JPH04340334A - 非常灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非常灯の電源を通常時
には商用電源から、非常時にはバッテリーから供給する
ようにした非常灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に非常灯装置は、通常時も点灯をす
る構造を有している。例えば、図１７に示す従来の非常
灯装置においては、通常時は、非常灯を銅鉄バラストに
より構成された通常点灯回路１により放電灯（蛍光灯）
ＦＬを点灯すると同時に、非常時の電源である充電回路
３のバッテリーＢを充電している。商用電源ＡＣが断た
れた非常時は、バッテリーＢを電源として非常点灯回路
２のＤＣ−ＡＣインバータを駆動して点灯を続ける。

【０００３】より詳しく説明すると、商用電源ＡＣが正
常である場合、停電検出リレーＲＬの接点Ｒａ，Ｒｂ，
Ｒｃは常開接点ＮＯ側に接続されている。従って、商用
電源ＡＣ→通常点灯回路１のチョークコイルＬ１　→接
点Ｒａ→放電灯ＦＬの一方のフィラメントＦ１　→グロ
ースタータＧ及びグロースタータＧに並列に接続された
雑音防止用のコンデンサＣ１　→フィラメントＦ２　→
商用電源ＡＣの経路で放電灯ＦＬを始動し、商用電源Ａ
Ｃ→チョークコイルＬ１　→接点Ｒａ→放電灯ＦＬ→商
用電源ＡＣの経路で放電灯ＦＬを通常点灯させる。同時
に商用電源ＡＣから電源トランスＴ、ブリッジ整流器Ｄ
Ｂ、充電用抵抗Ｒ１　を介してバッテリーＢを充電して
いる。

【０００４】一方、商用電源ＡＣが停電すると、バッテ
リーＢの充電が停止し、停電検出リレーＲＬの励磁も停
止して、リレー接点Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃが常閉接点ＮＣ側
に接続される。そうすると、バッテリーＢより接点Ｒｃ
を介して非常灯点灯回路２のトランジスタインバータが
高周波発振を開始し、この高周波発振出力により、接点
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを通して放電灯ＦＬを非常点灯させる
。

【０００５】図１７に示す通常点灯回路１は、銅鉄バラ
ストの例であるが、通常点灯回路１に図１８に示すよう
なインバータ回路を用いることにより、通常点灯時の高
効率化、チラツキ防止、非常灯器具全体の軽量化が図れ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常点灯回路
１をインバータ回路に置き換えることは、非常灯照明装
置内に通常点灯用のインバータ回路と、非常点灯用のイ
ンバータ回路の２つのインバータ回路を持つことになり
、これら２つの回路を共用化することが望まれる。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、通常点灯用インバータ回路と、非常点灯用イン
バータ回路を共用化することを目的とした非常灯装置を
提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、商用電源の通
常時に該商用電源を電源として放電灯を点灯させるイン
バータ回路と、商用電源の通常時には充電され、商用電
源がオフした非常時には上記インバータ回路の電源とす
るバッテリーとを具備した非常灯装置において、非常時
にバッテリーの電圧をインバータ回路の駆動電圧に変換
するスイッチドキャパシタ回路を設けたものである。

【０００９】また、商用電源からバッテリー充電電圧に
変換する降圧回路としてスイッチドキャパシタ回路を用
いている。更に、バッテリー充電用の降圧回路と、非常
時にバッテリー電圧をインバータ回路の駆動電圧に変換
する昇圧回路とをスイッチドキャパシタ回路の制御方法
を変えることにより共用化している。

【００１０】また、上記昇圧回路及び降圧回路を用いて
通常点灯時に商用電源からインバータ回路の駆動電圧を
発生させるようにしたものである。

【００１１】

【作用】而して、非常時にバッテリーの電圧をインバー
タ回路の駆動電圧に変換するスイッチドキャパシタ回路
を設けたことで、通常点灯用と非常点灯用の放電灯点灯
用のインバータ回路の共用化を図り、装置の小型、軽量
化を図っている。また、スイッチドキャパシタ回路を用
いることで、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた場合と比べ
て、回路を簡素化できるものである。

【００１２】更に、スイッチドキャパシタ回路の制御方
法を変えることで、バッテリーを充電する時はスイッチ
ドキャパシタ回路を降圧回路として作用させ、また、非
常時にインバータ回路の駆動電圧に変換する時はスイッ
チドキャパシタ回路を昇圧回路として作用させて、スイ
ッチドキャパシタ回路を充電用とインバータ回路の駆動
電圧変換用として共用化し、回路の簡素化を図っている
。

【００１３】また、上記昇圧回路及び降圧回路を用いて
通常点灯時に商用電源からインバータ回路の駆動電圧を
発生させるようにして、回路を簡素化している。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は回路図を示し、図２に動作波形図を示して
いる。本発明の非常灯装置は、整流平滑回路５、インバ
ータ回路６、昇降圧回路７、バッテリー回路８、停電検
出回路９及び昇降圧回路制御部１０等で構成されている
。

【００１５】本実施例は、停電検出回路９と整流平滑回
路５が商用電源ＡＣに並列に接続され、整流平滑後の整
流電圧Ｅ０　で動作する放電灯ＦＬ点灯用のインバータ
回路６と、整流電圧Ｅ０　をバッテリー充電電圧Ｅ１　
に変換する、或いは、充電されたバッテリーＢの電圧Ｅ
１　をインバータ回路６の駆動電圧Ｅ０　に変換する昇
降圧回路７が整流平滑回路５に並列接続されている。

【００１６】回路の動作は以下の通りである。すなわち
、商用電源ＡＣが通常状態にあるときは、整流平滑回路
５を介してインバータ回路６を駆動し、放電灯ＦＬを点
灯する。同時に昇降圧回路７により電圧Ｅ０　をＥ１　
に降圧して充電抵抗Ｒ３　を介してバッテリーＢを充電
する。一方、商用電源ＡＣが停電した非常時には、停電
検出回路９が停電を検出して、昇降圧回路７の制御を変
えることにより、昇降圧回路７がバッテリーＢの充電電
圧Ｅ１　をＥ０　に昇圧して、インバータ回路６を駆動
し、放電灯ＦＬを点灯する。

【００１７】次に、昇降圧回路７の動作をより詳しく説
明する。昇降圧回路７の構成はＮ個の容量の等しいコン
デンサＣｎ　（ｎ＝１〜Ｎ）と、コンデンサＣｎ　が並
列接続されるようにコンデンサＣｎ　とＣｎ＋１　の一
方の端を接続する双方向スイッチＳ１ｎと、コンデンサ
Ｃｎ　とＣｎ＋１　の他方の端を接続する双方向スイッ
チＳ３ｎと、コンデンサＣｎ　とＣｎ＋１　が直列接続
されるようにＣｎ　とＳ３ｎの間と、Ｃｎ＋１　とＳ１
ｎの間の両端間に接続されたＮ−１個の双方向スイッチ
Ｓ２ｎにより構成されるスイッチドキャパシタ回路、ス
イッチドキャパシタ回路と整流平滑回路５のプラス端子
間に接続された双方向スイッチＳ１　、スイッチドキャ
パシタ回路とバッテリー回路８の間に接続された双方向
スイッチＳ２　より構成されている。

【００１８】バッテリー回路８は、充電抵抗Ｒ３　とバ
ッテリーＢを直列接続し、抵抗Ｒ３　と並列に双方向ス
イッチＳ３　を接続して構成されている。通常点灯時に
は、図２に示す時刻ｔ＝ｔ０　〜ｔ１　において、双方
向スイッチＳ１　及びＳ２ｎがオンし、双方向スイッチ
Ｓ１ｎ、Ｓ３ｎ、Ｓ２　、Ｓ３　はオフして、直列接続
されたコンデンサＣ１　〜ＣＮ　に電圧Ｅ０　が印加さ
れる。従って、各コンデンサＣ１　〜ＣＮ　は、Ｅ０　
／Ｎ（＝Ｅ１　）の電圧で充電されている。

【００１９】次に、時刻ｔ＝ｔ１　〜ｔ２　の間、双方
向スイッチＳ２　、Ｓ１ｎ、Ｓ３ｎがオンする。この時
、コンデンサＣ１　〜ＣＮ　は、双方向スイッチＳ１ｎ
、Ｓ３ｎがオンすることにより並列接続され、双方向ス
イッチＳ１　がオフし、Ｓ２　がオンすることにより、
並列接続されたコンデンサは充電抵抗Ｒ３　を介してバ
ッテリーＢに接続される。従って、バッテリー回路８は
電圧Ｅ１　で充電される。

【００２０】以上のように時刻ｔ＝ｔ０　〜ｔ２　の動
作を繰り返すことにより、スイッチドキャパシタ回路は
電圧Ｅ０　を１／Ｎに降圧してバッテリーＢを充電する
働きをする。商用電源ＡＣが停電する非常時には図２の
時刻ｔ＝ｔ３　〜ｔ４　に示す時間、双方向スイッチＳ
１ｎ、Ｓ３ｎがオンして、コンデンサＣ１　〜ＣＮ　が
並列接続される。さらに、双方向スイッチＳ２　、Ｓ３
　がオンしてバッテリーＢが、並列接続されたコンデン
サＣｎ　に接続されて、コンデンサＣｎ　を充電する。

【００２１】次に、時刻ｔ＝ｔ４　〜ｔ５　において、
双方向スイッチＳ１ｎ、Ｓ３ｎはオフし、双方向スイッ
チＳ２ｎがオンすることにより、コンデンサＣｎ　は直
列接続される。一方、双方向スイッチＳ２　はオフし、
双方向スイッチＳ１　はオンするため、直列接続された
コンデンサＣｎ　の電圧が主回路側に接続されて、イン
バータ回路６を駆動し、放電灯ＦＬを点灯する。

【００２２】以上のように非常時には、時刻ｔ＝ｔ３　
〜ｔ５　の動作を繰り返すことにより、昇降圧回路７は
バッテリー電圧をＮ倍に昇圧して、インバータ回路６を
駆動し、放電灯ＦＬを点灯させる。一方、図３に示す昇
降圧回路制御部１０は、タイマーＩＣ（５５５等）１１
と、Ｊ−Ｋフリップフロップ（ＣＭＯＳ４０２７）１２
等で構成されている。このタイマーＩＣ１１により無安
定マルチバイブレータ回路を形成し、この出力信号の立
ち上がりにより次段のフリップフロップ１２をトリガす
る。

【００２３】従って、フリップフロップ１２の出力Ｏ，
ＯＢ（Ｂは反転の意味）は、無安定マルチバイブレータ
の立ち上がり信号によりＨレベル、Ｌレベルに切り替わ
る相補信号を出力する。フリップフロップ１２の出力Ｏ
Ｂと無安定マルチバイブレータとのアンドゲートＧ１　
の出力で双方向スイッチＳ１及びＳ２ｎを駆動し、出力
Ｏと無安定マルチバイブレータとのアンドゲートＧ２　
の出力で双方向スイッチＳ２　、Ｓ１ｎ、Ｓ３ｎを駆動
する。

【００２４】ここに、フリップフロップ１２の出力Ｏ、
ＯＢと無安定マルチバイブレータとのＡＮＤ出力をとる
ことにより、出力Ｏ，ＯＢの信号が同時にオンして、電
源回路とバッテリー回路８が直結されることを防いでい
る。また、停電検出回路９は、商用電源ＡＣを抵抗Ｒ１
　，Ｒ２　により分圧した後、ダイオードＤ１　により
整流し、コンデンサＣ０　により平滑した信号で、商用
電源ＡＣが通常時には出力ＶｉｎはＨレベルであり、非
常時にはＬレベルになる。この停電検出回路９の出力Ｖ
ｉｎをインバータゲートＧ３　で反転して双方向スイッ
チＳ３　を駆動する。

【００２５】以上の昇降圧回路制御部１０は、スイッチ
ドキャパシタ制御のために、フリップフロップ１２の出
力Ｏ，ＯＢにデューテイ比５０％の信号を発生している
が、無安定マルチバイブレータの出力をそのまま使用し
て上記実施例のＯ信号とし、信号Ｏの反転出力をＯＢと
することにより、デューテイ比を変化させ、昇降圧回路
７を整流平滑回路５に接続する時間と、バッテリー回路
８に接続する時間を変化させても構わない。

【００２６】（実施例２）実施例２を図４に示し、その
動作波形図を図５に、昇降圧回路制御部１０の回路図を
図６に夫々示す。本実施例は先の実施例のスイッチドキ
ャパシタ回路中のスイッチが双方向スイッチであったの
に対して、単一方向スイッチにより同様の動作を実現し
たことに特徴がある。単一方向スイッチで実現したこと
の利点は、これらスイッチに通常のバイポーラトランジ
スタ、ＭＯＳＦＥＴ等が利用できることにある。

【００２７】昇降圧回路７の構成及び動作を説明する。 昇降圧回路７は、Ｎ個の容量の等しいコンデンサＣｎ　
（ｎ＝１〜Ｎ）と、コンデンサＣｎが並列接続されるよ
うにＣｎ　とＣｎ＋１　の一方の端を接続するＣｎ　→
Ｃｎ＋１　方向に電流の流れる単一方向スイッチＳ１ｎ
と、このスイッチＳ１ｎと並列にスイッチＳ１ｎと逆方
向に電流の流れるダイオードＤ１ｎと、コンデンサＣｎ
　の他方の端を接続するＣｎ　→Ｃｎ＋１　方向に電流
の流れる単一方向スイッチＳ３ｎと、スイッチＳ３ｎと
並列にスイッチＳ３ｎと逆方向に電流の流れるダイオー
ドＤ３ｎと、コンデンサＣｎ　とＣｎ＋１　が並列接続
されるようにＣｎ＋１　とＳ３ｎの間と、Ｃｎ＋１　と
Ｓ１ｎの間の両端間に接続されたＮ−１個のＣｎ　→Ｃ
ｎ＋１　方向に電流の流れる単一方向スイッチＳ２ｎに
より構成されるスイッチドキャパシタ回路、スイッチド
キャパシタ回路と整流平滑回路５のプラス端子間に接続
された双方向スイッチＳ１　、スイッチドキャパシタ回
路とバッテリー回路８の間に接続された双方向スイッチ
Ｓ２　より構成されている。充電抵抗Ｒ３　は、単一方
向スイッチＳ１Ｎ−１とＣｎ　とＤ１Ｎ−１の接続点の
間に挿入される。

【００２８】通常点灯時には、図５に示す時刻ｔ＝ｔ０
　〜ｔ１　において、双方向スイッチＳ１　及び単一方
向スイッチＳ２ｎがオンし、単一方向スイッチＳ１ｎ、
Ｓ３ｎ、双方向スイッチＳ２　はオフして、直列接続さ
れたコンデンサＣ１　〜ＣＮ　に電圧Ｅ０　が印加され
る。従って、各コンデンサＣ１　〜ＣＮ　は、Ｅ０　／
Ｎ（＝Ｅ１　）の電圧で充電されている。

【００２９】次に、時刻ｔ＝ｔ１　〜ｔ２　の間、双方
向スイッチＳ２　、単一方向スイッチＳ１ｎがオンする
。この時、コンデンサＣ１　〜ＣＮ　は、単一方向スイ
ッチＳ１ｎがオンし、双方向スイッチＳ１　がオフし、
双方向スイッチＳ２　がオンすることにより、コンデン
サＣ１　〜ＣＮ　はバッテリーＢに並列に接続され、各
コンデンサのＣｎ　電荷は、Ｓ１ｎ→・・・Ｓ１Ｎ→抵
抗Ｒ３　→双方向スイッチＳ２　→バッテリーＢ→ダイ
オードＤ３Ｎ→・・・Ｄ３ｎを通ってコンデンサに戻る
。従って、バッテリー回路８は電圧Ｅ１　で充電される
。

【００３０】以上のように時刻ｔ＝ｔ０　〜ｔ２　の動
作を繰り返すことにより、スイッチドキャパシタ回路は
電圧Ｅ０　を１／Ｎに降圧してバッテリーＢを充電する
働きをする。商用電源ＡＣが停電する非常時には図５の
時刻ｔ＝ｔ３　〜ｔ４　に示す時間、スイッチＳ２　、
Ｓ３ｎがオンして、コンデンサＣ１　〜ＣＮ　が並列接
続される。この時、バッテリーＢから、Ｓ２　→Ｄ１Ｎ
→・・・Ｄ１ｎ→Ｃｎ　→Ｓ３ｎ→・・・Ｓ３Ｎを通っ
てバッテリーＢに電荷が戻り、コンデンサＣｎ　を充電
する。

【００３１】次に、時刻ｔ＝ｔ４　〜ｔ５　において、
スイッチＳ２　、Ｓ３ｎはオフし、スイッチＳ２ｎ、Ｓ
１　がオンすることにより、コンデンサＣｎ　は直列接
続され、コンデンサＣｎ　の電圧が主回路側に接続され
て、インバータ回路６を駆動し、放電灯ＦＬを点灯する
。以上のように非常時には、時刻ｔ＝ｔ３　〜ｔ５　の
動作を繰り返すことにより、昇降圧回路７はバッテリー
電圧をＮ倍に昇圧して、インバータ回路６を駆動し放電
灯ＦＬを点灯する。

【００３２】この例に示すスイッチＳ１ｎとダイオード
Ｄ１ｎは、垂直型ＭＯＳＦＥＴとその内蔵ダイオードで
置き換えることが可能であり、その場合、特に、ダイオ
ードＤ１ｎを新たに加える必要はない。スイッチＳ３ｎ
、ダイオードＤ３ｎについても同様に、垂直型ＭＯＳＦ
ＥＴとその内蔵ダイオードで置き換えることが可能であ
る。一方、図６に示す昇降圧回路制御部１０は、実施例
１と同様にタイマーＩＣ（５５５等）１１により無安定
マルチバイブレータ回路を形成し、この出力信号の立ち
上がりにより次段のＪ−Ｋフリップフロップ１２をトリ
ガする。従って、フリップフロップ１２の出力Ｏ，ＯＢ
は無安定マルチバイブレータの立ち上がり信号によりＨ
レベル、Ｌレベルに切り替わる相補信号を出力する。

【００３３】フリップフロップ１２の出力ＯＢと無安定
マルチバイブレータの出力とのアンドゲートＧ１　出力
は、スイッチＳ１　、Ｓ２ｎを駆動し、出力Ｏと無安定
マルチバイブレータの出力とのアンドゲートＧ２　出力
は、スイッチＳ２　を駆動する。また、スイッチＳ１ｎ
への出力は基本的にスイッチＳ１　、Ｓ２ｎと同様でよ
いが、非常時にはオンしないため、スイッチＳ１　、Ｓ
２ｎへの信号と停電検出回路９の出力Ｖｉｎとをアンド
ゲートＧ５　を介して印加する。

【００３４】同様に、スイッチＳ３ｎへの出力は、スイ
ッチＳ２　と同様でよいが、通常点灯時にはオンしない
ため、スイッチＳ２　への信号と、Ｖｉｎの反転出力と
をアンドゲートＧ６　によるＡＮＤ信号を印加する。 （実施例３）実施例３を図７に示し、その動作波形図を
図８に、昇降圧回路制御部１０を図９に夫々示す。本実
施例は、停電検出回路９と、整流平滑回路５が商用電源
ＡＣ間に並列に接続され、整流平滑回路５の整流電圧Ｅ
０　をバッテリー充電電圧Ｅ１　に変換する降圧回路１
３が接続される。この降圧回路１３にバッテリー回路８
及びバッテリー回路８の電圧Ｅ１　で動作するインバー
タ回路６が並列に接続される。さらに、降圧回路制御部
１４により構成されている。

【００３５】動作は以下の通りである。商用電源ＡＣが
通常状態にあるときは、整流平滑回路５により整流、平
滑された電圧Ｅ０　は降圧回路１３に入力され、電圧Ｅ
０　をＥ１　まで降圧する。降圧回路１３の出力はバッ
テリーＢを充電すると同時に、インバータ回路６を駆動
し、放電灯ＦＬを点灯させる。一方、商用電源ＡＣが停
電した非常時には、停電検出回路９が停電を検知して、
スイッチＳ１　、Ｓ２　をオフして、バッテリーＢによ
りインバータ回路６を駆動し、放電灯ＦＬを点灯する。

【００３６】次に、降圧回路１３の構成及び動作につい
て詳述する。構成は、Ｎ個の容量の等しいコンデンサＣ
ｎ　（ｎ＝１〜Ｎ）が直列に接続されるように、コンデ
ンサＣｎ　とＣｎ＋１　の間にＮ−１個のダイオードＤ
２ｎがＣｎ　側がアノード、Ｃｎ＋１　側がカソードと
して接続される。 さらに、コンデンサＣｎ　とダイオードＤ２ｎの間とグ
ランド間にグランド側をアノードとしてＮ−１個のダイ
オードＤ１ｎが、ダイオードＤ２ｎとコンデンサＣｎ＋
１　の間と電源のプラス側の間に電源側をカソードとし
てダイオードＤ３ｎが接続される。

【００３７】そして、整流平滑回路５のプラス側とコン
デンサＣ１　の間にスイッチＳ１　が、コンデンサＣ１
　とインバータ回路６のプラス側の間にスイッチＳ２　
が挿入されて構成されている。バッテリー回路８は、充
電抵抗Ｒ３　及び、この抵抗Ｒ３　に並列に接続された
スイッチＳ３　にバッテリーＢが直列接続されたもので
あり、このバッテリー回路８がインバータ回路６と並列
に降圧回路１３に接続される。

【００３８】動作は以下の通りである。すなわち、通常
点灯時は、図８に示す時刻ｔ＝ｔ０　〜ｔ１　において
、スイッチＳ１　がオン、スイッチＳ２　がオフ状態で
、直列接続されたコンデンサＣｎ　を充電する。充電経
路は、スイッチＳ１　→Ｃ１　→Ｄ２１→Ｃ２　→・・
・Ｄ２Ｎ−１→ＣＮ　→グランドである。時刻ｔ＝ｔ１
　〜ｔ２　に示す放電時は、スイッチＳ１　をオフ、ス
イッチＳ２　をオンして、コンデンサＣｎ　のプラス側
からダイオードＤ３ｎ−１→バッテリー回路８及びイン
バータ回路６→Ｄ１ｎ→Ｃｎ　のマイナス側という経路
を通ることにより、すべてのコンデンサＣｎ　を並列接
続して、電圧をＥ０　／Ｎ（＝Ｅ１　）に降圧し、バッ
テリー回路８の充電及びインバータ回路６の駆動を行う
。

【００３９】なお、バッテリー回路８のスイッチＳ３　
は充電時にはオフして、充電抵抗Ｒ３　をバッテリーＢ
に直列に挿入する。一方、非常時にはスイッチＳ１　、
Ｓ２　は共にオフし、スイッチＳ３　はオンして、イン
バータ回路６に直接バッテリーＢを接続することにより
、非常点灯を実現する。降圧回路１３の制御回路である
降圧回路制御部１４は、図９に示すように、実施例１，
２と同様のタイマーＩＣ１１による無安定マルチバイブ
レータにＪ−Ｋフリップフロップ１２を組み合わせるこ
とにより、デューテイ比５０％の相補パルス信号をフリ
ップフロップ１２の出力Ｏ，ＯＢに発生させ、停電検出
信号ＶｉｎとナンドゲートＧ１　、Ｇ２　を介してアン
ドゲートＧ３　、Ｇ４　でＡＮＤをとることにより、通
常点灯時のみスイッチＳ１　，Ｓ２　の駆動信号を発生
させる。

【００４０】また、停電検出信号Ｖｉｎをインバータゲ
ートＧ５　で反転した信号で、スイッチＳ３　を駆動す
ることにより、充電時には、バッテリーＢに充電抵抗Ｒ
３　を直列に挿入し、放電時には、充電抵抗Ｒ３　を介
さずに直接インバータ回路６に接続する。 （実施例４）実施例４の昇降圧回路７を図１０に、その
動作波形図を図１１に夫々示す。全体の回路構成は実施
例１と同じであり、昇降圧回路７の部分の動作が異なる
ものである。本実施例では、通常点灯時には商用電源Ａ
Ｃの整流・平滑電圧Ｅ０　でインバータ回路６が駆動さ
れるが、非常時には、通常時よりも低い電圧でインバー
タ回路６を駆動することにより、出力を低く抑え、バッ
テリーＢの持続時間をより長くすることができるもので
ある。

【００４１】このことは非常時のバッテリー電圧からイ
ンバータ回路駆動電圧への昇圧時の直列コンデンサの数
を減らすことにより実現できる。通常点灯時には、図１
１に示す時刻ｔ＝ｔ０　〜ｔ１　において、スイッチＳ
１　、Ｓ２ｎ（ｎ＝１〜Ｎ−１）をオンすることにより
、コンデンサＣ１　〜ＣＮ　を整流電圧Ｅ０　で直列充
電する。そして、時刻ｔ＝ｔ１　〜ｔ２　において、ス
イッチＳ２　、Ｓ１ｎ、Ｓ３ｎをオンすることにより、
コンデンサＣ１　〜ＣＮ　を並列放電し、バッテリー回
路８に電圧Ｅ０　／Ｎを印加する。

【００４２】一方、非常時にインバータ回路６に（Ｎ−
ｋ）・Ｅ１　（ｋ＝１〜Ｎ−１の任意の値）の電圧を印
加すると、コンデンサＣ１　〜Ｃｋ　を無効にするため
、スイッチＳ１ｊ（ｊ＝１〜ｋ）を常にオンし、スイッ
チＳ２ｊを常にオフする。そして、バッテリーＢからコ
ンデンサを並列充電するために、時刻ｔ＝ｔ３　〜ｔ４
　において、スイッチＳ２　、Ｓ１ｍ（ｍ＝ｋ＋１〜Ｎ
）、Ｓ３ｍをオンし、コンデンサＣｋ＋１　〜ＣＮ　を
並列にバッテリーＢに接続する。

【００４３】時刻ｔ＝ｔ４　〜ｔ５　において、スイッ
チＳ１　、Ｓ２ｍをオンすることにより、コンデンサＣ
ｋ＋１　〜ＣＮ　を直列に接続してインバータ回路６に
電圧（Ｎ−ｋ）・Ｅ１　を印加して、通常点灯時よりも
低い電圧で駆動する。 （実施例５）図１２に実施例を示し、その動作波形図を
図１３に示す。本実施例の構成は、上記実施例１及び４
の回路の昇降圧回路７とインバータ回路６の間にスイッ
チＳ４　を挿入して構成したものである。昇降圧回路７
も実施例１及び４の場合と同様である。本実施例の特徴
は、通常時、非常時共に整流電圧Ｅ０　よりも低い電圧
でインバータ回路６を駆動するようにしたことである。

【００４４】尚、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）の■，
■，■は、それぞれ図１３の■，■，■に対応したスイ
ッチドキャパシタ回路の状態を示している。通常点灯時
には以下のような動作によりインバータ回路６への電力
供給と、バッテリーＢへの充電を交互に行う。図１３の
時刻ｔ＝ｔ０　〜ｔ１　において、スイッチＳ１　をオ
ンし、スイッチドキャパシタ回路に電圧Ｅ０　を供給す
る。この時、スイッチドキャパシタ回路は、図１４（ａ
）の■に示すようにコンデンサＣｎ　（ｎ＝１〜Ｎ）が
直列接続されている。

【００４５】時刻ｔ＝ｔ１　〜ｔ２　にはスイッチＳ２
　をオンして、スイッチドキャパシタ回路をバッテリー
回路８に接続し、スイッチＳ３　がオフしているため充
電抵抗Ｒ３　を介してバッテリーＢを充電する。この時
スイッチドキャパシタ回路は、図１４（ｂ）の■に示す
ようにコンデンサＣｎ　がすべて並列に接続されて、Ｅ
０　／Ｎの電圧をバッテリー回路８に供給する。

【００４６】時刻ｔ＝ｔ２　〜ｔ３　には再びスイッチ
Ｓ１　をオンし、スイッチドキャパシタ回路に電圧Ｅ０
　を供給する。この時、スイッチドキャパシタ回路は、
図１４（ａ）の■に示すようにコンデンサＣｎ　が直列
接続されている。時刻ｔ＝ｔ３　〜ｔ４にはスイッチＳ
４　をオンして、スイッチドキャパシタ回路をインバー
タ回路６に接続し、放電灯ＦＬを点灯する。この時、ス
イッチドキャパシタ回路は、図１４（ｃ）の■に示すよ
うにコンデンサ２個を並列にしたものの組を直列接続し
ている。従って、スイッチドキャパシタ回路の電圧はＥ
１　・Ｎ／２となり、インバータ回路６には平滑電圧の
１／２の電圧が印加される。

【００４７】図１４（ｃ）に示す■の回路は、平滑電圧
の１／２の電圧を発生する回路であるが、例えば、３個
のコンデンサを並列接続してこれらの組を直列接続する
と、Ｅ１　・Ｎ／３の電圧が発生できるし、実施例４の
ように必要な電圧に相当するだけのコンデンサのみを使
用して直列回路を形成することもできる。通常点灯時に
は以上の繰り返しによりインバータ回路６の駆動と、バ
ッテリーＢの充電を交互に行う。

【００４８】一方、非常点灯時には、時刻ｔ＝ｔ５　〜
ｔ６　に示すように、スイッチＳ２　をオンしてスイッ
チドキャパシタ回路をバッテリー回路８に接続する。非
常時には、スイッチＳ３　はオンしており、バッテリー
Ｂから直接スイッチドキャパシタ回路を充電する。この
時、スイッチドキャパシタ回路は、図１４（ｂ）の■に
示す状態にあり、すべてのコンデンサが並列接続されて
いる。

【００４９】次に、時刻ｔ＝ｔ６　〜ｔ７　にはスイッ
チＳ４　がオンして、インバータ回路６が駆動される。 この時、スイッチドキャパシタ回路は図１４（ｃ）の■
の状態にあり、Ｅ０　／２の電圧がインバータ回路６に
印加される。非常点灯時には、以上の繰り返しによりバ
ッテリーＢからインバータ回路６に電力を供給する。 （実施例６）実施例６を図１５に示し、その動作波形図
を図１６に示す。本実施例は、実施例４と同様に非常点
灯時には通常点灯時と比べて出力を抑え、バッテリーＢ
の持続時間を延ばすものであるが、その方法としてイン
バータ回路６の制御周波数を変えることにより実現する
ものである。

【００５０】本実施例の構成は、商用電源ＡＣに並列に
整流平滑回路５と停電検出回路９を接続し、整流平滑回
路５に並列に昇降圧回路７とインバータ回路６とを接続
している。インバータ回路６の制御は、タイマーＩＣ（
５５５等）１５によりトランジスタＱ１　をスイッチン
グし、一石式インバータ回路６を駆動する。このタイマ
ーＩＣ１５のオン時間を通常点灯時と非常点灯時で変え
る回路を付加することにより、通常点灯時と非常点灯時
のランプ出力を変化させるものである。

【００５１】より詳しく説明すると、通常点灯時には停
電検出回路９の出力ＶｉｎはＨレベルにあるため、その
反転出力Ｖ１　はＬレベルにある。そのため、フォトカ
プラＰＣの２次側はオフ状態にあるため、タイマーＩＣ
１５のコンデンサＣの充電時定数はｒ１　＋ｒ２　とＣ
により決まり、この時のコンデンサＣの電圧は図１６の
Ｖｃに示す通りである。

【００５２】コンデンサＣが充電されている期間（ｔ＝
ｔ０　〜ｔ１　）にタイマーＩＣ１５の出力はＨレベル
にあり、トランジスタＱ１はオンしてコレクタ電流Ｉｃ
が図に示すように流れる。次に、コンデンサＣの充電電
圧Ｖｃが設定値ＶＲＥＦ　に達してコンデンサＣが放電
を開始すると、タイマーＩＣ１５の出力がＬレベルにな
り、トランジスタＱ１　がオフする。従って、トランジ
スタＱ１　のコレクタ電圧ＶＣＥには、チョークコイル
Ｌ１　，Ｌ２　とコンデンサＣ１　，Ｃ２　で決まる共
振電圧が印加され、放電灯ＦＬにはＩｃ及びＶＣＥによ
る交流電流が流れる。この共振周波数とタイマーＩＣ１
５の周波数が近ければ、共振による電流，電圧が大きく
なり、ランプ電流Ｉｌａは大きくなる。

【００５３】一方、非常時には、電圧ＶｉｎがＬレベル
となるため、反転出力Ｖ１　は逆にＨレベルになる。従
って、フォトカプラＰＣの出力トランジスタはオン状態
となり、タイマーＩＣ１５の充電時定数は、抵抗ｒ１　
とコンデンサＣで決まり、通常時に比べると短くなる。 従って、トランジスタＱ１　のオン時間も短くなり、タ
イマーＩＣ１５の制御周波数と共振周波数が離れるため
、ランプ電流Ｉｌａは通常点灯時と比べて小さくなり、
ランプ出力は絞られる。

【００５４】以上の実施例において、インバータ回路６
には一石式回路を例にとって説明を行ったが、ハーフブ
リッジ回路、フルブリッジ回路等でも構わない。また、
放電灯を２灯或いはそれ以上直列または並列に接続でき
ることは言うまでもない。

【００５５】

【発明の効果】本発明は上述のように、商用電源の通常
時に該商用電源を電源として放電灯を点灯させるインバ
ータ回路と、商用電源の通常時には充電され、商用電源
がオフした非常時には上記インバータ回路の電源とする
バッテリーとを具備した非常灯装置において、非常時に
バッテリーの電圧をインバータ回路の駆動電圧に変換す
るスイッチドキャパシタ回路を設けたものであるから、
非常時にバッテリーの電圧をインバータ回路の駆動電圧
に変換するスイッチドキャパシタ回路を設けたことで、
通常点灯用と非常点灯用の放電灯点灯用のインバータ回
路の共用化を図ることができて、装置の小型、軽量化を
図ることができる効果を奏するものである。

【００５６】また、商用電源からバッテリー充電電圧に
変換する降圧回路としてスイッチドキャパシタ回路を用
いていることで、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた場合と
比べて、回路を簡素化できるものである。更に、バッテ
リー充電用の降圧回路と、非常時にバッテリー電圧をイ
ンバータ回路の駆動電圧に変換する昇圧回路とをスイッ
チドキャパシタ回路の制御方法を変えることにより共用
化しているものであるから、スイッチドキャパシタ回路
の制御方法を変えることで、バッテリーを充電する時は
スイッチドキャパシタ回路を降圧回路として作用させ、
また、非常時にインバータ回路の駆動電圧に変換する時
はスイッチドキャパシタ回路を昇圧回路として作用させ
て、スイッチドキャパシタ回路を充電用とインバータ回
路の駆動電圧変換用として共用化し、回路の簡素化を図
ることができる。

【００５７】また、上記昇圧回路及び降圧回路を用いて
通常点灯時に商用電源からインバータ回路の駆動電圧を
発生させるようにして、回路を簡素化している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の回路図である。

【図２】図１の動作波形図である。

【図３】昇降圧回路制御部の具体回路図である。

【図４】実施例２の回路図である。

【図５】図４の動作波形図である。

【図６】実施例２の昇降圧回路制御部の具体回路図であ
る。

【図７】実施例３の具体回路図である。

【図８】図７の動作波形図である。

【図９】実施例３の昇降圧回路制御部の具体回路図であ
る。

【図１０】実施例４の昇降圧回路制御部の具体回路図で
ある。

【図１１】図１０の動作波形図である。

【図１２】実施例５の回路図である。

【図１３】図１２の動作波形図である。

【図１４】スイッチドキャパシタ回路の状態を示す回路
図である。

【図１５】実施例６の具体回路図である。

【図１６】図１５の動作波形図である。

【図１７】従来例の回路図である。

【図１８】従来のインバータ照明の回路図である。

【符号の説明】

５　　整流平滑回路 ６　　インバータ回路 ７　　昇降圧回路 ８　　バッテリー回路 ９　　停電検出回路 ＡＣ　　商用電源 ＦＬ　　放電灯

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　商用電源の通常時に該商用電源を電源
   として放電灯を点灯させるインバータ回路と、商用電源
   の通常時には充電され、商用電源がオフした非常時には
   上記インバータ回路の電源とするバッテリーとを具備し
   た非常灯装置において、非常時にバッテリーの電圧をイ
   ンバータ回路の駆動電圧に変換するスイッチドキャパシ
   タ回路を設けたことを特徴とする非常灯装置。
2. 【請求項２】　　商用電源からバッテリー充電電圧に変
   換する降圧回路としてスイッチドキャパシタ回路を用い
   たことを特徴とする請求項１記載の非常灯装置。
3. 【請求項３】　　バッテリー充電用の降圧回路と、非常
   時にバッテリー電圧をインバータ回路の駆動電圧に変換
   する昇圧回路とをスイッチドキャパシタ回路の制御方法
   を変えることにより共用化したことを特徴とする請求項
   １記載の非常灯装置。
4. 【請求項４】　　上記昇圧回路及び降圧回路を用いて通
   常点灯時に商用電源からインバータ回路の駆動電圧を発
   生させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の非
   常灯装置。