(57)【要約】【課題】ＬＥＤを光源とする停電灯装置において、蓄電池の蓄電容量を増加させることなく、停電時に規定時間にわたって確実に規定照度を確保することを可能とする。  【解決手段】ＬＥＤ１０を光源とする停電灯装置１は、入力電源ＡＣから充電される蓄電池４と、入力電源ＡＣの停電を検出する電源検出回路５と、動作する場合に蓄電池４からＬＥＤ１０に出力電流を供給する電流供給回路６と、ＬＥＤ１０近傍の温度を検出して検出温度を出力する温度センサ７又はＬＥＤ１０の照度を検出して検出照度を出力する照度センサ８と、電源検出回路５による停電の検出に応じて電流供給回路６を動作させ、検出温度の上昇に応じて出力電流を上昇させる温度−電流フィードフォワード制御又は検出照度が温度目標値で一定となるように出力電流を制御する照度−電流フィードバック制御を電流供給回路６に対して実行する制御回路９とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを光源とする停電灯装置であって、
入力電源から充電される蓄電池と、
前記入力電源の停電を検出する電源検出回路と、
動作する場合に前記蓄電池から前記ＬＥＤに出力電流を供給する電流供給回路と、
前記ＬＥＤ近傍の温度を検出して検出温度を出力する温度センサと、
前記電源検出回路による停電の検出に応じて前記電流供給回路を動作させ、前記検出温度の上昇に応じて前記出力電流を上昇させる温度−電流フィードフォワード制御を前記電流供給回路に対して実行する制御回路と
を備えた停電灯装置。
【請求項２】
前記検出温度が上限値に達した場合に、前記制御回路が前記出力電流を低減又は停止させるように構成された、請求項１に記載の停電灯装置。
【請求項３】
前記制御回路が、前記停電の発生時から規定時間経過後に、実行する制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成され、前記第１の制御が前記温度−電流フィードフォワード制御であり、前記第２の制御が、前記規定時間経過時の検出温度以下の温度目標値に前記検出温度が一致するように前記出力電流を制御する温度−電流フィードバック制御である、請求項１に記載の停電灯装置。
【請求項４】
前記制御回路が、前記停電の発生時から規定時間経過後に、実行する制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成され、前記第１の制御が前記温度−電流フィードフォワード制御であり、前記第２の制御が、前記規定時間経過時の出力電流値以下の電流目標値に前記出力電流が一致するように前記出力電流を制御する電流フィードバック制御である、請求項１に記載の停電灯装置。
【請求項５】
ＬＥＤを光源とする停電灯装置であって、
入力電源から充電される蓄電池と、
前記入力電源の停電を検出する電源検出回路と、
動作する場合に前記蓄電池から前記ＬＥＤに出力電流を供給する電流供給回路と、
前記ＬＥＤの照度を検出して検出照度を出力する照度センサと、
前記電源検出回路による停電の検出に応じて前記電流供給回路を動作させ、前記検出照度が温度目標値で一定となるように前記出力電流を制御する照度−電流フィードバック制御を前記電流供給回路に対して実行する制御回路と
を備えた停電灯装置。
【請求項６】
前記照度−電流フィードバック制御にかかわらず前記検出照度が異常値に達した場合に、前記制御回路が前記出力電流を低減又は停止させるように構成された、請求項５に記載の停電灯装置。
【請求項７】
前記制御回路が、前記停電の発生時から規定時間経過後に、実行する制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成され、前記第１の制御が前記照度−電流フィードバック制御であり、前記第２の制御が、前記出力電流を前記規定時間経過時の電流制御値以下の電流制御値で制御する電流フィードフォワード制御である、請求項５に記載の停電灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを光源とする停電灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電時に蓄電池によって点灯する停電灯装置においては、停電時に規定時間（例えば、３０分以上）にわたって規定の床面照度である１ルクス（ｌｘ）以上を確保する必要がある。ところが、光源がＬＥＤである場合、ＬＥＤの温度上昇に対して発光効率が低下するため、停電後のＬＥＤの温度上昇に伴って床面照度が低下して規定の床面照度が得られなくなる可能性がある。そこで、例えば、特許文献１の非常灯装置では、常温時の床面照度が２ｌｘとなるように設定され、高温時にＬＥＤの順電圧が設定値以下となって床面照度が低下した場合に、順電圧に応じてＬＥＤに流れる順電流を増加させて点灯回路の出力が定電力制御される。また、特許文献２では、非常灯器具からの照射光の床面照度が常温雰囲気中には１．５ｌｘ以上となるように設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６８３２８６号公報
【特許文献２】特許第４７７１１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように、常温時のＬＥＤ電流を予め高めに設定することによって高温時の照度を満足させる構成によると、常温時における蓄電池の消費が大きくなる。そのため、常温時に規定時間の点灯を継続させるために蓄電池の蓄電容量を増加させる必要が生じ、停電灯装置が大型化及び高コスト化してしまうという問題が生じる。また、予め高めに設定された過剰気味のＬＥＤ電流のためにＬＥＤが短寿命化するという問題も生じ得る。
【０００５】
そこで、本発明は、ＬＥＤを光源とする停電灯装置において、蓄電池の蓄電容量を増加させることなく、停電時に規定時間にわたって確実に規定照度を確保することができる構成を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の形態によるＬＥＤを光源とする停電灯装置は、入力電源から充電される蓄電池と、入力電源の停電を検出する電源検出回路と、動作する場合に蓄電池からＬＥＤに出力電流を供給する電流供給回路と、ＬＥＤ近傍の温度を検出して検出温度を出力する温度センサと、電源検出回路による停電の検出に応じて電流供給回路を動作させ、検出温度の上昇に応じて出力電流を上昇させる温度−電流フィードフォワード制御を電流供給回路に対して実行する制御回路とを備える。
【０００７】
上記停電灯装置によると、停電時に、温度センサがＬＥＤ近傍の温度を検出して検出温度を出力し、制御回路が、検出温度の上昇に応じて電流供給回路の出力電流を上昇させる温度−電流フィードフォワード制御を行う。したがって、ＬＥＤを光源とする停電灯装置において、蓄電池の蓄電容量を増加させることなく、停電時に規定時間にわたって確実に規定照度を確保することが可能となる。これにより、停電灯装置の小型化及び低コスト化並びにＬＥＤの長寿命化が実現される。
【０００８】
ここで、検出温度が上限値に達した場合に、制御回路が出力電流を低減又は停止させるように構成されることが好ましい。このように、検出温度が上限値に達した場合に出力電流を停止又は低減させることによって、電流供給回路及びＬＥＤが過熱から保護され、ＬＥＤが長寿命化されるとともに停電灯装置の信頼性が高まる。
【０００９】
第２の形態による停電灯装置は、第１の形態による停電灯装置において、制御回路が、停電の発生時から規定時間経過後に、実行する制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成され、第１の制御は上記温度−電流フィードフォワード制御であり、第２の制御は、規定時間経過時の検出温度以下の温度目標値に検出温度が一致するように出力電流を制御する温度−電流フィードバック制御であってもよいし、規定時間経過時の出力電流値以下の電流目標値に出力電流が一致するように出力電流を制御する電流フィードバック制御であってもよい。これにより、規定時間の経過時までの確実な規定照度の確保と、その後の温度上昇を抑制した点灯とが可能となり、照明の継続と信頼性の確保とが両立される。
【００１０】
第３の形態によるＬＥＤを光源とする停電灯装置は、入力電源から充電される蓄電池と、入力電源の停電を検出する電源検出回路と、動作する場合に蓄電池からＬＥＤに出力電流を供給する電流供給回路と、ＬＥＤの照度を検出して検出照度を出力する照度センサと、電源検出回路による停電の検出に応じて電流供給回路を動作させ、検出照度が照度目標値で一定となるように出力電流を制御する照度−電流フィードバック制御を電流供給回路に対して実行する制御回路とを備える。
【００１１】
上記停電灯装置によると、停電時に、照度センサがＬＥＤの照度を検出して検出照度を出力し、制御回路が、検出照度が一定となるように出力電流を制御する照度−電流フィードバック制御を行う。したがって、ＬＥＤを光源とする停電灯装置において、蓄電池の蓄電容量を増加させることなく、停電時に規定時間にわたって確実に規定照度を確保することが可能となる。これにより、停電灯装置の小型化及び低コスト化並びにＬＥＤの長寿命化が実現される。
【００１２】
ここで、上記照度−電流フィードバック制御にかかわらず検出照度が異常値に達した場合に、制御回路が出力電流を低減又は停止させるように構成されることが好ましい。このように、検出照度が異常値に達した場合に出力電流を停止又は低減することによって、電流供給回路及びＬＥＤが過熱から保護され、ＬＥＤが長寿命化されるとともに停電灯装置の信頼性が高まる。
【００１３】
第４の形態による停電灯装置は、第３の形態による停電灯装置において、制御回路が、停電の発生時から規定時間経過後に、実行する制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成され、第１の制御は上記照度−電流フィードバック制御であり、第２の制御は、出力電流を規定時間経過時の電流制御値以下の電流制御値で制御する電流フィードフォワード制御である。これにより、規定時間の経過時までの確実な規定照度の確保と、その後の温度上昇を抑制した点灯とが可能となり、規定された照明の確保と信頼性の確保とが両立される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態による停電灯装置を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態の停電灯装置の動作を説明する回路図である。
【図３】第１の実施形態の停電灯装置の動作を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の停電灯装置の動作を説明する図である。
【図５】第２の実施形態による停電灯装置を示す回路図である。
【図６Ａ】第２の実施形態の停電灯装置の動作を説明する図である。
【図６Ｂ】第２の実施形態の停電灯装置の動作を説明する図である。
【図７】第３の実施形態による停電灯装置を示す回路図である。
【図８】第３の実施形態の停電灯装置の動作を説明する図である。
【図９】第３の実施形態による停電灯装置を示す回路図である。
【図１０】第３の実施形態の停電灯装置の動作を説明する図である。
【図１１】第１及び第２の実施形態の変形例の停電灯装置を示す回路図である。
【図１２】第３及び第４の実施形態の変形例の停電灯装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態による停電灯装置１の回路図を示す。停電灯装置１は、整流回路２、充電回路３、蓄電池４、電源検出回路５、電流供給回路６、温度センサ７、制御回路９及びＬＥＤ１０を備え、商用電源などの入力電源ＡＣに接続される。また、図２に、整流回路２、充電回路３及び電源検出回路５の一例を示す。以下の説明において、停電灯装置１に対して入力電源ＡＣが供給されていることを「通常（時）」といい、入力電源ＡＣが停止したことを「停電」というものとする。本開示の各実施形態の停電灯装置１において、停電時に規定時間（本例では３０分以上）にわたって規定床面照度（本例では１ルクス（ｌｘ）以上）を確保することが要求される。
【００１６】
図２に示すように、整流回路２は、ダイオードブリッジ２０１及び入力コンデンサ２０２を含む。ダイオードブリッジ２０１が入力電源ＡＣを全波整流し、コンデンサ２０２がこの全波整流出力をフィルタリングする。なお、整流回路２の前段には、必要に応じて電流ヒューズ、ノイズフィルタなどが設けられる。また、入力電源が直流電源である場合には、整流回路２はなくてもよい。
【００１７】
図２に一例を示すように、充電回路３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１、定電流回路３２、補助電源回路３３及びダイオード３０１を含む。充電回路３は、入力電源の供給に応じて整流回路２の全波整流出力から定電流出力を生成し、これにより蓄電池４を定電流充電する。ただし、充電回路３は、図示する以外の他の回路構成のものであってもよい。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、トランス３１１、ＭＯＳＦＥＴ３１２、ダイオード３１３及び平滑コンデンサ３１４を含み、絶縁型フライバックコンバータを構成する。以下の説明において、ＭＯＳＦＥＴのことを単にＦＥＴという。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１はまた、制御ＩＣ３１５、抵抗３１６、ツェナーダイオード３１７及びフォトカプラ３１８を含む。抵抗３１６、ツェナーダイオード３１７、及びフォトカプラ３１８のフォトダイオードはＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧の検出回路を構成し、この出力電圧に応じた電圧がフォトカプラ３１８のフォトトランジスタから制御ＩＣ３１５に入力される。制御ＩＣ３１５は、フォトカプラ３１８のフォトトランジスタによって入力される電圧に応じてＦＥＴ３１２をＰＷＭ制御する。すなわち、制御ＩＣ３１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧が所定値で一定となるようなオン時間（又はオンデューティ）でＦＥＴ３１２をＰＷＭ駆動する。
【００１９】
定電流回路３２は、トランジスタ３２１、三端子レギュレータ３２２及び抵抗３２３〜３２５を含む。トランジスタ３２１及び抵抗３２５がＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力端とダイオード３０１の間に接続される。三端子レギュレータ３２２の入力端子がトランジスタ３２１のエミッタに接続され、基準端子が定電流回路３２の出力端に接続され、出力端子が抵抗３２３を介してトランジスタ３２１のコレクタに接続されるとともに抵抗３２４を介してトランジスタ３２１のベースに接続される。これにより、定電流回路３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧を電源として蓄電池４を定電流充電する。ダイオード３０１は、定電流回路３２の出力端と蓄電池４の間に接続される。
【００２０】
補助電源回路３３は、トランス３１１の補助巻線３１１Ｓ、ダイオード３３１、コンデンサ３３２及び電圧レギュレータ回路３３３を含む。ＦＥＴ３１２のスイッチング動作によって生成される補助巻線３１１Ｓの電圧が、ダイオード３３１及びコンデンサ３３２によって整流及び平滑される。電圧レギュレータ回路３３３は、コンデンサ３３２の平滑電圧から安定化された制御電源Ｖｃｃを生成する。電圧レギュレータ回路３３３は、シリーズレギュレータ、三端子レギュレータなどで構成される。
【００２１】
蓄電池４はバッテリであり、充電回路３の出力端（すなわち、電流供給回路６の入力端）に接続される。蓄電池４は、通常時には充電回路３によって入力電源ＡＣから充電され、停電時には電流供給回路６を介してＬＥＤ１０によって放電される。蓄電池４は、その満充電状態から少なくとも規定時間（３０分）にわたってＬＥＤ１０を定格点灯できる容量を有するものとする。以下において、蓄電池４の電圧のことを二次電圧ともいう。
【００２２】
図２に一例を示すように、電源検出回路５は、抵抗５０１、５０２、５０５、５０６、５０９５１１及び５１２、コンデンサ５０３及び５０８、ツェナーダイオード５０４、コンパレータ５０９、ＦＥＴ５１０並びにフォトカプラ５１３を備える。電源検出回路５は、通常時に電源検出信号を生成し、停電時には電源検出信号を解除する。抵抗５０１及び５０２は整流回路２の出力電圧の分圧回路を構成し、その分圧点の電圧がコンデンサ５０３及びツェナーダイオード５０４によって定電圧化されてコンパレータ５０９の反転入力（−）端子に接続される。抵抗５０５及び５０６は整流回路２の出力電圧の分圧回路を構成し、その分圧点が抵抗５０７を介して制御電源Ｖｃｃに接続されるとともに分圧点の電圧がコンデンサ５０６で平滑化されてコンパレータ５０９の非反転入力（＋）端子に接続される。コンパレータ５０９の出力端子はＦＥＴ５１０のゲートに接続され、このゲートは抵抗５１１によって制御電源Ｖｃｃにプルアップされる。ＦＥＴ５１０のドレインはフォトカプラ５１３のフォトダイオードのカソードに接続され、フォトダイオードのアノードは抵抗５１２を介して制御電源Ｖｃｃに接続される。フォトカプラ５１３のフォトトランジスタは、電流供給回路６に接続される。
【００２３】
電源検出回路５において、入力電源ＡＣの投入時又は停電後の電源復帰時に入力電圧が第１の電圧以上に上昇するとコンパレータ５０９の出力がハイレベルとなる。これにより、ＦＥＴ５１０がオンされ、フォトカプラ５１３のフォトダイオード及びフォトトランジスタに電流が流れ、これにより電源検出信号が生成される。一方、停電時に入力電圧が第２の電圧未満に低下するとコンパレータ５０９の出力がローレベルとなる。これにより、ＦＥＴ５１０がオフされ、フォトカプラ５１３のフォトダイオード及びフォトトランジスタの電流が停止し、すなわち電源検出信号が解除される。ここで、抵抗５０７は、第２の電圧が第１の電圧よりも低くなるようなヒステリシス特性を得るために設けられる。例えば、入力電源ＡＣが公称ＡＣ１００Ｖである場合、第１の電圧及び第２の電圧がそれぞれＡＣ８０Ｖ及びＡＣ６０Ｖに対応するように各回路定数が決定され得る。
【００２４】
図１に戻り、電流供給回路６は、通常時においては動作せず、停電時に電源検出信号が解除されると制御回路９によって作動し、蓄電池４から入力される二次電圧に基づいて出力電流をＬＥＤ１０に供給する。本実施形態では、電流供給回路６は、昇圧コンバータ６１及びＰＷＭ回路６２を含む。なお、本開示において、出力電流とＬＥＤ電流とは同義である。
【００２５】
昇圧コンバータ６１は、インダクタ６１１、ＦＥＴ６１２、ダイオード６１３、コンデンサ６１４、駆動部６１５並びに抵抗６１６及び６１７を含み、昇圧チョッパ回路を構成する。駆動部６１５は制御ＩＣなどを含み、ＦＥＴ６１２をＰＷＭ駆動する。抵抗６１６及び６１７は、昇圧コンバータ６１の出力電圧を検出する分圧回路を構成し、その分圧点の電圧が駆動部６１５に入力される。駆動部６１５は、抵抗６１６及び６１７の分圧点の電圧が基準値で一定となるようにＰＷＭ駆動におけるオン時間（又はオンデューティ）を制御する。これにより、昇圧コンバータ６１が定電圧制御される。
【００２６】
ＰＷＭ回路６２は、ＦＥＴ６２０、電流検出抵抗６２１（低抵抗素子）、抵抗６２２及びコンデンサ６２３を含み、昇圧コンバータ６１とＬＥＤ１０との間の電流経路をオン／オフし、すなわち、昇圧コンバータ６１の出力電流をオン／オフする。ＦＥＴ６２０は、制御回路９によってＰＷＭ駆動又はオン／オフ切換される。抵抗６２２及びコンデンサ６２３は積分回路を構成し、電流検出抵抗６２１に発生する電圧を積分する。この積分値が、電流検出値として制御回路９に出力される。
【００２７】
温度センサ７は、ＬＥＤ１０の付近又はＬＥＤ１０のモジュール上に取り付けられたサーミスタなどで構成される。すなわち、温度センサ７は、ＬＥＤ１０の温度に対して単調増加又は単調減少するアナログ電圧値を検出温度として出力制御部９２に出力する。なお、本開示において、ＬＥＤ１０の付近又はＬＥＤ１０のモジュール上のことをＬＥＤ１０近傍という。
【００２８】
制御回路９は動作決定部９１、出力制御部９２、計時部９３及び記憶部９４を含み、二次電圧を元に制御電源が供給されて動作し、電流供給回路６の動作を制御する。制御回路９の少なくとも出力制御部９２、計時部９３及び記憶部９４はマイコン及びその周辺回路で構成される。動作決定部９１は、ＦＥＴ、抵抗などのアナログ回路で構成されてもよいし、上記マイコンに含まれてもよい。計時部９３は電源検出信号が解除されてからの経過時間、すなわち、停電が発生してからの経過時間を計時するタイマであり、記憶部９４はその経過時間に対して出力すべき電流目標値、電流制御値などを記憶するメモリである。
【００２９】
動作決定部９１は、電源検出回路５からの電源検出信号が入力される通常時には駆動部６１５を介して昇圧コンバータ６１を停止させ、電源検出信号が解除された停電時（電源検出信号が入力されない場合）に駆動部６１５を介して昇圧コンバータ６１を動作させる。すなわち、動作決定部９１は、電源検出回路５による停電の検出に応じて昇圧コンバータ６１を動作させる。
【００３０】
出力制御部９２は、検出温度の上昇に応じて電流目標値をフィードフォワード（ＦＦ）制御によって上昇させ、ＰＷＭ回路６２から入力される電流検出値が電流目標値に一致するように、ＦＥＴ６２０をＰＷＭ駆動する。本実施形態では、電流目標値は、ＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動におけるオンデューティとして設定される。すなわち、出力制御部９２は、検出温度の増加に対してＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動におけるオンデューティを増加させて出力電流を増加させる温度−電流ＦＦ制御を行う。これにより、ＬＥＤ１０の温度上昇に伴う発光効率低下（すなわち照度の低下）が出力電流の増加によって補償される。このＰＷＭ駆動におけるオン／オフの周波数は、オン／オフによるＬＥＤ１０の点滅が人の目に視認されないように１００Ｈｚ以上であることが望ましく、出力制御部９２の能力及びスイッチングノイズを考慮して１００ｋＨｚ以下であることが好ましい。
【００３１】
また、出力制御部９２は、検出温度が異常値（上限値）に達した場合に、ＦＥＴ６２０をオフ状態として出力電流を停止させ、あるいはＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動のオンデューティを低下させて出力電流を低減させる。すなわち、検出温度が異常値に達すると、ＬＥＤ１０は消灯又は減光点灯される。なお、検出温度が異常値（上限値）に達した場合に、動作決定部９１が駆動部６１５によるＦＥＴ６１２のスイッチング動作を停止させるようにしてもよい。ただし、二次電圧がＬＥＤ１０の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ以上である場合にはＦＥＴ６２０のオフ動作が必要となる。このように、検出温度が上限値に達した場合に出力電流を停止又は低減することによって、電流供給回路６及びＬＥＤ１０が過熱から保護され、ＬＥＤ１０が長寿命化されるとともに停電灯装置１の信頼性が高まる。
【００３２】
図３及び図４を用いて、本実施形態の停電灯装置１の動作を説明する。図３に、検出温度（横軸）に対する出力電流（下段）及び床面照度（上段）を示す。なお、出力電流は電流目標値に対応しているものとする。図示するように、検出温度が上限値Ｔａ（出力電流Ｉａ）以下の範囲においては、出力制御部９２が、検出温度の増加に対して出力電流を増加させる。これにより、床面照度が規定値ＩＬ（１ｌｘ）で一定となる。
【００３３】
そして検出温度が上限値Ｔａを超える範囲においては、出力制御部９２（又は動作決定部９１）は、出力電流をゼロ（実線）又は低減値（点線）に切り換え、照度もこれに応じてゼロ（実線、消灯）又は低減値（点線、減光点灯）となる。異常値である上限値Ｔａは、例えば１５０℃程度である。なお、検出温度が上限値Ｔａを超えた後の出力電流の停止又は低減によって、検出温度が再度上限値Ｔａ以下になることも予想されるが、再度の全光点灯は実行されないものとする。すなわち、出力制御部９２（又は動作決定部９１）は、一度出力電流を停止又は低減した後はその停止又は低減状態をラッチし、入力電源ＡＣの復帰時に電源検出回路５から入力される電源検出信号に応じてそのラッチ状態を解除する。
【００３４】
図４に、停電からの経過時間（横軸）に対する検出温度（下段）、出力電流（中段）及び床面照度（上段）を示す。なお、出力電流は電流目標値に対応しているものとする。時刻ｔ０において停電が発生したものとする。
【００３５】
時刻ｔ０において、動作決定部９１が昇圧コンバータ６１の動作を開始させ、出力制御部９２がＰＷＭ回路６２のＰＷＭ駆動を開始する。ここで、出力制御部９２は、開始検出温度Ｔ０（例えば常温）において規定床面照度ＩＬを得るための出力電流Ｉ０による点灯を開始する。その後、ＬＥＤ１０の点灯に伴って（又は火災などの周囲環境に起因する熱によって）検出温度が上昇していき、これに応じて出力制御部９２は、ＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動におけるオンデューティを上昇させて出力電流を増加させていく。これにより、床面照度は規定値ＩＬに維持される。そして、時刻ｔ０から規定時間Ｄ（３０分）の経過時の時刻ｔ１の後、時刻ｔ２の時点で検出温度が上限値Ｔａ（出力電流Ｉａ）に達すると、出力制御部９２（又は動作決定部９１）は、出力電流をゼロ（実線）又は低減値（点線）に切り換え、床面照度もこれに応じてゼロ（実線、消灯）又は低減値（点線、減光点灯）となる。
【００３６】
なお、検出温度が上限値Ｔａに達しない場合には、規定照度ＩＬによる点灯が継続され、蓄電池４の充電レベルが所定値未満まで低下すると、出力電流が停止してＬＥＤ１０は消灯する。また逆に、規定時間Ｄの経過前（時刻ｔ１の前）に検出温度が上限値Ｔａに達した場合には、その時点から消灯又は減光点灯が行われる。
【００３７】
以上のように、本実施形態の停電灯装置１は、入力電源ＡＣから充電される蓄電池４と、入力電源ＡＣの停電を検出する電源検出回路５と、動作する場合に蓄電池４からＬＥＤ１０に出力電流を供給する電流供給回路６と、ＬＥＤ１０近傍の温度を検出して検出温度を出力する温度センサ７と、電源検出回路５による停電の検出に応じて電流供給回路６を動作させ、検出温度の上昇に応じて出力電流を上昇させる温度−電流ＦＦ制御を電流供給回路６に対して実行する制御回路９とを備える。
【００３８】
このように、停電時に、温度センサ７がＬＥＤ１０近傍の温度を検出して検出温度を出力し、制御回路９が検出温度の上昇に応じて電流供給回路６の出力電流を上昇させる温度−電流ＦＦ制御を行う。したがって、ＬＥＤ１０を光源とする停電灯装置１において、蓄電池４の蓄電容量を増加させることなく、停電時に規定時間Ｄにわたって確実に規定床面照度ＩＬを確保することが可能となる。これにより、停電灯装置１の小型化及び低コスト化並びにＬＥＤ１０の長寿命化が実現される。
【００３９】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、検出温度が上限値Ｔａに達するまで一定の制御が適用される構成を示したが、本実施形態では、停電発生時から規定時間Ｄ経過時の前後で制御が切り換えられる構成を示す。
【００４０】
図５に、本実施形態の停電灯装置１の回路図を示す。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態では、制御回路９が制御切換部９５をさらに備えることが第１の実施形態と異なり、これに関連して出力制御部９２の動作も第１の実施形態のものと異なる。以下、図５、図６Ａ及び図６Ｂを用いて、本実施形態の停電灯装置１の動作を説明する。
【００４１】
制御切換部９５は、停電発生時から計時部９３によって計時される規定時間Ｄの経過後に、出力制御部９２による制御を第１の制御から第２の制御に切り換える。ここで、第１の制御は、第１の実施形態と同様の温度−電流ＦＦ制御であり、第２の制御は、検出温度が温度目標値に一致するように出力電流をフィードバックする温度−電流フィードバック（ＦＢ）制御である。
【００４２】
図６Ａは、停電からの経過時間（横軸）に対する（下段から）検出温度、温度目標値、出力電流及び床面照度を示す。なお、出力電流は電流目標値に対応しているものとする。時刻ｔ０において停電が発生し、時刻ｔ１において、時刻ｔ０から規定時間Ｄが経過したものとする。
【００４３】
時刻ｔ０〜ｔ１は、第１の実施形態と同様である。すなわち、時刻ｔ０において、動作決定部９１が昇圧コンバータ６１の動作を開始させ、出力制御部９２がＰＷＭ回路６２のＰＷＭ駆動を開始する。出力制御部９２は、規定床面照度ＩＬを得るための出力電流による点灯を開始し、検出温度の上昇に応じて出力電流（すなわちＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動におけるオンデューティ）を上昇させていく。これにより、床面照度は規定値ＩＬに維持される。
【００４４】
時刻ｔ１において、制御切換部９５は、出力制御部９２の制御を温度−電流ＦＦ制御から温度−電流ＦＢ制御に切り換える。ここで、時刻ｔ１後の温度目標値は、時刻ｔ１の時点での検出温度Ｔ１と同一の温度目標値Ｔ１であってもよいし、この検出温度Ｔ１よりも低い温度目標値Ｔ２であってもよい。温度目標値Ｔ１が適用される場合、時刻ｔ１後は、検出温度の上昇を防止する方向にフィードバック制御が働き、出力電流は時刻ｔ１の時点の電流値Ｉ１よりも低下していき、床面照度も規定値ＩＬよりも低下していくことになる。温度目標値Ｔ２が適用される場合、時刻ｔ１後は、出力電流及び床面照度は温度目標値Ｔ２の値に応じてそれぞれ変動する（増加又は減少し得る）。いずれの場合であっても、ＬＥＤ１０の温度上昇が抑制される。温度目標値Ｔ１が採用される場合（実線）には比較的高い照度の継続が得られ、温度目標値Ｔ２が採用される場合（点線）には比較的長い点灯時間が得られる。
【００４５】
また、代替例として、第２の制御は、出力電流（電流検出値）が電流目標値に一致するようにＰＷＭ駆動におけるオンデューティをフィードバック制御することによって出力電流を制御する電流ＦＢ制御であってもよい。図６Ｂは、停電からの経過時間（横軸）に対する（下段から）検出温度、電流目標値、出力電流及び床面照度を示す。時刻ｔ０において停電が発生し、時刻ｔ１において、時刻ｔ０から規定時間Ｄが経過したものとする。時刻ｔ０〜ｔ１は、上記と同様であり、温度−電流ＦＦ制御が実行される。
【００４６】
時刻ｔ１において、制御切換部９５は、出力制御部９２の制御を温度−電流ＦＦ制御から電流ＦＢ制御に切り換える。ここで、時刻ｔ１後の電流目標値は、時刻ｔ１の時点での出力電流Ｉ１に対応する電流目標値ｉ１であってもよいし、出力電流Ｉ１よりも低い電流値に対応する電流目標値ｉ２であってもよい。電流目標値ｉ１が適用される場合、時刻ｔ１後は、ＬＥＤ１０の温度が上昇することが予想され、これに伴い床面照度は規定値ＩＬよりも低下していくことが予想される。電流目標値ｉ２が適用される場合、時刻ｔ１後は、検出温度及び床面照度は電流目標値ｉ２の値に応じて変動する（増加又は減少し得る）。いずれの場合であっても、ＬＥＤ１０の温度上昇が抑制される。電流目標値ｉ１が採用される場合（実線）には比較的高い照度の継続が得られ、電流目標値ｉ２が採用される場合（点線）には比較的長い点灯時間が得られる。
【００４７】
以上のように、本実施形態の停電灯装置１によると、制御回路９が、停電の発生時から規定時間Ｄの経過後に出力制御部９２による制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成され、第１の制御は温度−電流ＦＦ制御である。第２の制御は、規定時間Ｄの経過時の検出温度Ｔ１以下の温度目標値に検出温度が一致するように出力電流を制御する温度−電流ＦＢ制御であってもよいし、規定時間Ｄの経過時の電流値Ｉ１以下の電流目標値に出力電流が一致するように出力電流を制御する電流ＦＢ制御であってもよい。これにより、第１の実施形態の効果が得られることに加えて、規定時間Ｄの経過時までの確実な規定照度の確保と、その後の温度上昇を抑制した点灯とが可能となり、照明の継続と信頼性の確保とが両立される。
【００４８】
＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態では、温度センサ７によるＬＥＤ１０近傍の検出温度に基づいて出力電流の制御を行う構成を示したが、本実施形態では、照度センサを用いて出力電流の制御を行う構成を示す。
【００４９】
図７に、本実施形態の停電灯装置１の回路図を示す。本実施形態において、第１又は第２の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態では、第１の実施形態における温度センサ７の代わりに照度センサ８が設けられ、ＰＷＭ回路６２は電流検出のための回路（６２１〜６２３）を有さなくてもよい。
【００５０】
照度センサ８は、例えば、ＬＥＤ１０の反射板（不図示）などに取り付けられ、ＬＥＤ１０からの直接光又は反射光によってＬＥＤ１０の照度を検出する。照度センサ８は、ＬＥＤ１０の照度に対して単調増加又は単調減少するアナログ電圧値を検出照度として出力制御部９２に出力する。
【００５１】
出力制御部９２は、検出照度が一定となるように出力電流を制御する照度−電流ＦＢ制御を電流供給回路６（ＰＷＭ回路６２）に対して実行する。すなわち、出力制御部９２は、検出照度が照度設定値で一定となるように、ＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動におけるオンデューティを制御する。なお、照度規定値に関して、停電時の規定床面照度が１ｌｘ以上であることから、照度センサ８の検出照度に基づく設定照度値は、例えば１．２ｌｘ程度に設定される。
【００５２】
また、出力制御部９２は、電流供給回路６の故障などに起因して出力電流の制御にかかわらず検出照度が異常値（上限値）に達した場合に、ＦＥＴ６２０をオフ状態として出力電流を停止させ、あるいはＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動のオンデューティを低下させて出力電流を減少させる。また、出力電流が上限値に達してかつ検出照度が異常値（下限値）に達した場合に、ＦＥＴ６２０をオフ状態として出力電流を停止させ、あるいはＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動のオンデューティを低下させて出力電流を減少させる。すなわち、検出照度が異常値（上限値又は下限値）に達するとＬＥＤ１０は消灯又は減光点灯される。なお、検出照度が異常値に達した場合に、動作決定部９１が駆動部６１５によるＦＥＴ６１２のスイッチング動作を停止させるようにしてもよい。ただし、二次電圧がＬＥＤ１０の点灯に必要な順方向電圧Ｖｆ以上である場合にはＦＥＴ６２０のオフ動作が必要となる。このように、検出照度が異常値に達した場合に出力電流を停止又は低減することによって、電流供給回路６及びＬＥＤ１０が過熱から保護され、ＬＥＤ１０が長寿命化されるとともに停電灯装置１の信頼性が高まる。
【００５３】
図８を用いて、本実施形態の停電灯装置１の動作を説明する。図８に、停電からの経過時間（横軸）に対する出力電流（下段）及び検出照度（上段）を示す。時刻ｔ０において停電が発生したものとする。
【００５４】
時刻ｔ０において、動作決定部９１が昇圧コンバータ６１の動作を開始させ、出力制御部９２がＰＷＭ回路６２のＰＷＭ駆動を開始する。ここで、出力制御部９２は、検出照度が設定照度ＩＬｓに一致するように照度−電流ＦＢ制御を開始する。なお、設定照度ＩＬｓに対して規定床面照度（１ｌｘ）が得られるものとする。その後、出力制御部９２は、ＬＥＤ１０の温度上昇による照度低下を補償するように、出力電流（すなわちＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動におけるオンデューティ）を上昇させていく。これにより、検出照度は設定値ＩＬｓに維持され、床面照度も規定値に維持される。そして、時刻ｔ０から規定時間Ｄ（３０分）の経過時の時刻ｔ１の後、時刻ｔ２の時点で出力電流が上限値Ｉａに達して検出照度が下限値ＩＬａに達すると、出力制御部９２（又は動作決定部９１）は、出力電流をゼロ（実線）又は低減値（点線）に切り換え、照度もこれに応じてゼロ（実線、消灯）又は低減値（点線、減光点灯）となる。
【００５５】
なお、検出照度が下限値ＩＬａ（又はグラフには不図示の上限値）に達しない場合には、設定照度ＩＬｓによる点灯が継続され、蓄電池４の充電レベルが所定値未満まで低下すると、出力電流が停止してＬＥＤ１０は消灯する。また逆に、規定時間Ｄの経過前（時刻ｔ１の前）に検出照度が下限値ＩＬａ（又はグラフには不図示の上限値）に達した場合には、その時点から消灯又は減光点灯が行われる。
【００５６】
以上のように、本実施形態の停電灯装置１は、入力電源ＡＣから充電される蓄電池４と、入力電源ＡＣの停電を検出する電源検出回路５と、動作する場合に蓄電池４からＬＥＤ１０に出力電流を供給する電流供給回路６と、ＬＥＤ１０の照度を検出して検出照度を出力する照度センサ８と、電源検出回路５による停電の検出に応じて電流供給回路６を動作させ、検出照度が一定となるように出力電流を制御する照度−電流ＦＢ制御を電流供給回路６に対して実行する制御回路９とを備える。
【００５７】
このように、停電時に、照度センサ８がＬＥＤ１０の照度を検出して検出照度を出力し、制御回路９が、検出照度が温度目標値で一定となるように出力電流を制御する照度−電流ＦＢ制御を行う。したがって、ＬＥＤ１０を光源とする停電灯装置１において、蓄電池４の蓄電容量を増加させることなく、停電時に規定時間にわたって確実に規定床面照度を確保することが可能となる。これにより、停電灯装置１の小型化及び低コスト化並びにＬＥＤ１０の長寿命化が実現される。
【００５８】
＜第４の実施形態＞
上記第３の実施形態では、検出照度が異常値に達するまで一定の制御が適用される構成を示したが、本実施形態では、停電発生時から規定時間Ｄの経過時の前後で制御が切り換えられる構成を示す。
【００５９】
図９に、本実施形態の停電灯装置１の回路図を示す。本実施形態において、第３の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態では、制御回路９が制御切換部９５をさらに備えることが第３の実施形態と異なり、これに関連して出力制御部９２の動作も第３の実施形態と異なる。以下、図９及び図１０を用いて、本実施形態の停電灯装置１の動作を説明する。
【００６０】
制御切換部９５は、停電発生時から計時部９３によって計時される規定時間Ｄの経過後に出力制御部９２による制御を第１の制御から第２の制御に切り換える。ここで、第１の制御は、第３の実施形態と同様の照度−電流ＦＢ制御であり、第２の制御は、規定時間Ｄの経過時の出力電流値以下の電流制御値（すなわち、ＰＷＭ駆動におけるオンデューティ）によって出力電流をフィードフォワード制御する電流ＦＦ制御である。
【００６１】
図１０は、停電からの経過時間（横軸）に対する電流制御値（下段）、出力電流（中段）及び検出照度（上段）を示す。時刻ｔ０において停電が発生し、時刻ｔ１において、時刻ｔ０から規定時間Ｄが経過したものとする。
【００６２】
時刻ｔ０〜ｔ１は、第３の実施形態と同様である。すなわち、時刻ｔ０において、動作決定部９１が昇圧コンバータ６１の動作を開始させ、出力制御部９２がＰＷＭ回路６２のＰＷＭ駆動を開始する。出力制御部９２は、検出照度が設定値ＩＬｓに一致するようにＦＥＴ６２０のＰＷＭ駆動のオンデューティを制御する。
【００６３】
時刻ｔ１において、制御切換部９５は、出力制御部９２の制御を照度−電流ＦＢ制御から電流ＦＦ制御に切り換える。ここで、時刻ｔ１後の電流制御値（オンデューティ）は、時刻ｔ１の時点でのオンデューティｄ１と同一のオンデューティｄ１であってもよいし、このオンデューティｄ１よりも低いオンデューティｄ２であってもよい。オンデューティｄ１が適用される場合、時刻ｔ１後は、ＬＥＤ１０の温度が上昇することが予想され、これに伴い、検出照度は設定値ＩＬｓよりも低下していくことが予想される。オンデューティｄ２が適用される場合、時刻ｔ１後は、ＬＥＤ１０の温度及び検出照度はオンデューティｄ２の値に応じて変動する（増加又は減少し得る）。いずれの場合であっても、ＬＥＤ１０の温度上昇が抑制される。オンデューティｄ１が採用される場合（実線）には比較的高い照度の継続が得られ、オンデューティｄ２が採用される場合（点線）には比較的長い点灯時間が得られる。
【００６４】
以上のように、本実施形態の停電灯装置１によると、制御回路９が、停電の発生時から規定時間Ｄの経過後に出力制御部９２による制御を第１の制御から第２の制御に切り換えるように構成された制御切換部９５を含み、第１の制御は照度−電流ＦＢ制御であり、第２の制御は、出力電流を規定時間Ｄの経過時の電流制御値ｄ１以下の電流制御値で制御する電流ＦＦ制御である。これにより、第３の実施形態の効果が得られることに加えて、規定時間Ｄの経過時までの確実な規定照度の確保と、その後の温度上昇を抑制した点灯とが可能となり、照明の継続と信頼性の確保とが両立される。
【００６５】
＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００６６】
（１）電流供給回路６の変形
例えば、上記各実施形態では電流供給回路６が昇圧コンバータ６１及びＰＷＭ回路６２からなる構成を示したが、電流供給回路６はこれに限られない。例えば、電流供給回路６は、昇圧コンバータ６１及び（例えばバック型などの）降圧コンバータで構成されてもよい。また、電流供給回路６は、二次電圧とＬＥＤ１０の順方向電圧Ｖｆとの関係に応じて、昇圧型、降圧型又は昇降圧型のフライバックコンバータで構成されていてもよい。
【００６７】
図１１に、第１又は第２の実施形態において電流供給回路６にフライバックコンバータが用いられる場合の回路構成例を示す。電流供給回路６は、トランス６３１、ＦＥＴ６３２、ダイオード６３３、コンデンサ６３４、駆動部６３５、電流検出抵抗６３６（低抵抗素子）、オペアンプ６３７、ＰＣ入力回路６３８、フォトカプラ６３９及びＰＣ出力回路６４０を含む。駆動部６３５は制御ＩＣなどを含み、ＦＥＴ６３２をＰＷＭ駆動する。オペアンプ６３７の反転入力端子（−）には電流検出抵抗６３６に発生する電圧（電流検出値）が入力され、非反転入力端子（＋）には制御回路９から電流目標値が入力される。なお、オペアンプ６３７の反転入力端子と出力端子間には不図示の帰還素子が接続されるものとする。オペアンプ６３７の出力、すなわち電流検出値と電流目標値の誤差増幅値がＰＣ入力回路６３８を介して所定のレベルでフォトカプラ６３９に入力され、フォトカプラ６３９の出力がＰＣ出力回路６４０を介して所定のレベルで駆動部６３５に入力される。駆動部６３５はフォトカプラ６３９の出力状態に応じたオン時間（又はオンデューティ）でＦＥＴ６３２をスイッチングする。したがって、電流供給回路６において、出力電流が電流目標値に一致するように制御が行われる。
【００６８】
図１２に、第３又は第４の実施形態において電流供給回路６にフライバックコンバータが用いられる場合の回路構成例を示す。電流供給回路６は、トランス６３１、ＦＥＴ６３２、ダイオード６３３、コンデンサ６３４及び駆動部６３５を含む。駆動部６３５は、出力制御部９２からの電流目標値に応じたオン時間（又はオンデューティ）でＦＥＴ６３２をスイッチングする。この場合、動作決定部９１と出力制御部９２とは統合されてもよい。
【００６９】
なお、図１１及び図１２のいずれの場合であっても、通常時又は停電時において出力電流を停止する場合、動作決定部９１が駆動部６３５を介してＦＥＴ６３２をオフ状態に維持するようにしてもよいし、出力制御部９２から出力される電流目標値をゼロとすることによってＦＥＴ６３２をオフ状態に維持するようにしてもよい。また、図１１及び図１２において、トランス６３１、ＦＥＴ６３２、ダイオード６３３及びコンデンサ６３４の部分が昇圧チョッパ回路（各実施形態参照）に代替され、ＰＣ入力回路６３８、フォトカプラ６３９及びＰＣ出力回路６４０が省略されてもよい。ただし、この場合には、駆動部６３５において、オペアンプ６３７又は出力制御部９２の出力値に対して出力電流又は出力電圧をリニアに調整する機能が必要となる。
【００７０】
（２）各規定値に関する変形
上記各実施形態では、停電時の照明に関して、規定時間Ｄを３０分とし、規定床面照度ＩＬを１ｌｘとしたが、他の規定時間又は他の規定床面照度を指定する規格に対しても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  停電灯装置
４  蓄電池
５  電源検出回路
６  電流供給回路
７  温度センサ
８  照度センサ
９  制御回路
１０  ＬＥＤ
９１  動作決定部
９２  出力制御部
９５  制御切換部
【図１】
2018181412.tif 000003
【図２】
2018181412.tif 000004
【図３】
2018181412.tif 000005
【図４】
2018181412.tif 000006
【図５】
2018181412.tif 000007
【図６Ａ】
2018181412.tif 000008
【図６Ｂ】
2018181412.tif 000009
【図７】
2018181412.tif 000010
【図８】
2018181412.tif 000011
【図９】
2018181412.tif 000012
【図１０】
2018181412.tif 000013
【図１１】
2018181412.tif 000014
【図１２】
2018181412.tif 000015