(57)【要約】      （修正有）【課題】回路規模の縮小を図りつつ信頼性を向上させることができる電源装置を提供する。【解決手段】電源装置１は、蓄電池電圧Ｖ１を昇圧するブーストコンバータ１０と、ブーストコンバータ１０の一対の出力端子１０１，１０２と電気的に並列接続されている第１の出力コンデンサ１１と、第１の出力コンデンサ１１を挟んで一対の出力端子１０１，１０２のうちの一方の出力端子１０１と電気的に直列接続されている電流抑制回路１３と、電流抑制回路１３を挟んで第１の出力コンデンサ１１と電気的に並列接続され、かつ、駆動回路２０と電気的に接続される第２の出力コンデンサ１２と、制御回路１４１と、を備える。制御回路１４１は、電流抑制回路１３の動作状態を、遮断状態、導通状態、遷移状態に択一的に切り換える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常用電源から入力する入力電圧を昇圧するブーストコンバータと、
前記ブーストコンバータの一対の出力端子と電気的に並列接続されている第１の出力コンデンサと、
前記第１の出力コンデンサを挟んで前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子と電気的に直列接続されている電流抑制回路と、
前記電流抑制回路を挟んで前記第１の出力コンデンサと電気的に並列接続され、かつ、負荷と電気的に接続される第２の出力コンデンサと、
前記電流抑制回路の動作状態を、前記ブーストコンバータの前記一方の出力端子から前記第２の出力コンデンサへの電路を遮断する遮断状態、前記電路を導通させる導通状態、前記遮断状態から前記導通状態へ所定の遷移時間を掛けて遷移する遷移状態に択一的に切り換えさせる制御回路とを備え、
前記制御回路は、トリガ信号が入力されるまでは前記電流抑制回路の動作状態を遮断状態とし、前記トリガ信号が入力されると前記電流抑制回路の動作状態を前記遮断状態から前記遷移状態を経て前記導通状態に切り換えさせる、
電源装置。
【請求項２】
前記第１の出力コンデンサの容量が前記第２の出力コンデンサの容量よりも小さい、
請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記電流抑制回路は、
前記電路に挿入されるトランジスタと、
前記制御回路から前記トランジスタの制御端子に入力する駆動信号を遅延させる遅延回路とを有する、
請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
前記トランジスタは電界効果トランジスタであり、
前記遅延回路は、前記トランジスタのゲート・ソース間に印加する駆動信号の電圧の変化を遅延させる、
請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記遅延回路はＣＲ積分回路を有する、
請求項３又は４記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの電源装置と、
スピーカと、
前記電源装置から供給される電力で前記スピーカを駆動する駆動回路とを有する、
音響装置。
【請求項７】
請求項６の音響装置と、
前記音響装置を収容する筐体とを有し、
前記音響装置は、外部からトリガ信号を受け取った場合に前記スピーカから避難誘導用の音を出力させる、
非常用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、音響装置及び非常用装置に関し、より詳細には、非常用電源によって負荷を駆動する電源装置、当該電源装置とスピーカを有する音響装置、当該音響装置を備える非常用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来例として、特許文献１記載の非常用装置を例示する。特許文献１記載の非常用装置（以下、従来例という。）は、光源の点滅とスピーカから出力される音声によって視覚的及び聴覚的に避難誘導を行う機能を有する、いわゆる誘導音付誘導灯である。
【０００３】
従来例は、点滅用の光源（キセノンランプ）と、光源用の二次電池から給電されて光源を点滅させる点滅ブロックと、誘導音用の二次電池から給電される電力でスピーカを駆動することにより誘導音を出力させる音声ブロックとを備えている。なお、音声ブロックは、外部から入力する非常信号に応じて誘導音をスピーカから出力する。
【０００４】
音声ブロックは、誘導音（例えば、「避難口はこちらです。」というような音声メッセージ）を出力する音声合成ＬＳＩ（Large-Scale Integration）と、音声合成ＬＳＩの出力（音声信号）を増幅してスピーカを駆動するアンプとを有している。なお、アンプの動作電源は、誘導音用の二次電池（非常用電源）から供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来例のような非常用装置が設置される建物などにおいては、通常、１つの非常用電源（二次電池）に対して複数の非常用装置が送り配線で接続されている。したがって、各非常用装置においては、非常用電源からの配線長が長くなるにつれて入力電圧が低下してしまう。そのため、各非常用装置は、非常用電源から供給される電圧を昇圧し、かつ安定化するために電源装置を備えている。このような電源装置は、非常用電源から入力する電圧を昇圧するために、例えば、ブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）を備えている。
【０００７】
ここで、電源装置は、ブーストコンバータの出力電圧を安定化させるために比較的に容量の大きいコンデンサ（例えば、電解コンデンサなど）からなる平滑コンデンサを有している。電源装置が非絶縁型のブーストコンバータを備えている場合、電源装置の入力端子に非常用電源の電源電圧が印加された瞬間、平滑コンデンサを通して過大な突入電流が流れて電源装置の回路素子にダメージを与えるおそれがある。そのため、通常の電源装置においては、ブーストコンバータの前段に突入電流を抑制するための回路（電流抑制回路）が設けられている。さらに、非絶縁型のブーストコンバータを備えた電源装置は、ブーストコンバータが停止している状態（待機状態）でも入力端子から出力端子へ電流の流れる経路が形成されている。そのため、電源装置は、待機状態における電力消費を抑えるべく、入力端子と出力端子の間の電流経路を遮断する遮断回路を、平滑コンデンサの後段に有している。なお、電流抑制回路と遮断回路はいずれもトランジスタのような半導体素子を用いて構成される場合が多い。
【０００８】
しかしながら、上述のような従来の電源装置では、それぞれが半導体素子を用いて構成される複数種類の回路（電流抑制回路と遮断回路）を備えているため、回路素子の増加による製造コストの上昇や回路素子の経年劣化による信頼性の低下が懸念される。よって、従来の電源装置の構成では、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上を図ることが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上を図ることができる電源装置、音響装置及び非常用装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る電源装置は、非常用電源から入力する入力電圧を昇圧するブーストコンバータと、前記ブーストコンバータの一対の出力端子と電気的に並列接続されている第１の出力コンデンサとを備える。前記電源装置は、前記第１の出力コンデンサを挟んで前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子と電気的に直列接続されている電流抑制回路を備える。前記電源装置は、前記電流抑制回路を挟んで前記第１の出力コンデンサと電気的に並列接続され、かつ、負荷と電気的に接続される第２の出力コンデンサと、制御回路とを備える。前記制御回路は、前記電流抑制回路の動作状態を、遮断状態、導通状態、遷移状態に択一的に切り換えさせる。前記制御回路は、トリガ信号が入力されるまでは前記電流抑制回路の動作状態を遮断状態とし、前記トリガ信号が入力されると前記電流抑制回路の動作状態を前記遮断状態から前記遷移状態を経て前記導通状態に切り換えさせる。前記遮断状態は、前記ブーストコンバータの前記一方の出力端子から前記第２の出力コンデンサへの電路を遮断する動作状態である。前記導通状態は、前記電路を導通させる動作状態である。前記遷移状態は、前記遮断状態から前記導通状態へ所定の遷移時間を掛けて遷移する動作状態である。
【００１１】
本発明の一態様に係る音響装置は、前記電源装置と、スピーカと、前記電源装置から供給される電力で前記スピーカを駆動する駆動回路とを有する。
【００１２】
本発明の一態様に係る非常用装置は、前記音響装置と、前記音響装置を収容する筐体とを有する。前記音響装置は、外部からトリガ信号を受け取った場合に前記スピーカから避難誘導用の音を出力させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電源装置、音響装置及び非常用装置は、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る非常用装置の斜視図である。
【図２】図２は、同上の非常用装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一態様に係る電源装置及び音響装置の回路図である。
【図４】図４は、同上の電源装置及び音響装置の動作説明用のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一態様に係る電源装置、音響装置及び非常用装置の実施形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１６】
本実施形態の非常用装置３は、建物の避難口を表示するための誘導灯器具として実現されている。非常用装置３は、誘導灯信号装置から誘導音指示信号を受けた場合に誘導効果を高めるために、本実施形態の音響装置２から誘導音（「避難口はこちらです。」というような音声メッセージ）を出力させるように構成されている。また、非常用装置３は、誘導灯信号装置から点滅指示信号を受けた場合に誘導効果を高めるために点滅光源を点滅させるように構成されている。なお、以下の説明においては、特に断りのない限り、図１に矢印で示す向きにおいて、非常用装置３の上下、左右及び前後の各方向を規定する。
【００１７】
非常用装置３は、図１及び図２に示すように、表示ユニット４、点滅光源ユニット５、駆動装置６、第２蓄電池ブロック７、筐体３０などを有している。
【００１８】
筐体３０は、それぞれ長方形の前壁３１、後壁３２及び４つの側壁３３を有する直方体状に形成されている。ただし、本実施形態における筐体３０は、本体３００とプレート３０１で構成されている。本体３００は、前面が開放された箱形に形成されており、筐体３０の後壁３２と４つの側壁３３を構成している。上側の側壁３３には一対の穴３０３が貫通している（図２参照）。
【００１９】
プレート３０１は、四角形の平板状に形成された主部３０１０と、主部３０１０の４つの辺から後方へ立ち上がる４つの側部３０１１とを有している。プレート３０１の主部３０１０は筐体３０の前壁３１を構成している。プレート３０１の４つの側部３０１１は筐体３０の４つの側壁３３の前端部分を構成している。プレート３０１は、一対の取付ばね３０２によって着脱可能に本体３００に取り付けられる。本体３００の前面にプレート３０１が取り付けられることによって筐体３０が構成される。なお、筐体３０（本体３００及びプレート３０１）は、鋼板などの不燃物で形成されている。
【００２０】
筐体３０の内底面（後壁３２の前面）には取付台３５がねじ止めされている。取付台３５は、合成樹脂材料によって前面と下面が開放された箱形に形成されている。表示ユニット４及び駆動装置６は取付台３５に取り付けられた状態で筐体３０内に収容されている。
【００２１】
表示ユニット４は、表示板４０と、光源ブロック４１と、点灯ブロック４２と、第１蓄電池ブロック４３とを有している。
【００２２】
表示板４０は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって四角形の板状に形成されている。ただし、表示板４０は、前後方向の厚みを上端から下端に向かって徐々に小さくするように形成されている。表示板４０の前面には避難口を示すピクトグラムが描かれている。
【００２３】
光源ブロック４１は、１つ以上のＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、ＬＥＤから放射される光を導光する導光部材と、ＬＥＤ及び導光部材を収容するケース４１０とを備える。ケース４１０の下面には導光部材から出射する光をケース４１０の外に放射するための開口が設けられている。光源ブロック４１は、図２に示すように、取付台３５の上部に取り付けられる。また、表示板４０は、上側面を光源ブロック４１のケース４１０の開口に対向させるようにして取付台３５に取り付けられる。
【００２４】
第１蓄電池ブロック４３は、電気絶縁性を有する合成樹脂製の電池ケースに複数の電池セルを収容して構成されている。電池セルは、ニッケル水素電池のような蓄電池である。第１蓄電池ブロック４３は、取付台３５の右端に収容されている（図２参照）。
【００２５】
点灯ブロック４２は、常用点灯回路と、第１充電回路と、非常用点灯回路と、第１制御回路とを有している。常用点灯回路は、外部電源（例えば、商用の電力系統）から供給される電力でＬＥＤを点灯させる。第１充電回路は、外部電源から供給される電力で第１蓄電池ブロック４３の電池セルを充電する。非常用点灯回路は、外部電源の電力供給が停止した場合、第１蓄電池ブロック４３から放電される電力でＬＥＤを点灯させる。第１制御回路は、外部電源の給電状況を監視し、外部電源から電力供給されているときは常用点灯回路と第１充電回路を動作させるとともに非常用点灯回路を停止させる。また、第１制御回路は、外部電源の電力供給が停止（停電）したときは常用点灯回路と第１充電回路を停止させるとともに非常用点灯回路を動作させる。
【００２６】
さらに、第１制御回路は、第１充電回路を動作させているときに第１表示素子を発光させて充電中であることを表示する。第１制御回路は、第１点検スイッチがオンされている間、常用点灯回路及び第１充電回路を強制的に停止させるとともに非常用点灯回路を強制的に動作させて光源ブロック４１のＬＥＤを点灯させる。第１制御回路は、自己点検スイッチが所定時間（例えば、２秒）以上オンされると自己点検動作を行う。また、第１制御回路は、受光素子において赤外線を通信媒体とする制御信号を受信した場合も自己点検動作を行う。自己点検動作は、規定時間（２０分又は６０分）が経過するまで常用点灯回路及び第１充電回路を強制的に停止させるとともに非常用点灯回路を強制的に動作させて光源ブロック４１のＬＥＤを点灯させる動作である。そして、第１制御回路は、規定時間が経過したら非常用点灯回路を停止させて非常用点灯回路の入力電圧、すなわち、第１蓄電池ブロック４３の電池電圧を測定し、電池電圧の測定値に基づいて第１蓄電池ブロック４３の良否を判定する。第１制御回路は、第１蓄電池ブロック４３を良好と判定した場合に第１表示素子を連続して発光させ、第１蓄電池ブロック４３を不良と判定した場合に第１表示素子を間欠的に発光（点滅）させる。
【００２７】
表示ユニット４は、筐体３０の前壁３１（プレート３０１の主部３０１０）に設けられた四角形状の窓３１０から表示板４０の前面を露出させるようにして筐体３０内に収容される。表示ユニット４は、光源ブロック４１から表示板４０の上面に光を入射させ、表示板４０全体を発光させることにより、表示板４０の前面の輝度を高めてピクトグラムの視認性を高めている。
【００２８】
点滅光源ユニット５は、ＬＥＤからなる点滅光源と、点滅光源（ＬＥＤ）から放射される光の配光を制御するレンズ５５と、点滅光源及びレンズ５５が取り付けられる取付部材５６とを有している。点滅光源ユニット５は、筐体３０の内底面（後壁３２の前面）における下端部分に取付部材５６が固定されることによって筐体３０内に収容されている（図２参照）。ただし、レンズ５５は、筐体３０の下側の側壁３３における長手方向（左右方向）の中央に設けられた挿通穴３４を通して筐体３０の外に突出する。
【００２９】
また、取付部材５６には点滅光源ユニット５だけでなく、第１スイッチブロック５７及び第２スイッチブロック５８が取り付けられている。
【００３０】
第１スイッチブロック５７は、上述した第１点検スイッチ、自己点検スイッチ、第１表示素子、受光素子が実装されたプリント配線板と、プリント配線板を収容する第１ケースと、第１点検スイッチを操作するための第１押釦５７１とを備える。第１ケースは、合成樹脂材料によって直方体形状の箱形に形成されている。第１ケースの下面には、第１押釦５７１が収容される第１操作穴と、第１操作穴よりも径の小さい第２操作穴と、第１表示穴と、第１操作穴とほぼ同径の受光穴とが設けられている。
【００３１】
第１押釦５７１は円柱状に形成されており、上下方向に移動可能な状態で第１操作穴内に収容されている。第１ケース内において第１操作穴と上下方向に対向する位置に、押釦スイッチからなる第１点検スイッチが配置されている。したがって、第１ケースの外から押された第１押釦５７１が第１ケース内に移動し、第１押釦５７１の上端で第１点検スイッチが押操作されてオンする。第１ケース内において第２操作穴と上下方向に対向する位置に、押釦スイッチからなる自己点検スイッチが配置されている。すなわち、自己点検スイッチは、第２操作穴を通して第１ケースの外から挿入される細い工具（例えば、ドライバなど）の先端で押操作されてオンする。第１ケース内において第１表示穴と上下方向に対向する位置に第１表示素子が配置されている。すなわち、第１表示素子の発する光は第１表示穴を通して第１ケースの外に放射される。第１ケース内において受光穴と上下方向に対向する位置に受光素子が配置されている。すなわち、自己点検用のリモートコントローラから送信される制御信号が受光穴を通して受光素子で受光（受信）される。なお、第１点検スイッチ、自己点検スイッチ、第１表示素子及び受光素子は、それぞれ複数の電線によって点灯ブロック４２と電気的に接続されている。
【００３２】
第２スイッチブロック５８は、第２点検スイッチ及び第２表示素子が実装されたプリント配線板と、プリント配線板を収容する第２ケース５８０と、第２点検スイッチを操作するための第２押釦５８１とを備える。第２ケース５８０は、合成樹脂材料によって直方体形状の箱形に形成されている。
【００３３】
第２ケース５８０の下面には、第２押釦５８１が収容される第３操作穴と、第３操作穴よりも径の小さい第２表示穴とが設けられている。第２押釦５８１は円柱状に形成されており、上下方向に移動可能な状態で第３操作穴内に収容されている。第２ケース５８０内において第３操作穴と上下方向に対向する位置に、押釦スイッチからなる第２点検スイッチが配置されている。したがって、第２ケース５８０の外から押された第２押釦５８１が第２ケース５８０内に移動し、第２押釦５８１の上端で第２点検スイッチが押操作されてオンする。第２ケース５８０内において第２表示穴と上下方向に対向する位置に第２表示素子が配置されている。すなわち、第２表示素子の発する光は第２表示穴を通して第２ケース５８０の外に放射される。
【００３４】
筐体３０の下側の側壁３３に、第１スイッチブロック５７の第１ケースの第１操作穴、第２操作穴、第１表示穴及び受光穴、第２スイッチブロック５８の第２ケース５８０の第３操作穴及び第２表示穴と各々一対一に対応した複数の穴３３１〜３３６が設けられている。穴３３１は、第１操作穴と対向している。したがって、第１押釦５７１の先端部分が穴３３１を通して筐体３０の外に突出する。穴３３２は第２操作穴と対向している。穴３３３は第１表示穴と対向している。穴３３４は受光穴と対向している。穴３３５は第３操作穴と対向している。したがって、第２押釦５８１の先端部分が穴３３５を通して筐体３０の外に突出する。穴３３６は第２表示穴と対向している。
【００３５】
第２蓄電池ブロック７は、複数本の乾電池型の電池セルが熱収縮チューブに包まれて構成されている。各電池セルは、ニッケル水素電池のような蓄電池である。第２蓄電池ブロック７は、筐体３０内において取付台３５の左隣に収容されている（図２参照）。また、筐体３０内における第２蓄電池ブロック７の上方に、音響装置２を構成するスピーカ２１が収容されている。筐体３０の前壁３１（プレート３０１の主部３０１０）における窓３１０の左側に、スピーカ２１用の窓３１１が開口している。この窓３１１は、カバー３１２で塞がされている。ただし、カバー３１２は、カバー３１２の厚み方向に貫通する多数の穴を有している。つまり、スピーカ２１から出力される音がカバー３１２を貫通する多数の穴を通して筐体３０の外に放出される。
【００３６】
駆動装置６は、点滅光源ユニット５の点滅光源を駆動する点滅光源駆動回路と、音響装置２に含まれる電源装置１、駆動回路２０及び音響出力回路１４２とを有する。駆動装置６は、更に、点滅光源駆動回路及び音響装置２に電力を供給するための第２蓄電池ブロック７を充電する第２充電回路と、点滅光源駆動回路及び第２充電回路を制御する第２制御回路とを有する。第２制御回路は、信号線を介して誘導灯信号装置から点滅指示信号を受信したとき、点滅光源駆動回路を制御し、第２蓄電池ブロック７から供給される電力で点滅光源を駆動して点滅光源を発光させる。ただし、第２制御回路は、誘導効果を高めるために点滅光源を間欠駆動するように駆動回路を制御する。例えば、第２制御回路は、約５００ｍｓ毎に約５０ｍｓの期間だけ点滅光源を駆動して発光させるように駆動回路を制御することが好ましい。第２充電回路は、外部電源から供給される電力で第２蓄電池ブロック７を充電する。さらに、第２制御回路は、第２充電回路を動作させているときに第２表示素子を発光させて充電中であることを表示する。第２制御回路は、第２点検スイッチがオンされている間、第２充電回路を強制的に停止させるとともに駆動回路を制御して第２蓄電池ブロック７から供給される電力で点滅光源ユニット５の点滅光源を発光させる。
【００３７】
非常用装置３は、壁や天井Ｔ１などの造営材に取り付けられる。例えば、天井Ｔ１に上端部分が埋め込まれている２本の吊りボルトＴ１０の各々が、非常用装置３の筐体３０の上方の側壁３３に設けられている一対の穴３０３のそれぞれに挿通され、各吊りボルトＴ１０にナット（図示せず）が締め付けられる。このように非常用装置３は、一対の吊りボルトＴ１０に筐体３０が固定されることで天井Ｔ１に設置される。
【００３８】
続いて、本実施形態の音響装置２及び電源装置１について、図３及び図４を参照して詳細に説明する。
【００３９】
音響装置２は、図３に示すように、スピーカ２１と、スピーカ２１を駆動する駆動回路（スピーカアンプ）２０と、駆動回路２０にスピーカ２１を駆動するための電力を供給する、本実施形態の電源装置１とを有している。音響装置２は、音響出力回路１４２を更に有することが好ましい。
【００４０】
音響出力回路１４２は、例えば、音声合成ＬＳＩで構成される。音響出力回路１４２は、合成した誘導音をスピーカ２１から出力させるための音響信号Ｓ３を駆動回路２０に出力する。駆動回路２０は、音響出力回路１４２から入力される音響信号Ｓ３を、電源装置１から供給される電力によって増幅し、増幅した音響信号Ｓ３をスピーカ２１に出力することでスピーカ２１から誘導音を出力させるように構成されている。
【００４１】
電源装置１は、図３に示すように、ブーストコンバータ１０と、第１の出力コンデンサ１１と、第２の出力コンデンサ１２と、電流抑制回路１３と、コンバータ制御回路１４０と、制御回路１４１とを備えている。
【００４２】
ブーストコンバータ１０は、第２蓄電池ブロック７の蓄電池７０から入力される直流電圧（蓄電池電圧）Ｖ１を昇圧するように構成されている。ブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）１０は、スイッチング素子Ｑ１、チョークコイルＬ１、ダイオードＤ１、抵抗器Ｒ１などを有している。チョークコイルＬ１の第１端は、蓄電池７０の正極と電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、例えば、エンハンスメント形のＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）からなる。スイッチング素子Ｑ１のドレインがチョークコイルＬ１の第２端及びダイオードＤ１のアノードと電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソースが抵抗器Ｒ１の第１端と電気的に接続されている。抵抗器Ｒ１の第２端が蓄電池７０の負極及びブーストコンバータ１０の負極側の出力端子１０２と電気的に接続されている。ダイオードＤ１のカソードはブーストコンバータ１０の正極側の出力端子１０１と電気的に接続されている。
【００４３】
コンバータ制御回路１４０は、第１の出力コンデンサ１１の両端電圧（コンバータ出力電圧Ｖ２）を検出し、コンバータ出力電圧Ｖ２を所定の目標値に一致させるように、スイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する。なお、コンバータ制御回路１４０がスイッチング素子Ｑ１をスイッチングするためにスイッチング素子Ｑ１のゲートに入力する信号をコンバータ制御信号Ｓ１と呼ぶ。
【００４４】
第１の出力コンデンサ１１の第１端がブーストコンバータ１０の正極側の出力端子１０１と電気的に接続され、第１の出力コンデンサ１１の第２端がブーストコンバータ１０の負極側の出力端子１０２と電気的に接続されている。
【００４５】
電流抑制回路１３は、トランジスタ１３０と、遅延回路１３１と、レベルシフト回路１３２とを有している。トランジスタ１３０は、例えば、エンハンスメント形のＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。トランジスタ１３０のソースがブーストコンバータ１０の正極側の出力端子１０１と電気的に接続されている。トランジスタ１３０のドレインが第２の出力コンデンサ１２の正極と電気的に接続されている。トランジスタ１３０は、ゲート・ソース間電圧がしきい値電圧未満のときにオフ状態となる。また、ゲート・ソース間電圧がしきい値電圧よりも十分に高い電圧（完全オン電圧と呼ぶ。）まで上昇すれば、トランジスタ１３０は完全なオン状態となる。さらに、ゲート・ソース間電圧がしきい値電圧以上、完全オン電圧未満の範囲においては、トランジスタ１３０は、オフ状態からオン状態に遷移する過渡状態となる。なお、過渡状態におけるトランジスタ１３０は、ゲート・ソース間電圧の上昇に伴ってオン抵抗が減少する。つまり、電流抑制回路１３は、トランジスタ１３０がオン状態のときにブーストコンバータ１０の出力端子１０１から負荷（駆動回路２０）への給電用の電路を導通させる導通状態とする。また、電流抑制回路１３は、トランジスタ１３０がオフ状態のときに給電用の電路を遮断する遮断状態となる。さらに、電流抑制回路１３は、トランジスタ１３０が過渡状態のときに遮断状態から導通状態に遷移する遷移状態となる。
【００４６】
レベルシフト回路１３２は、制御回路１４１から駆動信号Ｓ２が入力されていないときにトランジスタ１３０のゲート電位を上昇（レベルシフト）させてゲート・ソース間電圧をしきい値電圧未満とする。一方、制御回路１４１から駆動信号Ｓ２が入力されているとき、レベルシフト回路１３２は、トランジスタ１３０のゲート電位を下降させてゲート・ソース間電圧を完全オン電圧まで上昇させる。なお、制御回路１４１から出力される駆動信号Ｓ２は、方形波の電圧信号である。
【００４７】
遅延回路１３１は、例えば、ＣＲ回路（積分回路）を有している。遅延回路１３１は、制御回路１４１から出力される駆動信号Ｓ２の立ち上がりからトランジスタ１３０のゲート・ソース間電圧が完全オン電圧に達するまでの時間を遅延させる。つまり、電流抑制回路１３は、遅延回路１３１によるゲート・ソース間電圧上昇の遅延時間中に遷移状態となり、遅延時間の経過後に導通状態となる。
【００４８】
第２の出力コンデンサ１２の負極がブーストコンバータ１０の負極側の出力端子１０２と電気的に接続されている。また、第２の出力コンデンサ１２には負荷用コンデンサＣ０が電気的に並列接続されている。そして、負荷用コンデンサＣ０の両端電圧が電源装置１の出力電圧Ｖ３として負荷（駆動回路２０）に印加される。なお、第２の出力コンデンサ１２及び負荷用コンデンサＣ０は、いずれも電解コンデンサで構成されることが好ましい。ただし、第２の出力コンデンサ１２と負荷用コンデンサＣ０とは、１つの電解コンデンサで兼用されてもかまわない。
【００４９】
制御回路１４１は、方形波の電圧信号からなる駆動信号Ｓ２を電流抑制回路１３に出力する。制御回路１４１は、マイクロコントローラを有している。制御回路１４１は、コンバータ制御回路１４０及び音響出力回路１４２をそれぞれ制御する。ただし、コンバータ制御回路１４０、制御回路１４１、音響出力回路１４２はそれぞれ単独の半導体集積回路で構成されてもよい。あるいは、コンバータ制御回路１４０と音響出力回路１４２のうちの少なくとも一つは、制御回路１４１が有するマイクロコントローラ（ハードウェア）とソフトウェアとで実現されてもよい。
【００５０】
以下、図３と図４を参照しながら電源装置１及び音響装置２の動作を説明する。ただし、図４は、上段から順番に、蓄電池電圧Ｖ１、コンバータ出力電圧Ｖ２、電源装置１の出力電圧Ｖ３、誘導灯信号装置から音響装置２に入力される誘導音指示信号Ｓ４、駆動信号Ｓ２、コンバータ制御信号Ｓ１、音響信号Ｓ３の各々の波形を示している。誘導灯信号装置は、音響装置２に対して誘導音の出力を指示する場合に誘導音指示信号Ｓ４をハイレベルからローレベルに変化させる。なお、以下の説明においては、誘導音指示信号Ｓ４がハイレベルからローレベルに立ち下がることを、「誘導音指示信号Ｓ４が入力される」と言い換える場合がある。
【００５１】
制御回路１４１は、誘導音指示信号Ｓ４が入力されていない期間（時間ｔ＜ｔ２）では、駆動信号Ｓ２を出力せず、かつ、コンバータ制御回路１４０及び音響出力回路１４２に対して、コンバータ制御信号Ｓ１及び音響信号Ｓ３の出力を停止させている。つまり、コンバータ制御回路１４０がコンバータ制御信号Ｓ１を出力しないことでブーストコンバータ１０が停止している。また、制御回路１４１が駆動信号Ｓ２を出力しないことで電流抑制回路１３が遮断状態に維持される。ここで、ブーストコンバータ１０が停止しているときもチョークコイルＬ１及びダイオードＤ１を介して蓄電池７０の正極と正極側の出力端子１０１とが電気的に繋がっている。そのため、ブーストコンバータ１０の停止中にブーストコンバータ１０の出力端子１０１、１０２から駆動回路２０までの電路（回路）が閉じていると、蓄電池７０から駆動回路２０に放電されて蓄電池７０の容量が減少してしまうおそれがある。これに対して本実施形態の電源装置１では、誘導音指示信号Ｓ４が入力されていない期間、蓄電池７０から駆動回路２０までの電路が電流抑制回路１３によって遮断されるので、無駄な放電による蓄電池７０の容量の減少を防ぐことができる。
【００５２】
制御回路１４１は、外部（誘導音信号装置）から誘導音指示信号Ｓ４が入力されると（時間ｔ＝ｔ２）、駆動信号Ｓ２をハイレベルに立ち上げる（駆動信号Ｓ２を出力する）。ただし、この時点で、制御回路１４１は、コンバータ制御回路１４０及び音響出力回路１４２からコンバータ制御信号Ｓ１及び音響信号Ｓ３を出力させない。
【００５３】
電流抑制回路１３のレベルシフト回路１３２は、駆動信号Ｓ２がローレベルからハイレベルに立ち上がると、トランジスタ１３０のゲート電位を下降させてゲート・ソース間電圧を完全オン電圧まで上昇させるように動作する。しかしながら、遅延回路１３１がレベルシフト回路１３２によるトランジスタ１３０のゲート電位の下降を遅延させる。そのため、遅延回路１３１がゲート・ソース間電圧の上昇を遅延させている遅延時間中（時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３）においては、トランジスタ１３０が過渡状態となってオン抵抗を徐々に減少させる。その結果、電源装置１の出力電圧Ｖ３は、０Ｖから蓄電池７０の蓄電池電圧Ｖ１にほぼ等しい電圧まで緩やかに上昇する。つまり、電流抑制回路１３では、遅延回路１３１がゲート・ソース間電圧の上昇を遅延させるので、ゲート・ソース間電圧の上昇を遅延させない場合に比べて、第２の出力コンデンサ１２及び負荷用コンデンサＣ０に流れる突入電流の抑制を図ることができる。
【００５４】
制御回路１４１は、トランジスタ１３０が過渡状態から完全オン状態に移行した後、コンバータ制御回路１４０からコンバータ制御信号Ｓ１を出力させる（時間ｔ＝ｔ４）。ブーストコンバータ１０は、コンバータ制御回路１４０からコンバータ制御信号Ｓ１が出力されることで動作を開始し、蓄電池電圧Ｖ１を昇圧する。そして、蓄電池電圧Ｖ１よりも高い電圧まで昇圧されたコンバータ出力電圧Ｖ２が電流抑制回路１３及び第２の出力コンデンサ１２を介して負荷用コンデンサＣ０の両端に印加される。
【００５５】
制御回路１４１は、コンバータ制御回路１４０にブーストコンバータ１０の動作を開始させた後、音響出力回路１４２から駆動回路２０に音響信号Ｓ３を出力させる（時間ｔ＝ｔ５）。駆動回路２０は、電源装置１の出力電圧Ｖ３によって音響信号Ｓ３を増幅し、増幅した音響信号Ｓ３でスピーカ２１を駆動する。その結果、音響装置２のスピーカ２１から誘導音が出力される。なお、第２点検スイッチがオンされた場合にも、制御回路１４１に誘導音指示信号Ｓ４が入力され、音響装置２のスピーカ２１から誘導音が出力される。
【００５６】
ところで、非常用装置３においては、蓄電池７０が寿命末期に達した場合に第２蓄電池ブロック７の交換作業が行われる。当該交換作業においては、古い蓄電池７０が電源装置１から電気的に切り離され、第１の出力コンデンサ１１、第２の出力コンデンサ１２及び負荷用コンデンサＣ０の各々が十分に放電された後、新しい蓄電池７０が電源装置１と電気的に接続されると考えられる。そうすると、新しい蓄電池７０が満充電又は満充電に近い状態まで充電されていた場合、新しい蓄電池７０が電源装置１と電気的に接続された瞬間に突入電流が電源装置１に流れ込む。突入電流の大きさは、新しい蓄電池７０と閉回路を形成するコンデンサの容量が大きいほど大きくなる。
【００５７】
電源装置１では、通常、第２蓄電池ブロック７の交換作業中に誘導音指示信号Ｓ４が入力されることはないので、電流抑制回路１３が遮断状態になっている。そのため、電源装置１において新しい蓄電池７０と閉回路を形成するコンデンサは第１の出力コンデンサ１１のみとなる。一方、電源装置１が駆動回路２０に給電している場合、ブーストコンバータ１０の一対の出力端子１０１、１０２間には、第１の出力コンデンサ１１、第２の出力コンデンサ１２及び負荷用コンデンサＣ０の３つのコンデンサが電気的に並列接続される。つまり、電源装置１が駆動回路２０に給電している場合、ブーストコンバータ１０の一対の出力端子１０１、１０２に接続されるコンデンサの容量が３つのコンデンサ１１、１２、Ｃ０の各容量の合成容量となる。第１の出力コンデンサ１１、第２の出力コンデンサ１２及び負荷用コンデンサＣ０の並列回路における合成容量は、それぞれのコンデンサ１１、１２、Ｃ０の容量の和であるから、第１の出力コンデンサ１１の容量よりも十分に大きくなる。
【００５８】
したがって、図４に示すように、新しい蓄電池７０が電源装置１と電気的に接続され、ブーストコンバータ１０に入力される蓄電池電圧Ｖ１が立ち上がると（時間ｔ＝ｔ１）、上述したように蓄電池電圧Ｖ１によって第１の出力コンデンサ１１が充電される。そして、第１の出力コンデンサ１１の両端電圧（コンバータ出力電圧Ｖ２）が蓄電池電圧Ｖ１に等しい電圧となるまで蓄電池７０から第１の出力コンデンサ１１に電流（突入電流）が流れ込む。しかしながら、蓄電池７０から第１の出力コンデンサ１１に流れ込む電流の大きさは、第１の出力コンデンサ１１の容量で決まるので、３つのコンデンサ１１、１２、Ｃ０に電流が流れ込む場合と比較して大幅に減少する。なお、第１の出力コンデンサ１１の容量は、第２の出力コンデンサ１２と負荷用コンデンサＣ０の合成容量よりも小さい方が電流の抑制に適している。ただし、第１の出力コンデンサ１１の容量が、第２の出力コンデンサ１２と負荷用コンデンサＣ０の合成容量よりと同じ又は大きい場合であっても、電流の抑制を図ることは可能である。また、負荷用コンデンサＣ０は第２の出力コンデンサ１２と兼用されてもかまわない。
【００５９】
上述のように本実施形態の電源装置１では、ブーストコンバータ１０の出力電圧を平滑するためのキャパシタンスを、電流抑制回路１３の前段（入力側）に配置される第１の出力コンデンサ１１の容量と、電流抑制回路１３の後段（出力側）に配置される第２の出力コンデンサ１２の容量とに分配している。さらに、電流抑制回路１３は、誘導音指示信号Ｓ４が電源装置１の制御回路１４１に入力されていないときにブーストコンバータ１０から負荷（駆動回路２０）への給電路（電路）を遮断している。そのため、電源装置１は、第２蓄電池ブロック７の交換作業時においても電流（突入電流）の抑制を図ることができる。ただし、蓄電池７０が電源装置１に対して着脱される機会は、第２蓄電池ブロック７の交換作業に限定されず、例えば、非常用装置３の設置作業も含まれる。
【００６０】
しかも、本実施形態の電源装置１では、電流抑制回路と遮断回路を一つの電流抑制回路１３にまとめてブーストコンバータ１０の後段（出力側）に配置している。そのため、それぞれが半導体素子を用いて構成される複数種類の回路（電流抑制回路と遮断回路）を備える場合に比べて、電源装置１は、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上、例えば、突入電流による回路素子の劣化等の抑制を図ることができる。
【００６１】
なお、本実施形態の非常用装置３は誘導灯器具に限定されない。例えば、非常用装置は、表示ユニット４及び点滅光源ユニット５の少なくとも一方を備えない構成であってもよい。
【００６２】
上述のように本発明の第１の態様に係る電源装置（１）は、非常用電源（蓄電池７０）から入力する入力電圧（蓄電池電圧Ｖ１）を昇圧するブーストコンバータ（１０）を備える。電源装置（１）は、ブーストコンバータ（１０）の一対の出力端子（１０１，１０２）と電気的に並列接続されている第１の出力コンデンサ（１１）を備える。電源装置（１）は、第１の出力コンデンサ（１１）を挟んで一対の出力端子（１０１，１０２）のうちの一方の出力端子（１０１）と電気的に直列接続されている電流抑制回路（１３）を備える。電源装置（１）は、電流抑制回路（１３）を挟んで第１の出力コンデンサ（１１）と電気的に並列接続され、かつ、負荷（駆動回路２０）と電気的に接続される第２の出力コンデンサ（１２）と、制御回路（１４１）を備える。制御回路（１４１）は、電流抑制回路（１３）の動作状態を、遮断状態、導通状態、遷移状態に択一的に切り換えさせる。制御回路（１４１）は、トリガ信号（誘導音指示信号Ｓ４）が入力されるまでは電流抑制回路（１３）の動作状態を遮断状態とし、トリガ信号が入力されると電流抑制回路（１３）の動作状態を遮断状態から遷移状態を経て導通状態に切り換えさせる。遮断状態は、ブーストコンバータ（１０）の一方の出力端子（１０１）から第２の出力コンデンサ（１２）への電路を遮断する動作状態である。導通状態は、電路を導通させる動作状態である。遷移状態は、遮断状態から導通状態へ所定の遷移時間を掛けて遷移する動作状態である。
【００６３】
第１の態様に係る電源装置（１）は、ブーストコンバータ（１０）の出力電圧を平滑するためのコンデンサを、第１の出力コンデンサ（１１）と第２の出力コンデンサ（１２）に分割して電流抑制回路（１３）の前段と後段に振り分けて配置している。そのため、第１の態様に係る電源装置（１）は、ブーストコンバータ（１０）の入力電圧が急激に立ち上がったときに流れる突入電流を抑制することができる。また、第１の態様に係る電源装置（１）は、トリガ信号が入力されるまでは制御回路（１４１）が電流抑制回路（１３）の動作状態を遮断状態とすることによって無駄な電力消費を抑制することができる。しかも、第１の態様に係る電源装置（１）は、トリガ信号が入力されると制御回路（１４１）が電流抑制回路（１３）の動作状態を遮断状態から遷移状態を経て導通状態に切り換えさせるので、負荷への給電を開始するときの突入電流の抑制を図ることができる。その結果、第１の態様に係る電源装置（１）は、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上を図ることができる。
【００６４】
本発明の第２の態様に係る電源装置（１）は、第１の態様との組合せにより実現され得る。第２の態様に係る電源装置（１）において、第１の出力コンデンサ（１１）の容量が第２の出力コンデンサ（１２）の容量よりも小さいことが好ましい。
【００６５】
第２の態様に係る電源装置（１）は、第１の出力コンデンサ（１１）の容量が第２の出力コンデンサ（１２）の容量よりも大きい場合に比べて、突入電流の更なる抑制を図ることができる。
【００６６】
本発明の第３の態様に係る電源装置（１）は、第１又は第２の態様との組合せにより実現され得る。第３の態様に係る電源装置（１）において、電流抑制回路（１３）は、電路に挿入されるトランジスタ（１３０）を有することが好ましい。電流抑制回路（１３）は、制御回路（１４１）からトランジスタ（１３０）の制御端子（ゲート）に入力する駆動信号を遅延させる遅延回路（１３１）を有することが好ましい。
【００６７】
第３の態様に係る電源装置（１）は、負荷への給電を開始する際に第２の出力コンデンサ（１２）に流れ込む突入電流の更なる抑制を図ることができる。
【００６８】
本発明の第４の態様に係る電源装置（１）は、第３の態様との組合せにより実現され得る。第４の態様に係る電源装置（１）において、トランジスタ（１３０）は電界効果トランジスタであることが好ましい。遅延回路（１３１）は、トランジスタ（１３０）のゲート・ソース間に印加する駆動信号の電圧の変化を遅延させることが好ましい。
【００６９】
第４の態様に係る電源装置（１）は、負荷への給電を開始する際に第２の出力コンデンサ（１２）に流れ込む突入電流の更なる抑制を図ることができる。
【００７０】
本発明の第５の態様に係る電源装置（１）は、第３又は第４の態様との組合せにより実現され得る。第５の態様に係る電源装置（１）において、遅延回路（１３１）はＣＲ積分回路を有することが好ましい。
【００７１】
第５の態様に係る電源装置（１）は、遅延回路（１３１）の回路構成の簡素化を図ること画できる。
【００７２】
本発明の第６の態様に係る音響装置（２）は、第１〜第５のいずれかの態様に係る電源装置（１）と、スピーカ（２１）と、電源装置（１）から供給される電力でスピーカ（２１）を駆動する駆動回路（２０）とを有する。
【００７３】
第６の態様に係る音響装置（２）は、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上を図ることができる。
【００７４】
本発明の第７の態様に係る非常用装置（３）は、第６の態様に係る音響装置（２）と、音響装置（２）を収容する筐体（３０）とを有する。音響装置（２）は、外部からトリガ信号（誘導音指示信号Ｓ４）を受け取った場合にスピーカ（２１）から避難誘導用の音を出力させる。
【００７５】
第７の態様に係る非常用装置（３）は、回路規模の縮小を図りつつ信頼性の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  電源装置
２  音響装置
３  非常用装置
１０  ブーストコンバータ
１１  第１の出力コンデンサ
１２  第２の出力コンデンサ
１３  電流抑制回路
２０  駆動回路
２１  スピーカ
３０  筐体
７０  蓄電池（非常用電源）
１０１  出力端子
１０２  出力端子
１３０  トランジスタ
１３１  遅延回路
１４１  制御回路
Ｖ１  蓄電池電圧（入力電圧）
Ｓ４  誘導音指示信号（トリガ信号）
【図１】
2019115119.tif 000003
【図２】
2019115119.tif 000004
【図３】
2019115119.tif 000005
【図４】
2019115119.tif 000006