(57)【要約】【課題】  電気二重層コンデンサに充電した電力を無駄なく使用し、商用電源の停電時にＬＥＤランプをより長時間点灯させることができる停電用保安灯を提供する。【解決手段】  分電盤等の停電用保安灯１において、商用電源２の通電時に二つの電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２を充電する。コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の充電電圧を定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２により制限する。商用電源２の停電時に、ＰＮＰ型トランジスタＴＲ１がターンオンし、ＬＥＤランプ３がコンデンサＳＣ１，ＳＣ２の放電電流によって点灯する。このとき、スイッチングダイオードＤ２が定電圧ダイオードＺＤ２に向う放電電流を阻止し、ＮＰＮ型トランジスタＴＲ２が定電圧ダイオードＺＤ１に向う放電電流を阻止するので、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の放電電流をＬＥＤランプ３のみに効率よく流すことができる。【選択図】図１
2009095192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の通電時に充電される電気二重層コンデンサと、該通電時に電気二重層コンデンサの充電電圧を制限する定電圧ダイオードと、商用電源の停電時に電気二重層コンデンサの放電電流によって点灯するＬＥＤランプと、該停電時に電気二重層コンデンサから定電圧ダイオードに向う放電電流を阻止する電流制限素子とを備えたことを特徴とする停電用保安灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分電盤等において、商用電源の停電時にＬＥＤランプを点灯させる充電式の停電用保安灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用電源の通電時に電気二重層コンデンサを充電し、商用電源の停電時に電気二重層コンデンサの放電電流によりＬＥＤランプを点灯させる技術が知られている。また、電気二重層コンデンサの定格電圧は一般に２Ｖ程度と低いため、順方向電圧が３Ｖ以上のＬＥＤランプを点灯できるように、二つ以上の電気二重層コンデンサを直列に接続した停電用保安灯も提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３０３６１２号公報
【０００３】
図２は二つの電気二重層コンデンサを用いた従来の停電用保安灯を示す。この保安灯５１では、商用電源５２に二つの電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が直列に接続されている。一方の電気二重層コンデンサＳＣ１には定電圧ダイオードＺＤ１が設けられ、他方の電気二重層コンデンサＳＣ２に定電圧ダイオードＺＤ２が設けられている。また、商用電源５２には、トランジスタＴＲ１とＬＥＤランプ５３とが電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２に対し並列となるように配設されている。
【０００４】
商用電源５２の通電時には、交流電流がダイオードＤ１およびコンデンサＣによって整流・平滑され、スイッチングダイオードＤ２を流れる直流電流によって二つの電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が充電される。このとき、トランジスタＴＲ１にはベース電流が流れていないため、このトランジスタＴＲ１がターンオフし、ＬＥＤランプ５３が消灯している。また、定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２は、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の充電電圧を制限し、過電圧からコンデンサＳＣ１，ＳＣ２を保護している。
【０００５】
電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が十分に充電された状態で商用電源５２が停電すると、トランジスタＴＲ１のベース電位が下がり、コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の放電電流がスイッチングダイオードＤ２により逆流を阻止された状態でトランジスタＴＲ１のベースに流れる。これにより、トランジスタＴＲ１がターンオンし、ＬＥＤランプ５３が放電電流によって点灯する。停電が復旧すると、トランジスタＴＲ１がターンオフし、ＬＥＤランプ５３が消灯し、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が再充電される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、定格電圧が低い（５Ｖ以下）定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２は、一般に、ツェナー電流が小さくなるにしたがってツェナー電圧が低下する特性を持つ。例えば、定格電圧が３．９Ｖの定電圧ダイオードの場合は、ツェナー電流が３ｍＡから１ｍＡに低下すると、ツェナー電圧が３．９Ｖから３．３Ｖ程度に低下する。
【０００７】
図２に示す停電用保安灯５１では、定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２に流れるツェナー電流は充電時よりも放電時の方が小さいので、トランジスタＴＲ１がターンオンした瞬間に、定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２のツェナー電圧が低下する。ところが、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２は、充電時のツェナー電圧に相当する高い電圧を保っているため、放電電流がＬＥＤランプ５３のみならず、定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２にも無駄に流れる。このため、従来の停電用保安灯５１によると、定電圧ダイオードＺＤ１，Ｄ２側に流失した電力分だけ、ＬＥＤランプ５３の点灯時間が短くなるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電気二重層コンデンサに充電した電力を無駄なく使用し、商用電源の停電時に、ＬＥＤランプをより長時間点灯させることができる停電用保安灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の停電用保安灯は、商用電源の通電時に充電される電気二重層コンデンサと、該通電時に電気二重層コンデンサの充電電圧を制限する定電圧ダイオードと、商用電源の停電時に電気二重層コンデンサの放電電流によって点灯するＬＥＤランプと、該停電時に電気二重層コンデンサから定電圧ダイオードに向う放電電流を阻止する電流制限素子とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、電気二重層コンデンサの個数は、特に限定されず、ＬＥＤランプの動作電圧に応じて適宜に選択できる。分電盤の内部を照明する停電用保安灯の場合は、二つの電気二重層コンデンサに同数の定電圧ダイオードを組み合わせて使用できる。電流制限素子は、特定の素子に限定されないが、例えば、トランジスタ、スイッチングダイオード、抵抗などを使用できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の停電用保安灯において、商用電源が停電すると、定電圧ダイオードのツェナー電圧が低下するが、電気二重層コンデンサからの放電電流は電流制限素子によって定電圧ダイオード側への流入が阻止された状態でＬＥＤランプのみに流れる。従って、通電時に充電した電気二重層コンデンサの電力をＬＥＤランプで効率よく消費し、ＬＥＤランプの点灯時間を延長できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を分電盤の停電用保安灯に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この停電用保安灯１では、商用電源２に二つの電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が直列に接続されている。また、商用電源２には、ＰＮＰ型トランジスタＴＲ１とＬＥＤランプ３とが電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２に対し並列となるように配設されている。
【００１３】
そして、商用電源２の通電時には、交流電流がダイオードＤ１およびコンデンサＣにより整流・平滑され、スイッチングダイオードＤ２を流れる直流電流によって電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が充電される。商用電源２の停電時には、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の放電電流がＰＮＰ型トランジスタＴＲ１のベースに流れ、トランジスタＴＲ１がターンオンし、ＬＥＤランプ３が放電電流によって点灯し、分電盤の内部を照明する。
【００１４】
一方の電気二重層コンデンサＳＣ１には、ＮＰＮ型トランジスタＴＲ２と定電圧ダイオードＺＤ１とが組み合わされている。また、スイッチングダイオードＤ２より商用電源２側には、二つの電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２に共通する定電圧ダイオードＺＤ２が設けられている。そして、商用電源２の通電時に、二つの定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２が、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の充電電圧を制限し、過電圧からコンデンサＳＣ１，ＳＣ２を保護するようになっている。
【００１５】
具体的には、定電圧ダイオードＺＤ２のツェナー電圧をＶz2、スイッチングダイオードＤ２の順方向電圧をＶdとしたとき、二つの電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の充電電圧Ｖscは、
Ｖsc＝Ｖz2−Ｖd
に制限される。
【００１６】
また、定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電圧をＶz1、ＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のコレクタ・エミッタ間電圧をＶceとしたとき、一方の電気二重層コンデンサＳＣ１の充電電圧Ｖsc1は、
Ｖsc1＝Ｖz1＋Ｖce
に制限される。
【００１７】
よって、他方の電気二重層コンデンサＳＣ２の充電電圧Ｖsc2は、
Ｖsc2＝Ｖsc−Ｖsc1＝（Ｖz2−Ｖd）−（Ｖz1＋Ｖce）
に制限される。
【００１８】
電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２が十分に充電された状態で商用電源２が停電すると、ＰＮＰ型トランジスタＴＲ１のベース電位が低下するため、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の放電電流がトランジスタＴＲ１のベースに流れ、トランジスタＴＲ１がターンオンし、ＬＥＤランプ３が放電電流によって点灯する。このとき、スイッチングダイオードＤ２が電流制限素子として機能し、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２から定電圧ダイオードＺＤ２に向う放電電流を阻止する。
【００１９】
また、停電時には、ＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のベース電位が低下するため、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の放電電流がトランジスタＴＲ２のベースに流れず、トランジスタＴＲ２がターンオフする。そして、オフ状態のＮＰＮ型トランジスタＴＲ２が電流制限素子として機能し、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２から定電圧ダイオードＺＤ１に向う放電電流を阻止する。従って、電気二重層コンデンサＳＣ１，ＳＣ２の充電エネルギーをＬＥＤランプ３のみで効率よく消費し、ＬＥＤランプ３を従来よりも長時間点灯させることができる。
【００２０】
なお、電気二重層コンデンサＳＣ２には、充電時の定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー電流を補うための抵抗Ｒ５（数十kΩ以上）が組み合わされている。放電時には、電気二重層コンデンサＳＣ２の放電電流が抵抗Ｒ５に流れるが、その電流値はＬＥＤランプ３に流れる電流値に比べて非常に小さいため、ＬＥＤランプ３の点灯時間に与える影響はごく僅かである。
【００２１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、電気二重層コンデンサと定電圧ダイオードの個数を増減したり、電流制限素子の配置を変えたり、各種機器の制御盤や操作盤の停電用保安灯に適用したりするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を示す停電用保安灯の回路図である。
【図２】従来の停電用保安灯を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    停電用保安灯
２    商用電源
３    ＬＥＤランプ
Ｄ２    スイッチングダイオード
ＴＲ１  ＰＮＰ型トランジスタ
ＴＲ２  ＮＰＮ型トランジスタ
ＳＣ１，ＳＣ２    電気二重層コンデンサ
ＺＤ１，ＺＤ２    定電圧ダイオード
【図１】
2009095192.tif 000003
【図２】
2009095192.tif 000004