具有本地能量存儲單元的報警裝置和基于總線的報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有本地能量存儲單元的報警裝置和基于總線的報警系統(tǒng)。提供了一種用于總線連接的報警系統(tǒng)的報警裝置，包括：用于將報警裝置與總線(3)連接的總線連接單元(17)、功率消耗單元(11，15)、用于基于控制信號來控制報警裝置(1)的操作的控制器(21)，該總線(3)用于供應控制信號和電功率。此外，報警裝置包括用于存儲電能的能量存儲單元(5)，用于在第一供電模式和第二供電模式之間進行切換的開關單元(25)，在第一供電模式中僅通過總線(3)供應功率，在第二供電模式中通過能量存儲單元(5)供應至少部分功率，其中控制器(21)被配置為，在激活功率消耗單元(11，15)時，控制開關單元(25)，以便切換到第二供電模式。
【專利說明】具有本地能量存儲單元的報警裝置和基于總線的報警系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有本地能量存儲單元的報警裝置以及基于總線的報警系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]圖13示出了本身已知的基于總線的報警系統(tǒng)，中央控制單元Z經由總線3與多個相同的或不同的報警裝置I連接。所述系統(tǒng)以這樣的方式被配置，使得所述中央控制單元Z和至少一些報警裝置I可以經由總線被個別尋址，并且可以交換數(shù)據，無論是報告報警狀態(tài)還是控制個別部件。
[0003]所述報警裝置I可以包括煙霧檢測器、入侵檢測器、視頻攝像機、滅火器、電子鎖、聲光報警發(fā)射器等。
[0004]例如，W02009 / 049949A1示出了一種火災報警系統(tǒng)，其具有總線，將中央控制單元和一個或多個報警裝置(例如火災檢測器)連接到所述總線。所述總線是以回路或環(huán)路的形式。另外提供斷路設備或作為檢測器的一部分提供斷路設備。如果發(fā)生故障，例如，如果發(fā)生總線上的短路或線路中斷，所有的報警裝置從總線斷開。斷路器現(xiàn)在使得將所述環(huán)路作為兩個支線進行操作成為可能。為了這個目的，檢測器接連地在總線上的順時針方向或逆時針方向上，通過中央處理單元再次被連接到總線。僅僅具有故障的總線部分被斷路器保持斷開。為了能夠實現(xiàn)報警裝置的這種重新連接，有必要在從總線斷開之后，使所述斷路器在沒有外部電源的情況下保持處于運轉中一定時間。因此，上述文件提出提供具有本地能量存儲單元的分離器，該本地能量存儲單元優(yōu)選為電容器。這種電容器的容量是有限的，并且不為除了分離器的重新連接以外的其他目的而對要被使用的存儲能量進行供應。
[0005]還應當指出的是，由于所述中央控制單元僅提供一定量的功率，所以在報警情況下報警裝置的功率消耗越大，可以操作的訂戶就越少。此外，由于由線路電阻所引起的線路功率損耗，此可用功率隨著線路長度而減少。
[0006]如果所述報警裝置還包括聲光報警發(fā)射器，在報警情況下所述聲光報警發(fā)射器比其他報警裝置消耗相當更多的功率，則導致了特別是在長線路的情況下，在可能的報警裝置的數(shù)量上的相當?shù)南拗啤?br> [0007]已經提出了為功率消耗超出特定限制的報警裝置供應外部電壓，例如警用普通的家庭電源系統(tǒng)。但是，這并不總是可能的，并且需要增加的安裝工作量。
[0008]在標號FNM-420U下，羅伯特博世股份有限公司提供一種具有報警裝置的總線系統(tǒng)，所述報警裝置是以信號發(fā)射器的形式，特別是揚聲器和警告燈的形式，并具備電池。所述電池以這樣的方式來確定尺寸，使得如果總線被中斷，則在報警情況下電池在30分鐘內維持所述信號發(fā)射器的操作。
[0009]假定檢測器的電池僅僅提供跨接每年大約15分鐘的報警，并且具有的電池容量為2.6Ah，可以假定的是每10年更換電池是足夠的。為了安全的目的，此技術提出定期借助于信號發(fā)射器的內部電路來檢查電池的電壓，以便在經由總線向中央控制單元U及時發(fā)送報告，使得電池可以被更換。[0010]這些已知的信號發(fā)射器的一個缺點是必須既在容量方面又在穩(wěn)定性方面上對電池施加非常高的要求。

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種具有本地能量存儲單元的報警裝置以及提供一種用于操作此報警裝置的方法，其訂戶/方法克服了所示的現(xiàn)有技術的缺點。
[0012]通過根據權利要求1的報警裝置和根據權利要求9的基于總線的報警系統(tǒng)來實現(xiàn)該目的。從屬權利要求涉及本發(fā)明的進一步的有利方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面使用優(yōu)選實施例并參考附圖來描述本發(fā)明，其中:
[0014]圖1示出了根據第一實施例的具有可再充電二次電池的報警裝置的方框圖；
[0015]圖2示出了根據第二實施例的具有可再充電二次電池的報警裝置的方框圖；
[0016]圖3示出了經由恒定電流調節(jié)器的可再充電二次電池的充電性能；
[0017]圖4示出了通過兩個功率消耗單元的可再充電二次電池的放電性能；
[0018]圖5示出了將根據本發(fā)明所使用的恒定電流調節(jié)器的電路圖；
[0019]圖6示出了可以用作用于對可再充電二次電池充電的恒定電流調節(jié)器的非自激振蕩降壓開關模式調節(jié)器的電路圖；
[0020]圖7示出了可以用作用于對可再充電二次電池充電的恒定電流調節(jié)器的自激振蕩降壓開關模式調節(jié)器的電路圖；
[0021]圖8示出了當不需要執(zhí)行升壓開關模式調節(jié)時的放電電路；
[0022]圖9示出了替代的放電電路；
[0023]圖10示出了可以用來對可再充電二次電池放電的升壓開關模式調節(jié)器；以及
[0024]圖11示出了可以替代地用來對可再充電二次電池放電的自激振蕩升壓開關模式調節(jié)器。
[0025]圖12示出了根據第三實施例的具有可再充電二次電池的報警裝置的方框圖。
[0026]圖13示出了基于總線的報警系統(tǒng)的方框圖。
【具體實施方式】
[0027]下面使用一些優(yōu)選的實施例來詳細解釋本發(fā)明。
[0028]圖1示出了經由總線線路3被供應功率的報警裝置I的方框圖。所述總線線路3是環(huán)形總線3 (沒有再進一步示出)的一部分，以已知的方式將多個報警裝置I和用于控制報警裝置的中央控制單元Z連接到所述環(huán)形總線3，如也以示例的方式在圖13中示出。
[0029]報警裝置I可以是簡單的火災檢測器或另外的執(zhí)行器，諸如揚聲器、燈、用于門窗的鎖定系統(tǒng)，等等，其在如果發(fā)生危險時(例如在如果發(fā)生火災時)經由總線線路來激活。
[0030]正如在開始所陳述的，在這樣的總線系統(tǒng)中，在報警情況下，報警裝置的功率消耗越大，可以操作的訂戶所相應的報警裝置就越少。這在常規(guī)上是個問題，尤其是對于聲光報警發(fā)射器而言，其在報警情況下比其他報警裝置消耗相當更多的功率。
[0031]在目前常規(guī)已知的總線系統(tǒng)的情況下，操作電壓是20V到大約45V，并且電流小于400mAo
[0032]根據本發(fā)明，對具有更大功率消耗的報警裝置I給予本地能量存儲單元5，例如以可再充電二次電池的形式，其結果是當拉響警報時，由這個能量存儲單元提供額外的(或全部的)能量。
[0033]本發(fā)明的配置提供的益處在于，在中央控制單元Z中提供的用以應付中央控制單元中功率損耗的緊急情況的電池的容量可以被相當?shù)販p少。
[0034]另外的優(yōu)點在于，去除了與總線線路太“薄”以至于不能運載必要的電流有關的問題。如果總線線路的橫截面較小，那么在增加電流的情況下，損耗急劇增加。但是，利用本發(fā)明的分布式能量存儲單元5，不需要增加總線線路上的電流。
[0035]此外，由于所述能量存儲單元5的充電可以在總線3上減少活動的時候執(zhí)行，所述總線線路的較小橫截面不表現(xiàn)這樣的問題。
[0036]在圖1中所示的報警裝置I的情況下，所述能量存儲單元5經由充電單元7連接到總線線路3。稍后參考圖5、6和7來描述所述充電單元7。
[0037]為了保護報警裝置1，在輸入側上提供總線連接單元17，在最簡單的情況下是限流裝置。對于這個總線連接單元17，不同的方法是可行的，例如，將有可能提供具有可以根據實際操作條件來進行切換的三個或四個分立且不同的設置的總線連接單元17，因此允許為相應總線訂戶所相應的報警裝置1，更好地分配通過總線3所供應的全部電流。
[0038]按照慣例，所述報警裝置I同樣具備分離器電路9，這使得有可能在如果發(fā)生短路或斷線的時斷開總線3。然后，所述總線系統(tǒng)可以不再作為環(huán)形總線進行操作，而是僅僅作為兩條支線。
[0039]圖1中所示出的報警裝置I另外具有功率消耗單元11或負載，其用高于所述能量存儲單元5的最小電壓的電壓進行操作，例如35。這種功率消耗單元11的示例是揚聲器、警笛、閃光器和其他閃光燈等。因此，對這個功率消耗單元11分配升壓電路，特別是升壓調節(jié)器13，其稍后參考附圖10和11來被描述。
[0040]在圖1中，附圖標記15被用來表示另外的功率消耗單元，其可以被可選地呈現(xiàn)并且用低于所述能量存儲單元的最小電壓的電壓進行操作，例如火災檢測器。對這個單元分配降壓轉換器19(沒有被詳細示出)。例如，用于操作這個功率消耗單元15的電壓可以是
3.3V。
[0041]所述報警裝置I由控制器21所控制，所述控制器21經由降壓轉換器19來被供應功率。
[0042]所述控制器21被連接到充電檢測單元23，其測試所述能量存儲單元5的充電狀態(tài)，并有可能使控制器21相應地控制充電單元7。
[0043]最后，所述報警裝置I還具有開關單元25，其在需要來自所述能量存儲單元5的能量時將能量存儲單元5連接到總線線路3。所述開關單元25同樣由控制器21所控制。在圖8和9中示出了合適的開關單元25的示例。
[0044]所述能量存儲單元5借助于充電單元7和控制器21來被充電。在必要時由控制器21來激活和停用充電單元7?？刂破?1允許復雜的充電方案。在優(yōu)選的實施例中，在正常操作期間，僅僅向所述能量存儲單元5供應最小的電荷守恒電流。在報警情況下，當需要來自能量存儲單元5的能量來操作不同的功率消耗單元11、15時，所述充電單元7完全切斷充電電流。在報警后，所述能量存儲單元5用優(yōu)選預先制定的充電周期來充電。通過所述中央控制單元Z向所述報警裝置的控制器21發(fā)送對應的命令，由總線系統(tǒng)的中央控制單元Z來使能特定報警裝置I的能量存儲單元5的充電周期的開始。因此根據本發(fā)明，可能有用的是，首先對在報警情況下為揚聲器供電的能量存儲單元再次充電，然后僅在其他能量存儲單元5已經被充電后總線線路3上的負載已經再次下降時，對分配給閃光器或逃生路線照明系統(tǒng)的那些能量存儲單元5再次充電。還有可能使中央控制單元Z以這樣的方式來控制能量存儲單元5的充電，使得僅每隔一個或每隔兩個報警裝置I首先被改變?yōu)槌潆娔Ｊ?，以便因此盡可能快地再次允許至少一個緊急模式。
[0045]還有可能的是，首先以并行的方式，將總線系統(tǒng)的所有能量存儲單位5改變?yōu)樽钚〉某潆姞顟B(tài)，然后在第二階段由中央控制單元Z來控制根據預定義的優(yōu)先化所進行的順序充電。
[0046]在圖1中所示的優(yōu)選實施例中，控制器21被連接到充電單元7和充電檢測單元23兩者，從而經由控制器21來控制所述充電單元7。
[0047]以這樣的方式配置充電單元7使得其獨立于控制器21進行操作(例如僅僅由開關單元25和充電檢測單元23的位置進行控制的方式)的實踐，在這里適于作為替代方式。在開關單元25已經被閉合并被再次打開時，所述充電單元7然后將自動開始充電操作，并且在來自充電檢測單元23的輸出的基礎上，在達到滿電荷時將終止充電操作。
[0048]但是，如所述的，優(yōu)選使所述開關單元在時間上控制所述充電操作，并且檢查所述能量存儲單元的功能。
[0049]在本發(fā)明的一個實施例中，中央控制單元可以為一個或多個報警裝置I在第一能量供應模式和第二能量供應模式之間來回切換能量供應，在所述第一能量供應模式中僅僅經由總線3供應能量，在所述第二能量供應模式中借助于經由總線3的命令，從能量存儲單元全部或部分地供應能量。例如，當中央控制單元檢測到總線上的電流達到極限值時，可以啟動這個指令。
[0050]在本發(fā)明的另一個實施例中，由報警裝置I自身的控制器21來控制能量存儲單元5的放電操作。當檢測到總線電壓UC已經低于特定值時，控制器21切換開關單元25，從而將UC連接到能量存儲單元5。控制器21可以以這樣的方式被配置，使得其對于非常簡短的電壓降沒有反應。
[0051]不用說的是，有可能結合兩個實施例，因此可靠地有可能經由中央控制單元Z和經由開關單元(例如，如果總線3被中斷)，在兩個能量供應模式之間進行切換。
[0052]如圖1中所示，能量存儲單元5是對總線的電壓“UC”的替換，也就是說其在必要時對否則由“UC”供電的所有單元供電。
[0053]只要總線電壓大于能量存儲單元的電壓或者直到總線連接單元不再按照硬件進行操作，就另外保持經由總線連接單元17來自總線的供電。
[0054]對分離器電路9的供電值得特別關注。這個電路從“UC”供電，并且在具有雙極型晶體管或FET的常規(guī)實施例中，需要最小的柵極電壓，例如在FET的情況下是3V，以便進行切換。為了獲得足夠低的電阻，需要至少4.5V，并優(yōu)選是10V，因為當對柵極供應IOV時的電阻比當對柵極供應4.5V時的電阻低25%。根據本發(fā)明，在操作期間，跨越所述能量存儲單元5的電壓“UC”應該不降到4.5V以下。[0055]在這個實施例中，特別是，有必有提供將閃光燈供應為功率消耗單元15。通常直接對閃光燈供應總線上的電壓UC。因此，有必要經由降壓轉換器19提供適當?shù)牟僮麟妷海鼋祲恨D換器19僅經由總線UC在第一能量供應模式中執(zhí)行降壓轉換。
[0056]對于第二能量供應模式，當UC已經下降并使用來自能量存儲單元5的能量時，所述降壓轉換器19必須作為升壓/降壓轉換器進行操作，這產生了電路上的額外支出。
[0057]為了規(guī)避這個問題，圖2示出了替代實施例。在這種情況下，通過升壓電路29通?？梢詫⒛芰看鎯卧?的電壓變換為35V的電壓。
[0058]在這種情況下，功率消耗單元27，諸如閃光燈，其被直接供應電壓UC而不需要相關聯(lián)的電壓轉換器。
[0059]在這個實施例中，在經由能量存儲單元進行操作的情況下，完全關斷來自總線的額外供電是適當?shù)?。以這種方式節(jié)省的能量然后可用于沒有它們自己的能量存儲單元5的報警裝置。為了這個目的，將經由中央控制單元Z或開關單元來相應地調節(jié)和控制總線連接單元17。
[0060]在對能量存儲單元5進行選擇和確定尺寸時，應該牢記的是，一方面，能量存儲單元5的容量足夠大以確保在所需時間內相應執(zhí)行器的操作，但在另一方面，根據習慣標準，可以在允許啟動整個系統(tǒng)的時間內終止充電操作。
[0061]為了簡化的目的，在接下來的考慮中，僅考慮語音報警發(fā)射器、具有實時語音的語音報警發(fā)射器、視覺報警發(fā)射器以及其組合。在這種情況下，應該牢記的是，在具有實時語音的語音報警發(fā)射器的情況下需要來自3.3V供電的相對高的功率，因為使用通常由被供應此操作電壓的數(shù)字信號處理器(DSP)所構成。這導致僅用于產生大約35V的電壓的能量存儲單元容量的部分可用于其他負載，例如閃光燈。
[0062]為了簡化的目的，關于能量存儲單元，假定為鎳金屬氫化物可再充電二次電池。后者是以單個電池或電池組的形式商業(yè)可得的。
[0063]為了簡化的目的，容量預計是80mAh，因為這是對于NiMH電池而言常見的尺寸，例如來自VARTA公司的電池。
[0064]最小能量存儲單元電壓主要取決于所使用的降壓開關模式調節(jié)器19的最小啟動電壓，該降壓開關模式調節(jié)器19必須調節(jié)電壓來為相應單元和控制21供應電壓。這個電壓大約是4.5V。這個意味著最小能量存儲單元電壓必須稍微更大，因為由于連接和斷開可再充電二次電池的開關單元，仍發(fā)生損耗。
[0065]替代地，另外的電壓轉換器可以另外被用于小于4.5V的范圍，例如簡單的“超低壓降(ultra low drop) ”固定電壓調節(jié)器,其在能量存儲單元電壓下降到特定值以下時然后被連接，因為這樣的調節(jié)器的效率與開關模式調節(jié)器相比是相對好的。
[0066]在優(yōu)選的實施例中，電壓UC可以具有最小15V以及最大45V，并且在UL處的總線連接單元17的可用電流下游旨在處于0.5和12mA之間的范圍內。
[0067]當使用例如具有最多1.5V的充電終止電壓的五個電池時，最大的充電終止電壓是 7.5V。
[0068]假定80%的充電單元7的效率和能量存儲單元5的理想充電效率，對于理想的80mAh可再充電二次電池而言，根據圖3的充電持續(xù)時間產生。
[0069]如可以看出的，所述能量存儲單元可以用35V的電壓UC和0.5mA的充電電流來被充電稍微多于40小時。
[0070]當使用五個電池時，最終放電電壓應該是至少4.5V，使得用于操作所述3.3V電壓調節(jié)器19的足夠電壓儲備，以及因.止此控制器21是仍可用的。最大放電電流是80mA。假定所使用的所有開關模式調節(jié)器具有80%的效率，在圖4中所示的放電性能產生。
[0071]可以看出的是，在7.5V的電壓的情況下，對于具有35V的負載而言需要大于15mA的電流，而對于具有3.3V的功率消耗單元而言需要大約25mA的電流，因此有可能在沒有總線3的情況下，可靠并有效地操作功率消耗單元11、15。
[0072]下面的文本描述了優(yōu)選的充電方法，其可以既被用在根據圖1的實施例中，又被用在根據圖2的實施例中。
[0073]根據所使用的能量存儲單元，所述充電方法應該是適應的。例如，NiMH可再充電二次電池優(yōu)選用恒定電流來充電。當所述能量存儲單元電壓開始再次下降時，終止所述充電操作(負△ U法)。
[0074]與此相反，L1-1on可再充電二次電池首先用恒定電流來充電，并且當達到充電終止電壓時，進行向恒定電壓的切換。當所述充電電流已經下降到特定值以下時，達到所述充電操作的結束。
[0075]另外為了防止過度充電，通常測量所述可再充電二次電池的溫度。當超過特定的溫度時，停止所述充電操作。為了這個目的，在報警裝置I中可以提供額外的溫度傳感器，所述傳感器經由開關單元或經由比較器來控制所述充電單元7。
[0076]另一種保護方法是，在給定的時間已經過去后進行切斷。
[0077]特別是在較小充`電電流的情況下，通常僅借助于時間控制器來控制所述充電操作。
[0078]下面僅考慮利用恒定電流的充電方法。
[0079]在這種情況下，所使用的開關單元25位于“UC”和所述能量存儲單元5的正極之間。還有可能在負極和接地之間使用所述開關單元。
[0080]在圖5中示出了非常簡單但僅具有低效率的充電單元7。UC處可用的最大電流可以被用于對所述能量存儲單元5充電。在所述報警裝置I中，這通過對饋送UC的總線連接單元17確定尺寸來限定。經由電阻器R15來設置充電電流。晶體管T25調節(jié)晶體管T15的基極電流。如果跨越R15的電壓增加到大約0.7V，則T25被接通且T15被關斷。
[0081]代替晶體管T25，還有可能使用齊納二極管或發(fā)光二極管。同樣可以使用FET來代替所示的雙極性晶體管。
[0082]為了借助于控制器21來對電路進行接通和切斷，有可能安裝將電阻器R25連接到接地的另外的晶體管。
[0083]由于對可再充電電池的脈沖充電對于使用壽命而言好于微電流充電，這個電路還可以被設計用于更大的電流，并可以例如以脈沖方式被操作，使得其通I秒并斷9秒(取決于 UC)。
[0084]由于所述能量存儲單元電壓低于所述電壓UC，如圖6中所示出的用于充電的降壓開關模式調節(jié)器的使用是適當?shù)?。為了這個目的，在最簡單形式中，將具有線圈L16以及電容器C16的LC電路與電阻器Rm—起連接到能量存儲單元5，并經由開關單元S16來計時。因此所述能量存儲單元5可以用比由總線連接單元17所提供的電流更大的電流來充電。[0085]充電單元7可以由控制器21來控制(非自激振蕩)，如圖6中所示，或者其對自身進行振蕩并僅由控制器21來開啟和關斷，如圖7中所示。每當控制器21不能進行控制時，例如當用于控制的PWM輸出不在空閑時，自激振蕩器是適當?shù)摹４送?，所述自激振蕩器可以按照更簡單的方式被集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。
[0086]在非自激振蕩降壓轉換器的情況下，控制器21控制開關S16，例如經由PWM輸出。所述開關S16可以是雙極型晶體管或FET。此外，電壓UC、能量存儲單元電壓Urb和電壓URm必須是被測量。可以使用URm和電阻器Rm的值來計算充電電流。替代地，也可以使用UC, Urb, L16的值以及操作S16的時間段來計算充電電流。為了避免在充電/放電期間過多的電壓下降，電阻器Rm小于I歐姆。此外可能需要另一個放大器，使得控制器21可以測量跨越Rm的電壓。
[0087]在簡單的自激振蕩器中，如圖7所示，組合了來自圖5的恒定電流充電調節(jié)器和來自圖6的降壓開關模式調節(jié)器。此外提供了另外的電阻器R27和電容器C27，它們的充電/放電確保了電路的振蕩性能。圖7同樣示出了另外的晶體管T37，所述晶體管T37的柵極連接接收來自控制器21的通/斷(ON / OFF)信號并且然后切換晶體管T17。所述通/斷信號還經由二極管D37和D27被輸送到線圈L17。在線圈17和接地之間提供二極管D17。
[0088]控制器21必須只開啟和關斷所述自激振蕩開關模式調節(jié)器，并測量所述能量存儲單元電壓。經由電阻器R17直接設置充電電流(線圈的峰值電流)。在接通后，所述電路對線圈L17充電，直到跨越R17的電壓超過大約0.6至0.7V。然后由晶體管T27來關斷晶體管T17。此外，二極管D27和D37關斷晶體管T37(在那時在Τ17的集電極處的節(jié)點下降到OV以下)。因此在線圈L17的放電期間，防止重新激活Τ37。然后線圈L17對電容器C17和可再充電二次電池充電。只要線圈已經被放電，就再次驅動Τ37并且操作從開頭開始。如果需要的話，可以由小電阻器來替代二極管D37。
[0089]圖8示出了用于控制所述能量存儲單元5的放電的開關單元25的示例。在這種情況下，所述能量存儲單元5借助于晶體管Τ18和二極管D18連接到UC。缺點是跨越二極管D18的電壓降。然而，在沒有二極管的情況下，由于如果跨越集電極的電壓大于跨越發(fā)射極的電壓，則Τ18不會干凈利落地關斷，因此在正常操作期間電流可能流回到所述能量存儲單元中。Τ18還可以是FET。在關斷狀態(tài)下，電流則可以流經所述FET的寄生二極管，而無需額外的二極管。
[0090]為了使開關的電壓降保持較低，圖9提出了使用串聯(lián)連接的兩個FET。這種配置在兩個方向上傳導電流。在關斷狀態(tài)下，這個開關完全地關斷。
[0091]在不正確操作的情況下，例如當即使所述報警裝置I具有充足的供電，所述能量存儲單元仍被連接時，以及在電壓過沖的情況下，例如關斷功率消耗單元，也就是說每當UC大于所述能量存儲單元的電壓時，電流流入所述能量存儲單元中。
[0092]為了避免這種情況，有利的是測量所述能量存儲單元5的電壓和電壓UC，也就是說每當UC大于所述能量存儲單元的電壓時，關斷所述開關單元25。如果所述開關單元25是足夠快的，則它可以承擔這項任務。替代地，提供差分放大器，其可以不斷地比較這兩個電壓。
[0093]借助于所述升壓電路13從所述能量存儲單元電壓(例如35V)生成電壓UC?？梢杂砷_關模式調節(jié)器所形成的這個升壓電路13，可以再次由控制器21所控制或對自身進行振蕩。圖10和11示出了非自激振蕩開關模式調節(jié)器和自激振蕩開關模式調節(jié)器的示例。
[0094]如圖10中所示，線圈LllO和電容器C110，以諧振電路的形式，被連接到所述能量存儲單元5。經由開關SllO和二極管DllO提供電壓UC。此外，電容器C210與開關SllO并聯(lián)連接。
[0095]在圖11中，所述自激振蕩升壓開關模式調節(jié)器，具有替代開關SllO的諧振電路，由電容器C311來確定所述諧振電路的振蕩性能。開關操作本身經由晶體管Tlll和T211來執(zhí)行。
[0096]圖12示出了本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例。圖1的實施例和圖12的實施例之間的主要區(qū)別在于，在圖12中提供了額外的功率消耗單元31，所述功率消耗單元31經由電壓轉換器33與能量存儲單元5的輸出連接。這個功率消耗單元31沒有被連接，以便通過總線3接收功率。
[0097]盡管已經示出了具有不同功率消耗單元11、15或31的實施例，明顯的是，單個報警裝置可以僅具有這些功率消耗單元之一，或者經由升壓電路29與總線3連接，或者經由降壓轉換器19與總線3連接，或者經由合適的電壓轉換器33與能量存儲單元5連接。按需要可以對相應的報警裝置提供這些功率消耗單元的任意組合。
[0098]盡管已經使用上述實施例描述了本發(fā)明，但是明顯的是，本發(fā)明不限于此。特別地，在總線系統(tǒng)上可以提供各種各樣的報警裝置I。還有可能的是，通過在總線中提供控制子中心來分層地構造所述總線系統(tǒng)，環(huán)形總線或分支線路從該控制子中心再次離開。
[0099]在本發(fā)明的進一步修改中，可以提供僅特殊的功率消耗單元，所述特殊的功率消耗單元將從可再充電二次電池供電(例如閃光燈)。各個報警裝置I的放電電路可以根據產品而不同。與此相反，充電單元可以相同。
[0100]還有可能使中央控制單元控制整個組的報警裝置、類型或個別尋址的報警裝置的充電。充電方法的參數(shù)可以經由客戶數(shù)據來相應地分配。還有可能基于總線負載/總線利用率來動態(tài)地調節(jié)所述參數(shù)(例如由于高通信/協(xié)議發(fā)生率而引起的低線路電壓)。
[0101]在開關模式調節(jié)器中規(guī)則出現(xiàn)IOkHz和IOOkHz之間的開關頻率，與其是否是自激振蕩無關。
[0102]在MCU控制的調節(jié)器中，頻率還取決于微處理器21的可用PWM速度。當所述頻率增加時，損耗通常增加。線圈大小在降壓調節(jié)器中處于ImH和IOmH之間，并且在升壓調節(jié)器中處于ΙΟΟμΗ和ImH之間。
[0103]在升壓調節(jié)器中還可以使用IC(或部分IC)。利用例如線圈的較小部件的優(yōu)點，大于IOOkHz的頻率則也將是可想到的。當考慮介電強度時，這還有可能是降壓調節(jié)器。
【權利要求】
1.一種用于總線連接的報警系統(tǒng)的報警裝置，包括: 總線連接單元(17)，其用于將所述報警裝置與總線(3)連接，所述總線(3)用于供應控制信號和電功率； 功率消耗單元(11，15)； 控制器(21)，其用于基于所述控制信號來控制所述報警裝置(I)的操作； 其特征在于，進一步包括: 能量存儲單元(5)，其用于存儲電能； 開關單元(25)，其用于在第一供電模式和第二供電模式之間進行切換，在所述第一供電模式中僅通過所述總線(3)供應功率，在所述第二供電模式中通過所述能量存儲單元(5)供應至少部分功率； 其中所述控制器(21)被配置為，在激活所述功率消耗單元(11，15)時，控制所述開關單元(25)，以便切換到所述第二供電模式。
2.根據權利要求1所述的報警裝置，其特征在于，進一步包括: 充電單元(7)，其用于使用通過所述總線(3)所供應的電功率來對所述能量存儲單元(5)充電； 其中由所述控制器(21)來控制所述充電單元(7)。
3.根據權利要求2所`述的報警裝置，其特征在于，進一步包括: 升壓電路(29，13)，其用于將由所述能量存儲單元(5)輸出的電壓提升到所述功率消耗單元(11)的操作電壓。
4.根據權利要求2所述的報警裝置，其特征在于，進一步包括: 降壓轉換器(19)，其用于將通過所述總線(3)所供應的當前電壓轉換成用于所述能量存儲單元(5)的充電電壓或用于所述功率消耗單元(15)的操作電壓。
5.根據權利要求2所述的報警裝置，其特征在于，進一步包括: 充電檢測單元(23)，其用于檢測所述能量存儲單元(5)的充電狀態(tài)，其中所述控制器(21)被配置為根據所述充電狀態(tài)來控制所述能量存儲單元(5)的充電操作。
6.根據權利要求5所述的報警裝置，其特征在于:所述控制器(21)被配置為提供至少三種不同的充電操作，包括: 維持操作，其用于維持所述能量存儲單元(5)的充電水平； 規(guī)則操作，其用于利用中等充電電流來對所述能量存儲單元(5)充電； 快速充電操作，其用于利用高充電電流來對所述能量存儲單元(5)充電。
7.根據權利要求1所述的報警裝置，其特征在于，進一步包括: 總線監(jiān)控單元(17)，其用于監(jiān)控與所述總線(3)的連接狀態(tài)，以便檢測總線故障，并且用于將監(jiān)控結果傳送給所述控制器(21)； 信號指示單元，其用于借助于聲信號和光信號中的至少一個來信號指示所述總線故障。
8.根據權利要求1所述的報警裝置，其特征在于:所述功率消耗單元(11，15)包括用于輸出聲報警和光報警中的至少一個的單元。
9.一種總線連接的報警系統(tǒng)，包括: 中央控制單元(Z)，其提供控制信號和電功率；總線(3)，其與所述中央控制單元(Z)相連接，用于發(fā)送所述控制信號和所述電功率；多個報警裝置(I)，其被連接到所述總線(3)，并且包括總線連接單元(17)、功率消耗單元(11，15)和控制器(21)，所述總線連接單元(17)接收所述控制信號和所述電功率，所述控制器(21)用于基于來自所述中央控制單元(Z)的所述控制信號來控制所述報警裝置的操作； 其特征在于: 所述報警裝置(I)中的至少一個進一步包括能量存儲單元(5)和開關單元(25)，所述能量存儲單元(5)用于存儲電能，所述開關單元(25)用于在第一供電模式和第二供電模式之間進行切換，在所述第一供電模式中僅通過所述總線(3)供應功率，在所述第二供電模式中通過所述能量存儲單元(5)至少部分地供應功率，其中所述控制器(21)被配置為，在激活所述功率消耗單元(11，15)時，控制所述開關單元(25)，以便通過所述能量存儲單元(5)供應功率。
10.根據權利要求9所述的總線連接的報警系統(tǒng)，其特征在于:每個所述報警裝置(I)包括充電單元(7)和充電檢測單元(23)，所述充電單元(7)用于使用通過所述總線(3)所供應的電功率來對所述能量存儲單元(5)充電，所述充電檢測單元(23)用于檢測所述能量存儲單元(5)的充電狀態(tài)，所述報警裝置(I)被進一步配置為可通過所述總線(3)個別尋址，以便使所述中央控制單元(Z)和每個報警裝置(I)之間能夠進行一對一的通信； 其中所述報警裝置(I)被配置為將其各自的能量存儲單元(5)的充電狀態(tài)傳送給所述中央控制單兀(Z)； 以及其中所述中央控制單元(Z)被配置為基于以下至少一個來控制相應的報警裝置(I)的所述能量存儲單元(5)的充電操作: 所述能量存儲單元(5)的充電狀態(tài)； 整個報警的當前功率消耗；以及 預定義的充電優(yōu)先級次序。
11.根據權利要求9所述的總線連接的報警系統(tǒng)，其特征在于:所述報警裝置(I)的所述控制器(21)被配置為提供至少三種不同的充電操作，包括: 維持操作，其用于維持所述能量存儲單元(5)的充電水平； 規(guī)則操作，其用于利用中等充電電流來對所述能量存儲單元(5)充電； 快速充電操作，其用于利用高充電電流來對所述能量存儲單元(5)充電； 其中由所述中央控制單元(Z)來確定相應的充電操作。
12.根據權利要求9所述的總線連接的報警系統(tǒng)，其特征在于:所述總線(3)被配置為閉環(huán)。
13.根據權利要求9所述的總線連接的報警系統(tǒng)，其特征在于:所述總線(3)進一步與煙霧檢測器、入侵檢測器、視頻攝像機、滅火單元和電子鎖中的至少一個相連接。
【文檔編號】G08B25/04GK103778755SQ201310463408
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2012年8月23日
【發(fā)明者】J·羅賓, N·伯特, K·沃爾夫岡 申請人:諾瓦爾有限責任公司