 301 is changed to change the storage battery 101. Since the inflow (input) current from is limited, an increase in heat generation can be suppressed.

本発明の実施の形態に係る非常用照明装置は、その特徴を失わない範囲で様々な変形が可能である。   The emergency lighting device according to the embodiment of the present invention can be variously modified within a range not losing its characteristics.

101 蓄電池、 102 入力電圧検出回路、 201 DCDCコンバータ回路、 202 コントロール回路、 301 リミッタ回路、 401 負荷   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Storage battery, 102 Input voltage detection circuit, 201 DCDC converter circuit, 202 Control circuit, 301 Limiter circuit, 401 Load

Claims (4)

入力電圧を検知する入力電圧検出回路と、
前記入力電圧を変圧し負荷に印加するDCDCコンバータ回路と、
前記負荷の順方向電圧と順方向電流を検知し、前記負荷が定電力制御されるように、前記DCDCコンバータ回路を制御するコントロール回路と、
前記順方向電圧が予め定められた過電流リミッタ閾値以下になると、前記順方向電流の増加を抑制するリミッタ回路と、を備え、
前記リミッタ回路は、前記入力電圧検出回路により前記入力電圧が予め定められた値まで低下したことが検知されたときに、前記過電流リミッタ閾値を高くすることを特徴とする非常用照明装置。
An input voltage detection circuit for detecting the input voltage;
A DCDC converter circuit that transforms the input voltage and applies it to a load;
A control circuit that detects the forward voltage and forward current of the load and controls the DCDC converter circuit so that the load is controlled at a constant power;
A limiter circuit that suppresses an increase in the forward current when the forward voltage is equal to or lower than a predetermined overcurrent limiter threshold,
The emergency lighting device, wherein the limiter circuit increases the overcurrent limiter threshold when the input voltage detection circuit detects that the input voltage has decreased to a predetermined value.
前記入力電圧検出回路は、
前記入力電圧を分圧する2つの第1抵抗素子と、
前記2つの第1抵抗素子の接続点にカソードが接続されたダイオードと、を備え、
前記ダイオードのアノードが前記リミッタ回路に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の非常用照明装置。
The input voltage detection circuit is
Two first resistance elements for dividing the input voltage;
A diode having a cathode connected to a connection point of the two first resistance elements,
2. The emergency lighting device according to claim 1, wherein an anode of the diode is connected to the limiter circuit.
前記リミッタ回路は、
NPNトランジスタと、
前記NPNトランジスタのベースにカソードが接続されたシャントレギュレータと、
前記NPNトランジスタのエミッタに接続された2つの第2抵抗素子と、を備え、
前記ダイオードのアノードは前記2つの第2抵抗素子の接続点と前記シャントレギュレータのリファレンスとの接続点に接続されたことを特徴とする請求項2に記載の非常用照明装置。
The limiter circuit is
An NPN transistor;
A shunt regulator having a cathode connected to the base of the NPN transistor;
Two second resistance elements connected to the emitter of the NPN transistor,
The emergency lighting device according to claim 2, wherein the anode of the diode is connected to a connection point between the connection point of the two second resistance elements and a reference of the shunt regulator.
前記負荷に並列に接続された2つの第3抵抗素子を備え、
前記NPNトランジスタのエミッタは、前記2つの第3抵抗素子の接続点に接続されたことを特徴とする請求項3に記載の非常用照明装置。
Two third resistance elements connected in parallel to the load;
The emergency lighting device according to claim 3, wherein an emitter of the NPN transistor is connected to a connection point of the two third resistance elements.
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