信頼性の高い非常灯回路:自動点灯LED非常灯のステップバイステップ製作ガイド
非常灯とは・仕組み

(停電は予期せず発生します)
非常灯は停電時に自動的に点灯するバックアップ照明です。建物の電源系統に接続され、平常時はAC電源でバッテリーを充電しつつ待機。停電でAC電源が遮断されると、リレーが切り替わりバッテリー(DC)からLEDパネルに給電されます。

(発電機もバックアップ電源の一つ)
バッテリーは停電復旧後24時間以内に満充電され、次回停電時に最低90分(推奨120分)点灯できる必要があります。月1回1分の点灯テスト、年1回30分の放電テストでバッテリー寿命を維持します。建築基準法等で定める最低照度を満たす設計が求められます。
自動LED非常灯回路の製作

(LEDは白熱灯より低消費電力・高輝度)
白熱灯に比べ消費電力が少なく明るいLEDを採用した回路です。
必要な部品
- 9-0-9V 500mA 降圧トランス ×1
- 2極双投スイッチ(DPDT) ×1
- 12V SPDTリレー(単極双投) ×1
- 6V/12W LEDライトパネル ×1
- 7806 ICレギュレータ(6V出力) ×1
- 1N4007 ダイオード ×4
- 1kΩ 抵抗 ×1
- 1000μF/35V 電解コンデンサ ×2
- 470μF/16V 電解コンデンサ ×1
- 赤色LEDインジケータ ×1
- 6V/5Ah 充電池(シールド鉛蓄電池推奨)
- プリント基板、はんだごて
製作手順
ステップ1:整流回路の構築
ブリッジ整流回路を2組作ります。1組は12Vリレーのコイル側とウェイサイド端子に、もう1組は7806レギュレータの入力側に接続。トランスの2次側出力をそれぞれのブリッジ整流回路に接続します。
ステップ2:スイッチとリレーの接続

(6V産業用充電池の回路接続例)
バッテリーのプラス端子をリレーのコモン(可動接点)に接続。リレーの第5端子(NC側)をスイッチの第1端子に接続。7806の出力端子をスイッチの第3端子に接続。スイッチのコモンをLEDパネルのプラス側に接続します。
ステップ3:グランドラインの接続

(基板上のグランドライン)
バッテリーのマイナス端子とリレーコイルの第3端子をグランドに接続。7806のGNDピンとLEDのマイナス極も基板グランドに接続します。
ステップ4:コンデンサの実装

(コンデンサの実装例)
2個の1000μFコンデンサを、それぞれのブリッジ整流回路(4個の1N4007)の出力とグランド間に接続。赤色LEDと1kΩ抵抗を直列にし、一方の1000μFコンデンサと並列に接続(充電インジケータ)。470μFコンデンサを7806の出力とグランド間に接続(出力平滑)。
動作原理
- AC給電時(通常・充電モード): トランスからAC電圧が供給され、ブリッジ整流でDC化。リレーコイルが励磁され、コモンが第5端子(NC)から第4端子(NO)側に切替。バッテリーは充電回路(7806経由)に接続され充電。LEDは消灯。
- スイッチで手動点灯時: スイッチを第3端子(7806出力)側に切替えると、バッテリー並列でLEDに給電され点灯。
- 停電時(自動非常点灯): AC遮断でリレーコイル励磁解除。コモンが第5端子(NC)に戻り、バッテリーから直接LEDに給電され自動点灯。
- 充電のみモード: AC遮断後、スイッチの第2・第3端子をショートすればLED消灯でバッテリー充電のみ可能。
非常灯の用途

(非常灯の用途例:誘導灯)
停電時の避難誘導灯、地下室・倉庫・書斎・職場等の暗所照明、非常用携帯灯として幅広く活用できます。建築基準法対応の非常照明として設置する場合は、消防設備士等の有資格者による設計・施工・点検が必要です。
まとめ
非常灯システムは停電時の安全確保に不可欠です。バッテリー駆動で自動点灯するこの回路は、基本的な電子部品で構築可能。バッテリーの定期メンテナンス(月次点灯テスト、年次放電テスト、復旧後24時間充電)を徹底すれば、いざという時に確実に90分以上の照明を確保できます。
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