JP6693591B2 - Power supply and emergency lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置および非常用点灯装置に関する。 The present invention relates to a power supply device and an emergency lighting device.
従来、例えば下記の特許文献１に記載されているように、通常時においては常用点灯動作を行いつつ非常用電源を充電し、非常時である商用電源の停電中には非常用電源から光源を点灯させる非常用照明器具が知られている。特許文献１にかかる装置は放電灯を点灯させるものであり、非常用電源を常用点灯回路の一部から供給することで構成部品の重複を回避している。また、近年の省エネ志向から照明のＬＥＤ化が進んでおり、例えば下記の特許文献２に記載されているＬＥＤ非常用照明器具も知られている。
Conventionally, for example, as described in
近年普及しているＬＥＤ照明分野においても電源装置の小型化のニーズがあり、そのために電源装置の省部品化を行うことが好ましい。常用点灯および非常用点灯を行うＬＥＤ電源装置でも省部品化が好ましいことは同様であるが、非常用点灯動作を確実に行う必要があるので非常用点灯性能を低下させることは避けたい。上記特許文献１においても常用点灯装置および非常用点灯装置の機能を損なわないことを指摘している。しかし、ＬＥＤ点灯装置と放電灯点灯装置は光源の性質が異なるので回路構成に違う点があり、ＬＥＤ点灯装置に適した省部品化技術はいまだ見出されていなかった。
In the field of LED lighting, which has been widespread in recent years, there is a need for miniaturization of power supply devices, and therefore it is preferable to reduce the number of parts of power supply devices. Similarly, it is preferable to reduce the number of parts in the LED power supply device that performs the regular lighting and the emergency lighting, but it is necessary to surely perform the emergency lighting operation, and thus it is desirable to avoid reducing the emergency lighting performance. The above-mentioned
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、省部品化と非常点灯性能とを両立させた、ＬＥＤ常用点灯／非常用点灯兼用の電源装置および非常用点灯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 problems, and provides a power supply device and an emergency lighting device for both LED regular lighting / emergency lighting, which achieves both saving of parts and emergency lighting performance. The purpose is to do.
本発明にかかる電源装置は、常用点灯装置と非常用点灯装置とを備え、前記常用点灯装置は、整流回路と、前記整流回路の出力電圧を降圧することで、前記出力電圧よりも低い電圧を持つ少なくとも一つの制御電源を生成する制御電源部と、前記制御電源部で生成した前記少なくとも一つ制御電源により作動する第一制御回路を含み、前記整流回路の前記出力電圧を変換して直流電流を生成する第一ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記制御電源部で生成した前記少なくとも一つの制御電源が供給される制御電源端子と、を有し、前記非常用点灯装置は、前記制御電源端子と接続されることで前記少なくとも一つの制御電源を受け取る電源取得端子と、非常用電源と接続すべき非常用電源端子と、前記非常用電源端子および前記電源取得端子に接続し、前記電源取得端子で受け取った前記少なくとも一つの制御電源を用いて前記非常用電源を充電する充電回路と、前記非常用電源端子と接続し前記非常用電源の電圧を変換して直流電流を生成し、第一イネーブル部を有する第二制御回路を含む第二ＤＣ−ＤＣコンバータと、を備え、前記非常用点灯装置は、非常状態であることを検知したときに、前記第一イネーブル部を通じて前記第二制御回路をイネーブルとするように構成されたものである。 A power supply device according to the present invention includes a regular lighting device and an emergency lighting device, the regular lighting device, a rectifier circuit, by stepping down the output voltage of the rectifier circuit, a voltage lower than the output voltage. A control power supply unit that generates at least one control power supply and a first control circuit that is operated by the at least one control power supply generated by the control power supply unit, and converts the output voltage of the rectifier circuit to a direct current. And a control power supply terminal to which the at least one control power supply generated by the control power supply unit is supplied, and the emergency lighting device is connected to the control power supply terminal. A power source acquisition terminal for receiving the at least one control power source, an emergency power source terminal to be connected to an emergency power source, and the emergency power source terminal and the power source acquisition terminal A charging circuit for charging the emergency power source using the at least one control power source received by the power source acquisition terminal; and a DC circuit that is connected to the emergency power source terminal and converts the voltage of the emergency power source to generate a direct current. And a second DC-DC converter including a second control circuit having a first enable section, wherein the emergency lighting device detects the emergency state through the first enable section. It is configured to enable the second control circuit.
本発明にかかる非常用点灯装置は、常用点灯装置に接続される非常用点灯装置であって、前記非常用点灯装置は、前記常用点灯装置の制御電源端子と接続されることで制御電源を受け取る電源取得端子と、非常用電源と接続すべき非常用電源端子と、前記非常用電源端子および前記電源取得端子に接続し、前記電源取得端子で受け取った前記制御電源を用いて前記非常用電源を充電する充電回路と、前記非常用電源端子と接続し前記非常用電源の電圧を変換して光源に供給する直流電流を生成するＤＣ−ＤＣコンバータと、を備え、前記非常用点灯装置は、常用点灯から非常用点灯への切り替えを行うための切替信号を前記常用点灯装置から受け取ると、前記切替信号に応じて前記光源を非常点灯させる。 An emergency lighting device according to the present invention is an emergency lighting device connected to a regular lighting device, and the emergency lighting device receives control power by being connected to a control power supply terminal of the regular lighting device. A power supply acquisition terminal, an emergency power supply terminal to be connected to an emergency power supply, the emergency power supply terminal and the power supply acquisition terminal, and the control power supply received at the power supply acquisition terminal to use the emergency power supply. The emergency lighting device includes: a charging circuit for charging; and a DC-DC converter that is connected to the emergency power supply terminal and converts a voltage of the emergency power supply to generate a direct current to be supplied to a light source. When a switching signal for switching from lighting to emergency lighting is received from the regular lighting device, the light source is emergency-lit according to the switching signal.
本発明によれば、制御電源生成に関する装置部品を共用したので省部品化を行うことができ、その一方でコンバータ回路は別々に設けているので常用点灯装置側の回路方式に影響されずに非常用点灯性能を確保することもできる。その結果、省部品化と非常点灯性能とを両立させた、ＬＥＤ常用点灯／非常用点灯兼用の電源装置および非常用点灯装置が提供される。 According to the present invention, since the device parts related to the control power generation are shared, it is possible to reduce the parts. On the other hand, since the converter circuit is separately provided, the circuit system on the side of the regular lighting device is not affected and it is extremely effective. Lighting performance can be secured. As a result, a power supply device for both normal lighting / emergency lighting and an emergency lighting device, which achieves both saving of parts and emergency lighting performance, are provided.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電源装置１００を示す回路図である。電源装置１００は、常用点灯装置１１０および非常用点灯装置１２０を備えており、これらを選択的に使用してＬＥＤ電源を生成する。電源装置１００には、ＬＥＤ光源部１３０、バッテリ１４０、および商用電源ＡＣが接続される。これら常用点灯装置１１０、非常用点灯装置１２０、ＬＥＤ光源部１３０、およびバッテリ１４０で、非常用ＬＥＤ照明器具が構成される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a
（常用点灯装置１１０）
常用点灯装置１１０は、商用電源ＡＣに接続する端子部ＣＮ１と、ＬＥＤ光源部１３０に接続する端子部ＣＮ２と、非常用点灯装置１２０に接続する端子部ＣＮ３とを備えている。常用点灯装置１１０は、商用電源ＡＣを整流する整流器ＤＢと、昇圧チョッパ回路およびバックコンバータ回路と、出力端に設けられた平滑コンデンサＣ３と、制御ＩＣ１とを内部に備えている。
(Regular lighting device 110)
The
常用点灯装置１１０が備える昇圧チョッパ回路は、図１に示すようにコイルＬ１、スイッチング素子Ｑ１、およびダイオードＤ１を備えている。なお、昇圧チョッパ回路自体は周知の昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータとして良く用いられるものなので、ここでは回路素子接続などの詳細は省略する。コンデンサＣ１の充電電圧は抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗分圧により検知され、検知された電圧値は制御ＩＣ１のＰ１端子に入力されている。この検知電圧値が一定電圧になるように、制御ＩＣ１がＶｇ１端子からスイッチング信号を出力し、ＭＯＳＦＥＴドライバを介してスイッチング素子Ｑ１の制御端子に制御信号が与えられる。制御ＩＣ１はマイコンであり、マイコンの動作電圧ではＭＯＳＦＥＴの駆動電圧が足りないことから、Ｖｇ１端子から一旦ＭＯＳＦＥＴドライバにスイッチング信号が入力し、ＭＯＳＦＥＴドライバからスイッチング素子Ｑ１を安定的にスイッチングできるようになっている。予め設定された直流高電圧が印加されることでコンデンサＣ１は充電される。コンデンサＣ１は、図１に示すようにスイッチング素子Ｑ２、コイルＬ２、ダイオードＤ２から構成されるバックコンバータ回路と接続している。なお、バックコンバータ回路自体は周知の降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータなので、ここでは回路素子接続などの詳細は省略する。常用点灯装置１１０のバックコンバータ回路はコンデンサＣ１の電圧を降圧して出力し、その出力電圧はコンデンサＣ３で平滑され、ＬＥＤ光源部１３０に供給される。これによりＬＥＤ光源部１３０を点灯することができる。
The boost chopper circuit included in the
常用点灯装置１１０は、ＬＥＤ電流を定電流制御する。具体的には、ＬＥＤ光源部１３０内のＬＥＤに流れる電流を抵抗Ｒ４にて電圧に変換し、この電圧は制御ＩＣ１のＰ３端子に入力される。制御ＩＣ１のＰ３端子電圧が一定になるように制御ＩＣ１のＶｇ２端子からスイッチング信号を出力する定電流フィードバック制御が実施される。Ｖｇ２端子からのスイッチング信号は、昇圧チョッパ回路と同様、ＭＯＳＦＥＴドライバを介してスイッチング素子Ｑ２の制御端子に供給されている。これによりスイッチング素子Ｑ２を安定的にスイッチングすることができる。
The
図１にブロックで示すように、常用点灯装置１１０はスイッチング電源部を備えている。スイッチング電源部は、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷から電圧Ｖ１を生成する。この電圧Ｖ１は、制御ＩＣ１、及び、ＭＯＳＦＥＴドライバの制御電源となる。コンデンサＣ２の一端はスイッチング電源部の出力端側と接続し、コンデンサＣ２の他端は常用点灯装置１１０の基準電位（グランド）に接続している。これによりコンデンサＣ２には電圧Ｖ１が充電される。電圧Ｖ１はＭＯＳＦＥＴドライバの制御電源となり、例えば電圧Ｖ１は１５Ｖの大きさを有している。常用点灯装置１１０は、この電圧Ｖ１が入力される降圧回路部を更に備えている。降圧回路部は、電圧Ｖ１から制御ＩＣ１の制御電源（例えば５Ｖ）を生成する。
As indicated by a block in FIG. 1, the
整流器ＤＢの高電位出力端子とインダクタＬ１の接続点には、抵抗Ｒ１の一端が接続している。抵抗Ｒ１の他端は制御ＩＣ１のＰ２端子に接続しており、制御ＩＣ１は抵抗Ｒ１を介して整流器ＤＢの出力電圧を検出する。制御ＩＣ１は、この検出電圧により商用電源ＡＣの有無を検出し、点灯制御に反映させることができる。
One end of the resistor R1 is connected to the connection point between the high potential output terminal of the rectifier DB and the inductor L1. The other end of the resistor R1 is connected to the P2 terminal of the control IC1, and the control IC1 detects the output voltage of the rectifier DB via the resistor R1. The
端子部ＣＮ３は、電圧Ｖ１に等しい制御電源端子と、制御ＩＣ１のＲＸ端子に接続するｉｎｐｕｔ端子と、制御ＩＣ１のＴＸ端子に接続するｏｕｔｐｕｔ端子と、常用点灯装置１１０の回路基準電位（グランド電位）に等しいＧＮＤ端子とを備えている。制御ＩＣ１がＴＸ端子から切替信号を出力すると、この切替信号はｏｕｔｐｕｔ端子に到達して端子部ＣＮ３から常用点灯装置１１０の外部へと出力される。なお、ＧＮＤ端子が接続する回路基準電位は、制御ＩＣ１の基準電位と同電位である。なお、ＲＸ端子と接続するｉｎｐｕｔ端子は、特に必要がなければ省略することができ、これに応じて端子部ＣＮ４においてもｉｎｐｕｔ端子と接続するための端子を一つ省略することもできる。なお、実施の形態１では制御ＩＣ１の内部に切替信号を生成する機能が一体化されているが、本発明はこれに限られない。商用電源ＡＣの状態などに基づいて常用点灯／非常点灯の切替を行うための切替信号生成回路を別途設けても良く、この場合には切替信号生成回路の出力をｏｕｔｐｕｔ端子に接続すればよい。
The terminal portion CN3 includes a control power supply terminal equal to the voltage V1, an input terminal connected to the RX terminal of the control IC1, an output terminal connected to the TX terminal of the control IC1, and a circuit reference potential (ground potential) of the
（非常用点灯装置１２０）
非常用点灯装置１２０は、常用点灯装置１１０の端子部ＣＮ３と接続する端子部ＣＮ４と、非常用電源であるバッテリ１４０に接続する端子部ＣＮ５と、ＬＥＤ光源部１３０に接続する端子部ＣＮ６とを備えている。非常用点灯装置１２０は、制御ＩＣ２を含む充電回路１２４と、制御ＩＣ３を含む点灯回路１２２とを備えている。
(Emergency lighting device 120)
The
端子部ＣＮ４は、端子部ＣＮ３の各端子と一対一に対応して接続される複数の端子を備えている。端子部ＣＮ４が備える複数の端子は、下記のとおり非常用点灯装置１２０内の回路それぞれに接続している。端子部ＣＮ３の制御電源端子は、端子部ＣＮ４の端子の一つ（電源取得端子）と接続して、非常用点灯装置１２０の内部における制御ＩＣ２のＶｃｃ端子、及び、トランスＴ１の一次巻線の一端に接続される。端子部ＣＮ３のｏｕｔｐｕｔ端子は、端子部ＣＮ４の端子の他の一つ（受信端子）と接続している。この受信端子は、ｏｕｔｐｕｔ端子からの切替信号を受信するものであり、非常用点灯装置１２０の内部において、フォトカプラＰＣ１におけるフォトダイオードのアノードに接続される。端子部ＣＮ３のＧＮＤ端子は、端子部ＣＮ４の端子の更に他の一つ（基準電位端子）と接続して、非常用点灯装置１２０の内部において、フォトカプラＰＣ１におけるフォトダイオードのカソード、およびスイッチング素子Ｑ３のソース端子に接続される。
The terminal portion CN4 includes a plurality of terminals connected to the terminals of the terminal portion CN3 in a one-to-one correspondence. The plurality of terminals included in the terminal portion CN4 are connected to respective circuits in the
充電回路１２４は、常用点灯装置１１０が作動しているときに、バッテリ１４０を充電する。充電回路１２４は、トランスＴ１と、トランスＴ１の一次巻線と直列接続したスイッチング素子Ｑ３（具体的にはＭＯＳＦＥＴ）と、スイッチング素子Ｑ３のオンオフを制御する制御ＩＣ２とを含んでいる。トランスＴ１の一次巻線の一端は、端子部ＣＮ４を介して端子台ＣＮ３の制御電源端子に接続している。トランスＴ１の一次巻線の他端は、スイッチング素子Ｑ３のドレインと接続される。スイッチング素子Ｑ３のゲートは制御ＩＣ２のＶｇ３端子からの制御信号に従ってオンオフされる。このトランスＴ１、スイッチング素子Ｑ３、制御ＩＣ２でフライバック回路が構成され、その出力は端子部ＣＮ５を介してバッテリ１４０へと供給される。フライバック回路の制御はバッテリ１４０を予め設定した条件（所定電流、所定電圧）で充電できればよいため、制御ＩＣ２が実施するスイッチング制御は、定電圧制御であっても定電流制御であっても構わない（これらの制御方式は公知なので、説明、図示等は省略する）。
The charging
トランスＴ１の二次巻線の一端はダイオードＤ３のアノードと接続し、ダイオードＤ３のカソードとコンデンサＣ４の一端が接続し、コンデンサＣ４の他端は二次巻線の他端と接続している。コンデンサＣ４と並列に端子部ＣＮ５が接続しており、端子部ＣＮ５を介してコンデンサＣ４とバッテリ１４０とが並列接続される。なおコンデンサＣ４は電圧平滑用に備えられている。
One end of the secondary winding of the transformer T1 is connected to the anode of the diode D3, the cathode of the diode D3 is connected to one end of the capacitor C4, and the other end of the capacitor C4 is connected to the other end of the secondary winding. The terminal portion CN5 is connected in parallel with the capacitor C4, and the capacitor C4 and the
点灯回路１２２は、常用点灯装置１１０が停止したときにバッテリ１４０の電力を用いてＬＥＤ光源部１３０を点灯させるために、バッテリ１４０電圧をＬＥＤ光源部１３０に対する供給電力へと変換する。点灯回路１２２は、コイルＬ３、スイッチング素子Ｑ４、およびダイオードＤ５で構成される昇圧チョッパ回路を備えている。コイルＬ３およびスイッチング素子Ｑ４は直列に接続されている。コイルＬ３とスイッチング素子Ｑ４のドレイン端子との接続点がダイオードＤ５のアノードと接続され、ダイオードＤ５のカソードが端子部ＣＮ６を介してＬＥＤ光源部１３０におけるＬＥＤのアノード端へと接続される。スイッチング素子Ｑ４のゲートは制御ＩＣ３のＶｇ４端子に接続されており、Ｖｇ４端子からの制御信号に従ってスイッチング素子Ｑ４がオンオフされる。点灯回路１２２は非常時の明るさを供給できるようにＬＥＤ光源部１３０を点灯させればよいので、制御ＩＣ３の制御方式に特に限定は無く、定電圧制御、定電流制御および定電力制御のうちいずれの制御を行ってもよい。トランスＴ１の二次巻線とバッテリ１４０とが配線を介して接続されており、この配線にバッテリ電圧が印加される。この配線には制御ＩＣ３のＶｃｃ端子も接続されており、制御ＩＣ３はＶｃｃ端子から電源電圧を得ている。フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタは、抵抗Ｒ５を介して、バッテリ１４０電圧が印加される配線と接続している。このフォトトランジスタと抵抗Ｒ５の接続点は、制御ＩＣ３のイネーブル（ＥＮ）端子に接続している。ＥＮ端子にロー（Ｌ）レベル信号が入力されている状態では制御ＩＣ３はディセーブルつまり停止されている。ＥＮ端子にハイ（Ｈ）レベル信号が入力されている状態では制御ＩＣ３はイネーブルつまり動作可能状態になる。
The
図２は、本発明の実施の形態１にかかる電源装置１００の動作を示すタイムチャートである。以下、時刻ｔ１〜ｔ７それぞれの時点での回路状態、制御内容等を説明する。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the
図２の時刻ｔ１よりも前の期間には、商用電源ＡＣは導通しており、常用点灯装置１１０が平常どおり作動する常用点灯が行われているものとする。この期間には、常用点灯装置１１０の電圧Ｖ１は回路設計上予め定まる所定値となり、ＬＥＤ光源部１３０は常用点灯されている。商用電源ＡＣが平常の交流電圧を供給しているので、抵抗Ｒ１を介してＰ２端子で検知される電圧は予め定めた正常範囲内（具体的には予め定めた判定値以上）となっており、この場合には制御ＩＣ１はＴＸ端子の出力信号をハイレベルに保持する。非常用点灯装置１２０は、電圧Ｖ１を用いて充電回路１２４を動作させ、バッテリ１４０を充電する。制御ＩＣ１のＴＸ端子がハイレベル出力であるときにはフォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがオンとなり、制御ＩＣ３のＥＮ端子はローレベルとなる。これにより制御ＩＣ３は確実に停止状態（ディセーブル）とされ、常用点灯装置１１０の点灯制御が非常用点灯装置１２０側から妨げられることはない。
During the period before the time t1 in FIG. 2, the commercial power supply AC is conducting, and the
図２の時刻ｔ１では、商用電源ＡＣが遮断される。商用電源ＡＣが遮断された直後は、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が残っているのでスイッチング電源部への電圧供給が継続され、この期間は電圧Ｖ１が上記所定値のまま保持される。ＬＥＤ光源部１３０の点灯も、同じくコンデンサＣ１に蓄えられた電荷によって継続される。
At time t1 in FIG. 2, the commercial power supply AC is cut off. Immediately after the commercial power supply AC is cut off, the electric charge accumulated in the capacitor C1 remains, so that the voltage supply to the switching power supply unit is continued, and the voltage V1 is maintained at the predetermined value during this period. The lighting of the LED
図２の時刻ｔ２において制御ＩＣ１がＰ２端子の電圧に基づいて商用電源ＡＣがないことを検知すると、制御ＩＣ１はＬＥＤ光源部１３０への出力を停止する。なお、商用電源ＡＣがないことを検知する技術は各種公知の停電検知技術や電源異常検知技術を用いればよいので詳細は説明しないが、例えばＰ２端子の電圧が予め定めた閾値を下回ったか否か、あるいはその閾値を下回った期間が予め定めた時間を経過したか否かなど、所望の条件を予め定めておくこともできる。コンデンサＣ１の電荷が残っている間は、スイッチング電源部が継続作動しているので、コンデンサＣ２の電圧Ｖ１が保持される。電圧Ｖ１が一定期間保持されることで、商用電源ＡＣが遮断された後も一定期間は制御ＩＣ１が制御を継続できる。よって制御ＩＣ１は、Ｐ２端子の電圧低下を検知した後、スイッチング停止および切替信号出力などの非常点灯切替時に必要な制御を確実に実施することができる。このように、商用電源ＡＣが遮断した後も一定期間電圧Ｖ１が保持されるように、コンデンサＣ１の静電容量を、更にはコンデンサＣ２の静電容量を設定することが好ましい。
At time t2 in FIG. 2, when the control IC1 detects that there is no commercial power supply AC based on the voltage of the P2 terminal, the control IC1 stops the output to the LED
時刻ｔ２〜ｔ３の期間は、非常用点灯装置１２０および常用点灯装置１１０が、いずれもＬＥＤ光源部１３０を点灯させる電力を出力していない。よってＬＥＤ光源部１３０は消灯される。
During the period from time t2 to t3, neither the
図２の時刻ｔ３において、制御ＩＣ１はＴＸ端子からローレベルを出力する。これに伴い、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがオフとなると、制御ＩＣ３のＥＮ端子は抵抗Ｒ５を介してコンデンサＣ４の高電位端子と接続し、制御ＩＣ３のＥＮ端子がハイレベルとなる。その結果、制御ＩＣ３が起動（イネーブル）され、非常用点灯装置１２０の点灯回路１２２が動作を開始する。これによりＬＥＤ光源部１３０が非常点灯する。なお、非常点灯時におけるＬＥＤ電流は、常用点灯時におけるＬＥＤ電流よりも少ない。
At time t3 in FIG. 2, the control IC1 outputs a low level from the TX terminal. Accordingly, when the phototransistor of the photocoupler PC1 is turned off, the EN terminal of the control IC3 is connected to the high potential terminal of the capacitor C4 via the resistor R5, and the EN terminal of the control IC3 becomes high level. As a result, the
時刻ｔ３を過ぎると、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２の電荷が無くなるのに伴い、Ｖ１電圧が低下する。これに伴い、充電回路１２４の出力も低下する。充電回路１２４から出力がなくなるとコンデンサＣ４の電圧は低下し、バッテリ１４０から印加されるバッテリ電圧まで低下する。
After the time t3, the V1 voltage decreases as the electric charges of the capacitors C1 and C2 disappear. Along with this, the output of the charging
図２の時刻ｔ４において、再び商用電源ＡＣが入力される。 At time t4 in FIG. 2, commercial power supply AC is input again.
図２の時刻ｔ５において、商用電源ＡＣが入力された後、コンデンサＣ１に電荷が充電され、スイッチング電源部が動作し、電圧Ｖ１が充電される。これにより、制御ＩＣ１が動作を再開する。また、電圧Ｖ１が蓄えられたことから、非常用点灯装置１２０の充電回路１２４が動作する。なお、このｔ５時点ではまだ制御ＩＣ１がＴＸ端子の出力をローレベルにしたままなので、制御ＩＣ３のＥＮ端子はハイレベルのままである。
At time t5 in FIG. 2, after the commercial power supply AC is input, the capacitor C1 is charged with electric charge, the switching power supply unit operates, and the voltage V1 is charged. As a result, the
図２の時刻ｔ６において、制御ＩＣ１がＰ２端子電圧に基づいて商用電源ＡＣが有ることを検出すると、ＴＸ端子からハイレベルが出力される。これにより、制御ＩＣ３のＥＮ端子の電圧レベルは時刻ｔ３とは逆にローレベルに立ち下がる。その結果、点灯回路１２２は停止する。
At time t6 in FIG. 2, when the
時刻ｔ６〜ｔ７の期間は、非常用点灯装置１２０および常用点灯装置１１０が、いずれもＬＥＤ光源部１３０を点灯させる電力を出力していない。よってＬＥＤ光源部１３０は消灯される。
During the period from time t6 to t7, neither the
図２の時刻ｔ７において、制御ＩＣ１が常用点灯装置１１０の点灯制御を開始し、ＬＥＤ光源部１３０は点灯開始する。
At time t7 in FIG. 2, the
以上の説明した実施の形態１によれば、ＴＸ端子から発する切替信号の内容を変更することにより、非常用点灯装置１２０の起動／停止と常用点灯装置１１０の起動／停止との両方を制御ＩＣ１がまとめて切替えることができるので、制御が容易になるという利点がある。
According to the first embodiment described above, the
実施の形態１によれば、常用点灯装置１１０が有する整流器ＤＢ、スイッチング電源部、および基準電位周りの構成を非常用点灯装置１２０でも共用することができる。これにより省部品化を行うことができる。さらに、常用点灯装置１１０と非常用点灯装置１２０が別々の制御ＩＣ１、制御ＩＣ３を備えており、常用点灯装置１１０側から送られる切替信号に応答して非常用点灯装置１２０側の制御ＩＣ３が起動停止される仕組みとなっている。切替信号に応答して常用点灯／非常用点灯を簡便に切り替えることができる。常用点灯／非常用点灯で互いにコンバータ回路方式及びスイッチング制御等が独立なので、常用点灯装置１１０側の回路方式に影響されずに非常用点灯装置１２０の性能を確保することもできる。その結果、省部品化と非常点灯性能とを両立させた、ＬＥＤ常用点灯／非常用点灯兼用の電源装置１００が提供される。
According to the first embodiment, the rectifier DB, the switching power supply unit, and the configuration around the reference potential included in the
電源装置１００が備える第１ＤＣ−ＤＣコンバータである昇圧チョッパ回路、バックコンバータ回路は、定電流出力回路を構成している。これに対し、電源装置１００が備える第２ＤＣ−ＤＣコンバータである点灯回路１２２を、前述したように、定電圧回路、定電流回路、又は定電力出力回路としてもよい。常用点灯装置１１０と非常用点灯装置１２０は制御ＩＣが別々なので、常用点灯と非常用点灯という用途に合わせて別々の点灯回路方式を採用しやすい。
The step-up chopper circuit and the buck converter circuit, which are the first DC-DC converter included in the
非常用点灯装置１２０が備えるフォトカプラＰＣ１は、受信端子と接続するフォトダイオードと、ＥＮ端子と接続したフォトトランジスタと、を備える。切替信号に応答してフォトカプラＰＣ１の光信号が切り替わることで、ＥＮ端子がイネーブル電圧に切り替わる。これにより、フォトカプラＰＣ１を介して、切替信号を直接かつ速やかに制御ＩＣ３へと伝達できる。
The photocoupler PC1 included in the
図１は電源装置１００の回路図であり機械的な構造を限定するものではないが、ここでは電源装置１００の構造、形状に関する一例を説明する。実施の形態１にかかる電源装置１００は、常用点灯装置１１０と非常用点灯装置１２０とが個別の筐体、個別の回路基板、および個別の端子台を有するものであっても良い。常用点灯装置１１０は、第１回路基板１０１（図１符号１０１参照）を含んでいてもよい。第１回路基板１０１に、端子部ＣＮ１〜ＣＮ３、整流器ＤＢ、スイッチング電源部、および昇圧チョッパ回路、バックコンバータ回路が実装されてもよい。非常用点灯装置１２０は、第２回路基板１０２（図１符号１０２参照）を含んでいてもよい。第２回路基板１０２に、端子部ＣＮ４〜ＣＮ６、非常用電源端子、充電回路１２４、および点灯回路１２２が実装されてもよい。第１回路基板１０１と第２回路基板１０２は互いに分離された別の基板であってもよく、これらを端子部ＣＮ３、ＣＮ４を介して配線接続またはコネクタ接続してもよい。端子部ＣＮ１〜ＣＮ６は、それぞれ別々の端子台であってもよい。さらに、常用点灯装置１１０は、第１回路基板１０１を収納する第１筐体（図示せず）を備えていてもよい。非常用点灯装置１２０は、第２回路基板１０２を収納する第２筐体（図示せず）を備えていてもよい。第１筐体外部に端子部ＣＮ１〜ＣＮ３が露出し、第２筐体外部に端子部ＣＮ４〜ＣＮ６が露出していてもよい。これは後述する実施の形態２および実施の形態３でも同様である。
Although FIG. 1 is a circuit diagram of the
常用点灯装置１１０と非常用点灯装置１２０とを個別の回路基板および個別の筐体で構成することで、回路仕様の変更、例えば共通の常用点灯装置１１０に対して、非常用点灯装置１２０を異ならしめることが容易となる。常用点灯装置１１０と非常用点灯装置１２０はＤＣ−ＤＣコンバータの制御ＩＣ１、制御ＩＣ３が別々なので、一方のコンバータ仕様が任意に変更される等しても他方のコンバータ方式への影響が少ない。送信端子および受信端子を接続すれば、切替信号の授受により制御ＩＣ３のイネーブル／ディセーブルを簡単かつ確実に切替えることができる。また、第１筐体と第２筐体のうち必要なほうのみを空けて回路基板の取替えおよび配線接続の変更を行うことができるので、常用点灯装置１１０と非常用点灯装置１２０の仕様変更が簡便となる。
By configuring the
なお、図１の回路図では、一例として、端子部ＣＮ３に制御電源端子、ｉｎｐｕｔ端子、ｏｕｔｐｕｔ端子、およびＧＮＤ端子を並べて配置し、端子部ＣＮ４に、端子部ＣＮ３に一対一対応する各端子を並べて配置している。しかしながら、図１の回路図は機械的構造、物理的配置を意味するものではなく電気的接続関係を示すものである。端子部ＣＮ３、ＣＮ４の各端子は必ずしも一箇所に並べて配置されていなくても良く、常用点灯装置１１０、非常用点灯装置１２０の複数の部位にばらばらに配置されていても良い。これは後述する実施の形態２および実施の形態３でも同様である。
Note that, in the circuit diagram of FIG. 1, as an example, a control power supply terminal, an input terminal, an output terminal, and a GND terminal are arranged side by side in the terminal portion CN3, and the terminal portion CN4 has terminals corresponding one-to-one with the terminal portion CN3. They are arranged side by side. However, the circuit diagram of FIG. 1 does not mean a mechanical structure or a physical arrangement, but shows an electrical connection relationship. The terminals of the terminal portions CN3 and CN4 do not necessarily have to be arranged side by side in one place, but may be arranged separately in a plurality of parts of the
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかる電源装置２００を示す回路図である。実施の形態２にかかる電源装置２００は、非常用点灯装置１２０を非常用点灯装置２２０に置換した点を除き、実施の形態１にかかる電源装置１００と同様の回路構成を備えている。つまり常用点灯装置１１０は同じである。したがって、以下の説明では実施の形態１と同一または相当する構成については同一の符号を付して説明を行うとともに、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a
実施の形態２にかかる非常用点灯装置２２０は、充電回路２２４、及び、トランスＴ１の二次巻線側回路が、実施の形態１にかかる非常用点灯装置１２０と異なっている。また、実施の形態２にかかる非常用点灯装置２２０は、フォトカプラＰＣ１を備えていない。
The
充電回路２２４は、制御ＩＣ２の構成が実施の形態１とは異なっている。実施の形態２では、制御ＩＣ２が第２イネーブル端子（ＥＮ２端子）を有している。ＥＮ２端子は、端子部ＣＮ４の受信端子を介して、端子部ＣＮ３のｏｕｔｐｕｔ端子と接続している。制御ＩＣ２は、ＥＮ２端子に切替信号が入力されると、これに応答してディセーブルとなる。
The charging
非常用点灯装置２２０は、スイッチ回路２２６を備える。スイッチ回路２２６は、抵抗Ｒ７、ダイオードＤ４、コンデンサＣ５、およびトランジスタＱ６を備えている。トランスＴ１の二次巻線とダイオードＤ３のアノードとの接続点には、ダイオードＤ４のアノードが接続される。ダイオードＤ４のカソードは、コンデンサＣ５の一端とトランジスタＱ６のベースとの接続点に接続している。トランジスタＱ６のコレクタと抵抗Ｒ７との接続点は、制御ＩＣ３のＥＮ端子に接続されている。トランスＴ１の二次巻線の電圧が低下したときに、この電圧低下に応答してＥＮ端子をハイレベル（つまり制御ＩＣ３をイネーブルとする電圧）に切替える。
The
図２で説明したように、商用電源ＡＣが入力されているときは、非常用点灯装置２２０の充電回路２２４に電圧Ｖ１が入力されている。また、制御ＩＣ１のＴＸ端子からはハイレベル信号が出力されており、制御ＩＣ２のＥＮ２端子にはハイレベル信号が入力される。制御ＩＣ２も制御ＩＣ３と同様に、ＥＮ２端子がローレベルで停止（ディセーブル）となりハイレベルで動作状態（イネーブル）となる。商用電源ＡＣが正常に入力されている間は、制御ＩＣ２が動作して充電回路２２４がバッテリ１４０を充電する。トランスＴ１の二次巻線側は、充電回路２２４が動作しているのでダイオードＤ４に電圧が印加され、トランジスタＱ６のベースに電圧が印加される。よってトランジスタＱ６はオンとなり、制御ＩＣ３のＥＮ端子はローレベルとなり、制御ＩＣ３は停止（ディセーブル）となる。なお、コンデンサＣ５およびダイオードＤ４は、充電回路２２４がスイッチングにより生成した電流を整流して、トランジスタＱ６のベース電流を生成する。
As described in FIG. 2, when the commercial power supply AC is input, the voltage V1 is input to the charging
商用電源ＡＣが遮断されると、端子部ＣＮ３のｏｕｔｐｕｔ端子からの切替信号はローレベルに切り替わる。制御ＩＣ２のＥＮ２端子にローレベルが入力され、制御ＩＣ２は停止（ディセーブル）となる。制御ＩＣ２が停止したので充電回路２２４も停止し、ダイオードＤ４には電流が流れなくなり、制御ＩＣ３のＥＮ端子がハイレベルとなることで制御ＩＣ３が動作開始（イネーブル）する。
When the commercial power supply AC is cut off, the switching signal from the output terminal of the terminal portion CN3 switches to low level. A low level is input to the EN2 terminal of the control IC2, and the control IC2 is stopped (disabled). Since the
このように、常用点灯装置１１０を同一としつつ非常用点灯装置１２０を非常用点灯装置２２０に変更しても実施の形態１と同様の動作を実現することができる。また、実施の形態２によれば、充電回路２２４のトランスＴ１により電気絶縁性を確保することができ、電気絶縁のためにフォトカプラＰＣ１等を設けなくとも良い。
In this way, the same operation as that of the first embodiment can be realized even if the
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３にかかる電源装置３００を示す回路図である。実施の形態３にかかる電源装置３００は、常用点灯装置１１０を常用点灯装置３１０に置換した点を除き、実施の形態２にかかる電源装置２００と同様の回路構成を備えている。つまり非常用点灯装置２２０は同じである。したがって、以下の説明では実施の形態２と同一または相当する構成については同一の符号を付して説明を行うとともに、実施の形態２との相違点を中心に説明し、共通事項は説明を簡略化ないしは省略する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a
実施の形態２にかかる電源装置２００と実施の形態３にかかる電源装置３００との間の相違点は、下記の２点である。
（１）制御ＩＣ１はＴＸ端子から切替信号を発するものの、この切替信号は常用点灯装置３１０の外部には出力されず、非常用点灯装置２２０には伝達されない。つまり、非常用点灯装置２２０において、ＴＸ端子から出力された切替信号そのものが直接利用されることはない。
（２）常用点灯装置３１０がスイッチ回路３１２を備える。
The difference between the
(1) Although the
(2) The
スイッチ回路３１２は、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴＱ１０と、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ１１とを備えている。ＭＯＳＦＥＴＱ１０のソースは、コンデンサＣ２の一端とスイッチング電源部との接続点に接続している。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ１０のソースには、上述した電圧Ｖ１が印加される。ＭＯＳＦＥＴＱ１０のドレインは、端子部ＣＮ３の制御電源端子に接続している。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ１０がオンとなることで制御電源端子に電圧Ｖ１を供給することができる。
The
ＭＯＳＦＥＴＱ１０のゲートとソースとの間は抵抗を介して接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ１０のゲートは、ＭＯＳＦＥＴＱ１１のドレインと接続している。ＭＯＳＦＥＴＱ１１のソースは、スイッチング素子Ｑ１のソースおよび整流回路ＤＢの負極側出力端子などと共通の基準電位に接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ１１のゲートは、制御ＩＣ１のＴＸ端子と接続している。 The gate and the source of the MOSFET Q10 are connected via a resistor. The gate of the MOSFET Q10 is connected to the drain of the MOSFET Q11. The source of the MOSFET Q11 is connected to a common reference potential with the source of the switching element Q1 and the negative output terminal of the rectifier circuit DB. The gate of the MOSFET Q11 is connected to the TX terminal of the control IC1.
実施の形態１で述べたとおり、商用電源ＡＣが正常に供給されているときには制御ＩＣ１はＴＸ端子からハイを出力する。ＴＸ端子がハイであれば、ＭＯＳＦＥＴＱ１１がオンとなることでＭＯＳＦＥＴＱ１０のゲートがローレベルとなる。ＭＯＳＦＥＴＱ１０はＰ型のＭＯＳＦＥＴなので、ゲートがローレベルとなるとＭＯＳＦＥＴＱ１０はオン（導通）となり、端子部ＣＮ３の制御電源端子には電圧Ｖ１が供給される。その一方で、実施の形態１で述べたとおり、商用電源ＡＣが遮断された場合には制御ＩＣ１はＴＸ端子をローレベルに切替える。ＴＸ端子がローであれば、ＭＯＳＦＥＴＱ１１がオフとなることでＭＯＳＦＥＴＱ１０のゲートがハイとなる。その結果、ＭＯＳＦＥＴ１０はオフ（遮断）となり、端子部ＣＮ３の制御電源端子に対して電圧Ｖ１が供給されなくなる。このように、商用電源ＡＣの状態に応じてスイッチ回路３１２が作動することにより、端子部ＣＮ３の制御電源端子に電圧Ｖ１を印加するか否かを速やかに且つ確実に切替えることができる。
As described in the first embodiment, the
実施の形態２で説明したとおり、非常用電源装置２２０は充電回路２２４を備えている。充電回路２２４は、端子部ＣＮ４が備える端子の一つを介して、端子部ＣＮ３の制御電源端子から電圧Ｖ１を取得している。より詳細には、充電回路２２４におけるトランスＴ１の一次巻線と制御ＩＣ２のＶｃｃ端子との接続点は、「端子部ＣＮ４、配線、端子部ＣＮ３の制御電源端子、およびＭＯＳＦＥＴＱ１０で構成された電気的経路」を介して、コンデンサＣ２の一端と電気的に接続可能とされている。この電気的経路の導通と遮断を、スイッチ回路３１２（より具体的にはＭＯＳＦＥＴＱ１０）によって確実且つ速やかに切り替えることができる。
As described in the second embodiment, the emergency
実施の形態３では、制御ＩＣ１でＴＸ端子がローとなることに応答して、ＭＯＳＦＥＴ１０が充電回路２２４に対する電圧Ｖ１の供給を遮断する。従って、端子部ＣＮ３の制御電源端子を速やかに電圧Ｖ１から切り離し、コンデンサＣ２の電圧にかかわらず充電回路２２４への電圧供給を停止することができる。制御電源端子から電圧Ｖ１が供給されなくなると、制御ＩＣ２が停止し、充電回路２２４が停止する。充電回路２２４が停止すると、実施の形態２で述べたのと同様に、ダイオードＤ４には電流が流れなくなり、制御ＩＣ３のＥＮ端子がハイレベルとなることで制御ＩＣ３が動作開始（イネーブル）する。
In the third embodiment, the MOSFET 10 cuts off the supply of the voltage V1 to the charging
このように、実施の形態３によれば、スイッチ回路３１２により充電回路２２４への制御電源供給を停止することができ、制御電源端子の電圧レベルをいわば起動信号として用いて非常用点灯装置２２０に非常点灯を開始させることができる。さらに、ＴＸ端子からの切替信号を非常用点灯装置２２０へと伝達しなくともよいので、端子部ＣＮ３、ＣＮ４の端子数を削減でき、また非常用点灯装置２２０内の回路動作をよりシンプルなものとすることもできる。
As described above, according to the third embodiment, the control circuit power supply to the charging
図５は、本発明の実施の形態３にかかる電源装置３００の動作を示すタイムチャートである。時刻ｔ３までは、実施の形態１で図２を用いて説明したのと同様なので、説明を省略する。図５の時刻ｔ３において、制御ＩＣ１はＴＸ端子からローレベルを出力する。これに伴い、スイッチ回路３１２においてＭＯＳＦＥＴＱ１１およびＭＯＳＦＥＴＱ１０の両方がオフ（遮断）となる。これにより、ＴＸ端子がローレベルに切り替わった後、速やかに、端子部ＣＮ３の制御電源端子に対して電圧Ｖ１が供給されなくなる。その結果、図２とは異なり、コンデンサＣ２の電圧Ｖ１にかかわらず、速やかに充電回路２２４を停止することができる。充電回路２２４が停止すると、実施の形態２で説明したとおり、トランスＴ１の二次巻線において電圧が低下するのに応答して制御ＩＣ３のＥＮ端子がハイレベルとなる。その結果、制御ＩＣ３が起動（イネーブル）され、非常用点灯装置１２０の点灯回路１２２が動作を開始する。図５におけるこれ以降の動作は、図２と同様なので、説明を省略する。
FIG. 5 is a time chart showing the operation of the
なお、上記の相違点（１）で述べたとおり、実施の形態３では、ＴＸ信号が非常用点灯装置２２０の内部回路に取り込まれず、非常用点灯装置２２０ではＴＸ信号を直接利用した回路動作が行わない。従って、常用点灯装置３１０の端子部ＣＮ３においてｏｕｔｐｕｔ端子を省略しても良く、さらに非常用点灯装置２２０の端子部ＣＮ４においてｏｕｔｐｕｔ端子との接続用の受信端子を省略してもよい。また、図４では、実施の形態２と同様に制御ＩＣ２に第２イネーブル端子（ＥＮ２端子）を図示しているが、実施の形態３においてはこのＥＮ２端子を使用していないのでＥＮ２端子を省略することもできる。
As described in the above difference (1), in the third embodiment, the TX signal is not taken into the internal circuit of the
１００、２００ 電源装置、１０１、１０２ 回路基板、１１０、３１０ 常用点灯装置、１２０、２２０ 非常用点灯装置、１２２ 点灯回路、１２４、２２４ 充電回路、１３０ ＬＥＤ光源部、１４０ バッテリ、２２６、３１２ スイッチ回路、ＥＮ、ＥＮ２ イネーブル端子、ＡＣ 商用電源、ＣＮ１〜ＣＮ６、ＤＢ 整流器 100, 200 Power supply device, 101, 102 Circuit board, 110, 310 Regular lighting device, 120, 220 Emergency lighting device, 122 Lighting circuit, 124, 224 Charging circuit, 130 LED light source part, 140 Battery, 226, 312 switch circuit , EN, EN2 enable terminal, AC commercial power supply, CN1-CN6, DB rectifier
Claims (3)
前記常用点灯装置は、
整流回路と、
前記整流回路の出力電圧を降圧することで、前記出力電圧よりも低い電圧を持つ少なくとも一つの制御電源を生成する制御電源部と、
前記制御電源部で生成した前記少なくとも一つ制御電源により作動する第一制御回路を含み、前記整流回路の前記出力電圧を変換して直流電流を生成する第一ＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記制御電源部で生成した前記少なくとも一つの制御電源が供給される制御電源端子と、
を有し、
前記非常用点灯装置は、
前記制御電源端子と接続されることで前記少なくとも一つの制御電源を受け取る電源取得端子と、
非常用電源と接続すべき非常用電源端子と、
前記非常用電源端子および前記電源取得端子に接続し、前記電源取得端子で受け取った前記少なくとも一つの制御電源を用いて前記非常用電源を充電する充電回路と、
前記非常用電源端子と接続し前記非常用電源の電圧を変換して直流電流を生成し、第一イネーブル部を有する第二制御回路を含む第二ＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備え、
前記非常用点灯装置は、非常状態であることを検知したときに、前記第一イネーブル部を通じて前記第二制御回路をイネーブルとするように構成された電源装置。 Equipped with a regular lighting device and an emergency lighting device,
The regular lighting device,
Rectifier circuit,
A control power supply unit that generates at least one control power supply having a voltage lower than the output voltage by reducing the output voltage of the rectifier circuit,
A first DC-DC converter that includes a first control circuit that is operated by the at least one control power supply generated by the control power supply unit and that converts the output voltage of the rectifier circuit to generate a direct current;
A control power supply terminal to which the at least one control power supply generated by the control power supply unit is supplied;
Have
The emergency lighting device,
A power acquisition terminal for receiving the at least one control power source by being connected to the control power source terminal;
An emergency power supply terminal that should be connected to the emergency power supply,
A charging circuit that is connected to the emergency power supply terminal and the power supply acquisition terminal, and charges the emergency power supply using the at least one control power supply received at the power supply acquisition terminal,
A second DC-DC converter including a second control circuit that is connected to the emergency power supply terminal, converts a voltage of the emergency power supply to generate a direct current, and has a first enable section;
Equipped with
The emergency lighting device is configured to enable the second control circuit through the first enable unit when detecting that the emergency lighting device is in an emergency state.
前記非常用点灯装置は、
前記常用点灯装置の制御電源端子と接続されることで制御電源を受け取る電源取得端子と、
非常用電源と接続すべき非常用電源端子と、
前記非常用電源端子および前記電源取得端子に接続し、前記電源取得端子で受け取った前記制御電源を用いて前記非常用電源を充電する充電回路と、
前記非常用電源端子と接続し前記非常用電源の電圧を変換して光源に供給する直流電流を生成するＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備え、
前記非常用点灯装置は、常用点灯から非常用点灯への切り替えを行うための切替信号を前記常用点灯装置から受け取ると、前記切替信号に応じて前記光源を非常点灯させる非常用点灯装置。 An emergency lighting device connected to the regular lighting device,
The emergency lighting device,
A power acquisition terminal that receives control power by being connected to the control power terminal of the regular lighting device,
An emergency power supply terminal that should be connected to the emergency power supply,
A charging circuit connected to the emergency power supply terminal and the power supply acquisition terminal, and charging the emergency power supply using the control power supply received at the power supply acquisition terminal,
A DC-DC converter that is connected to the emergency power supply terminal and that converts the voltage of the emergency power supply to generate a direct current to be supplied to the light source;
Equipped with
When the emergency lighting device receives a switching signal for switching from regular lighting to emergency lighting from the regular lighting device, the emergency lighting device emergency lights the light source according to the switching signal.
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