JPS61100675A - バツテリモニタ回路 - 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】 Ｃ技術分野〕 この発明は、電池内蔵型蛍光灯用非常灯などにおいて、
非常用電源となる蓄電池の異常（寿命等）を検出・表示
するバッテリモニタ回路に関するものである。

〔背景技術〕

表示素子としてＧａＰなどの高輝度タイプの発光ダイオ
ードが開発されている。このＧａＰ発光ダ°イオードは
、順電圧降下が大きく、１．８〜２．５Ｖ程度である。

これに対し、非常灯および誘導灯の分野では、電池性能
の向上１点灯回路の効率向上などにより、近年その適合
電池電圧が低下している。

第３”図は従来のバッテリモニタ回路の回路図を示して
いる。第３図において、Ｑ１〜Ｑ３はトランジスタ、Ｒ
，〜Ｒ８は抵抗、Ｃ１はコンデンサ、ＬＥＤは発光ダイ
オード、Ｒ３はリセット信号入力端子であり、これらが
蓄電池Ｂに対するバッテリモニタ回路となる。

このパンテリモニタ回路は、蓄電池Ｂの電圧が下側しき
い値を下まわった時にトランジスタ０１〜Ｑ３がそれぞ
れオン、オフ、オンの状態からそれぞれオフ、オン、オ
フの状態へ移行して発光ダイオードＬＥＤを点灯させ、
蓄電池Ｂの電圧が上側しきい値を上まわった時にトラン
ジスタＱ１〜Ｑ３がそれぞれオフ、オン、オフの状態か
らそれぞれオン、オフ、オンの状態へ移行して発光ダイ
オードＬＥＤを消灯させ、また、リセット信号入刃端子
Ｒ５よりトランジスタＱ１のヘースにリセット信号を入
力したときにもトランジスタＱ１〜Ｑ３がそれぞれオン
、オフ、オンの状態になって発光ダイオードＬＥＤが消
灯する。上記の下側しきい値は、蓄電池Ｂの異常を検出
すべき電圧に設定し、上側しきい値は蓄電池Ｂの満充電
電圧より高い値に設定している。

このバッテリモニタ回路は、非常灯を一定時間非當点灯
させて蓄電／ｌｌ！Ｂのエネルギを消費させたときの蓄
電池Ｂの電圧低下量によって蓄電池Ｂの寿命等を表示す
るもので、一定時間蓄電池Ｂの工茅ルギを７１！ｉ費し
たときに蓄電池Ｂの電圧が検出電圧より下がらなければ
、トランジスタＱ１〜Ｑ３がオン、オフ、オンの状態を
持続し発光ダイオードＬＥＤは点灯せず、復電後もこの
状態を続ける（正常表示）、一方、蓄電池Ｂの電圧が検
出電圧より下がると、トランジスタＱ１〜Ｑ３がオン。

オフ、オンの状態からオフ、オン、オフの状態へ移行し
て発光ダイオードＬＥＤが点灯する（異常表示）。この
発光ダイオードＬＥＤの点灯は復電後も持続する（Ｎ電
池Ｂの充電電圧が上側しきい値より高くはならないため
）。

つぎに、上記パンテリモニタ回路の動作を第４図に基づ
いて説明する。第４図（Ａ）は電池電圧を示し、第４図
（Ｂ）は発光ダイオード電流（ＬＥＤ電流）を示してい
る。

非常灯などが非常点灯して蓄電池Ｂのエネルギが消費さ
れると、電池電圧が時間とともに低下する。やがて、電
池電圧が検出電圧ｖ２を下まわると、トランジスタＱｌ
、Ｑ２．Ｑ、がそれぞれオフ、オン、オフとなって発光
ダイオードＬＥＤが点灯して規定以下の光出力であるこ
とを表示する。

その後、電池電圧が発光ダイオードＬＥＤＯ順電圧降下
分に等しい電圧■１を下まわった時点で発光ダイオード
ＬＥＤがオフ状態となって消灯する。

復電後、電池電圧が上昇していくが、電池電圧が電圧７
１未満では発光ダイオードＬＥＤはオフ状態であり、電
圧ｖ１を越えた時点から発光ダイオードＬＥＤが点灯し
、以後電池電圧が上昇してもリセット信号入力端子Ｒ５
にリセット信号が入力されない限り発光ダイオードＬＥ
Ｄは点灯状態を維持する。

このような従来のバッテリモニタ回路では、蓄電池Ｂの
電圧が発光ダイオードＬＥＤの順電圧降下分より高い電
圧でなければ異常表示できない。

しかも、本来電池電圧が低下して異常表示すべき領域に
おいても、電池電圧の低下によって異常表示されないた
め、正常と誤判定されるおそれがある。すなわち、蓄電
池Ｂに異常があって電池電圧が下がって発光ダイオード
ＬＥＤが点灯しても、すぐに電池電圧が発光ダイオード
ＬＥＤの順電圧降下分の電圧ｖＩを下まわって発光ダイ
オードＬＥＤが消灯してしまうため、発光ダイオードＬ
ＥＤのの点灯を見落とすことがある。また、復電しても
、すぐには発光ダイオードＬＥＤが点灯せず、電池電圧
が電圧ｖ１を越えてはしめて発光ダイオードＬＥＤが点
灯するものであるため、この点でも発光ダイオードＬＥ
Ｄの点灯を見落すことがある。

［発明の目的〕 この発明は、蓄電池の電圧を上げることなく表示素子の
点灯維持範囲を広げて蓄電池の異常検出を確実に行うこ
とができ、非常用照明器具などの信頼性を高めることが
できるパンテリモニタ回路を提供することを目的とする
。

〔発明の開示〕

この発明のバフテリモニタ回路は、Ｍ電池の電圧が所定
値より下がったときに表示素子を点灯させ、前記蓄電池
の電圧の回復後も点灯状態を保持するバッテリモニタ回
路において、前記表示素子の駆動電圧を前記蓄電池より
給電されてランプを非常点灯させるインバータの昇圧さ
れた発振出力より得るようにしたことを特徴とする。

このように、Ｍ電池放電時において、表示素子の駆動電
圧をインバータの昇圧された発振出力より得るようにし
たため、蓄電池の放電によって電池電圧が表示素子の最
低動作電圧より下がっても、表示素子には最低動作電圧
より高い電圧を加えることができ、表示素子を長期間点
灯維持させることができる。したがって、蓄電池の電圧
を上げることなく表示素子の点灯維持範囲を広げて蓄電
池の異常検出を確実に行うことができ、非常用照明器具
などの信頼性を高めることができる。さらに、蓄電池の
電圧低下によるインバータ出力低下で例えば放電ランプ
が点灯維持できなくなるとインバータが軽負荷となり、
インバータ出力電圧が上昇し、かつこの状態が比較的長
期間継続し、この点でも表示素子の点灯維持範囲を広げ
ることができる。

実施例 この発明の一実施例を通用した非常用照明装置を第１図
および第２図に基づいて説明する。この非常用照明装置
は、商用交流電源ＡＣの正常時には停電検出リレーＲｙ
が励磁されてその接点ｒＹ＋〜ｒ’／３がそれぞれＮＯ
側に切替わっているため、商用交流電源ＡＣよりチョー
クコイルＣＨ，を介して蛍光灯しに給電され、蛍光灯り
が常用点灯する。Ｇはグロースタータ、Ｃ７は雑音防止
用コンデンサである。

また、商用交流電源ＡＣの電圧が充電トランスＴｌで降
圧され全波整流器Ｒｅで整流され、この全波整流器Ｒｅ
の電圧により抵抗Ｒ，を通して蓄電ｍＢが充電される。

このとき、インバータＩＮには給電されないので、イン
バータＩＮは動作しない。

商用交流電源ＡＣが停電すると、停電検出リレーＲｙの
励磁が停止し、その接点ｒｙ１〜ｒｙ３がそれぞれＮＧ
側に切替わり、蛍光灯りが商用交流電源ＡＣから切離さ
れてインバータＩＮに接続され、かつ蓄電池Ｂとインバ
ータＩＮとが接続され、インバータＩＮが発振動作を開
始して蛍光灯りが非常点灯する。

なお、上記のインパークＩＮは、トランジスタＱ４、Ｑ
５１発撮発振トランスＴ２振コンデンサＣ４，ベース抵
抗Ｒ９，ＲＩＯ，チョークコイルＣＨ２およびコンデン
サｃ５．ｃ６で構成される２石プッシュプル型であるが
、これに限定されることはない。

バッテリモニタ回路ＢＭは、蓄電池已に抵抗Ｒ，，Ｒ２
の直列回路と抵抗Ｒ３，トランジスタＱ１および抵抗Ｒ
５の直列回路とが並列に接続され、抵抗Ｒ，，Ｒ２の接
続点にトランジスタＱ１のベースを接続している。

また、全波整流器Ｒｅの出力とインバータＩＮの発振ト
ランスＴ２のコレクタ巻線出方でそれぞさダイオードＤ
＋、Ｄ２．Ｄ３を介してコンデンサＣ３を充電するよう
になっている。そして、抵抗Ｒ６，トランジスタＱ３お
よび抵抗Ｒ８の直列回路をコンデンサＣ３に並列接続し
ている。

さらに、トランジスタＱ１のコレクタとトランジスタＱ
３のベースを抵抗Ｒ４を介して接続し、トランジスタＱ
３のエミッタとトランジスタＱ。

のエミッタとを発光ダイオードＬＥＤおよびトランジス
タＱ２の直列回路を介して接続し、トランジスタＱ２の
ベースとトランジスタＱ３のコレクタとを抵抗Ｒ７を介
して接続し、トランジスタＱ２のベースとトランジスタ
Ｑ３のベースとをコンデンサＣ１を介して接続し、リセ
ット信号入力端子ＲＳをコンデンサｃ２および接点ｒ’
１３を介して蓄電／ＩｈＢに接続している。

そして、このバッテリモニタ回路ＢＭは、下側しきい値
電圧および上側しきい値電圧を第３図のものと同様に設
定し、蓄電池Ｂの電池電圧を常時および非常時とも監視
することになる。以下、この監視動作について詳しく説
明する。

商用交流電源ＡＣが正常で蓄電池Ｂの電圧（電池電圧）
が正常な場合は、電池電圧が抵抗Ｒ１゜Ｒ２により分圧
され、トランジスタＱ１がオン、トランジスタＱ３がオ
ン、トランジスタＱ２がオフで、発光ダイオードＬＥＤ
が消灯している。

つぎに、商用交流電源ＡＣが停電して蓄電池Ｂへの充電
が停止し蓄電池ＢからインバータＩＮへの給電が始まる
（非常点灯）と、電池電圧が第２図（Ａ＞に示すように
徐々に低下し、したがってダイオードＤ２．Ｄ３で整流
されてコンデンサＣ３の両端に得られる電圧ｖＡも電池
電圧の低下に応じて第２図（Ｂ）のように変化する。こ
のとき、発光ダイオードＬＥＤには、第２図（Ｃ）のよ
うに電流（ＬＥＤｆｒｉ流）は流れず、発光ダイオード
ＬＥＤは消灯している。

やがて、電池電圧が検出電圧ｖ２を下まわった時、すな
わち電池電圧を抵抗Ｒ，，Ｒ２で分圧した電圧がトラン
ジスタＱ１と抵抗Ｒ５とで決まるオン電圧以下になった
時、トランジスタＱ、、Ｑ３がオフとなってトランジス
タＱ２がオンとなり、ＬＥＤ電流が流れて発光ダイオー
ドＬＥＤが点灯する。

この後、電池電圧がさらに低下するとインパークＴＮの
出力電圧が下がり、蛍光灯りが点灯を維持できなくなり
、消灯することになる。蛍光灯りが消灯すると、インバ
ータＩＮは軽負荷状Ｍ（無負荷発振）となり、ダイオー
ドＤ２．Ｄ３で整流されてコンデンサＣ３の両端に得ら
れる電圧ｖＡが蛍光灯りが点灯している場合に比べて急
上昇する。この無負荷発振状態は軽負荷であるため、蛍
光灯りが消灯してからち比較的長く継続し、この電圧ｖ
Ａによって発光ダイオードＬＥＤが点灯伏惑を長く持続
する。

商用文流電ＲＡＣが復電すると、インバータＩＮが停止
するが、今度はダイオードＤ、を通してコンデンサＣ３
の両端に得られる電圧電圧ｖＡによってＬＥＤ電流が流
れ、発光ダイオードＬＥＤの点灯が持続する。

このように、この実施例は、発光ダイオードＬＥＤに流
す点灯電流を商用交流電源ＡＣの停電時において、イン
バータＩＮから供給するようにしているため、インバー
タＩＮの昇圧作用によって、電池電圧が発光ダイオード
ＬＥＤの順電圧降下分より下がっても発光ダイオードＬ
ＥＤの点灯を持続させることができ、商用交流電源ＡＣ
の停電中において発光ダイオードＬＥＩ）を比較的長い
期間点灯させることかで゛き、発光ダイオードＬＥＤの
点灯を見落とす可能性はかなり少くなる。また、商用交
流電源ＡＣの復電後は、全波整２ｉｉ器Ｒｅからダイオ
ードＤ１を介して発光ダイオードＬＥＤに点灯電流を供
給するようにしているため、蓄電池Ｂの消耗あるいは短
絡などによって電池電圧が下がった状態であっても、発
光ダイオードＬＥＤに順電圧降下分より高い電圧を供給
することができ、復ｉｔ後発光ダイオードＬＥＤをただ
ちに点灯させることができる。

以上述べたとおり、蓄電池Ｂの電圧を上げることなく、
発光ダイオードＬＥＤ点灯維持範囲を広げることができ
、この結果、蓄電池の異常検出を確実に行うことができ
、非常用照明器具などの信頼性番高めることができる。

なお、上記実施例では、商用交流電源ＡＣの停電時にお
ける発光ダイオードＬＥＤの点灯電流をインバータＩＮ
の発振トランスＴ２のコレクタ巻線Ｎ１．Ｎ２からとっ
ていたが、これに限らずｉ線Ｎ３．Ｎ、からとってもよ
く、さらに別途巻線を設け、これからとるようにしても
よい、また昇圧は倍電圧回路で行ってもよい。

〔発明の効果〕

この発明のバッテリモニタ回路は、蓄電池放電時におい
て、表示素子の駆動電圧をインバータの昇圧された発振
出力より得るようにしたため、蓄電池の放電によって電
池電圧が表示素子の最低動作電圧より下がっても、表示
素子には最低動作電圧より高い電圧を加えることができ
、表示素子を長期間点灯維持させることができる。した
がって、蓄電池の電圧を上げることなく表示素子の点灯
維持範囲を広げて蓄電池の異常検出を確実に行うことが
でき、非常用照明器具などの信頼性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図はその各
部の波形図、第３図は従来のバッテリモニタ回路の回路
図、第４図はその各部の波形図である。 ＢＭ・・・バッテリモニタ回路、ＩＮ・・・インバータ
、Ｌ・・・蛍光灯、Ｂ・・・蓄電池、ＬＥＤ・・・発光
ダイオード（表示素子） 第２図 第３図 曙開 第４図 手続主甫正書　（自発 昭和６０年１０月３０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓄電池の電圧が所定値より下がったときに表示素子を点
   灯させ、前記蓄電池の電圧の回復後も点灯状態を保持す
   るバッテリモニタ回路において、前記表示素子の駆動電
   圧を前記蓄電池より給電されてランプを非常点灯させる
   インバータの昇圧された発振出力より得るようにしたこ
   とを特徴とするバッテリモニタ回路。