特開 2023-155814 点灯装置及び非常用照明器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023155814

(43)【公開日】2023-10-23

(54)【発明の名称】点灯装置及び非常用照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/25 20200101AFI20231016BHJP

   H05B 47/175 20200101ALI20231016BHJP

   H05B 47/17 20200101ALI20231016BHJP

   H05B 47/16 20200101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

H05B47/25

H05B47/175

H05B47/17

H05B47/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022065395

(22)【出願日】2022-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 浩司

(72)【発明者】

【氏名】石塚 哲也

(72)【発明者】

【氏名】劉 宗威

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273PA04

3K273PA05

3K273PA08

3K273QA35

3K273RA12

3K273SA08

3K273SA09

3K273SA32

3K273SA35

3K273SA48

3K273TA08

3K273TA15

3K273TA22

3K273TA37

3K273TA40

3K273TA52

3K273TA62

3K273UA22

3K273UA27

3K273UA29

3K273VA08

(57)【要約】

【課題】本開示は、光源に流れる突入電流の抑制を図ることを課題とする。
【解決手段】点灯装置１は、常用点灯回路部１０と、非常用点灯回路部１１と、充電回路部１２と、切替回路部１３と、制御回路部１４と、を備える。切替回路部１３は、常用点灯回路部１０からＬＥＤ２への給電路Ｗ１を導通状態と遮断状態に切り替える。制御回路部１４は、給電路Ｗ１を導通状態と遮断状態に択一的に切り替えるように切替回路部１３を制御する。切替回路部１３は、給電路Ｗ１に挿入されるスイッチ素子１３１と、スイッチ素子１３１を駆動する駆動回路１３０と、を有する。駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１をオフからオンに切り替える第１切替時間を、スイッチ素子１３１をオンからオフに切り替える第２切替時間よりも長くするようにスイッチ素子１３１を駆動する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

常用電源から供給される常用電力で光源を点灯させる常用点灯回路部と、
非常用電源から供給される非常用電力で前記光源を点灯させる非常用点灯回路部と、
前記常用電力で前記非常用電源を充電する充電回路部と、
前記常用点灯回路部から前記光源への給電路を導通状態と遮断状態に切り替える切替回路部と、
前記給電路を前記導通状態と前記遮断状態に択一的に切り替えるように前記切替回路部を制御する制御回路部と、
を備え、
前記切替回路部は、
前記給電路に挿入されるスイッチ素子と、
前記スイッチ素子を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記駆動回路は、前記スイッチ素子をオフからオンに切り替える第１切替時間を、前記スイッチ素子をオンからオフに切り替える第２切替時間よりも長くするように前記スイッチ素子を駆動する、
点灯装置。

【請求項2】

前記スイッチ素子は、インピーダンス可変素子であり、
前記駆動回路は、前記スイッチ素子のインピーダンスを増減させる、
請求項１記載の点灯装置。

【請求項3】

前記切替回路部は、前記スイッチ素子の制御端子に制御電圧を印加するためのキャパシタを更に有し、
前記駆動回路は、前記キャパシタに流れる電流を定電流化するように動作する、
請求項２記載の点灯装置。

【請求項4】

前記駆動回路は、前記スイッチ素子が前記導通状態であるときに前記スイッチ素子を通して前記光源に流れる電流の大きさを、前記光源の定格電流の大きさを超えないように前記スイッチ素子を駆動する、
請求項３記載の点灯装置。

【請求項5】

前記制御回路部は、外部から消灯信号を受信した場合、前記充電回路部を動作させつつ前記切替回路部を制御して前記給電路を前記導通状態から前記遮断状態に切り替えさせ、外部から点灯信号を受信した場合、前記切替回路部を制御して前記給電路を前記遮断状態から前記導通状態に切り替えさせる、
請求項１－４のいずれか１項に記載の点灯装置。

【請求項6】

前記スイッチ素子は、電界効果トランジスタ又はバイポーラトランジスタである、
請求項１－４のいずれか１項に記載の点灯装置。

【請求項7】

請求項１－４のいずれか１項に記載の点灯装置と、
前記点灯装置によって点灯させられる前記光源と、
前記非常用電源と、
前記点灯装置、前記光源、及び前記非常用電源を収容する器体と、
を備える、
非常用照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、点灯装置及び非常用照明器具に関し、より詳細には、常用電源と非常用電源の２種類の電源から給電されて光源を点灯させる点灯装置、及び当該点灯装置を備える非常用照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来例として特許文献１記載の電源装置（点灯装置）を例示する。特許文献１記載の電源装置（以下、従来例という。）は、誘導灯に用いられる。従来例は、絶縁型の第一電力変換回路と、充電回路と、第二電力変換回路と、を具備する。第一電力変換回路は、商用交流電源（常用電源）を入力とする。充電回路は、第一電力変換回路からの出力を変換し二次電池（非常用電源）を充電する。第二電力変換回路は、第一電力変換回路の出力側に接続され、商用交流電源の入力時及び非入力時のそれぞれにおいて光源に給電する。なお、第二電力変換回路は、少なくとも一つのスイッチング素子と、このスイッチング素子のスイッチングを制御する制御部である第二制御部と、を備えた電力変換回路（昇圧チョッパ回路）である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６６９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、誘導灯に用いられる電源装置（点灯回路）は、原則として常時（商用交流電源が停電していないとき）及び非常時（商用交流電源が停電しているとき）のいずれの場合も光源を点灯させる必要があるが、例外的に光源を消灯させる場合がある。例えば、映画館の出入口に設置される誘導灯に用いられる電源装置は、映画の上映中に、充電回路に二次電池の充電を継続させつつ誘導灯の光源を消灯させる場合がある。

【0005】

上記従来例は、スイッチング電源回路（昇圧チョッパ回路）からなる第二電力変換回路を停止させても第一電力変換回路から光源への給電路が遮断されない。そのため、上記従来例では、充電回路に充電を継続させつつ光源を消灯させるために、第一電力変換回路から第二電力変換回路を介して光源に至る給電路を遮断するスイッチ素子が必要となる。

【0006】

しかしながら、光源を点灯させる際に第一電力変換回路が動作している状態でスイッチ素子がオフからオンに切り替えられると、第二電力変換回路が動作を開始する前に光源に過大な電流（突入電流）が流れてしまうという問題が生じる。

【0007】

本開示の目的は、光源に流れる突入電流の抑制を図ることができる点灯装置及び非常用照明器具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る点灯装置は、常用点灯回路部と、非常用点灯回路部と、充電回路部と、切替回路部と、制御回路部と、を備える。前記常用点灯回路部は、常用電源から供給される常用電力で光源を点灯させる。前記非常用点灯回路部は、非常用電源から供給される非常用電力で前記光源を点灯させる。前記充電回路部は、前記常用電力で前記非常用電源を充電する。前記切替回路部は、前記常用点灯回路部から前記光源への給電路を導通状態と遮断状態に切り替える。前記制御回路部は、前記給電路を前記導通状態と前記遮断状態に択一的に切り替えるように前記切替回路部を制御する。前記切替回路部は、前記給電路に挿入されるスイッチ素子と、前記スイッチ素子を駆動する駆動回路と、を有する。前記駆動回路は、前記スイッチ素子をオフからオンに切り替える第１切替時間を、前記スイッチ素子をオンからオフに切り替える第２切替時間よりも長くするように前記スイッチ素子を駆動する。

【0009】

本開示の一態様に係る非常用照明器具は、前記点灯装置と、前記点灯装置によって点灯させられる前記光源と、前記非常用電源と、前記点灯装置、前記光源、及び前記非常用電源を収容する器体と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示の点灯装置及び非常用照明器具は、光源に流れる突入電流の抑制を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る非常用照明器具の外観斜視図である。

【図2】図２は、同上の非常用照明器具の分解斜視図である。

【図3】図３は、本開示の実施形態に係る点灯装置の回路図である。

【図4】図４は、同上の点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示の実施形態に係る点灯装置１及び非常用照明器具Ａ１について図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0013】

（１）概要
実施形態に係る点灯装置１は、常用点灯回路部１０と、非常用点灯回路部１１と、充電回路部１２と、切替回路部１３と、制御回路部１４と、を備える（図３参照）。常用点灯回路部１０は、常用電源（商用交流電源Ｐ１）から供給される常用電力で光源（ＬＥＤ２）を点灯させる。非常用点灯回路部１１は、非常用電源（電池ユニットＢ１）から供給される非常用電力でＬＥＤ２を点灯させる。充電回路部１２は、常用電力で電池ユニットＢ１を充電する。切替回路部１３は、常用点灯回路部１０からＬＥＤ２への給電路Ｗ１を導通状態と遮断状態に切り替える。制御回路部１４は、給電路Ｗ１を導通状態と遮断状態に択一的に切り替えるように切替回路部１３を制御する。切替回路部１３は、給電路Ｗ１に挿入されるスイッチ素子１３１と、スイッチ素子１３１を駆動する駆動回路１３０と、を有する。

【0014】

駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１をオフからオンに切り替える第１切替時間Ｔｘ１を、スイッチ素子１３１をオンからオフに切り替える第２切替時間Ｔｘ２よりも長くするようにスイッチ素子１３１を駆動する（図４参照）。

【0015】

商用交流電源Ｐ１が停電していないとき、点灯装置１は、制御回路部１４に切替回路部１３を制御させて給電路Ｗ１を導通状態に切り替えて常用点灯回路部１０にＬＥＤ２を点灯（常用点灯）させつつ、充電回路部１２に電池ユニットＢ１を充電させる。商用交流電源Ｐ１が停電しているとき、点灯装置１は、常用点灯回路部１０と充電回路部１２を停止させ、かつ、電池ユニットＢ１から供給される非常用電力で非常用点灯回路部１１にＬＥＤ２を点灯（非常用点灯）させる。その結果、点灯装置１は、商用交流電源Ｐ１が停電していないときと停電しているときの双方において、ＬＥＤ２を点灯させ続けることができる。

【0016】

ここで、実施形態に係る点灯装置１が非常用照明器具Ａ１に用いられる場合、商用交流電源Ｐ１が停電していないときに充電回路部１２を動作させつつＬＥＤ２を消灯させたいという要望がある。なお、非常用照明器具の１種である誘導灯を消灯できる場合として、消防法施行規則第２８条の３第４項第２号及びガイドラインに、「利用形態により特に暗さが必要である場所に設置する場合」として、映画館における上演時間中に誘導灯を消灯することが認められている。

【0017】

実施形態に係る点灯装置１は、給電路Ｗ１に挿入されたスイッチ素子１３１をオフさせるように制御回路部１４に切替回路部１３を制御させることにより、商用交流電源Ｐ１が停電していないときにＬＥＤ２を消灯させることができる。また、切替回路部１３の駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１をオフからオンに切り替える第１切替時間Ｔｘ１を、スイッチ素子１３１をオンからオフに切り替える第２切替時間Ｔｘ２よりも長くするようにスイッチ素子１３１を駆動する（図４参照）。

【0018】

しかして、実施形態に係る点灯装置１は、スイッチ素子１３１を瞬時にオフからオンに切り替える場合に比べて、給電路Ｗ１を通して常用点灯回路部１０からＬＥＤ２に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

【0019】

実施形態に係る非常用照明器具Ａ１は、実施形態に係る点灯装置１と、実施形態に係る点灯装置１によって点灯させられるＬＥＤ２と、電池ユニットＢ１と、実施形態に係る点灯装置１、ＬＥＤ２、及び電池ユニットＢ１を収容する器体Ａ１０と、を備える。

【0020】

実施形態に係る非常用照明器具Ａ１は、実施形態に係る点灯装置１を備えるので、給電路Ｗ１を通して常用点灯回路部１０からＬＥＤ２に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

【0021】

（２）実施形態に係る非常用照明器具の詳細
実施形態に係る非常用照明器具Ａ１（以下、非常用照明器具Ａ１と略す。）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する非常用照明器具Ａ１は、事務所及び店舗などの建物の避難口又は避難口への通路に設置される避難口誘導灯である。ただし、実施形態に係る非常用照明器具は、避難口誘導灯に限定されず、例えば、建物内の階段室に設置される階段通路誘導灯、あるいは、室内の天井などに設置される非常灯などであっても構わない。なお、以下の説明においては、特に断りのない限り、図１に矢印で示す上下、前後及び左右の各方向を、非常用照明器具Ａ１の上下、前後及び左右の各方向と定義する。

【0022】

非常用照明器具Ａ１は、実施形態に係る点灯装置１（以下、点灯装置１と略す。）、器体Ａ１０、光源ユニットＡ１１、表示ブロックＡ１２、電池ユニットＢ１などを備えている（図１及び図２参照）。

【0023】

器体Ａ１０は、合成樹脂材料により、前面に開口部を有する四角形の箱状に形成されている（図２参照）。器体Ａ１０は、点灯装置１、電池ユニットＢ１、端子台９０、取付板９１などを収容している。

【0024】

取付板９１は、金属材料によって板状に形成されている（図２参照）。取付板９１は、器体Ａ１０の内底面にねじ止めされる。点灯装置１と端子台９０は、取付板９１にねじ止めされて器体Ａ１０内に収容される。また、点灯装置１と端子台９０は電気的に接続されている。端子台９０は、器体Ａ１０の底面に設けられている電源穴９６（図２参照）から引き込まれる電源線と電気的に接続される。つまり、点灯装置１は、端子台９０と電源線を通じて商用交流電源Ｐ１と電気的に接続される。

【0025】

電池ユニットＢ１は、取付板９１に対して着脱可能に取り付けられる。なお、電池ユニットＢ１は、取付板９１に取り付けられた状態で点灯装置１と電気的に接続される。

【0026】

表示ブロックＡ１２は、表示パネル９２と、導光板９３と、保持体９４と、を有する（図２参照）。

【0027】

表示パネル９２は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって四角形の平板状に形成されている。ただし、表示パネル９２は、石英ガラスなどの合成樹脂以外の透光性を有する材料で形成されても構わない。表示パネル９２の前面（表示面９２０）には、避難誘導のためのピクトグラム９２１が表示されている（図１参照）。

【0028】

導光板９３は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって四角形の平板状に形成されている。導光板９３は、その前面を表示パネル９２の後面と対向させるように表示パネル９２の後方に配置される（図２参照）。導光板９３の上面（入射面９３０）に、光源ユニットＡ１１から放射される光が入射される。入射面９３０から入射する光は、導光板９３内を導光されて導光板９３の前面から出射される。そして、導光板９３の出射面から出射する光によって表示パネル９２が照らされる。

【0029】

保持体９４は、透光性を有しない合成樹脂材料により、前面と上面が開放された四角形の箱状（枠状）に形成されている。保持体９４は、導光板９３の前方に表示パネル９２を配置するようにして表示パネル９２と導光板９３を保持している（図２参照）。

【0030】

表示ブロックＡ１２は、器体Ａ１０の開口部のうち、光源ユニットＡ１１が取り付けられる上部を除いた残りの部分を覆うように器体Ａ１０に取り付けられる（図１参照）。

【0031】

光源ユニットＡ１１は、光源となるＬＥＤ２（図３参照）と、ＬＥＤ２から放射される光を導光する導光体と、ＬＥＤ２及び導光体を収容する筐体９５と、を有している（図２参照）。

【0032】

筐体９５は、下面と後面が開放された長尺の箱状に形成されている。ＬＥＤ２は、基板に実装されて筐体９５の長手方向の一端部（右端部）に収容される。導光体は、長尺の角柱状に形成され、長手方向の一端面（右端面）をＬＥＤ２に対向させ、かつ、長手方向に沿った側面（下面）を筐体９５の下面の開口部分に向けた状態で筐体９５に収容される。なお、ＬＥＤ２が実装された基板の一部（以下、突片９７と呼ぶ。）が筐体９５の後面から突出している（図２参照）。

【0033】

光源ユニットＡ１１は、器体Ａ１０の前面上部に嵌め込むようにして器体Ａ１０に取り付けられる。このとき、器体Ａ１０の右上隅に設置されているコネクタ９８に突片９７が差込接続されることにより、光源ユニットＡ１１（ＬＥＤ２）と点灯装置１がコネクタ９８及び電線（不図示）を介して電気的に接続される。

【0034】

しかして、光源ユニットＡ１１が器体Ａ１０に取り付けられた状態において、導光板９３の入射面９３０と光源ユニットＡ１１の出射口が上下方向に対向する。したがって、光源ユニットＡ１１の出射口から出射する光のほぼ全部が、導光板９３の入射面９３０から導光板９３に入射する。導光板９３に入射した光は、導光板９３内を進行しながら保持体９４の後面で全反射されて導光板９３の出射面から前方へ出射して表示パネル９２を照らすことができる。

【0035】

（３）実施形態に係る点灯装置の詳細
次に、図３の回路図を参照して点灯装置１を詳細に説明する。

【0036】

点灯装置１は、常用点灯回路部１０、非常用点灯回路部１１、充電回路部１２、切替回路部１３、制御回路部１４、などを備える。また、点灯装置１は、整流回路４０、入力コンデンサ４１、制御電源部４２、停電検出部４３、電流検出部４４、電圧検出部４５、などを更に備える。

【0037】

整流回路４０は、ダイオードブリッジである。整流回路４０は、商用交流電源Ｐ１から入力される交流電圧（例えば、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ、実効値１００Ｖの正弦波電圧）を全波整流する。整流回路４０から出力される脈流電圧は、電解コンデンサからなる入力コンデンサ４１によって平滑される。そして、入力コンデンサ４１で平滑された直流電圧が常用点灯回路部１０に入力される。

【0038】

（３－１）常用点灯回路部
常用点灯回路部１０は、トランスＴ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ１を含む、いわゆる絶縁型のフライバックコンバータを有する。

【0039】

トランスＴ１の１次巻線Ｎ１１の第１端が入力コンデンサ４１の高電位側の端子と電気的に接続され、１次巻線Ｎ１１の第２端がスイッチング素子Ｑ１のドレイン端子と電気的に接続される。スイッチング素子Ｑ１は、Ｎチャネル型の電界効果トランジスタである。スイッチング素子Ｑ１のソース端子は入力コンデンサ４１の低電位側の端子と電気的に接続される。また、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子は、コンバータ制御部３０と電気的に接続される。

【0040】

トランスＴ１は、２つの２次巻線Ｎ２１、Ｎ２２を有している。一方の２次巻線Ｎ２１の一端がダイオードＤ１のアノードと電気的に接続され、一方の２次巻線Ｎ２１の他端が平滑コンデンサＣ１の低電位側の端子と電気的に接続される。また、平滑コンデンサＣ１の高電位側の端子とダイオードＤ１のカソードが電気的に接続される。さらに、平滑コンデンサＣ１の高電位側の端子は、給電路Ｗ１を介してＬＥＤ２のアノードと電気的に接続される。また、平滑コンデンサＣ１の低電位側の端子は、電気的に直列接続された２つの検出抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を介してＬＥＤ２のカソードと電気的に接続される。

【0041】

コンバータ制御部３０は、集積回路で構成される。コンバータ制御部３０は、ＬＥＤ２に流れる電流を第１目標値に一致させるようにスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する。ただし、コンバータ制御部３０とスイッチング素子Ｑ１が１つの集積回路で構成されても構わない。

【0042】

ＬＥＤ２に流れる電流は、電流検出部４４で検出される。電流検出部４４は、高電位側の検出抵抗Ｒ２１の両端電圧を差動増幅することにより、ＬＥＤ２に流れる電流に比例した電圧（第１検出電圧Ｖｘ１）を出力する。

【0043】

第１検出電圧Ｖｘ１は、常用点灯回路部１０に含まれるシャントレギュレータＵ１のリファレンス端子に入力される。シャントレギュレータＵ１のアノード端子は、平滑コンデンサＣ１の低電位側の端子と電気的に接続される。シャントレギュレータＵ１のカソード端子は、フォトカプラ３１の低電位側の入力端子及び抵抗Ｒ２の一端と電気的に接続される。フォトカプラ３１の高電位側の入力端子は、抵抗Ｒ２の他端及び抵抗Ｒ１の一端と電気的に接続される。抵抗Ｒ１の他端は、定電圧回路３２に電気的に接続される。なお、フォトカプラ３１の２つの入力端子間に接続されている抵抗Ｒ２は、シャントレギュレータＵ１に最小カソード電流を流す役割を担っている。

【0044】

しかして、カソード端子に流れ込むカソード電流が最小カソード電流以上のときにシャントレギュレータＵ１が導通してフォトカプラ３１の発光ダイオードに順方向電流が流れる。発光ダイオードに流れる順方向電流は、第１検出電圧Ｖｘ１の電圧値（ＬＥＤ２に流れる電流の大きさ）に比例する。また、フォトカプラ３１の出力電流（フォトトランジスタのコレクタ電流）は、発光ダイオードの順方向電流に比例する。

【0045】

ここで、フォトカプラ３１の出力端子がコンバータ制御部３０に電気的に接続されている。つまり、コンバータ制御部３０は、ＬＥＤ２に流れる電流に比例した第１検出電圧Ｖｘ１をフォトカプラ３１を介して取り込み、第１検出電圧Ｖｘ１を目標電圧に一致させるようにスイッチング素子Ｑ１をフィードバック制御する。その結果、常用点灯回路部１０は、ＬＥＤ２に流す電流を第１目標値に一致させることができる。

【0046】

（３－２）充電回路部
充電回路部１２は、トランスＴ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ２を含む、いわゆる絶縁型のフライバックコンバータを有する。ただし、充電回路部１２は、トランスＴ１の一部とスイッチング素子Ｑ１を常用点灯回路部１０と共用している。

【0047】

トランスＴ１の他方の２次巻線Ｎ２２の一端がダイオードＤ２のアノードと電気的に接続され、２次巻線Ｎ２２の他端が平滑コンデンサＣ２の低電位側の端子と電気的に接続される。また、平滑コンデンサＣ２の高電位側の端子とダイオードＤ２のカソードが電気的に接続される。さらに、平滑コンデンサＣ２の高電位側の端子は、定電圧回路３２、定電流回路３３、及び停電検出部４３に電気的に接続される。また、平滑コンデンサＣ２の低電位側の端子は、２つの検出抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を介してＬＥＤ２のカソードと電気的に接続される。

【0048】

定電流回路３３は、平滑コンデンサＣ２の両端電圧を電源として電池ユニットＢ１に一定の充電電流を流す。電池ユニットＢ１は、定電流回路３３から供給される充電電流によって充電される。

【0049】

電圧検出部４５は、常用点灯回路部１０の出力電圧（平滑コンデンサＣ１の両端電圧）に比例した第２検出電圧Ｖｘ２を出力する。第２検出電圧Ｖｘ２は、シャントレギュレータＵ１のリファレンス端子に入力される。ただし、電圧検出部４５は、常用点灯回路部１０がＬＥＤ２を点灯させている場合、第２検出電圧Ｖｘ２を第１検出電圧Ｖｘ１よりも低くするように構成されている。つまり、常用点灯回路部１０がＬＥＤ２を点灯させている場合、コンバータ制御部３０は、第２検出電圧Ｖｘ２ではなく、第１検出電圧Ｖｘ１に応じてスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御する。一方、ＬＥＤ２を消灯させつつ充電回路部１２による電池ユニットＢ１の充電を継続する場合、第１検出電圧Ｖｘ１がゼロとなるので、コンバータ制御部３０は、第２検出電圧Ｖｘ２に応じてスイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御する。

【0050】

（３－３）非常用点灯回路部
非常用点灯回路部１１は、トランスとスイッチング素子を備えたフライバックコンバータと、スイッチング素子をスイッチング制御するコンバータ制御回路と、を有し、電池ユニットＢ１から供給される直流電圧を昇圧又は降圧して出力する。ただし、非常用点灯回路部１１は、フライバックコンバータの代わりにフォワードコンバータを備えてもよい。

【0051】

非常用点灯回路部１１の高電位側の出力端子がＬＥＤ２のアノードと電気的に接続され、非常用点灯回路部１１の低電位側の出力端子が検出抵抗Ｒ２２の低電位側の端子と電気的に接続される。

【0052】

コンバータ制御回路は、ＬＥＤ２に流れる電流に比例した検出抵抗Ｒ２２の両端電圧（第３検出電圧Ｖｘ３）を取り込み、ＬＥＤ２に流れる電流の大きさを第２目標値に一致させるようにスイッチング素子をフィードバック制御（ＰＷＭ制御）する。ただし、非常用点灯回路部１１の第２目標値は、常用点灯回路部１０の第１目標値よりも小さい値である。

【0053】

（３－４）切替回路部
切替回路部１３は、駆動回路１３０、スイッチ素子１３１、コンデンサ１３２、抵抗１３３、スイッチング素子１３４、ダイオードＤ３などを有する。

【0054】

スイッチ素子１３１は、Ｎチャネル型の電界効果トランジスタである。スイッチ素子１３１のドレイン端子が常用点灯回路部１０の高電位側の出力端（平滑コンデンサＣ１の高電位側の端子）と電気的に接続される。スイッチ素子１３１のソース端子がダイオードＤ３を介してＬＥＤ２のアノードと電気的に接続される。つまり、スイッチ素子１３１は、給電路Ｗ１に挿入されており、給電路Ｗ１を導通状態と遮断状態に択一的に切り替えることができる。

【0055】

コンデンサ１３２と抵抗１３３は、スイッチ素子１３１のドレイン端子とゲート端子の間に電気的に並列接続される。つまり、コンデンサ１３２の両端電圧がスイッチ素子１３１のドレイン端子とゲート端子の間に印加されるので、コンデンサ１３２の両端電圧が高くなるにつれてスイッチ素子１３１のドレイン－ソース間のインピーダンスが減少する。

【0056】

駆動回路１３０は、２つのトランジスタＴＲ１、ＴＲ２と、２つの抵抗Ｒ１１、Ｒ１２と、を有する。２つのトランジスタＴＲ１、ＴＲ２は、いずれもｐｎｐ型のバイポーラトランジスタである。一方のトランジスタＴＲ１のエミッタは、スイッチ素子１３１のゲート端子と電気的に接続される。トランジスタＴＲ１のコレクタは、他方のトランジスタＴＲ２のベースと電気的に接続される。トランジスタＴＲ１のベースは、トランジスタＴＲ２のエミッタ及び抵抗Ｒ１１の一端と電気的に接続される。抵抗Ｒ１１の他端はスイッチ素子１３１のゲート端子と電気的に接続される。他方のトランジスタＴＲ２のコレクタは、検出抵抗Ｒ２２の低電位側の端子と電気的に接続される。

【0057】

上述のように構成される駆動回路１３０は、コンデンサ１３２又は抵抗１３３を通して一定の電流を流す定電流回路として機能する。

【0058】

スイッチング素子１３４は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。スイッチング素子１３４のコレクタは抵抗Ｒ１２を介してトランジスタＴＲ１のコレクタ及びトランジスタＴＲ２のベースと電気的に接続される。スイッチング素子１３４のエミッタは、トランジスタＴＲ２のコレクタ及び検出抵抗Ｒ２２の低電位の端子に電気的に接続される。スイッチング素子１３４のベースは、制御回路部１４と電気的に接続される。つまり、スイッチング素子１３４は、後述するように制御回路部１４によってオン・オフされる。スイッチング素子１３４がオンしている間は駆動回路１３０が動作してスイッチ素子１３１がオン状態（導通状態）に維持される。一方、スイッチング素子１３４がオフしている間は駆動回路１３０が停止してスイッチ素子１３１がオフ状態（遮断状態）に維持される。

【0059】

（３－５）制御回路部
制御回路部１４は、マイクロコントローラを有している。制御回路部１４は、制御電源部４２から制御電圧Ｖccが供給されて動作する。制御電源部４２は、３端子レギュレータ４２０を有している。制御電源部４２は、商用交流電源Ｐ１が停電しておらず、充電回路部１２が動作しているときは充電回路部１２から給電されて制御電圧Ｖccを出力する。また、制御電源部４２は、商用交流電源Ｐ１が停電しており、非常用点灯回路部１１が動作しているときは非常用点灯回路部１１から給電されて制御電圧Ｖccを出力する。

【0060】

制御回路部１４は、停電検出部４３から停電検出信号を受け取る。停電検出部４３は、ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒ３１を有する。ツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子が充電回路部１２の高電位側の出力端（平滑コンデンサＣ２の高電位側の端子）と電気的に接続される。ツェナーダイオードＺＤ１のアノードが抵抗Ｒ３１を介して電池ユニットＢ１の負極と電気的に接続される。つまり、商用交流電源Ｐ１が停電しておらず、充電回路部１２が動作している場合、ツェナーダイオードＺＤ１が導通して抵抗Ｒ３１の両端電圧がしきい値を超えるので、停電検出部４３の出力電圧がハイレベルとなる。一方、商用交流電源Ｐ１が停電して充電回路部１２が動作していない場合、ツェナーダイオードＺＤ１が導通しないために抵抗Ｒ３１の両端電圧がゼロとなるので、停電検出部４３の出力電圧がローレベルとなる。

【0061】

制御回路部１４は、停電検出部４３の出力信号がハイレベルのときは商用交流電源Ｐ１が停電していないと判断して常用時の動作モードで動作する。一方、停電検出部４３の出力信号がローレベルのとき、制御回路部１４は商用交流電源Ｐ１が停電していると判断して非常時の動作モードで動作する。

【0062】

常用時の動作モードにおいて、制御回路部１４は、コンバータ制御部３０に指示して常用点灯回路部１０と充電回路部１２を動作させるとともに、スイッチング素子１３４をオンして切替回路部１３を導通状態（スイッチ素子１３１をオン状態）に切り替える。なお、制御回路部１４は、常用時の動作モードにおいて、非常用点灯回路部１１を停止状態に維持する。しかして、常用点灯回路部１０によってＬＥＤ２が点灯（常用点灯）し、かつ、充電回路部１２によって電池ユニットＢ１が充電される。

【0063】

非常時の動作モードにおいて、制御回路部１４は、非常用点灯回路部１１を動作させるとともに、スイッチング素子１３４をオフして切替回路部１３を遮断状態（スイッチ素子１３１をオフ状態）に切り替える。なお、常用点灯回路部１０と充電回路部１２は、商用交流電源Ｐ１から給電が停止することで停止状態となる。しかして、非常用点灯回路部１１によってＬＥＤ２が点灯（非常点灯）する。

【0064】

ところで、制御回路部１４は、常用時及び非常時の動作モードの他に、常時消灯の動作モードで動作する場合がある。制御回路部１４は、常用時の動作モードにおいて、信号装置から消灯信号を受信した場合に常用時の動作モードから常時消灯の動作モードに移行する。なお、制御回路部１４は、常時消灯の動作モードにおいて、信号装置から点灯信号を受信した場合に常時消灯の動作モードから常用時の動作モードに復帰する。

【0065】

常時消灯の動作モードにおいて、制御回路部１４は、コンバータ制御部３０に指示して常用点灯回路部１０と充電回路部１２を動作させるとともに、スイッチング素子１３４をオフして切替回路部１３を遮断状態（スイッチ素子１３１をオフ状態）に切り替える。つまり、常用点灯回路部１０と充電回路部１２が１つのスイッチング素子Ｑ１を共用しているため、充電回路部１２を動作させると常用点灯回路部１０も動作するが、切替回路部１３が給電路Ｗ１を遮断状態に切り替えるため、常用点灯回路部１０によってＬＥＤ２が点灯させられることはない。また、制御回路部１４は、非常用点灯回路部１１を停止状態に維持するので、非常用点灯回路部１１によってＬＥＤ２が点灯させられることもない。しかして、制御回路部１４が常時消灯の動作モードで動作する場合、電池ユニットＢ１の充電を継続しつつ、ＬＥＤ２を消灯させることができる。

【0066】

制御回路部１４は、信号装置から点灯信号を受信することにより、常時消灯の動作モードから常用時の動作モードに復帰し、スイッチング素子１３４をオンする（図４参照）。スイッチング素子１３４がオンすると駆動回路１３０が動作を開始してコンデンサ１３２を定電流で充電する。そのため、コンデンサ１３２の両端電圧、すなわち、スイッチ素子１３１のドレイン・ゲート電圧Ｖdeがほぼ一定の傾きで上昇する（図４参照）。スイッチ素子１３１は、ドレイン・ゲート電圧Ｖdeの上昇に伴ってドレイン・ソース間の抵抗値（インピーダンス）を徐々に減少させながら、所定時間（第１切替時間Ｔｘ１）の経過時点でオン状態に移行する（図４参照）。

【0067】

一方、制御回路部１４が常用時の動作モードから常時消灯の動作モードに移行してスイッチング素子１３４をオフした場合、駆動回路１３０が停止することでコンデンサ１３２に電流が流れなくなる。その結果、コンデンサ１３２の充電電荷から抵抗１３３を通して放電されるため、スイッチ素子１３１のドレイン・ゲート電圧Ｖdeが短時間（第２切替時間Ｔｘ２）でゼロまで低下し、スイッチ素子１３１がオフ状態となる（図４参照）。なお、第２切替時間Ｔｘ２の長さは、コンデンサ１３２の静電容量と抵抗１３３の抵抗値の積（時定数）によって決まる。

【0068】

しかして、切替回路部１３の駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１をオフからオンに切り替える第１切替時間Ｔｘ１を、スイッチ素子１３１をオンからオフに切り替える第２切替時間Ｔｘ２よりも長くするようにスイッチ素子１３１を駆動する（図４参照）。そのため、切替回路部１３がスイッチ素子１３１を瞬時にオフからオンに切り替える場合に比べて、ＬＥＤ２に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

【0069】

（４）実施形態に係る点灯装置のその他の利点
点灯装置１において、スイッチ素子１３１は、インピーダンス可変素子（電界効果トランジスタ）であり、駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１のインピーダンスを増減させている。つまり、切替回路部１３が給電路Ｗ１を遮断状態から導通状態に切り替える際、スイッチ素子１３１のインピーダンスを徐々に減少させることによって、ＬＥＤ２に流れる電流がスイッチ素子１３１のインピーダンスの減少に応じて徐々に増加する。その結果、点灯装置１は、ＬＥＤ２に流す電流を確実かつ容易に調整することができる。

【0070】

また、切替回路部１３は、スイッチ素子１３１の制御端子（ゲート端子）に制御電圧（ドレイン・ゲート電圧Ｖde）を印加するためのコンデンサ１３２を更に有している。そして、駆動回路１３０は、コンデンサ１３２に流れる電流を定電流化するように動作する。つまり、点灯装置１は、コンデンサ１３２に流れる電流を定電流化することでコンデンサ１３２の両端電圧、すなわち、ドレイン・ゲート電圧Ｖdeが上昇する時間を調節することができる。その結果、点灯装置１は、簡単な構成でＬＥＤ２に流す電流を確実かつ容易に調整することができる。

【0071】

ところで、常用点灯時にＬＥＤ２に流れる電流は、スイッチ素子１３１に流れる電流にほぼ等しい。そして、スイッチ素子１３１に流れる電流の大きさは、スイッチ素子１３１のドレイン・ゲート電圧Ｖde（コンデンサ１３２の両端電圧）によって決まる。したがって、駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１が導通状態であるときにスイッチ素子１３１を通してＬＥＤ２に流れる電流の大きさを、ＬＥＤ２の定格電流の大きさを超えないようにスイッチ素子１３１を駆動することが好ましい。これにより、点灯装置１は、ＬＥＤ２に定格を超える過大な電流が流れることを防ぐことができる。なお、スイッチ素子１３１に流れる電流の大きさは、コンデンサ１３２の容量、駆動回路１３０を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値などによって決まる。

【0072】

なお、点灯装置１は、電界効果トランジスタの代わりに、バイポーラトランジスタをスイッチ素子１３１に用いても構わない。スイッチ素子１３１に電界効果トランジスタ又はバイポーラトランジスタのいずれが用いられても製造コストの削減と信頼性の向上を図ることができる。

【0073】

（５）まとめ
本開示の第１の態様に係る点灯装置（１）は、常用点灯回路部（１０）と、非常用点灯回路部（１１）と、充電回路部（１２）と、切替回路部（１３）と、制御回路部（１４）と、を備える。常用点灯回路部（１０）は、常用電源（商用交流電源Ｐ１）から供給される常用電力で光源（ＬＥＤ２）を点灯させる。非常用点灯回路部（１１）は、非常用電源（電池ユニットＢ１）から供給される非常用電力で光源を点灯させる。充電回路部（１２）は、常用電力で非常用電源を充電する。切替回路部（１３）は、常用点灯回路部（１０）から光源への給電路（Ｗ１）を導通状態と遮断状態に切り替える。制御回路部（１４）は、給電路（Ｗ１）を導通状態と遮断状態に択一的に切り替えるように切替回路部（１３）を制御する。切替回路部（１３）は、給電路（Ｗ１）に挿入されるスイッチ素子（１３１）と、スイッチ素子（１３１）を駆動する駆動回路（１３０）と、を有する。駆動回路（１３０）は、スイッチ素子（１３１）をオフからオンに切り替える第１切替時間（Ｔｘ１）を、スイッチ素子（１３１）をオンからオフに切り替える第２切替時間（Ｔｘ２）よりも長くするようにスイッチ素子（１３１）を駆動する。

【0074】

第１の態様に係る点灯装置（１）は、切替回路部（１３）がスイッチ素子（１３１）を瞬時にオフからオンに切り替える場合に比べて、光源に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

【0075】

本開示の第２の態様に係る点灯装置（１）は、第１の態様との組合せにより実現され得る。第２の態様に係る点灯装置（１）において、スイッチ素子（１３１）は、インピーダンス可変素子であることが好ましい。駆動回路（１３０）は、スイッチ素子（１３１）のインピーダンスを増減させることが好ましい。

【0076】

第２の態様に係る点灯装置（１）は、光源に流す電流を確実かつ容易に調整することができる。

【0077】

本開示の第３の態様に係る点灯装置（１）は、第２の態様との組合せにより実現され得る。第３の態様に係る点灯装置（１）において、切替回路部（１３）は、スイッチ素子（１３１）の制御端子（ゲート端子）に制御電圧を印加するためのキャパシタ（コンデンサ１３２）を更に有することが好ましい。駆動回路（１３０）は、キャパシタに流れる電流を定電流化するように動作することが好ましい。

【0078】

第３の態様に係る点灯装置（１）は、簡単な構成で光源に流す電流を確実かつ容易に調整することができる。

【0079】

本開示の第４の態様に係る点灯装置（１）は、第３の態様との組合せにより実現され得る。第４の態様に係る点灯装置（１）において、駆動回路（１３０）は、スイッチ素子（１３１）が導通状態であるときにスイッチ素子（１３１）を通して光源に流れる電流の大きさを、光源の定格電流の大きさを超えないようにスイッチ素子（１３１）を駆動することが好ましい。

【0080】

第４の態様に係る点灯装置（１）は、光源に定格を超える過大な電流が流れることを防ぐことができる。

【0081】

本開示の第５の態様に係る点灯装置（１）は、第１－第４のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第５の態様に係る点灯装置（１）において、制御回路部（１４）は、外部から消灯信号を受信した場合、充電回路部（１２）を動作させつつ切替回路部（１３）を制御して給電路（Ｗ１）を導通状態から遮断状態に切り替えさせることが好ましい。制御回路部（１４）は、外部から点灯信号を受信した場合、切替回路部（１３）を制御して給電路（Ｗ１）を遮断状態から導通状態に切り替えさせることが好ましい。

【0082】

第５の態様に係る点灯装置（１）は、光源の点灯・消灯を遠隔制御することができる。

【0083】

本開示の第６の態様に係る点灯装置（１）は、第１－５のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第６の態様に係る点灯装置（１）において、スイッチ素子（１３１）は、電界効果トランジスタ又はバイポーラトランジスタであることが好ましい。

【0084】

第６の態様に係る点灯装置（１）は、スイッチ素子（１３１）として電界効果トランジスタ又はバイポーラトランジスタを用いることにより、製造コストの削減と信頼性の向上を図ることができる。

【0085】

本開示の第７の態様に係る非常用照明器具（Ａ１）は、第１－第６のいずれかの態様に係る点灯装置（１）と、点灯装置（１）によって点灯させられる光源と、非常用電源と、点灯装置（１）、光源、及び非常用電源を収容する器体（Ａ１０）と、を備える。

【0086】

第７の態様に係る非常用照明器具（Ａ１）は、光源に流れる突入電流の抑制を図ることができる。

【符号の説明】

【0087】

Ａ１ 非常用照明器具
Ａ１０ 器体
Ｂ１ 電池ユニット（非常用電源）
Ｗ１ 給電路
Ｐ１ 商用交流電源（常用電源）
１ 点灯装置
２ ＬＥＤ（光源）
１０ 常用点灯回路部
１１ 非常用点灯回路部
１２ 充電回路部
１３ 切替回路部
１４ 制御回路部
１３０ 駆動回路
１３１ スイッチ素子
１３２ コンデンサ（キャパシタ）
Ｔｘ１ 第１切替時間
Ｔｘ２ 第２切替時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-18

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0054】

スイッチ素子１３１は、Ｐチャネル型の電界効果トランジスタである。スイッチ素子１３１のソース端子が常用点灯回路部１０の高電位側の出力端（平滑コンデンサＣ１の高電位側の端子）と電気的に接続される。スイッチ素子１３１のドレイン端子がダイオードＤ３を介してＬＥＤ２のアノードと電気的に接続される。つまり、スイッチ素子１３１は、給電路Ｗ１に挿入されており、給電路Ｗ１を導通状態と遮断状態に択一的に切り替えることができる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0055】

コンデンサ１３２と抵抗１３３は、スイッチ素子１３１のソース端子とゲート端子の間に電気的に並列接続される。つまり、コンデンサ１３２の両端電圧がスイッチ素子１３１のソース端子とゲート端子の間に印加されるので、コンデンサ１３２の両端電圧が高くなるにつれてスイッチ素子１３１のドレイン－ソース間のインピーダンスが減少する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0066】

制御回路部１４は、信号装置から点灯信号を受信することにより、常時消灯の動作モードから常用時の動作モードに復帰し、スイッチング素子１３４をオンする（図４参照）。スイッチング素子１３４がオンすると駆動回路１３０が動作を開始してコンデンサ１３２を定電流で充電する。そのため、コンデンサ１３２の両端電圧、すなわち、スイッチ素子１３１のソース・ゲート電圧Ｖdeがほぼ一定の傾きで上昇する（図４参照）。スイッチ素子１３１は、ソース・ゲート電圧Ｖdeの上昇に伴ってドレイン・ソース間の抵抗値（インピーダンス）を徐々に減少させながら、所定時間（第１切替時間Ｔｘ１）の経過時点でオン状態に移行する（図４参照）。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0067】

一方、制御回路部１４が常用時の動作モードから常時消灯の動作モードに移行してスイッチング素子１３４をオフした場合、駆動回路１３０が停止することでコンデンサ１３２に電流が流れなくなる。その結果、コンデンサ１３２の充電電荷から抵抗１３３を通して放電されるため、スイッチ素子１３１のソース・ゲート電圧Ｖdeが短時間（第２切替時間Ｔｘ２）でゼロまで低下し、スイッチ素子１３１がオフ状態となる（図４参照）。なお、第２切替時間Ｔｘ２の長さは、コンデンサ１３２の静電容量と抵抗１３３の抵抗値の積（時定数）によって決まる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0070】

また、切替回路部１３は、スイッチ素子１３１の制御端子（ゲート端子）に制御電圧（ソース・ゲート電圧Ｖde）を印加するためのコンデンサ１３２を更に有している。そして、駆動回路１３０は、コンデンサ１３２に流れる電流を定電流化するように動作する。つまり、点灯装置１は、コンデンサ１３２に流れる電流を定電流化することでコンデンサ１３２の両端電圧、すなわち、ソース・ゲート電圧Ｖdeが上昇する時間を調節することができる。その結果、点灯装置１は、簡単な構成でＬＥＤ２に流す電流を確実かつ容易に調整することができる。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0071】

ところで、常用点灯時にＬＥＤ２に流れる電流は、スイッチ素子１３１に流れる電流にほぼ等しい。そして、スイッチ素子１３１に流れる電流の大きさは、スイッチ素子１３１のソース・ゲート電圧Ｖde（コンデンサ１３２の両端電圧）によって決まる。したがって、駆動回路１３０は、スイッチ素子１３１が導通状態であるときにスイッチ素子１３１を通してＬＥＤ２に流れる電流の大きさを、ＬＥＤ２の定格電流の大きさを超えないようにスイッチ素子１３１を駆動することが好ましい。これにより、点灯装置１は、ＬＥＤ２に定格を超える過大な電流が流れることを防ぐことができる。なお、スイッチ素子１３１に流れる電流の大きさは、コンデンサ１３２の容量、駆動回路１３０を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値などによって決まる。

【手続補正7】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図3】