(57)【要約】【課題】内部機器のための直流電源を変換して得られた直流電源によりバッテリが充電される軽量、小型の防災システムの監視制御盤を提供することである。【解決手段】防災システムの監視制御盤は、商用交流電源が健全なとき、該商用交流電源の交流が入力される整流器により変換出力された直流の供給を受け、該商用交流電源が停電したとき、バッテリからの直流の供給を受ける防災システムの監視制御盤において、上記整流器の出力を入力し、該出力の電圧と極性の異なる電圧の直流に変換して出力するインバーティング電源が備えられ、上記バッテリは、プラス端子が上記整流器の出力端子と、マイナス端子が上記インバーティング電源の出力端子とそれぞれ接続されて充電される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源が健全なとき、該商用交流電源の交流が入力される整流器により変換出力された直流の供給を受け、該商用交流電源が停電したとき、バッテリからの直流の供給を受ける防災システムの監視制御盤において、
上記整流器の出力を入力し、該出力の電圧と極性の異なる電圧の直流に変換して出力するインバーティング電源が備えられ、
上記バッテリは、プラス端子が上記整流器の出力端子と、マイナス端子が上記インバーティング電源の出力端子とそれぞれ接続されて充電されることを特徴とする防災システムの監視制御盤。
【請求項２】
上記インバーティング電源は、極性反転型チョッパ回路であることを特徴とする請求項１に記載する防災システムの監視制御盤。
【請求項３】
商用交流電源が健全なとき、該商用交流電源の交流が入力される整流器により変換出力された直流の供給を受け、該商用交流電源が停電したとき、バッテリからの直流の供給を受ける防災システムの監視制御盤において、
上記整流器の出力を入力し、上記バッテリの充電に必要な電圧の直流に変換出力して、上記バッテリを充電するステップアップ電源が備えられていることを特徴とする防災システムの監視制御盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、商用交流電源の停電時においてバッテリから電源供給を受ける防災システムの監視制御盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動火災報知設備や消火設備などの防災システムにおける監視制御盤として、従来の火災受信機は、商用交流電源に対し、電源供給回路が設けられており、火災受信機の内部、地区音響装置、防排煙装置に直流電源の供給を行っている。電源供給回路は、スイッチングレギュレータが使用され、商用交流が入力され、所定の電圧の直流に変換して出力する。この電源供給回路は例えば直流電圧２４Ｖの直流を供給している。
また、商用交流電源の停電時に電源供給をバックアップするため、バッテリ（例えば、ニッケルカドミニウム電池）が設けられている。そして、バッテリを充電するためには、バッテリの直流出力電圧よりも大きな所定の直流電圧（例えば、直流電圧５６Ｖ）をバッテリに印加することが推奨されているので、電源供給回路が設けられていてもそれを使ってバッテリを充電することができない。そこで、商用交流電源からの交流電源電圧をトランスに入力し、所定の交流出力電圧、例えばＡＣ５６Ｖに変換し、それを充電回路で整流することにより、バッテリを常時充電している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８７３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、交流電圧を変換するトランスと交流を直流に整流する充電回路が設けられているので、トランスの重さが重く、その体積が大きいという問題がある。そのため、火災受信機そのものが重くて大型な製品になってしまうという問題がある。
また、バッテリの充電に必要な直流電圧を供給する回路に加わる電圧が５０Ｖ位であるので、その回路に用いられる電子部品の耐圧をそれ以上のものを使用しなければならないので、電子部品のコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、内部機器のための直流電源を変換して得られた直流電源によりバッテリが充電される軽量、小型の防災システムの監視制御盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる防災システムの監視制御盤は、商用交流電源が健全なとき、該商用交流電源の交流が入力される整流器により変換出力された直流の供給を受け、該商用交流電源が停電したとき、バッテリからの直流の供給を受ける防災システムの監視制御盤において、上記整流器の出力を入力し、該出力の電圧と極性の異なる電圧の直流に変換して出力するインバーティング電源が備えられ、上記バッテリは、プラス端子が上記整流器の出力端子と、マイナス端子が上記インバーティング電源の出力端子とそれぞれ接続されて充電される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わる防災システムの監視制御盤の効果は、整流器の直流出力をインバーティング電源により整流器の直流出力と電圧が逆極性の直流を出力し、整流器の直流出力とインバーティング電源の直流出力とを用いてバッテリの充電に必要な電圧の直流電源を構成してバッテリを充電するので、バッテリの充電のために別途商用交流電源から必要な電圧の直流電源を発生するための整流器（例えば、トランス）を設けなくても良くなり、小型、軽量の防災システムの監視制御盤を得ることができる。
また、インバーティング電源を用いることにより、インバーティング電源を構成するトランジスタやコンデンサなどの電子部品に要求される耐圧が低くても良いので、電子部品のコストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、この発明に係わるインバーティング電源の例の回路図である。図２は、この発明に係わるステップアップ電源の例の回路図である。
インバーティング電源とは、正または負の電圧の直流が入力され、入力と逆極性の電圧の直流が出力される電源である。インバーティング電源としては、例えば、図１に示すような極性反転型チョッパ回路（昇降圧直流チョッパ回路）である。この極性反転型チョッパ回路では、スイッチＳ（例えば、トランジスタ）をオンすると直流電源−スイッチＳ−コイルＬを含む回路を電流Ｉ１が流れ、コイルＬにエネルギーが蓄積される。次に、スイッチＳをオフすると、コイルＬに蓄積されているエネルギーがコンデンサＣ−ダイオードＤ−コイルＬを含む回路を電流Ｉ２が流れて、コンデンサＣの両端に電圧Ｅ２が発生する。直流電源の電圧Ｅ１（入力電圧）とコンデンサＣの両端の電圧Ｅ２（出力電圧）は、極性が逆転（インバーティング）している。そして、コイルＬのリアクタンスが十分に大きいときは、スイッチＳのオン時間ｔＯＮとオフ時間ｔＯＦＦを内部の制御回路（図示せず）で制御することによりコンデンサＣの両端の電圧Ｅ２を設定することができる。
【０００９】
ステップアップ電源とは、正または負の電圧の直流が入力され、入力された直流の電圧より高い電圧の直流が出力される電源である。ステップアップ電源としては、例えば、図２に示すような昇圧直流チョッパ回路である。この昇圧直流チョッパ回路では、スイッチＳ（例えば、トランジスタ）をオンすると直流電源−コイルＬ−スイッチＳを含む回路を電流Ｉ１が流れ、コイルＬにエネルギーが蓄積される。次に、スイッチＳをオフすると、直流電源からとともにコイルＬに蓄積されているエネルギーが直流電源−コイルＬ−ダイオードＤ−コンデンサＣを含む回路を電流Ｉ２が流れて、コンデンサＣの両端に電圧Ｅ２が発生する。そして、スイッチＳのオン時間ｔＯＮとオフ時間ｔＯＦＦから求められる断続率ｄ＝ｔＯＮ／（ｔＯＮ＋ｔＯＦＦ）からコンデンサＣの両端の電圧Ｅ２は、式（Ｅ２＝Ｅ１／（１−ｄ））から求められるので、電圧Ｅ２（出力電圧）は電圧Ｅ１（入力電圧）より大きくなる。なお、スイッチＳのオン時間ｔＯＮとオフ時間ｔＯＦＦは、内部の制御回路（図示せず）で制御する。
【００１０】
なお、インバーティング電源およびステップアップ電源は上述の例に限るものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１に係わる防災システムの監視制御盤としての火災受信機のブロック図である。
この発明の実施の形態１に係わる火災受信機１は、火災感知器２からの火災信号を検出して火災発生信号をマイクロコンピュータ３に入力する火災検出回路４、火災発生信号を受信したマイクロコンピュータ３からの地区音響警報信号に基づき火災の発生している地区音響装置５に鳴動信号を送信する地区音響回路６、火災発生信号を受信したマイクロコンピュータ３からの防排煙指令信号に基づき該当する防排煙設備７に制御信号を送信する制御回路８が備えられている。
【００１２】
なお、火災検出回路４、地区音響回路６、制御回路８およびマイクロコンピュータ３は、内部機器（回路）の一例であり、また、一般的な火災受信機１に備わっているものを説明するために例として挙げているだけで、これに限るものではない。
【００１３】
また、火災受信機１は、火災受信機１の内部の回路に電源を供給するために、電源部１０が備えられている。さらに、火災受信機１は、火災受信機１の外部から入力されている商用交流電源１１が停電したときに火災受信機１の内部の回路に電源を供給するために、バッテリ１２（例えば、ニッケルカドミウム電池）が備えられている。そして、図示しない停電検出回路により停電の発生が検出されたとき、＋２４Ｖ電源ラインへの電源の供給をバッテリ１２からに切り換えるスイッチ１３（常時は開）が備えられている。このバッテリ１２は、商用交流電源１１が健全なときに電源部１０から充電されている。そして、バッテリ１２の充電の条件として、バッテリ１２のプラス端子１２ａとマイナス端子１２ｂとの間に印加する直流充電電圧は例えば４８Ｖ以上が必要である。
【００１４】
そこで、電源部１０は、商用交流電源１１が入力され、直流電圧４８Ｖ、直流電圧＋２４Ｖ、直流電圧＋５Ｖの３電源が出力されている。そして、電源部１０は、交流電圧１００Ｖの商用交流電源１１を直流電圧＋２４Ｖの直流電源に整流する整流器１４、整流器１４から供給される直流電圧＋２４Ｖの直流電源を直流電圧＋５Ｖに変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１５、整流器１４から供給される直流電圧＋２４Ｖの直流電源を直流電圧−２４Ｖの直流電源に交換するインバーティング電源１６が備えられている。
整流器１４からの直流電源は、＋２４Ｖ端子１４ａとＧＮＤ端子１４ｂとから出力され、２４Ｖ電源ライン（図示せず）を介して、火災検出回路４、地区音響回路６、制御回路８に供給される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５からの直流電源は、＋５Ｖ端子１５ａとＧＮＤ端子１５ｂとから出力され、マイクロコンピュータ３に供給される。さらに、インバーティング電源１６からの直流電源は、−２４Ｖ端子１６ａとＧＮＤ端子１６ｂとから出力される。
ここで、整流器１４とＤＣ／ＤＣコンバータ１５とは一般的なものである。また、インバーティング電源１６は、図１に示したようなものである。
【００１５】
そして、火災検出回路４、地区音響回路６、制御回路８の電源として直流電圧＋２４Ｖが印加されている。また、マイクロコンピュータ３の電源として直流電圧＋５Ｖが印加されている。
【００１６】
また、バッテリ１２に充電するために、バッテリ１２のプラス端子１２ａに整流器１４の＋２４Ｖ端子１４ａを接続し、バッテリ１２のマイナス端子１２ｂにインバーティング電源１６の−２４Ｖ端子１６ａが接続されている。また、バッテリ１２の充電を制御する充電回路１７がバッテリ１２のプラス端子１２ａと整流器１４の＋２４Ｖ端子１４ａの間に設けられている。
このようにバッテリ１２を接続することにより、バッテリ１２に充電に必要な直流電圧４８Ｖを印加することができる。
【００１７】
従来、バッテリ１２の充電のためには、平滑された直流をバッテリ１２に印加しなければならないとされてきているが、この発明のように直流チョッパ回路を用いて変換された脈動を含んだ直流を印加してもバッテリ１２を劣化することなく充電できることを見いだした。
【００１８】
前記した図示しない停電検出回路は、例えば、整流器１４の＋２４Ｖ端子１４ａの出力電圧を監視している。そして、その出力電圧が所定の電圧以下になったときは、商用交流電源１１が停電したとして、図示しない停電検出回路からの信号に因りスイッチ１３が切り換えられて、バッテリ１２のプラス端子１２ａが２４Ｖ電源ラインに、バッテリ１２のマイナス端子１２ｂがＧＮＤに接続されて、火災受信機１内の回路３、４、６、８に電源が供給される。なお、マイクロコンピュータ３には、２４Ｖ電源ラインの直流電圧２４ＶがＤＣ／ＤＣコンバータ１５に供給され、変換出力された直流電圧５Ｖの電源が供給される。
【００１９】
このような火災受信機１は、整流器１４の直流出力をインバーティング電源１６により整流器１４の直流出力と電圧が逆極性の直流に変換して出力し、整流器１４の直流出力とインバーティング電源１６の直流出力とを用いてバッテリ１２の充電に必要な電圧の直流電源を構成し、バッテリ１２を充電するので、バッテリ１２の充電のために別途商用交流電源１１から必要な電圧の直流電源を発生するための整流器（例えば、トランス）を設けなくても良くなり、小型、軽量の火災受信機１を得ることができる。
また、インバーティング電源１６を用いることにより、図１のスイッチＳ（例えば、トランジスタ）やコンデンサＣなどの電子部品に要求される耐圧が低くても良いので、電子部品のコストを低く抑えることができる。
なお、インバーティング電源１６の出力電圧を−２４Ｖとして説明したが、バッテリ１２の構成に従って、出力電圧をスイッチＳ（図１）のオンオフを制御して適宜設定すればよい。
【００２０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係わる防災システムの監視制御盤としての火災受信機のブロック図である。
実施の形態２に係わる火災受信機１Ｂは、図４に示すように、実施の形態１に係わる火災受信機１と電源部１０Ｂが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
また、実施の形態２に係わる電源部１０Ｂは、実施の形態１に係わる電源部１０のインバーティング電源１６の替わりにステップアップ電源１８が備えられていることが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
そして、ステップアップ電源１８に替えたために、バッテリ１２の充電のための直流電源はステップアップ電源１８だけから供給されている。
【００２１】
ステップアップ電源１８は、図２に示したようなものであり、整流器１４から供給される直流電圧＋２４Ｖの直流電源が入力され、昇圧されて直流電圧＋４８Ｖの直流電源が出力される。この直流電圧＋４８Ｖの直流電源は、＋４８Ｖ端子１８ａとＧＮＤ端子１８ｂとから出力される。
そして、バッテリ１２のプラス端子１２ａは、充電回路１７を介してステップアップ電源１８の＋４８Ｖ端子１８ａに接続されており、バッテリ１２のマイナス端子１２ｂは、ステップアップ電源１８のＧＮＤ端子１８ｂに接続されている。
【００２２】
このような火災受信機１Ｂは、整流器１４の直流出力をステップアップ電源１８によりバッテリ１２の充電に必要な電圧の直流に変換してバッテリ１２に印加するので、バッテリ１２の充電のために別途商用交流電源１１から必要な電圧の直流電源を発生するための整流器（例えば、トランス）を設けなくても良くなり、小型、軽量の火災受信機１Ｂを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係わるインバーティング電源の例の回路図である。
【図２】この発明に係わるステップアップ電源の例の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる防災システムの監視制御盤としての火災受信機のブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係わる防災システムの監視制御盤としての火災受信機のブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  火災受信機、２  火災感知器、３  マイクロコンピュータ、４  火災検出回路、５  地区音響装置、６  地区音響回路、７  防排煙設備、８  制御回路、１０  電源部、１１  商用交流電源、１２  バッテリ、１２ａ  （バッテリの）プラス端子、１２ｂ  （バッテリの）マイナス端子、１３  スイッチ、１４  整流器、１４ａ  （整流器の）＋２４Ｖ端子、１４ｂ  （整流器の）ＧＮＤ端子、１５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５ａ  （ＤＣ／ＤＣコンバータの）＋５Ｖ端子、１５ｂ  （ＤＣ／ＤＣコンバータの）ＧＮＤ端子、１６  インバーティング電源、１６ａ  （インバーティング電源の）−２４Ｖ端子、１６ｂ  （インバーティング電源の）ＧＮＤ端子、１７  充電回路、１８  ステップアップ電源、１８ａ  （ステップアップ電源の）＋４８Ｖ端子、１８ｂ  （ステップアップ電源の）ＧＮＤ端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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