Brevet FR2960108A1 — publié le 20111118

ALIMENTATION ELECTRIQUE La présente invention concerne une alimentation électrique. Elle s'applique, en particulier, à l'alimentation électrique de systèmes de sécurité, notamment pour la détection de fumées ou d'incendie. De nombreux systèmes sont alimentés par le secteur et par une batterie et disposent de moyens d'indications permettant d'indiquer des défauts de fonctionnement ou de sources d'énergie. Par exemple, ils fournissent des voyants et des contacts qui changent d'état lors d'un défaut d'alimentation secteur ou batterie. Cependant, ces indications sont insuffisantes et ne permettent pas de prévoir une panne d'alimentation, notamment un vieillissement de la batterie. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, une alimentation électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte : une alimentation reliée au secteur, une batterie chargée par l'alimentation reliée au secteur, un moyen de mesure de résistance interne de la batterie et - un moyen de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie. Grâce à ces dispositions, lorsque la batterie vieillit et que, en conséquence, sa capacité à fournir de l'énergie électrique et sa résistance interne diminuent, un système automatique et/ou un utilisateur peuvent être avertis et procéder au remplacement de la batterie. La sécurité du système alimenté par cette alimentation est ainsi améliorée. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie comporte un écran adapté à afficher ladite résistance interne. Grâce à ces dispositions, un utilisateur peut directement lire la valeur de ladite résistance sur ledit écran. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie comporte un moyen de transmission à distance d'un signal représentatif de ladite résistance. Grâce à ces dispositions, un système centralisé peut surveiller un ensemble d'alimentations électriques et requérir le remplacement des batteries dont la résistance interne est insuffisante. Selon des caractéristiques particulières, l'alimentation objet de la présente invention comporte un moyen de comparaison de ladite résistance avec une valeur limite et un moyen de fourniture d'informations représentatives du résultat de ladite comparaison. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de mesure de résistance interne de la batterie est adaptée à déterminer la tension et le courant électrique aux bornes de la batterie et à déterminer la résistance interne de la batterie en fonction de ladite tension et dudit courant électrique. Selon des caractéristiques particulières, l'alimentation objet de la présente invention comporte, en outre, un moyen de fourniture d'informations représentatives de la tension et/ou du courant aux bornes de la batterie. Selon des caractéristiques particulières, l'alimentation objet de la présente invention comporte, en outre, un moyen de mesure d'autonomie pour au moins un état de l'alimentation et un moyen de fourniture d'informations représentatives de l'autonomie mesurée. On peut ainsi vérifier, notamment au moment de l'installation ou d'une opération de vérification ou de maintenance, que l'autonomie de la batterie est suffisante dans au moins un état, par exemple en veille et en alarme. Selon des caractéristiques particulières, l'alimentation objet de la présente invention comporte un moyen de détermination d'une durée en fonction de la résistance de la batterie et d'un événement prédéterminé et un moyen de temporisation adapté, lors de la survenance dudit événement prédéterminé, à laisser passer ladite durée avant de déclencher une action prédéterminée. Par exemple, en fonction de la résistance interne de la batterie, on détermine pendant combien de temps un dispositif de sécurité peut fonctionner en toute sécurité avant d'effectuer une action, par exemple pour couper une alimentation après un défaut secteur et fermer une porte coupe-feu. La présente invention vise, selon un second aspect, un dispositif de sécurité comportant une alimentation objet de la présente invention, telle que succinctement exposée ci-dessus. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif de sécurité objet de la présente invention comporte une pluralité d'alimentations objets de la présente invention, une liaison informatique avec chaque dite alimentation et un centralisateur de mise en réseau incendie. La présente invention s'applique ainsi à des applications de sécurité des bâtiments. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un schéma-bloc d'une alimentation électrique de sécurité objet de la présente invention, la figure 2 représente, schématiquement, un schéma-bloc d'un dispositif de sécurité objet de la présente invention et - les figures 3 et 4 représentent, sous forme de logigrammes, des étapes de fonctionnement de l'alimentation illustrée en figure 1 et du dispositif illustré en figure 2. On observe, en figure 1, une alimentation 105 comportant une entrée de secteur 110, une alimentation à découpage 115 munie d'un microprocesseur 120, une batterie 125, une liaison CMSI 130, un écran d'affichage 135, des interrupteurs 140 et 145, une sortie de basse tension 150, un capteur de tension et de courant 155, un voyant 180 indiquant le service ou le défaut de secteur ou de batterie, de l'alimentation 105 et un voyant 185 indiquant si la sortie de basse tension 150 alimente une charge. La liaison CMSI 130 est une liaison permettant le dialogue entre un centralisateur de mise en sécurité incendie et le microprocesseur 120. L'écran d'affichage 135 est de type connu, par exemple matriciel. Il constitue, avec les interrupteurs 140 et 145, une interface de dialogue avec un utilisateur. La sortie de basse tension 150 est adaptée à fournir une basse tension continue, par exemple de 24 ou 48 Volts. Le capteur de tension et de courant 155 est relié aux deux bornes de la sortie 150. Il comporte une résistance 160 en parallèle de la sortie 150 et très supérieure à la résistance nominale de la batterie 125 et un ampèremètre 170 sur l'une des lignes d'alimentation de la batterie 125. Pour mesurer la résistance interne de la batterie 125, le microprocesseur 120 commande la coupure de l'alimentation à découpage 115 et lit la mesure d'ampérage fournie par l'ampèremètre 170. Connaissant la tension aux bornes de la batterie, le microprocesseur 120 obtient la résistance interne de la batterie. Cette mesure, qui dure quelques millisecondes, est répétée périodiquement. L'entrée de secteur 110 est reliée au secteur, par exemple en 220 Volts et 50 Hz. L'alimentation à découpage 115 est de type connu. Elle fournit la basse tension sur la sortie 150. Le microprocesseur 120 est adapté à commander l'alimentation à découpage 115, à recevoir les signaux issus du capteur 155 et de la liaison CMSI 130 et à commander les signaux émis sur la liaison CMSI 130 et l'affichage sur l'écran d'affichage 135. La batterie 125 est de type connu. Elle délivre une tension de sortie supérieure à tension sur la sortie 150. Ainsi, l'alimentation électrique de sécurité décrite en figure 1 comporte : une alimentation à découpage reliée au secteur, une batterie chargée par l'alimentation à découpage, un moyen de mesure de résistance interne de la batterie et un moyen de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie. Le microprocesseur 120 commande l'écran 135 pour y afficher la résistance interne de la batterie, le courant débité par la batterie, la tension de sortie 150 et la détection d'un défaut de secteur ou de batterie. De plus, le microprocesseur 120 commande la liaison CMSI pour transmettre ces valeurs à distance. Préférentiellement, le microprocesseur 120 est adapté à comparer la résistance interne avec une valeur limite et, si la résistance interne est inférieure à la valeur limite, il commande l'écran 135 et la liaison 130 pour y afficher et y transmettre, respectivement, des informations qui représentent le résultat de cette comparaison. Préférentiellement, le microprocesseur 120 est adapté à déterminer une durée en fonction de la résistance interne de la batterie et d'un événement prédéterminé et effectue une temporisation lors de la survenance de l'événement prédéterminé pour laisser passer la durée considérée avant de déclencher une action prédéterminée. Par exemple, en fonction de la résistance, le microprocesseur détermine à quel moment, lors d'une coupure du secteur, des portes coupe-feu doivent être fermées en relâchant des électro-aimants qui les retiennent en position ouverte. On comprend que, sur la base de l'ampérage mesuré par l'ampèremètre 170, le microprocesseur 120 obtient le courant de charge et le courant de décharge de la batterie 125. Sur cette base, le microprocesseur 120 détermine l'énergie entrant dans la batterie 125 au cours de la charge et l'énergie sortant de la batterie 125 au cours de la décharge, effectue le ratio de la première sur la seconde et compare ce ratio à une valeur limite prédéterminée. Si ce ratio d'énergie entrant sur énergie sortant est supérieur à la valeur limite, le microprocesseur 120 transmet un message d'alerte, à la fois sur l'écran 135 et sur la liaison CMSI 130. Par ailleurs, le microprocesseur 120 commande l'écran 135 pour y afficher le courant débité par la batterie 125 et la tension de sortie 150. De plus, le microprocesseur 120 commande la liaison CMSI pour transmettre ces valeurs à distance. Préférentiellement, le microprocesseur 120 est adapté à déterminer une durée en fonction du ratio qui représente le vieillissement de la batterie et d'un événement prédéterminé et effectue une temporisation lors de la survenance de l'événement prédéterminé pour laisser passer la durée considérée avant de déclencher une action prédéterminée. Par exemple, en fonction de la résistance, le microprocesseur détermine à quel moment, lors d'une coupure du secteur, des portes coupe-feu doivent être fermé en relâchant des électro-aimants qui les retiennent en position ouverte. On observe, en figure 2, dans un dispositif de sécurité 205, une pluralité d'alimentations 105 telles qu'illustrées en figure 1, une liaison informatique 210 reliée aux liaisons CMSI 130 de chaque alimentation 105 et un centralisateur de mise en réseau incendie 215. On observe, en figure 3, qu'après une étape 305 de mise en fonctionnement de l'alimentation, la batterie est chargée au cours d'une étape 310. Si ensuite, au cours d'une étape 315, se produit un défaut de l'alimentation électrique par le secteur, la batterie fournit l'énergie électrique en sortie de l'alimentation 105. Au cours d'une étape 320, l'alimentation électrique 105 émet un message d'alerte pour signaler la coupure d'alimentation secteur, à la fois sur l'écran 135 et sur la liaison 130. Au cours d'une étape 325, le microprocesseur 120 commande une coupure de quelques millisecondes de l'alimentation à découpage. Au cours d'une étape 330, le microprocesseur 120 lit la mesure du courant débité. Au cours d'une étape 335, l'alimentation 105 détermine la résistance interne de la batterie en appliquant la loi d'Ohm. Au cours d'une étape 340, l'alimentation électrique 105 émet un message représentatif de la tension de sortie, du courant débité et de la résistance interne de la batterie, à la fois sur l'écran 135 et sur la liaison 130. Au cours d'une étape 345, le processeur 120 effectue une comparaison de la résistance interne de la batterie avec une valeur limite et, si la résistance est inférieure à la valeur limite, il fournit, à l'écran 135 et sur la liaison 130, des informations représentatives du résultat de la comparaison afin que des opérations de maintenance puisse être réalisées. En variante, au cours de l'étape 345, le microprocesseur 120 effectue une extrapolation de l'évolution de la résistance interne de la batterie et compare la valeur extrapolée avec la valeur limite. Alternativement, au cours de l'étape 345, le processeur 120 effectue une comparaison de l'énergie entrant dans la batterie et de l'énergie sortant de la batterie, à partir des courants de charge et de décharge et si le ratio de ces énergies est supérieur à une valeur limite prédéterminée, il fournit, à l'écran 135 et sur la liaison 130, des informations représentatives du résultat de la comparaison afin que des opérations de maintenance puisse être réalisées. Au cours d'une étape 350, l'alimentation 105 détermine, pour un événement prédéterminé, tel qu'une coupure d'alimentation secteur, une durée, par exemple, une durée pendant laquelle la batterie peut fournir une tension et un courant suffisants pour un fonctionnement nominal du processeur 120 et de systèmes externes, par exemple des détecteurs de fumées ou d'incendie, des commandes de trappes d'évacuation de fumées, des commandes de portes coupe-feu. Au cours d'une étape 355, le microprocesseur 120 détermine l'autonomie en veille de l'alimentation en divisant sa capacité, en Ampère-heure par l'ampérage mesuré au cours de l'étape 330. Au cours d'une étape optionnelle 360 (illustrée en figure 4), sur commande de la part d'un utilisateur, typiquement un installateur ou un chargé de maintenance, en mettant en oeuvre une combinaison d'au moins un appui sur l'un des interrupteurs 140 et 145, le microprocesseur 120 déclenche une alarme et lit l'ampérage mesuré sur l'ampèremètre 170. Au cours d'une étape 365, le microprocesseur 120 détermine l'autonomie en alarme de l'alimentation en divisant sa capacité, en Ampère-heure par l'ampérage mesuré au cours de l'étape 350. Au cours d'une étape 370, le microprocesseur 120 compare chaque autonomie mesurée avec une valeur limite, généralement fixée par la loi. Au cours d'une étape 375, le microprocesseur 120 provoque l'affichage et la transmission à distance de chaque autonomie mesurée et, le cas échéant, une information indiquant qu'elle est inférieure à la valeur limite qui lui correspond. Lorsque l'événement prédéterminé se produit, ce qui peut déjà être le cas si cet événement est la coupure d'alimentation secteur survenue au cours de l'étape 315, au cours d'une étape 380, le processeur 120 effectue une temporisation (en anglais « timer »), c'est-à-dire un décompte de temps en partant de la durée déterminée au cours de l'étape 350. Préférentiellement, cette durée est préprogrammée ou déterminée en fonction de l'autonomie de la batterie en alarme. Lorsque cette durée est écoulée, au cours d'une étape 385, le microprocesseur déclenche une action de sécurité, par exemple l'ouverture de trappes d'évacuation, pour la conservation de la sécurité, ou la fermeture de portes coupe-feu, pour augmenter la sécurité au détriment du confort des utilisateurs. REVENDICATIONS1. Alimentation électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte : une alimentation (115) reliée au secteur (110), - une batterie (125) chargée par l'alimentation reliée au secteur, - un moyen (120, 155) de mesure de résistance interne de la batterie et - un moyen (120, 135) de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie. 2. Alimentation électrique selon la revendication 1, dans laquelle le moyen de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie comporte un écran (135) adapté à afficher ladite résistance interne. 3. Alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle le moyen de fourniture d'informations représentatives de la résistance interne de la batterie comporte un moyen de transmission à distance (130) d'un signal représentatif de ladite résistance. 4. Alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, qui comporte, en outre, un moyen (120) de comparaison de ladite résistance avec une valeur limite et un moyen de fourniture d'informations représentatives du résultat de ladite comparaison. 5. Alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le moyen de mesure de résistance interne de la batterie est adapté à déterminer la tension et le courant électrique aux bornes de la batterie et à déterminer la résistance interne de la batterie en fonction de ladite tension et dudit courant électrique. 6. Alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, qui comporte, en outre, un moyen (135) de fourniture d'informations représentatives de la tension et/ou du courant aux bornes de la batterie. 7. Alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, qui comporte, en outre, un moyen (120, 170) de mesure d'autonomie pour au moins un état de l'alimentation et un moyen (135) de fourniture d'informations représentatives de l'autonomie mesurée. 8. Alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, qui comporte un moyen (120) de détermination d'une durée en fonction de la résistance de la batterie et d'un événement prédéterminé et un moyen de temporisation adapté, lors de la survenance dudit événement prédéterminé, à laisser passer ladite durée avant de déclencher une action prédéterminée. 9. Dispositif de sécurité (205) comportant une alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Dispositif de sécurité (205) selon la revendication 9, qui comporte une pluralité d'alimentations selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, une liaison 5 informatique avec chaque dite alimentation et un centralisateur de mise en réseau incendie.