JPH0428192Y2

JPH0428192Y2 -

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Publication number: JPH0428192Y2
Application number: JP6147086U
Authority: JP
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1992-07-08
Also published as: JPS62177249U

Description

【考案の詳細な説明】（技術分野）本考案は、商用交流電源の通電時には非常灯や
誘導灯のような負荷を交流電源にて駆動すると共
に、充電式の電源への充電を行い、交流電源の停
電時には、充電式の電源にて負荷を駆動するよう
にした切替回路に関するものである。

（背景技術）第６図は従来の非常灯切替回路を示す回路図で
ある。この回路においては、まず、交流通電時に
は、絶縁トランスT₁からの出力を電源として蓄
電池BTを充電すると共に、停電検知リレーのリ
レーコイルL₁を励磁する。このリレーの接点
SW₁，SW₂がNO側に切替わることによりランプ
FLは商用点灯し、また、接点SW₃が開くことに
よつてインバータ回路INVは発振を停止してい
る。次に、停電時においては、リレーコイルL₁
の駆動電源がなくなるために、各接点はNC側に
接続される。接点SW₃がNC側となることによ
り、インバータ回路INVが発振を開始する。ま
た接点SW₁，SW₂がNC側となることにより、発
振トランスT₂によつて昇圧されたインバータ回
路INVの高周波高電圧がランプFLに印加され、
ランプFLは非常点灯する。

この従来例にあつては、ランプFLが非常点灯
し、蓄電池BTが完全放電した後に、交流電源
ACが復電した場合に、電池の充電電流が大幅に
増加するために、絶縁トランスT₁の出力電圧が
低くなる。第７図及び第８図はこのことを説明す
るための説明図である。第７図は絶縁トランス
T₁の出力電圧V_Tと負荷電流I_Tとの関係を示す図
であり、負荷電流I_Tが増加すると、出力電圧V_Tが
低下することを示している。第８図は完全放電し
た蓄電池BTを充電する際における蓄電池BTの
充電電流Ibと電池電圧Vbの変化を示す図であり、
充電初期においては電池電圧Vbが低く、充電電
流Ibが大きいことが分かる。このように、充電初
期において、電池電圧が低い場合（０を含む）に
は、交流電源ACが復電しても、絶縁トランスT₁
の出力電圧が低いために、停電検知リレーのリレ
ーコイルL₁に印加される電圧は、リレーの感動
電圧以下となり、蓄電池BTの電池電圧が回復す
るまでの間は、ランプFLは商用点灯しないとい
う不都合が生じる。これを回避するためには、電
池電圧の低下時でも、リレーコイルL₁の印加電
圧がリレーの感動電圧以上となるように、絶縁ト
ランスT₁の出力電圧を上げれば良いが、トラン
スの出力電圧を上げると、トランスが大形になる
という問題があり、また、充電電流制限用の抵抗
器R₁の抵抗値を大きくする必要があり、余分な
電力を消費するという問題も生じる。さらに、電
池電圧が回復した時点では、リレーコイルL₁へ
の印加電圧が過大なものとなるので、リレーコイ
ルL₁における消費電力が増大し発熱が大きくな
るという問題もある。

また、上記従来例にあつては、充電回路とリレ
ー回路とが並列的に接続されているために、リレ
ーコイルL₁の励磁電流のばらつきが蓄電池BTへ
の充電電流に影響するという問題がある。このよ
うな充電電流の変動を抑えるためには、充電回路
を定電流回路とすることも考えられるが、充電電
流を制限すると電池電圧の回復が遅くなるので、
好ましくない。

（考案の目的）本考案は上述のような点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、リレー駆動電
流のばらつきによる充電電流の変動を抑え、且
つ、交流電源の復電時におけるリレー回路の切替
を確実に行うことができ、しかも、充電式の電源
の電圧回復時におけるリレーへの過大な電圧印加
を防止できるようにした切替回路を提供するにあ
る。

（考案の開示）本考案に係る切替回路を図示実施例について説
明すると、第１図乃至第５図に示されるように、
交流電源ACに接続された絶縁トランスT₁と、絶
縁トランスT₁の出力側に接続され、蓄電池BTを
充電する充電回路１と、絶縁トランスT₁の出力
側に接続され、通電時には交流電源ACにてラン
プFLを駆動し、非通電時には蓄電池BTにてラン
プFLを駆動するようにランプFLの駆動用電源を
切り替えるリレー回路２と、絶縁トランスT₁の
出力側とリレー回路２との間に直列的に介挿さ
れ、交流電源ACの投入によるリレー回路２への
通電開始から前記切替動作が終了するまでの所定
時間閉成されるスイツチ要素３と、スイツチ要素
３の開離時には絶縁トランスT₁の出力側からリ
レー回路２への通電電流をリレー回路２の保持に
必要な一定電流に制限する定電流回路４とを有す
るものである。

本考案にあつては、このように、交流電源AC
の投入によるリレー回路２への通電開始からリレ
ー回路２の切替動作が終了するまでの所定時間閉
成されるスイツチ要素３を、絶縁トランスT₁の
出力側とリレー回路２との間に直列的に介挿した
ので、交流電源ACの投入時においては、リレー
回路２に供給される駆動電流を大きくすることが
でき、このため、リレー回路２を確実に切替動作
せしめてランプFLのような負荷を速やかに交流
駆動せしめることができるものである。したがつ
て、絶縁トランスT₁としては小形のものを使用
することができ、消費電力を低減することができ
るものである。また、リレー回路２の切替動作完
了後にスイツチ要素３が開離されると、定電流回
路４により、リレー回路２への通電電流はリレー
回路２の保持に必要な一定電流に制限されるの
で、リレー回路２の特性にばらつきがあつても、
蓄電池BTへの充電電流に影響が生じることはな
く、電池電圧の回復後にリレー回路２に過大な電
圧印加が生じることもなく、リレー回路２におけ
る消費電力を低減させることができるものであ
る。

実施例１以下、本考案の好ましい実施例を添付図面と共
に説明する。第１図は本考案の一実施例に係る切
替回路の回路図であり、第２図はその動作説明図
である。交流電源ACの電源電圧は、絶縁トラン
スT₁の１次側に印加されている。絶縁トランス
T₁の２次側には、商用電源電圧を降圧した交流
電圧が生じる。この交流電圧はダイオードブリツ
ジDBにて全波整流され、コンデンサC₁に充電さ
れる。コンデンサC₁の充電電圧は、逆流阻止用
のダイオードD₁と、限流用の抵抗器R₁を介して
蓄電池BTに供給されるものである。蓄電池BT
と、ダイオードブリツジDB、コンデンサC₁、ダ
イオードD₁及び抵抗器R₁は、前述の充電回路１
を構成している。

コンデンサC₁の充電電圧は、NOT回路Ａ、
NAND回路Ｂ、NOT回路Ｃ及びNOT回路Ｄの
各電源端子とアース端子との間に印加される。コ
ンデンサC₁の両端には抵抗器R₂が並列接続され
ている。今、交流電源ACが通電されているもの
とすると、コンデンサC₁の端子電圧V_C1（第２図
ａ）はＨレベルであるので、NOT回路Ａの出力
V_A（第２図ｂ）はＬレベルとなる。これによつ
て、NAND回路Ｂの出力V_B（第２図ｃ）はＨレ
ベルとなるから、コンデンサC₂を介して、抵抗
R₃の両端電圧V_CR（第２図ｄ）がＨレベルとなる。
このため、NOT回路Ｃの出力V_C（第２図ｅ）は
Ｌレベルとなり、NOT回路Ｄの出力V_D（第２図
ｆ）はＨレベルとなる。NOT回路Ｄの出力V_Dが
Ｈレベルとなることにより、トランジスタQ₁に
は抵抗R₅を介してベース電流が流れ、リレード
ライブ用のトランジスタQ₁がオン状態となる。
コンデンサC₁の充電電圧は、リレードライブ用
のトランジスタQ₁を介して停電検知リレーのリ
レーコイルL₁に供給されている。リレーコイル
L₁の両端には、逆起電力防止用のダイオードD₅
が並列接続されている。トランジスタQ₁がオン
されることにより、リレーコイルL₁には大きな
励磁電流が流れて、停電検知リレーの接点SW₁，
SW₂，SW₃はNO側（常開側）に切替わる。この
とき、ランプFLは商用点灯し、インバータ回路
INVは発振停止状態となつている。ここで、リ
レーコイルL₁と、そのリレー接点SW₁，SW₂，
SW₃、ダイオードD₅等は、前述のリレー回路２
を構成している。

コンデンサC₂と抵抗R₃との時定数により決ま
る所定の遅延時間の経過により、抵抗R₃の両端
電圧V_CRは低下し、この電圧がNOT回路Ｃのス
レシヨルド電圧よりも低くなつた時点で、NOT
回路Ｃの出力V_CはＨレベルに反転する。これに
よつて、NOT回路Ｄの出力V_DはＬレベルに反転
し、トランジスタQ₁がオフ状態となる。このト
ランジスタQ₁と、前記NOT回路Ａ，Ｃ，Ｄ、
NAND回路Ｂ、抵抗R₃，R₄，R₅及びコンデンサ
C₂により、前述のスイツチ要素３が構成されて
いる。なお、NOT回路Ｃの出力V_CがＨレベルと
なることにより、NAND回路Ｂの他方の入力も
Ｈレベルとなる。

トランジスタQ₁がオフ状態となることにより、
リレーコイルL₁には、トランジスタQ₂のみを介
してリレー保持に必要な電流が流れる。このと
き、トランジスタQ₂は電流制限要素となつてい
るので、そのコレクタ電圧V_Q2（第２図ｇ）は、
トランジスタQ₁のオン時に比べると上昇する。
トランジスタQ₂のベースは、抵抗R₆とツエナダ
イオードZDとの直列回路の分圧点に接続されて
いる。前記直列回路には、コンデンサC₁の充電
電圧が印加されている。コンデンサC₁の充電電
圧は、ツエナダイオードZDのツエナ電圧よりも
高く設定されており、したがつて、ツエナダイオ
ードZDの両端電圧は、ツエナ電圧V_Zに保持され
る。トランジスタQ₂のベース・エミツタ間には、
前記ツエナ電圧V_Zと抵抗R₇の値及びトランジス
タQ₂のベース・エミツタ間降下電圧V_BEで決まる
一定のバイアス電流が流れる。このため、トラン
ジスタQ₂のコレクタ電流は一定となり、リレー
コイルL₁には一定の電流が流れるものである。
この電流は、トランジスタQ₁のオン時にリレー
コイルL₁に流れる電流よりは小さいが、停電検
知リレーは既に感動動作を終えているので、保持
電流以上の電流を供給していれば良く、リレーの
保持には支障がない。なお、トランジスタQ₂と
抵抗R₆，R₇及びツエナダイオードZDは、前述の
定電流回路４を構成している。

次に、交流電源ACが停電すると、コンデンサ
C₁の充電電荷は急速に低下する。このとき、各
論理回路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びトランジスタQ₁，
Q₂には通電されず、リレーコイルL₁への励磁電
流も遮断される。したがつて、停電検知リレーの
接点SW₁，SW₂，SW₃はNC側（常閉側）に切替
わるものであり、このとき、インバータ回路
INVが動作し、ランプFLは非常点灯するもので
ある。

このように、第１図回路は、交流電源ACの投
入時にのみ、所定時間はリレー感動用のトランジ
スタQ₁をオンさせて、リレーコイルL₁の駆動電
流を増加させ、リレーを確実に感動動作させるも
のであり、その後はリレー保持用のトランジスタ
Q₂により、リレー保持に必要な一定電流を供給
して、リレー回路２での消費電流を少なく抑える
と共に、蓄電池BTへの充電電流を、より多く確
保できるようにしており、充電電流の大きさもリ
レー回路２のばらつきには影響されないようにな
つている。

次に、ランプFLの点灯回路について説明する。
交流電源ACが通電されているときには、上述の
ように、停電検知リレーの接点SW₁，SW₂はNO
側（常開側）に切替わつているので、蛍光灯のよ
うなランプFLのフイラメントの各一端は、限流
要素たる安定器L₂を介して交流電源ACに接続さ
れる。また、ランプFLのフイラメントの各他端
には、グローランプGLと雑音防止用のコンデン
サCaとが並列的に接続される。したがつて、ラ
ンプFLは通常の蛍光灯点灯回路と同様に始動点
灯されるものである。このとき、インバータ回路
INVは始動スイツチとなる接点SW₃がNO側（常
開側）に切替わつているので、発振停止状態とな
つている。

一方、交流電源ACが停電したときには、上述
のように、停電検知リレーの接点SW₃がNC側
（常閉側）に切替わつているので、バイアス抵抗
Ra，Rbを介してインバータ駆動用のトランジス
タQa，Qbにベースバイアス電流が流れる。トラ
ンジスタQa，Qbのベースは発振トランスT₂のベ
ース駆動巻線に接続され、またエミツタ・コレク
タ間は蓄電池BTの充電電圧がインダクタンスL₃
を介して発振トランスT₂の１次巻線に交互に逆
極性にて印加されるように接続されて、周知のプ
ツシユプル型のインバータ回路INVを構成して
いる。交流電源ACの停電時には、停電検知リレ
ーの接点SW₁，SW₂がNC側（常閉側）に切替わ
るので、ランプFLの両端には、コンデンサCb，
Ccを介して発振トランスT₂の２次巻線電圧が印
加される。また、一方の予熱用フイラメントに
は、発振トランスT₂の２次巻線の一部から予熱
電流が供給されている。これによつて、ランプ
FLはインバータ回路INVにより非常点灯される。

実施例２第３図は本考案の他の実施例の回路図である。
第３図の回路において、前の実施例と同一の要素
には同一の符号を付して重複する説明は省略す
る。本実施例にあつては、定電流回路４を構成す
るトランジスタQ₂のエミツタ抵抗R₇と並列的に、
コンデンサC₅が接続されている。したがつて、
交流電源ACの投入初期においては、コンデンサ
C₅を介してトランジスタQ₂には大きなベース電
流が流れ、トランジスタQ₂が一時的に飽和状態
となり、大きなコレクタ電流が流れる。これによ
つて、リレーコイルL₁には大きな駆動電流が流
れ、リレーの感動動作が確実に行なわれる。コン
デンサC₅の電圧が上昇すると、トランジスタQ₂
のベース電流は、前の実施例と同様に一定の電流
値に制限され、コレクタ電流もリレーの保持に必
要な一定の電流値に制限される。したがつて、第
３図の実施例は簡単な回路構成でありながら、第
１図回路と同様の動作を実現することができるも
のである。なお、第３図の回路においては、ラン
プFLの商用点灯回路と、非常点灯用のインバー
タ回路INVについての図示を省略してあるが、
これらの回路については、第１図回路と同様のも
のが使用されるものである。

実施例３第４図は本考案のさらに他の実施例の回路図で
あり、第５図はその動作説明図である。前の実施
例と同一の要素には同一の符号を付して重複する
説明は省略する。本実施例にあつては、インバー
タ回路INVの始動用のスイツチをトランジスタ
Q₄，Q₅で構成し、交流電源ACが停電した場合
に、インバータ回路INVの発振開始をリレーの
復帰動作よりも遅延させ、交流電源ACの復電時
には、リレーの感動動作をインバータ回路INV
の発振停止よりも遅延させることにより、リレー
接点の開閉時において、接点にインバータ回路
INVの高周波高電圧が印加されることを防止し、
接点寿命を向上させた点が実施例１とは異なつて
いる。本実施例においても、実施例１と同様に、
交流電源ACの投入時から所定の時間は、スイツ
チ要素３が閉成されてリレー回路２に大きな電流
を流し、リレーの感動動作を確実に行わせるよう
にしている。

以下、第５図を参照しながら、第４図回路の動
作を説明する。交流電源ACが投入されると、コ
ンデンサC₁の端子電圧が上昇する。このコンデ
ンサC₁の充電電圧は、逆流阻止用のダイオード
D₂を介してICチツプ（IC）に供給される。ここ
で、ICチツプ（IC）は論理回路Ｅ〜Ｎを１パツ
ケージ内に含むICチツプである。交流電源ACの
停電時においては、ICチツプ（IC）には逆流阻
止用のダイオードD₃を介して、蓄電池BTの充電
電圧が印加される。コンデンサC₁の端子電圧は、
NOT回路Ｅ，Ｆよりなるバツフアに入力されて
おり、コンデンサC₁の端子電圧が上昇すること
により、NOT回路Ｆの出力V_F（第５図ａ）は、
Ｈレベルとなる。これによつて、NOR回路Ｋの
出力V_K（第５図ｈ）はＬレベルとなり、トランジ
スタQ₄，Q₅がオフ状態となり、まず、インバー
タ回路INVの発振が停止される。これによつて、
ランプFLの非常点灯は停止され、次に商用点灯
されるまでの間は、ランプFLの発光が停止され
る。

また、NOT回路Ｆの出力V_FがＨレベルとなる
ことによつて、抵抗R₉とコンデンサC₃との直列
回路よりなる時定数回路の出力電圧V_CR1（第５図
ｃ）が徐々に上昇する。コンデンサC₃の端子電
圧V_CR1が、NOT回路Ｈのスレシヨルドレベルよ
りも高くなると、NOT回路Ｈの出力V_H（第５図
ｄ）はＬレベルとなり、NOR回路Ｊの一方の入
力はＬレベルとなる。このNOR回路Ｊの他方の
入力は、NOT回路Ｇの出力V_G（第５図ｂ）がＬ
レベルであるので、Ｌレベルである。したがつ
て、NOR回路Ｊの出力V_J（第５図ｅ）がＨレベル
となつて、NOT回路Ｍの出力V_M（第５図ｇ）が
Ｌレベルとなり、トランジスタQ₃がオフされる。
したがつて、トランジスタQ₂のベース電位が上
昇し、トランジスタQ₂によるリレーコイルL₁へ
の定電流の供給が可能な状態となる。

NOT回路Ｈの出力V_HがレベルからＬレベルに
切替わることにより、抵抗R₁₃とコンデンサC₄と
の直列回路よりなる時定数回路の出力電圧V_CR2
（第５図ｉ）はＨレベルから徐々に降下して行く。
この電圧V_CR2がNOT回路Ｌのスレシヨルドレベ
ルよりも高い間は、NOT回路Ｌの出力V_L（第５
図ｊ）はＬレベルとなる。したがつて、この期間
中は、NOR回路Ｎの２つの入力は共にＬレベル
となるので、NOR回路Ｎの出力V_N（第５図ｋ）
は、この期間中にのみＨレベルとなる。NOR回
路Ｎの出力V_NがＨレベルになることによつて、
抵抗R₁₂を介してトランジスタQ₁にベース電流が
流れ、トランジスタQ₁がオンとなる。このため、
リレーコイルL₁には大きな駆動電流が流れ、リ
レー動作が確実に行なわれることになる。こうし
て、各リレー接点SW₁，SW₂がNO側（常開側）
に切替わる。これによつて、ランプFLは商用点
灯される。

コンデンサC₄と抵抗R₁₃よりなる時定数回路の
出力電圧V_CR2は徐々に降下し、この電圧V_CR2が
NOT回路Ｌのスレシヨルドレベルよりも低くな
ると、NOT回路Ｌの出力V_LはＬレベルからＨレ
ベルに切替わり、NOR回路Ｎの出力V_NがＬレベ
ルになるので、トランジスタQ₁がオフになる。
これによつて、リレーコイルL₁への通電電流は
トランジスタQ₂を介して流れる一定電流に制限
されるが、リレーは既に感動動作を終えているの
で、感動動作に必要な電流よりも小さい保持電流
以上の電流が供給されていれば良く、リレーの保
持動作に影響は生じない。

次に、交流電源ACが停電すると、コンデンサ
C₁の端子電圧が低下するので、停電検知リレー
のリレーコイルL₁の励磁は解除され、各接点
SW₁，SW₂がNC側（常閉側）に切替わり、ラン
プFLの商用点灯が停止される。この後、インバ
ータ回路INVの発振動作が開始されるまでの間、
ランプFLは発光を停止する。

コンデンサC₁の端子電圧の低下により、NOT
回路Ｆの出力V_FがＬレベルとなるため、コンデ
ンサC₃の端子電圧V_CR1は徐々に低下する。この
電圧V_CR1がNOT回路Ｈのスレシヨルドレベルよ
りも低くなると、NOT回路Ｈの出力V_HがＨレベ
ルとなり、NOT回路Ｉの出力V_I（第５図ｆ）が
Ｌレベルとなる。したがつて、NOR回路Ｋの２
つの入力は共にＬレベルとなり、その出力V_Kは
Ｈレベルとなつて、トランジスタQ₄，Q₅がオン
されるので、インバータ回路INVが発振動作を
開始する。これによつて、ランプFLはインバー
タ回路INVからの高周波電圧により非常点灯す
るものである。なお、NOT回路Ｈの出力V_HがＬ
レベルからＨレベルに切替わつても、NOR回路
Ｎの入力がＨレベルになることはないので、トラ
ンジスタQ₁はオフ状態である。すなわち、トラ
ンジスタQ₁は交流電源ACの投入後、停電検知リ
レーが感動動作を行う期間中のみ、オンされるよ
うになつている。

（考案の効果）本考案にあつては、上述のように、交流電源の
投入によるリレー回路への通電開始からリレー回
路の切替動作が終了するまでの所定時間閉成され
るスイツチ要素を、リレー回路と絶縁トランスの
出力側との間に直列的に介挿したので、交流電源
の投入時においては、リレー回路に供給される駆
動電流を大きくすることができ、このため、リレ
ー回路を確実に切替動作せしめて負荷を速やかに
交流駆動せしめることができるという効果があ
り、したがつて、絶縁トランスとしては小形のも
のを使用することができ、消費電力を低減するこ
とができるという効果がある。また、リレー回路
の切替動作完了後のスイツチ要素の開離時には、
絶縁トランスの出力側からリレー回路への通電電
流をリレー回路の保持に必要な一定電流に制限す
る定電流回路を設けたので、リレー回路への通電
電流は定電流に制限されるものであり、リレー回
路の特性にばらつきがあつても、充電式の電源の
充電電流に影響が生じることはなく、リレー回路
への過大な電圧印加が生じることもなく、リレー
回路における消費電力を低減させることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路図、第２図は
同上の動作説明図、第３図は本考案の他の実施例
の回路図、第４図は本考案のさらに他の実施例の
回路図、第５図は同上の動作説明図、第６図は従
来例の回路図、第７図及び第８図は同上の動作説
明図である。 ACは交流電源、T₁は絶縁トランス、FLはラ
ンプ、BTは蓄電池、１は充電回路、２はリレー
回路、３はスイツチ要素、４は定電流回路であ
る。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

交流電源に接続された絶縁トランスと、絶縁ト
ランスの出力側に接続され、２次電池を充電する
充電回路と、絶縁トランスの出力側に接続され、
通電時には交流電源にて負荷を駆動し、非通電時
には２次電池にて負荷を駆動するように負荷の駆
動用電源を切り替えるリレー回路と、絶縁トラン
スの出力側とリレー回路との間に直列的に介挿さ
れ、交流電源の投入によるリレー回路への通電開
始から前記切替動作が終了するまでの所定時間閉
成されるスイツチ要素と、スイツチ要素の開離時
には絶縁トランスの出力側からリレー回路への通
電電流をリレー回路の保持に必要な一定電流に制
限する定電流回路とを有して成ることを特徴とす
る切替回路。