(57)【要約】【課題】  大型流通倉庫や大型店舗，高層ビルなど，大量の照明を長時間点灯している施設の電気使用量と維持費を軽減する手段であるＬＥＤを使用した照明に関する．太陽光発電を主に，商用系統電力を補助電源として使用するＬＥＤ照明のための電源設備は存在しない．商用交流電源をＬＥＤ照明にそのまま用いると，スイッチを投入した瞬間に突入電流が流れ，機器が破損する事態を招く．【解決手段】  主にバッテリーから，従に系統電源から自然に合流するように接続するには，太陽光発電電力をバッテリーに充電し，この電位を系統電圧より少し高めに設定して系統電源を整流分と合成させる．また，突入電流の緩和には，平滑コンデンサへの予備充電を行なう間点灯制御をする遅延スイッチや，電流制限を行なうソフトスイッチングシステムを用いる．【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上のエネルギー源によって発生させた電流を，自然の流入率で合流させ，直流機器を安定的に動作させる装置．
【請求項２】
商用電源や自家発電電源装置等により，ＬＥＤを使用した照明灯を点灯させる時に発生する初期突入電力の衝撃波を緩和し，正常に照明灯の点灯を可能とする回路．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は，ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とした照明装置の電源供給手段とその方法に関する．
【背景技術】
【０００２】  現在，白色ＬＥＤまたは昼光色ＬＥＤを照明に用いた工業製品は，懐中電灯をはじめ自動車の室内灯，夜間の防犯・防災灯など多種多様に存在する．【０００３】  これらの照明装置は，ＬＥＤのもつ省電力で高輝度，長寿命でメンテナンスがほとんど要らないなどの特長を利用したもので，今後もますます広範囲な利用が見込まれている．【０００４】  しかし，１個のＬＥＤが発する光の量は限られているため，より明るさを要求する広い室内，例えば流通倉庫や大型店舗のような箇所ではＬＥＤの個数を増やす必要がある．【０００５】  また，通常は【０００４】に例示した施設のほとんどが，照明用電源は定格電圧１００Ｖ（ボルト）または２００Ｖの交流電力（系統電力）であり，ＬＥＤが動作する３．５Ｖ程度の電圧に変換する必要がある．【０００６】  一方，ＬＥＤは消費電力が少ないため，太陽光発電によって得られる電気エネルギーで十分発光し，さらにこの太陽光エネルギーをバッテリーに蓄電することで，商用電力を用いずに昼夜を問わず点灯することが可能である．
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  商用の系統電力を電源とし，これを整流してＬＥＤを点灯する場合，スイッチを入れた瞬間に突入電流が流れ，ＬＥＤを破損してしまう恐れがある．
【０００８】  また，太陽光発電による電気エネルギーをＬＥＤ照明の電源に用いる場合，準備できるバッテリーに限界がある以上，蓄えた太陽光エネルギー以外の補助電源が不可欠となる．
【０００９】  そこで，太陽光エネルギー単独ではなく，その他の発電設備との併用や系統電力との連携が必要となる．
【００１０】  太陽光発電電力と系統電力を共用する場合，ＬＥＤは交流及び直流の何れでも動作するが，その他の電気機器の多くは交流で動作するように作られていることから，太陽光発電電力をＤＡ変換して交流電力として用いた方が機器類をそのまま使えて応用範囲が広い．
【００１１】  しかし，このときおよそ１０％程度の変換損失（インバータロス）を生じることとなり，せっかく太陽光によって発電した電力を，使う前から無駄に消費してしまうこととなる．
【００１２】  また，直流で使用する場合は系統電力をＡＤ変換し，太陽光発電電力が基準値を下回っていないかどうかを常に監視し，下回っているようであれば系統電力に切り替えるという方法が考えられるが，この場合比較回路が必要である．さらに，ＬＥＤ照明は１０００分の１秒間隔でＯＮ／０ＦＦができる反応速度を有するため，切り替え時に照明が点滅してしまうという懼れもある．
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明は，系統電力を整流し，ＬＥＤ照明を点灯させるとき，初期電源投入時に急激な突入電流が流れることを緩和させる．
【００１４】  図１に示すように，整流された系統電力は，コンデンサ先行充電用抵抗を通り，平滑コンデンサを充電する．
【００１５】  この入力電圧の平滑コンデンサは，容量を大きくするほど出力電圧が安定するが，突入電力が大きくなってしまうことになる．
【００１６】  そこで電源投入時，平滑コンデンサに０．５〜１．０秒ほど予備充電を行い，充電されているかどうかは常にＣＰＵが監視して，ＬＥＤの点灯を遅らせる遅延スイッチに制御信号を流し，満充電されていることをＣＰＵが検出すると，電流制限をかけてＬＥＤが点灯する．
【００１７】  また，太陽光発電システムから流入する電流は，図２のメインシステムに示すように，バッテリーが過充電とならないよう保護しながら充電し，マイナス端子を共用し，ラインを保護制御されて直流１００Ｖ〜２７０Ｖの電圧を出力する．
【００１８】  ＬＥＤ照明の主電源には，
【００１７】の太陽光発電電力を使用するが，
【０００９】に記述したように系統電力を補助電源として設備することが妥当である．
【００１９】  太陽光発電電力と系統電力の２電源を合成する方法として，図３に示す回路図で双方の基準電圧の設定値を工夫（太陽光側を少し高く設定）することにより接続する．
【発明の効果】
【００２０】  図１の平滑コンデンサ先行充電方式により，ＬＥＤ照明に電源投入したときに発生する突入電流の緩和が実現し，正常にＬＥＤ照明を点灯することが可能となる．
【００２１】  また，図３のソフトスイッチング回路は遅延時間を設定して電源投入時の電流制限を行なうことで，
【００２０】と同様に突入電流を緩和できる．
【００２２】  この回路のように系統電力を整流した直流電源を補助とし，主には太陽光発電電力の供給を受けて点灯する．日照時間によって太陽光発電の基準電圧にまで電位が減少すると自動的にその不足分のみが系統電源から流入し，再び日照回復により基準電圧を超過すると，太陽光発電電力のみで照明が点灯する．
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  図１の回路によるＬＥＤ照明の点灯は，既存の蛍光灯照明などをＬＥＤ照明に置き換える場合の設備に有効となる．【００２４】  図２及び図３の回路によるＬＥＤ照明の点灯は，太陽光発電システムを主として使用するタイプのコンセプトに沿った新設場所での設備に有効である．【００２５】  ここで対象としているＬＥＤ照明は，例えば倉庫や量販店のような広い敷地面積全体をカバーする室内および室外照明を指し，従来は蛍光灯や水銀灯で施されてきた照明を白色ＬＥＤに置き換えるような場面を想定しているものである．
【産業上の利用可能性】
【００２５】  長時間広い範囲で照明を必要とする業種はかなり多く，従来は大量の電気エネルギーを使用して昼夜を問わず点灯してきた照明を，ＬＥＤが台頭することにより大幅な電気エネルギーと温室効果ガスの削減を実現することから，産業上の利用可能性はきわめて高い．【００２６】  流通倉庫や大型店舗，大駐車場，商業施設や高層ビル群など，明るさを確保し，省エネ・エコロジーを実現するＬＥＤ照明の需要は限りなく多く，これを実現する上で不可欠な点灯装置の発明である．
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤ照明装置の点灯回路１
【図２】メインシステムブロック図
【図２】ＬＥＤ照明装置の点灯回路２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月11日(2006.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
流通倉庫や大型店舗，大駐車場，商業施設や高層ビル群など，明るさを確保し，省エネ・エコロジーを実現するＬＥＤ照明の需要は限りなく多く，これを実現する上で不可欠な点灯装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤ照明装置の点灯回路１
【図２】メインシステムブロック図
【図３】ＬＥＤ照明装置の点灯回路２