JPH05236675A

JPH05236675A - 点灯装置

Info

Publication number: JPH05236675A
Application number: JP4038217A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hamahata; 誠二浜端; Shigeaki Yamazaki; 茂章山崎
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】小型の充電回路で且つ商用点灯の有無に関係な
く、非常点灯用の２次電池を充電できる点灯装置を提供
する。【構成】商用電源Ｅで動作する高周波点灯用のインバー
タと並列に接続された高周波トランスＴ₁の出力を充電
電源とし、前記インバータとランプＬａとの間にトライ
アックＱ₄のようなスイッチ素子を設けた。【効果】ランプＬａの高周波点灯用のインバータを充電
用のインバータとしても兼用できる。充電装置の充電電
源となる高周波トランスＴ₁は、動作周波数が高いの
で、小型軽量化が可能となる。トライアックＱ₄のよう
なスイッチ素子により、商用電源Ｅの通電時にランプＬ
ａを消灯させた状態でも２次電池Ｂを充電でき、ランプ
Ｌａの商用点灯の有無に関係なく、２次電池Ｂを充電で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、商用電源の通電時には
高周波でランプを点灯させると同時に２次電池を充電
し、商用電源の停電時には２次電池を電源としてランプ
を高周波点灯させる点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、商用電源の通電時には電子安定器
等で構成された商用点灯部にて放電灯を点灯し、停電時
には非常用電源からの電圧により非常用インバータ部を
用いて同一の放電灯を点灯するように構成された非常用
点灯装置が良く知られている。図２は、従来の非常用点
灯装置（特開昭６３−１８１６２８号）の回路図であ
る。以下、その回路構成について説明する。商用電源Ｅ
の両端には、全波整流器ＤＢ₂とコンデンサＣ₁₄よりな
る整流平滑部５が接続されている。整流平滑部５の直流
出力端には、リレー接点Ｓ₄よりなる発振停止部７を介
して、商用点灯用インバータ部６が接続されている。整
流平滑部５と商用点灯用インバータ部６と発振停止部７
は商用点灯装置１を構成している。商用電源Ｅには、リ
レーＲｙ₁よりなる停電検出部２と、充電回路部３が並
列に接続されている。非常点灯用の電源となる２次電池
Ｂは、リレー接点Ｓ₃を介して、充電回路部３の出力端
又は非常点灯用インバータ部４の入力端のいずれかに切
り替え接続される。また、ランプＬａは、リレー接点Ｓ
₁，Ｓ₂を介して、前記商用点灯用インバータ部６の出
力端又は非常用インバータ部４の出力端のいずれかに切
り替え接続される。

【０００３】以下、各部の構成について説明する。ま
ず、充電回路部３は、充電用トランスＴ₁と全波整流器
ＤＢ₁及び充電電流制限用抵抗Ｒ₁₁よりなり、商用電源
Ｅの交流電圧を降圧し、全波整流した充電電流が得られ
る。次に、非常用インバータ部４は、チョークコイルＣ
Ｈ₁、共振用コンデンサＣ₁₁、発振用トランジスタ
Ｑ₁₁，Ｑ₁₂、ベースドライブ用抵抗Ｒ₁₂，Ｒ₁₃、発振ト
ランスＴ₂、ランプ電流制限用コンデンサＣ₁₂、予熱電
流制限用コンデンサＣ₁₃とにより構成され、２次電池Ｂ
に接続されると、高周波高電圧を発生し、ランプＬａを
点灯させるものである。また、商用点灯用インバータ部
６は、チョークコイルＣＨ₃、起動用抵抗Ｒ₁₄、共振用
コンデンサＣ₁₅、発振用トランジスタＱ₁₃，Ｑ₁₄、ベー
スドライブ用抵抗Ｒ₁₅，Ｒ₁₆、漏洩型発振トランス
Ｔ₃、整流用ダイオードＤ₅、ベースドライブ用の電源
平滑コンデンサＣ₁₆とで構成され、入力された直流電圧
を高周波高電圧に変換して、ランプＬａを点灯させるも
のである。

【０００４】以下、上記回路の主な動作について説明す
る。まず、商用電源Ｅの通電時には、停電検出部２のリ
レーＲｙ₁が励磁されて、各リレー接点Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ
₃，Ｓ₄は常開側（図示された側）に切り替わってい
る。このとき、整流平滑部５の直流出力により、商用点
灯用インバータ部６が発振して、ランプＬａが高周波点
灯されると同時に、商用電源Ｅと並列接続された充電回
路部３により、２次電池Ｂが充電される。商用電源Ｅが
停電になった場合には、停電検出部２のリレーＲｙ₁の
励磁が解かれて、各リレー接点Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₄
が常閉側（図示とは反対側）に切り替わる。この状態で
は２次電池Ｂを電源として、非常点灯用インバータ部４
が発振して、ランプＬａを高周波点灯させるものであ
る。なお、商用点灯用インバータ部６の入力側にスイッ
チを設ければ、商用電源Ｅが通電された状態でもランプ
Ｌａを消灯し、２次電池Ｂの充電のみを行うこともでき
る。

【０００５】この従来例では、商用電源Ｅと並列に充電
用トランスＴ₁を接続している。この種のトランスは、
商用周波数で動作させているため、ケイ素網板を積層し
た鉄芯を用いており、この鉄芯上に巻線を施したものが
一般的である。従って、形状が大きく、重量も重いた
め、点灯装置としての小型化・軽量化の阻害要因となっ
ている。また点灯装置を組み込む照明器具のデザイン上
の制約要素にもなるという欠点を有している。

【０００６】次に、別の従来例（特開平２−２３０４４
号）の回路図を図３に示す。通常時には、商用電源Ｅか
らの交流電圧が直流電源装置１２により整流平滑され
て、その直流電圧は他励発振回路１５に与えられ、制御
回路１６が作動し、発振トランジスタＱ₁₅がＯＮ／ＯＦ
Ｆする。また、直流電源装置１２から出力される直流電
圧は、正極側からランプＬａを経て他励発振回路１５の
導通時の発振トランジスタＱ₁₅を経て直流電源装置１２
の負極側に流れ、他励発振回路１５の発振による高周波
出力でランプＬａは点灯される。そして、このランプＬ
ａの点灯時に、発振トランスＴ₂の１次巻線に誘起され
る電圧を、充電回路部１３のダイオードで整流し、その
整流により得られた脈流電流により２次電池Ｂを充電す
る。また、直流電源装置１２が遮断されると、切替スイ
ッチＳＷによって直流電源装置１１の２次電池Ｂから出
力される直流電圧が自励発振回路１４に与えられ、起動
抵抗Ｒ₁₂，Ｒ₁₃を経て発振トランジスタＱ₁₁，Ｑ₁₂のベ
ースからエミッタに電流が流れ、発振トランジスタ
Ｑ₁₁，Ｑ₁₂は自励発振動作を行うので、発振トランスＴ
₂の２次巻線に高周波電圧が誘起され、この高周波電圧
がランプＬａに印加されて、ランプＬａは点灯する。な
お、ランプＬａの始動に際しては、ランプＬａのフィラ
メントにそれぞれ電圧が加えられる。このとき、予熱制
御スイッチ１８は閉成されているため、予熱制御トラン
ス１９の１次巻線Ｎ１のインダクタンスが減少してお
り、ランプＬａのフィラメントに予熱電流が流れる。フ
ィラメントが予熱されると、ランプＬａには発振トラン
スＴ₂の２次巻線の電圧がバラストトランス１７を介し
て印加されることにより、ランプＬａが点灯される。そ
して、ランプＬａが点灯されると、予熱制御スイッチ１
８は前記ランプＬａの点灯信号に応答して開放され、予
熱制御トランス１９の１次巻線Ｎ１には互いに逆方向の
起電力が発生し、打ち消し合って１次巻線Ｎ１のインダ
クタンスが増大し、予熱電流の流れが阻止される。

【０００７】この従来例では、商用電源Ｅの通電時には
他励発振回路１５によりランプＬａを高周波点灯させる
と同時に、発振トランスＴ₂を介して２次電池Ｂを充電
している。商用電源Ｅの停電時には、２次電池Ｂを電源
として自励発振回路１４を動作させて、ランプＬａを非
常点灯させるものである。しかしながら、この従来例で
は、照明が不要な場合（例えば人が居ないときなど）
に、ランプＬａを消灯させるために商用点灯用の他励発
振回路１５の動作を停止させると、２次電池Ｂの充電電
源が無くなってしまうため、２次電池Ｂは充電されな
い。したがって、２次電池Ｂを充電するためには、たと
え照明が不要な場合でも、ランプＬａを商用点灯させて
おく必要があり、不便である。また、本来は不必要な電
力消費を伴うため、経済性に欠けるという欠点を有して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
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、小型の充電回路で且つ商用点灯の有無に関係なく、
非常点灯用の２次電池を充電できる点灯装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の点灯装置は、上
記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電
源Ｅで動作してランプＬａを高周波点灯させるインバー
タと、商用電源Ｅの通電時に２次電池Ｂを充電する充電
装置と、商用電源Ｅの停電時に２次電池Ｂを電源として
ランプＬａを点灯させる非常点灯回路とを具備した点灯
装置において、前記充電装置は、商用電源Ｅで動作する
前記インバータと並列に接続された高周波トランスＴ₁
の出力を充電電源とし、前記インバータとランプＬａと
の間にトライアックＱ₄のようなスイッチ素子を設けた
ことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明では、上記のように、商用電源Ｅで動作
するインバータと並列に接続された高周波トランスＴ₁
の出力を充電装置の充電電源としたので、ランプＬａを
高周波点灯させるためのインバータを充電用のインバー
タとしても兼用することができる。そして、充電装置の
充電電源となる高周波トランスＴ₁は、動作周波数が高
いことにより、小型軽量化が可能となる。さらに、イン
バータの高周波出力端とランプＬａとの間にトライアッ
クＱ₄のようなスイッチ素子を設けたことにより、商用
電源Ｅの通電時にランプＬａを消灯させた状態で２次電
池Ｂを充電することもでき、ランプＬａの商用点灯の有
無に関係なく、非常点灯用の２次電池Ｂを充電できるも
のである。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例の回路図である。以
下、その回路構成について説明する。商用電源Ｅには、
ダイオードブリッジよりなる全波整流回路Ｒｅ₁の交流
入力端子が接続されている。全波整流回路Ｒｅ₁の直流
出力端子には、コンデンサＣ₁が接続されている。コン
デンサＣ₁の両端には、トランジスタＱ₁，Ｑ₂の直列
回路が並列的に接続されている。各トランジスタＱ₁，
Ｑ₂には、それぞれダイオードＤ₁，Ｄ₂が逆並列接続
されている。トランジスタＱ₂のコレクタは、トライア
ックＱ₄とインダクタＬ₁及びコンデンサＣ₃を介して
ランプＬａの第１のフィラメントの電源側端子に接続さ
れている。ランプＬａの第２のフィラメントの電源側端
子は、電流帰還用のトランスＣＴの１次巻線を介してト
ランジスタＱ₂のエミッタに接続されている。電流帰還
用のトランジスタＣＴの２次巻線は、トランジスタＱ₁
のベース・エミッタ間に接続されている。また、電流帰
還用のトランスＣＴの１次巻線は巻き上げられて、トラ
ンジスタＱ₂のベース・エミッタ間に接続されている。
コンデンサＣ₁には、抵抗Ｒ₁を介してコンデンサＣ₂
が接続されている。コンデンサＣ₂は、ダイアックのよ
うな２端子サイリスタＱ₃を介して、トランジスタＱ₁
のベース・エミッタ間に接続されている。コンデンサＣ
₂は、ダイオードＤ₄を介してトランジスタＱ₁のコレ
クタ・エミッタ間に接続されている。トライアックＱ₄
の一方の主電極端子は、全波整流回路Ｒｅ₁の一方の直
流出力端子に接続されている。また、トライアックＱ₄
の制御電極端子は、抵抗Ｒ₂とフォトカプラの発光素子
Ｐ₁とツェナダイオードＺＤと第１のスイッチＳＷ₁の
直列回路を介して、全波整流回路Ｒｅ₁の他方の直流出
力端子に接続されている。

【００１２】次に、２次電池Ｂの充電回路の構成につい
て説明する。高周波トランスＴ₁の１次巻線の一端は、
コンデンサＣ₅とインダクタＬ₂を介してトランジスタ
Ｑ₂のコレクタに接続されており、他端は電流帰還用の
トランスＣＴの１次巻線を介してトランジスタＱ₂のエ
ミッタに接続されている。高周波トランスＴ₁の２次巻
線は、ダイオードブリッジよりなる全波整流回路Ｒｅ₃
の交流入力端子に接続されている。全波整流回路Ｒｅ₃
の直流出力端子には、平滑用のコンデンサＣ₆が接続さ
れている。コンデンサＣ₆には、逆流阻止用のダイオー
ドＤ₃と抵抗Ｒ ₅を介して２次電池Ｂが接続されてい
る。２次電池Ｂの負極は接地されている。２次電池Ｂの
両端には、トランジスタＱ₈のエミッタ・ベース間を介
して、抵抗Ｒ₆と第２のスイッチＳＷ₂の直列回路が接
続されている。コンデンサＣ₆の両端には、抵抗Ｒ₆と
第２のスイッチＳＷ₂の直列回路が接続されている。ト
ランジスタＱ₈のコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ₇とＲ₈
を介して、トランジスタＱ₆，Ｑ₇のベースに接続され
ている。トランジスタＱ₆，Ｑ₇のベースは発振トラン
スＴ₂の帰還巻線に接続されている。トランジスタＱ₈
のエミッタは、インダクタＬ₃を介して発振トランスＴ
₂の１次巻線のセンタータップに接続されている。発振
トランスＴ₂の１次巻線には、共振用のコンデンサＣ₇
が並列接続されると共に、その両端部は、それぞれトラ
ンジスタＱ₆，Ｑ₇のコレクタに接続されている。ま
た、トランジスタＱ₆，Ｑ₇のエミッタは接地されて、
２次電池Ｂの負極に接続されている。

【００１３】発振トランスＴ₂の２次巻線の一端は、コ
ンデンサＣ₈を介して、ランプＬａの第１のフィラメン
トの非電源側端子に接続されている。ランプＬａの第１
のフィラメントには、コンデンサＣ₉を介して発振トラ
ンスＴ₂の第１の予熱巻線が接続されている。また、発
振トランスＴ₂の２次巻線の他端には、第２の予熱巻線
が設けられている。この第２の予熱巻線は、コンデンサ
Ｃ₁₀を介してランプＬａの第２のフィラメントに接続さ
れている。ランプＬａの第１及び第２のフィラメントの
非電源側端子間には、コンデンサＣ₄を介してダイオー
ドブリッジよりなる全波整流回路Ｒｅ₂の交流入力端子
が接続されている。全波整流回路Ｒｅ₂の直流出力端子
には、トランジスタＱ₅のコレクタとエミッタがそれぞ
れ接続されている。トランジスタＱ₅のコレクタとベー
スの間には、抵抗Ｒ₃とフォトカプラの受光素子Ｐ₂の
直列回路が接続されている。トランジスタＱ₅のベース
とエミッタの間には、抵抗Ｒ₄が接続されている。な
お、第１のスイッチＳＷ₁と第２のスイッチＳＷ₂は連
動しており、同時にＯＮ／ＯＦＦされるものである。

【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。
商用電源Ｅが投入されると、その交流電圧は、全波整流
回路Ｒｅ₁により全波整流され、コンデンサＣ₁により
平滑されて、直流電圧に変換される。この直流電圧は、
起動用の抵抗Ｒ₁を介して、コンデンサＣ₂に充電され
て、トリガー用の２端子サイリスタＱ₃のブレークオー
バー電圧に達すると、コンデンサＣ₂に充電された電荷
がトランジスタＱ₁のベース・エミッタ間に流れる。こ
れにより、トランジスタＱ₁，Ｑ₂をスイッチング素子
とする直列インバータ回路が発振動作を開始する。ま
ず、トリガーされたトランジスタＱ₁がＯＮして、トラ
ンジスタＱ₁に電流が流れる。トランジスタＱ₁に流れ
る電流が上昇して行くと、電流帰還用のトランスＣＴの
２次巻線に発生する電圧が、トランジスタＱ₁のベース
・エミッタ間に印加されて、トランジスタＱ₁がさらに
順バイアスされる。トランジスタＱ₁のコレクタ電流が
飽和すると、トランジスタＱ₁は無バイアス状態とな
り、電流帰還用のトランスＣＴの１次巻線に流れる電流
は下降し始める。主電流が下降すると、トランジスタＱ
₁は逆バイアス状態となり、急激にＯＦＦする。このと
き、トランジスタＱ₂はトランジスタＱ₁とは反対に順
バイアス状態となり、トランジスタＱ₂はＯＮとなる。
このようにして、トランジスタＱ₁とＱ₂は、交互にＯ
Ｎ／ＯＦＦを繰り返す。発振動作の開始後は、コンデン
サＣ₂の電荷がダイオードＤ₄を介してトランジスタＱ
₁のコレクタ・エミッタ間に周期的に放電されるので、
２端子サイリスタＱ₃はＯＮしなくなる。以上の回路に
より、自励式直列インバータを構成しており、商用点灯
部として用いている。

【００１５】今、ランプ点灯用の連動スイッチＳＷ₁，
ＳＷ₂がＯＮの場合には、スイッチＳＷ₁とツェナダイ
オードＺＤ、フォトカプラの発光素子Ｐ₁及び抵抗Ｒ₂
を介してトライアックＱ₄にゲート電流が流れて、トラ
イアックＱ₄はＯＮ状態になっている。また、フォトカ
プラの受光素子Ｐ₂がＯＮ状態のために、トランジスタ
Ｑ₅はＯＮとなっている。トランジスタＱ₁，Ｑ₂が発
振し、インダクタＬ₁とコンデンサＣ₃及びＣ₄の共振
作用により昇圧された高周波の高電圧がランプＬａに印
加されて、ランプＬａが点灯する。また、同時に、イン
ダクタＬ₂とコンデンサＣ₅を介して、高周波トランス
Ｔ₁の１次巻線に高周波電圧が印加され、高周波トラン
スＴ₁の２次巻線に誘起される高周波電圧が全波整流回
路Ｒｅ₃により整流され、コンデンサＣ₆で平滑され
て、２次電池Ｂの充電用の直流電源を得ている。

【００１６】また、ランプ点灯用の連動スイッチＳ
Ｗ₁，ＳＷ₂がＯＦＦの場合には、トライアックＱ₄が
ＯＦＦとなり、ランプＬａは消灯状態となっているが、
インダクタＬ₂とコンデンサＣ₅と高周波トランスＴ₁
を負荷として、トランジスタＱ₁，Ｑ₂が交互にＯＮ／
ＯＦＦしているため、インバータ装置が発振している。
したがって、ランプＬａが点灯しているか消灯している
かにかかわらず、高周波トランスＴ₁には高周波電圧が
印加され、２次電池Ｂが充電されるようになっている。

【００１７】なお、商用電源Ｅが通電されている場合に
は、ランプ点灯用の連動スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂がＯＮ
となっていても、コンデンサＣ₆の端子電圧が２次電池
Ｂの電池電圧よりも高いため、トランジスタＱ₈は逆バ
イアスとなっており、トランジスタＱ₆，Ｑ₇などから
なる非常用のプッシュプルインバータは停止したままと
なる。

【００１８】次に、商用電源Ｅが停電している状態にお
いて、ランプ点灯用の連動スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂がＯ
Ｎの場合には、コンデンサＣ₆の端子電圧は２次電池Ｂ
の電池電圧より低下するため、トランジスタＱ₈が順バ
イアスされる。このため、２次電池Ｂからトランジスタ
Ｑ₈と抵抗Ｒ₇，Ｒ₈を介してトランジスタＱ₆，Ｑ ₇
のベースに起動用の電流が流れる。これにより、トラン
ジスタＱ₆，Ｑ₇と発振トランスＴ₂と共振用のコンデ
ンサＣ₇並びに定電流用のインダクタＬ₃などからなる
非常用のプッシュプルインバータは、２次電池Ｂから電
源供給を受け、発振を開始する。トランジスタＱ₆，Ｑ
₇が交互にＯＮ／ＯＦＦすると、発振トランスＴ₂の２
次側に高周波高電圧が印加され、ランプＬａは停電時で
も非常点灯する。なお、このとき、トライアックＱ₄は
ＯＦＦで、トランジスタＱ₅もＯＦＦのため、非常点灯
回路側から見て、ランプＬａと並列に接続された負荷
（商用点灯回路）の影響は生じない。

【００１９】図１の実施例では、非常点灯部は自励式プ
ッシュプルインバータで構成し、商用点灯部は直列共振
型のインバータで構成されているが、図１の構成に限ら
ず、商用インバータと並列関係に充電回路を接続し、ラ
ンプと商用点灯用のインバータとの間にスイッチング素
子を設ける構成であれば、インバータの回路方式を問わ
ないものである。また、ランプは蛍光灯に限定されるも
のではなく、任意の種類のランプを用いることができ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、商用電源で動作するインバー
タと並列に、２次電池の充電電源を得るための高周波ト
ランスを接続したため、商用点灯用のインバータと２次
電池を充電するためのインバータを兼用することがで
き、小型の充電装置を実現できるという効果がある。ま
た、インバータとランプとの間にスイッチ素子を設けた
ため、このスイッチ素子を開放することによりランプを
消灯することができ、ランプが点灯していても消灯して
いてもインバータは動作しており、ランプの点灯状態に
関係なく、２次電池の充電電源を確保できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】第１の従来例の回路図である。

【図３】第２の従来例の回路図である。

【符号の説明】

ＬａランプＱ₁ トランジスタＱ₂ トランジスタＱ₄ トライアックＳＷ₁ スイッチＳＷ₂ スイッチＢ２次電池Ｔ₁ 高周波トランスＴ₂ 発振トランス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源で動作してランプを高周波点
灯させるインバータと、商用電源の通電時に２次電池を
充電する充電装置と、商用電源の停電時に２次電池を電
源としてランプを点灯させる非常点灯回路とを具備した
点灯装置において、前記充電装置は、商用電源で動作す
る前記インバータと並列に接続された高周波トランスの
出力を充電電源とし、前記インバータとランプとの間に
スイッチ素子を設けたことを特徴とする点灯装置。