JP2017520082A - 非常用照明システム及び加熱出力を自動等化するための方法 - Google Patents

非常用照明システム及び加熱出力を自動等化するための方法 Download PDF

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Abstract

機器及び方法は、非常用照明システムのバックアップ電源を充電するための充電電源から入力電圧を得るために入力端子の対を使用し、入力電圧は、複数の公称動作電圧のうちの何れか１つに対応する。電圧レベル検出器は、得られた入力電圧に応答して、公称動作電圧のうちの何れが得られているかを示す入力電圧レベル信号を生成する。温度検出器は、バックアップ電源の温度が閾値を上回るかどうかを判定し、且つそれに応答して温度信号を生成する。加熱器は、複数の加熱要素を含み、且つバックアップ電源の温度が閾値未満である場合にバックアップ電源を加熱するために活性化される。入力電圧レベル信号は、加熱要素のうちの何れが活性化されるかを決定する。

Description

[0001] 本発明は、概して、非常用照明システムを対象とする。より詳細には、本明細書で開示される様々な発明的方法及び機器は、バックアップ電源を充電するために使用され得る複数の異なる入力電圧のうちの何れかについて、非常用照明システムのバックアップ電源、例えば電池を加熱するために使用される出力の自動等化を伴う非常用照明システムに関する。
[0002] 非常用照明は、例えば建物又は施設からの出口経路を照らすための１つ又は複数の光源に給電するために数十年にわたって使用されている。非常用照明は、安全設備の一部として工業用建物、商業用建物、及び施設向けの建物で必要とされる。非常用照明は光源に給電するために限られたバックアップ電源、例えば電池を使用する。本明細書では、「電池」は１つのバックアップ電源として機能するように接続される複数の個々の電池ユニットを包含するものと理解される。非常用照明システム（「非常用バラスト」と呼ばれることもある）は、非常用照明システムが「非常モード」（ＥＭ：emergency mode）にあると言われるＡＣ電力の障害期間中に排他的に光源に通電するように設計され、従来の照明ユニット（「ＡＣバラスト」と呼ばれることもある）と組合せられ得る。ＡＣ電力障害の限られた期間中、非常用照明システムはＡＣ電力がないことを感知し、バックアップ電源及び専用電子回路を使用して光源に通電することができる。必要とされる非常用照明の時間は米国では少なくとも９０分である一方、欧州では例えば１８０分であり、その間、人命安全基準（例えばＮＦＰＡ−１０１の７．９．２節及びＮＥＣ ７００．１２）によって電池式非常用照明システムについて定められているように、非常用照明レベルが初期レベルの６０％未満に下がってはならない。
[0003] 近年、占有空間の主な光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：light-emitting diode）が市場でより有力になっている。ＬＥＤは、従来の蛍光灯、ＨＩＤ、及び白熱灯に対する実行可能な代替策を提供する。ＬＥＤの機能上の利点及び利益は、高エネルギ変換効率及び高光学効率、耐久性、より安価な運営費、及びその他多くのものを含む。ＬＥＤ技術の最近の進歩は、多くの応用例で多岐にわたる照明効果を使用可能にする効率的且つロバストなフルスペクトル照明源をもたらした。これらの利点は、ＬＥＤを多岐にわたる用途及び状況に取り入れることにつながっている。とりわけＬＥＤ光源は、非常用照明システムで使用するために現在開発されている。
[0004] ＥＭ放電中に必要なエネルギ量を提供できるようにするために電池が少なくとも２４時間の期間にわたって習慣的に充電され、その期間中、非常用照明システムが曝されている（指定範囲内の）温度に関係なく、電池は最適速度での充電を受け付けるべきである。とりわけ、０℃未満の周囲温度（例えば暖房のない車庫や屋外の階段等）で動作するように設計される非常用照明システムでは、電池を温める（一般に充電段階中にのみ必要とされる）ための手段が設けられ得る。従って、電池が凍った状態で満充電が試みられる場合に一般に使用されるニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）充電池で起こることが知られている、水素ガスの潜在的蓄積による爆発の危険に電池を曝すことなく、非常用照明システムの標準的な０℃の下限周囲温度制限が−２０℃以下に拡大され得る。
[0005] 更に、特定の非常用照明システムを様々な位置に設置できること、及びそれを一般に直面される様々な公称ＡＣ電圧、例えば１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、２７７ＶＡＣ等に接続できることが望ましい。しかし、そうした多岐にわたるあり得る入力電圧に対応することは、電池の加熱器にとっての問題を呈する場合があり、その理由は、加熱器によって放散される出力が電圧の２乗として変動するからである。予期される最低入力電圧において十分な加熱エネルギを電池に与えるように加熱器が設計される場合、加熱器がはるかに高い入力電圧を得ると出力放散が過度になることがあり、加熱器を高温にし過ぎる可能性があり、その場合、加熱器が周囲の材料に対して不可逆的損傷を引き起こすことがあり且つ／又は停止される必要があり得る。逆に、加熱器が予期される最高入力電圧において過熱することなく安全に動作するように設計される場合、加熱器がはるかに低い入力電圧を得ると、電池を十分且つ効果的に加熱するのに放熱量が不十分であり得る。
[0006] 従って、非常用照明システム、とりわけＬＥＤ非常用照明を提供することが当技術分野で求められており、ＡＣ電力障害の際にＬＥＤランプの負荷に通電することができるＤＣ電流源（場合により、ＤＣとＤＣに加えられるはるかに小さい振幅のＡＣ成分との組合せ）にＬＥＤランプが接続される。とりわけ、バックアップ電源（例えば、概して非常用照明システム内にある電池）が充電中（即ち非常用照明システムがＡＣ電力によって給電される時間中）に安全且つ効果的な動作温度に保たれるだけでなく、一般に直面される様々な公称動作電圧（例えば米国では１２０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣ、欧州では２３０ＶＡＣ等）について電池の加熱出力を自動等化することも確実にするための解決策を提供することが求められている。更に、特定の非常用照明システムの設置場所の公称ＡＣ電圧を問わず、電池が充電を最適に受け付けることを確実にできるだけでなく、電池の加熱器に給電するための追加の外部配線の必要をなくすこともできる解決策を提供することが望ましい。公称動作電圧に一致させるために入力電圧選択スイッチを入れる又は設定する必要なしに、且つ／又は公称動作電圧に応じて充電電源を１つ又は複数の異なる入力端子に接続する必要なしに、同じ非常用照明システムが複数の異なる公称動作電圧のうちの何れか１つを有する充電電源（例えばＡＣ幹線）に接続されることを可能にする解決策を提供することも望ましい。
[0007] 本開示は、非常用照明システムのための発明的方法及び機器を対象とする。例えば本開示は、バックアップ電源を充電するために使用され得る複数の異なる入力電圧について、非常用照明システムのバックアップ電源、例えば電池を加熱するために使用される出力の自動等化を伴う非常用照明システムの実施形態について記載する。
[0008] 概して一態様では、機器は、非常用照明システムのバックアップ電源を充電するための充電電源に接続され、且つ第１の入力端子及び第２の入力端子の両端間で充電電源から入力電圧を得るように構成される第１の入力端子及び第２の入力端子であって、入力電圧が非常用照明システムの複数の公称動作電圧のうちの充電電源の印加公称動作電圧に対応する、第１の入力端子及び第２の入力端子と、得られた入力電圧に応答して、入力電圧が対応する充電電源の印加公称動作電圧を示す入力電圧レベル信号を生成するように構成される電圧レベル検出器と、バックアップ電源付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを判定し、且つ温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す温度信号を生成するように構成される温度検出器と、バックアップ電源を加熱するために選択的に活性化されるように構成される複数の加熱要素を含む加熱器とを含み、温度信号は、加熱器が活性化されるかどうかを判定し、及び加熱器が活性化される場合、入力電圧レベル信号は、加熱要素のうちの何れが活性化されるかを決定する。
[0009] 一部の実施形態では、この機器は、スイッチング回路を更に含み、スイッチング回路は、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に加熱器を活性化するように構成される。
[0010] これらの実施形態の一部の改変形態では、加熱器は、複数の電圧入力及び１つの出力端子を有し、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らない場合、スイッチング回路は、入力電圧レベル信号に応答して第１の入力端子を複数の電圧入力のうちの選択されたものに選択的に接続するように更に構成される。
[0011] これらの実施形態の一部の改変形態では、スイッチング回路は、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に加熱器を活性化するように構成され、且つ温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に入力電圧レベル信号に応答して第１の入力端子を選択された電圧入力に接続するように更に構成される１つ又は複数の継電器を含む。
[0012] これらの実施形態の一部の改変形態では、この機器は、入力電圧レベル信号及び温度信号を受信し、且つそれに応答して１つ又は複数の継電器を制御するための１つ又は複数の制御信号を出力するように構成される論理回路を更に含む。
[0013] これらの実施形態の一部の改変形態では、加熱器は、複数の電圧入力及び１つの出力端子を有し、加熱要素の少なくとも第１の加熱要素が第１の電圧入力と第２の電圧入力との間で直列接続され、及び加熱要素の少なくとも第２の加熱要素が第２の電圧入力と出力端子との間で直列接続され、出力端子は第２の入力端子に接続され、スイッチング装置は第１の入力端子を複数の電圧入力のうちの１つに選択的に接続するように構成される。
[0014] これらの実施形態の一部の改変形態では、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第１の公称電圧である場合、スイッチング回路は、加熱器の第１の加熱要素及び第２の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、及び加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第２の公称電圧である場合、スイッチング回路は、第２の加熱要素の両端間に入力電圧を印加し、及び第１の加熱要素をバイパスする。
[0015] これらの実施形態の一部の改変形態では、第１の公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、及び第２の公称動作電圧が１２０ＶＡＣであり、加熱器は、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合に第１の出力レベルでエネルギを放散するように構成され、加熱器は、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合に第２の出力レベルでエネルギを放散するように構成され、第１の出力レベルは第２の出力レベルとほぼ同じである。
[0016] これらの実施形態の一部の改変形態では、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第１の公称電圧である場合、スイッチング回路は、加熱器の第１の加熱要素、第２の加熱要素、及び第３の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第２の公称電圧である場合、スイッチング回路は、第２の加熱要素及び第３の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、且つ第１の加熱要素をバイパスし、及び加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第３の公称電圧である場合、スイッチング回路は、第３の加熱要素の両端間に入力電圧を印加し、且つ第１の加熱要素及び第２の加熱要素をバイパスする。
[0017] これらの実施形態の一部の改変形態では、第１の公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、第２の公称動作電圧が２３０ＶＡＣであり、及び第３の公称動作電圧が１２０ＶＡＣである。
[0018] 一部の実施形態では、複数の公称動作電圧が少なくとも１２０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣを含む。
[0019] 一部の実施形態では、複数の公称動作電圧が少なくとも１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、及び２７７ＶＡＣを含む。
[0020] これらの実施形態の一部の改変形態では、加熱器は、加熱器が活性化され、且つ入力電圧が３０５ＶＡＣである場合に第１の出力レベルでエネルギを放散するように構成され、加熱器は、加熱器が活性化され、且つ入力電圧が１０２ＶＡＣである場合に第２の出力レベルでエネルギを放散するように構成され、加熱器コンポーネントの公称値について第１の出力レベルは第２の出力レベルの２倍未満である。
[0021] 一部の実施形態では、加熱器は、熱保護器付近の温度が加熱器の温度閾値を上回る場合にバックアップ電源の加熱を無効にするように構成される熱保護器を更に含む。
[0022] 一部の実施形態では、温度検出器は、温度信号に関するヒステリシスを提供するためにバックアップ電源の温度閾値を変えるように構成される。
[0023] 別の態様では、方法は、非常用照明システムのバックアップ電源を充電するための入力電圧を第１の入力端子及び第２の入力端子の両端間で充電電源から得るステップであって、入力電圧が非常用照明システムの複数の公称動作電圧のうちの充電電源の印加公称動作電圧に対応する、ステップと、バックアップ電源付近の温度が閾値を上回るかどうかを判定するステップと、温度が閾値を上回るかどうかを示す温度信号を生成するステップと、その温度信号に応答して、複数の加熱要素を含む加熱器を選択的に活性化及び非活性化するステップと、加熱器が活性化されるとき、入力電圧が対応する充電電源の印加公称動作電圧を示す入力電圧レベル信号を生成するステップと、入力電圧信号に応答して、バックアップ電源を加熱するために活性化する加熱要素の１つ又は複数を選択するステップとを含む。
[0024] 一部の実施形態では、温度が閾値を上回らない場合、何れの加熱要素も活性化されない。
[0025] 一部の実施形態では、加熱器は、複数の電圧入力及び出力端子を有し、この方法は、入力電圧レベル信号に応答して第１の入力端子を複数の電圧入力のうちの選択されたものに選択的に接続するステップを更に含む。
[0026] 一部の実施形態では、この方法は、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第１の公称電圧である場合、加熱器の第１の加熱要素及び第２の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、及び加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第２の公称電圧である場合、第２の加熱要素の両端間に入力電圧を印加し、且つ第１の加熱要素をバイパスするステップを更に含む。
[0027] これらの実施形態の一部の改変形態では、第１の公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、且つ第２の公称動作電圧が１２０ＶＡＣであり、及びこの方法は、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合に加熱器が第１の出力レベルでエネルギを放散するステップと、加熱器が活性化され、且つ印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合に加熱器が第２の出力レベルでエネルギを放散するステップとを更に含み、第１の出力レベルは第２の出力レベルとほぼ同じである。
[0028] 本開示の目的で本明細書において使用される場合、「ＬＥＤ」との用語は、任意のエレクトロルミネセンスダイオード、又は、電気信号に呼応して放射を発生できる、その他のタイプのキャリア注入／接合ベースシステム（carrier injection/junction-based system）を含むものと理解すべきである。したがって、ＬＥＤとの用語は、次に限定されないが、電流に呼応して発光する様々な半導体ベースの構造体、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネセンスストリップ等を含む。特に、ＬＥＤとの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、及び（通常、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルまでの放射波長を含む）可視スペクトルの様々な部分のうちの１つ又は複数における放射を発生させることができるすべてのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤの幾つかの例としては、次に限定されないが、様々なタイプの赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、アンバー色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤ（以下に詳しく述べる）がある。また、ＬＥＤは、所与のスペクトルに対して様々な帯域幅（例えば半波高全幅値（ＦＷＨＭ：full widths at half maximum））、及び所与の一般的な色分類内で様々な支配的波長を有する放射（例えば狭帯域幅、広帯域幅）を発生させるように構成及び／又は制御することができることを理解すべきである。
[0029] 例えば本質的に白色光を生成するＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）の一実施態様は、それぞれ、組み合わされることで混合して本質的に白色光を形成する様々なスペクトルのエレクトロルミネセンスを放射する複数のダイを含む。別の実施態様では、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第２のスペクトルに変換する蛍光体材料に関連付けられる。この実施態様の一例では、比較的短波長で狭帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスが、蛍光体材料を「ポンピング（pumps）」して、当該蛍光体材料は、いくぶん広いスペクトルを有する長波長放射を放射する。
[0030] なお、ＬＥＤとの用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的なパッケージタイプを限定しないことを理解すべきである。例えば、上述した通り、ＬＥＤは、（例えば個々に制御可能であるか又は制御不能である）異なるスペクトルの放射をそれぞれ放射する複数のダイを有する単一の発光デバイスを指すこともある。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えばあるタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分と見なされる蛍光体に関連付けられることもある。一般に、ＬＥＤとの用語は、パッケージＬＥＤ、非パッケージＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップ・オン・ボードＬＥＤ、ＴパッケージマウントＬＥＤ、ラジアルパッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤ、あるタイプのケーシング及び／又は光学的要素（例えば拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指す。
[0031] 「光源」との用語は、次に限定されないが、ＬＥＤベース光源（上記に定義した１つ以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えばフィラメント電灯、ハロゲン電灯）、蛍光光源、りん光性光源、高輝度放電光源（例えばナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ及びメタルハライドランプ）、レーザー、その他のタイプのエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源（例えば火炎）、キャンドルルミネセンス源（例えばガスマントル光源、カーボンアーク放射光源）、フォトルミネセンス源（例えばガス状放電光源）、電子飽和（electronic satiation）を使用する陰極発光源（cathode luminescent source）、ガルバノルミネセンス源、結晶発光（crystallo-luminescent）源、キネルミネセンス（kine-luminescent）源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス（triboluminescent）源、音ルミネセンス（sonoluminescent）源、放射ルミネセンス（radioluminescent）源、及び発光ポリマー（luminescent polymers）を含む、様々な放射源のうちの任意の１つ以上を指すと理解すべきである。
[0032] 所与の光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外、又は両者の組合せでの電磁放射を発生する。したがって、「光」及び「放射」との用語は、本明細書では同義で使用される。さらに、光源は、一体構成要素として、１つ以上のフィルタ（例えばカラーフィルタ）、レンズ、又はその他の光学的構成要素を含んでもよい。また、光源は、次に限定されないが、指示、表示、及び／又は照明を含む様々な用途に対し構成されることを理解すべきである。「照明源」とは、内部空間又は外部空間を効果的に照射するのに十分な強度を有する放射を発生するように特に構成された光源である。このコンテキストにおいて、「十分な強度」とは、周囲照明（すなわち、間接的に知覚され、また、例えば、全体的に又は部分的に知覚される前に１つ以上の様々な介在面から反射される光）を提供するために空間又は環境において発生される可視スペクトルにおける十分な放射強度（放射強度又は「光束」に関して、全方向における光源からの全光出力を表すために、単位「ルーメン」がよく使用される）を指す。
[0033] 「スペクトル」との用語は、１つ以上の光源によって生成された放射の任意の１つ以上の周波数（又は波長）を指すものと理解すべきである。したがって、「スペクトル」との用語は、可視範囲内の周波数（又は波長）のみならず、赤外線、紫外線、及び電磁スペクトル全体の他の領域の周波数（又は波長）も指す。さらに、所与のスペクトルは、比較的狭い帯域幅（例えば、ＦＷＨＭは、基本的に、周波数又は波長成分をほとんど有さない）、又は、比較的広い帯域幅（様々な相対強度を有する幾つかの周波数又は波長成分）を有してよい。当然のことながら、所与のスペクトルは、２つ以上の他のスペクトルを混合（例えば、複数の光源からそれぞれ放射された放射を混合）した結果であってよい。
[0034] 本開示の目的で、「色」との用語は、「スペクトル」との用語と同義に使用される。しかし、「色」との用語は、通常、観察者によって知覚可能である放射の特性を主に指すために使用される（ただし、この使用は、当該用語の範囲を限定することを意図していない）。したがって、「様々な色」との用語は、様々な波長成分及び／又は帯域幅を有する複数のスペクトルを暗に指す。さらに、当然のことながら、「色」との用語は、白色光及び非白色光の両方との関連で使用されてもよい。
[0035] 「照明固定具」、「照明器具」との用語は、本明細書では、特定の形状因子、アセンブリ又はパッケージの１つ以上の照明ユニットの実施態様又は配置を指すために使用される。「照明ユニット」との用語は、本明細書では、同じ又は異なるタイプの１つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与の照明ユニットは、様々な光源の取付け配置、筐体／ハウジング配置及び形状、並びに／又は、電気及び機械的接続構成の何れか１つを有してもよい。さらに、所与の照明ユニットは、光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば制御回路）に任意選択的に関連付けられてもよい（例えば含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージされる）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」とは、上記した１つ以上のＬＥＤベースの光源を、単独で又はその他の非ＬＥＤベースの光源との組合せで含む照明ユニットを指す。「マルチチャネル」照明ユニットとは、それぞれ異なる放射スペクトルを発生する少なくとも２つの光源を含むＬＥＤベースの又は非ＬＥＤベースの照明ユニットを指すものであり、各異なる光源スペクトルは、マルチチャネル照明ユニットの「チャネル」と呼ばれる。
[0036] なお、前述の概念及び以下でより詳しく説明する追加の概念のあらゆる組み合わせ（これらの概念が互いに矛盾しないものであることを条件とする）は、本明細書で開示される本発明の主題の一部をなすものと考えられることを理解すべきである。特に、本開示の終わりに登場するクレームされる主題のあらゆる組み合わせは、本明細書に開示される本発明の主題の一部であると考えられる。なお、参照により組み込まれる任意の開示内容にも登場する、本明細書にて明示的に使用される用語には、本明細書に開示される特定の概念と最も整合性のある意味が与えられるべきであることを理解すべきである。
[0037] 図面中、同様の参照符号は、全般的に様々な図を通して同じ部分を指している。さらに、図面は必ずしも縮尺通りではなく、重点は全体的に本発明の原理の説明に置かれている。
[0038] 非常用照明システムの一部の第１の実施形態の機能ブロック図を示す。 [0039] 非常用照明システムの一部のためのスイッチング回路の一実施形態例を示す。 [0040] 入力ＡＣ電圧が１２０ＶＡＣ又は２７７ＶＡＣである非常用照明システムのための電圧レベル検出器、温度検出器、スイッチング回路、及び加熱器の構成の一実施形態例を示す。 [0041] 入力ＡＣ電圧が１２０ＶＡＣ又は２７７ＶＡＣである非常用照明システムのための加熱器の一実施形態例を示す。 [0042] 非常用照明システムの一部の第２の実施形態の機能ブロック図を示す。 [0043] 非常用照明システムの一部の第３の実施形態の機能ブロック図を示す。 [0044] 入力ＡＣ電圧が１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、又は２７７ＶＡＣのうちの１つである非常用照明システムのための電圧レベル検出器、温度検出器、スイッチング回路、及び加熱器の構成の別の実施形態例を示す。 [0045] 非常用照明システムのバックアップ電源を充電する方法の一実施形態例を示す。
[0046] 概して非常用照明システムは、照明を与えるために活性化されるとき、非常用照明システムによって使用されるバックアップ電源を充電するための充電電源に接続される。損傷又は更には爆発を防ぐために、バックアップ電源の充電サイクル中にバックアップ電源を加熱するための加熱器がしばしば使用される。特定の実装に応じて、充電電源は複数の公称動作電圧（例えば１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、２７７ＶＡＣ等）のうちの何れか１つを出力することができる。但し、一連のあり得る公称動作電圧にわたり充電電源の電圧レベルが大きく変動することは、他の手段が取られない場合、加熱器によって放散される出力が更に大きく且つ不所望に大きく変動することを意味する。
[0047] より広くは、入力電圧選択スイッチを設定すること及び／又はその公称動作電圧に応じて充電電源を異なる入力端子に接続すること等の特別な措置を必要とすることなく、入力端子に印加され得る複数のあり得る公称動作電圧のうちの何れか１つによって自らの加熱器を動作させるように自動で適合することができる非常用照明システムを提供することが有益であり、当技術分野で求められていることを本出願人らは認識及び理解した。
[0048] 上記の内容に鑑みて、本発明の様々な実施形態及び実装形態は、バックアップ電源を充電するために使用され得る複数の異なる入力電圧のうちの何れかについて、非常用照明システムのバックアップ電源、例えば電池を加熱するために使用される出力の自動等化を伴う非常用照明システムのための方法及び機器を対象とする。
[0049] 図１は、非常用照明システム１００の一部の第１の実施形態の機能ブロック図を示す。概して非常用照明システム１００は、１つ又は複数の照明器具及び／又は照明ユニットを含み得る図１には不図示の他の多くのコンポーネントを含み、１つ又は複数の照明器具及び／又は照明ユニットは、一部の実施形態では１つ又は複数のＬＥＤ光源及び１つ又は複数の関連するＡＣ照明ドライバ又はバラストを含み得る。一部の実施形態では、１つ又は複数のＬＥＤ光源が、特定の領域を照らすための実質的に白色の光又は他の任意の所望の色を有する光を放つように構成され得る。とりわけ非常用照明システム１００は、ＡＣ幹線電力が失われた場合に特定の期間にわたって特定の領域の照明を指定の強度レベルで与えるように構成され得る。
[0050] 非常用照明システム１００は、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２を含む。非常用照明システム１００は、ＡＣ整流器１１０、充電器変換器１２０、バックアップ電源（例えば電池１３０）、ＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、論理回路（例えば論理コンバイナ回路）１６０、スイッチング回路１７０、及び加熱器１８０も含む。バックアップ電源は典型的には電池１３０であり、以下の説明の中でもそのように記載されるが、コンデンサバンク又は依然として開発されていない可能性がある他の技術等の別の充電式バックアップ電源を使用できることが可能であり得ると考えられる。以下に記載される実施形態の動作原理がかかるバックアップ電源にどのように広く適用され得るかを当業者であれば容易に理解されよう。
[0051] 非常用照明システム１００は、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２の両端間に印加される入力電圧５を充電電源（例えばＡＣ幹線）（不図示）から得るように構成される。入力電圧５は、非常用照明システム１００がそれを使って動作し得る複数の公称動作電圧のうちの充電電源の印加公称動作電圧に対応する。
[0052] 本明細書では「公称動作電圧」とは、電池１３０を充電するための電力を供給するために充電電源から与えられ得る標準電圧レベルを指す。この用語は、かかる充電電源からの実際の電圧レベルが、任意の所与の時点又は場所において公称値又は標準値から数パーセント変動し得ることを認識する。例えば充電電源がＡＣ幹線である場合、印加公称動作電圧は、ＡＣ幹線として供給され得る、且つ非常用照明システム１００がそれを使って動作し得る複数のあり得る公称動作電圧のうちの何れか１つとすることができる。より詳細には、様々な国内で及び様々な施設について、ＡＣ幹線は１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、２７７ＶＡＣ、４００ＶＡＣ等の複数のあり得る公称動作電圧のうちの何れか１つを有し得る。但し上記のように、実際の電圧は任意の所与の時点又は場所において公称値又は標準値から変動し得ることが理解されよう。例えば１２０ＶＡＣの公称動作電圧では、任意の所与の場所又は時点における実際の電圧は１０２ＶＡＣ（１２０Ｖ−１５％）〜１３２ＶＡＣ（１２０＋１０％）で変動する可能性があり、更に一部の稀な事例では更に広い範囲にわたって変動し得る。しかし、本明細書では、実際の電圧のそれぞれが１２０ＶＡＣの公称動作電圧と呼ばれる。更に、本明細書で使用される１２０ＶＡＣの公称動作電圧は、指定のＡＣ幹線電圧が１１０ＶＡＣ、１１５ＶＡＣ、又は１２７ＶＡＣである地域及び国も包含する。同様に、本明細書で使用される２３０ＶＡＣの公称動作電圧は、指定のＡＣ幹線電圧が２２０ＶＡＣ又は２４０ＶＡＣである地域及び国も包含する。
[0053] 非常用照明システム１００は、複数の公称動作電圧、具体的には１２０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣで動作するように構成される。但し、他の実施形態では、非常用照明システムが複数の異なる公称動作電圧で動作するように構成され得ることが理解されるべきである。例えば、あり得る３つの公称動作電圧：１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、及び２７７ＶＡＣのうちの何れか１つとすることができる印加公称動作電圧で動作するように構成される一実施形態が以下で説明される。概して、様々な実施形態において、非常用照明システムが動作するように構成される公称動作電圧の数は２つ、３つ、又は４つ以上とすることができ、公称動作電圧は上記のような任意の好都合の公称動作電圧であり得る。
[0054] 動作面では、ＡＣ整流器１１０及び充電器変換器１２０が、充電電源（例えばＡＣ幹線）から入力電圧５によって得られるエネルギを取得し、電池１３０を充電するための所望の電圧及び電流にそのエネルギを変換するように動作する。ＡＣ整流器１１０及び充電器変換器１２０は、知られている様々な回路を使って実装され得、その構成及び動作についての更なる詳細は省略する。
[0055] 一方、上記のように周囲温度が低過ぎる（例えばマイナスの温度）ときに電池１３０を充電することは、例えば電池１３０が凍った状態でかかる充電が試みられる場合に一般に使用されるＮｉＣｄ充電池で起こることが知られている、水素ガスの潜在的蓄積による損傷又は更には爆発の危険に電池の仕切りを曝す可能性がある。従って、他の措置が取られない場合、非常用照明システム１００が屋外照明システム内で動作できる下限周囲温度が不所望に高い温度（例えば０℃）に制限され得る。このことは、非常用照明システム１００を設置するのがさもなければ望ましい様々な位置（例えば暖房のない車庫や屋外の階段等）に非常用照明システム１００が展開されるのを妨げる可能性がある。
[0056] 従って、非常用照明システム１００は、充電段階中に電池１３０を周囲温度を超えて加熱し、それにより、電池のセル及び／又は仕切りを爆発又は他の損傷の危険に曝すことなしに、非常用照明システム１００が動作し得る下限周囲温度を例えば−２０℃以下に拡大するように構成される加熱器１８０を含む。説明図の明瞭さを改善するために図１の機能ブロック図内では不図示であるが、概して加熱器１８０は、加熱器１８０の活性化時に電池１３０を加熱するために電池１３０に近接して又は電池１３０に直接隣接して位置する。
[0057] 図１に示されている実施形態では、加熱器１８０が第１の加熱要素１８２、第２の加熱要素１８４、及び熱保護器１８６を含む。他の様々な実施形態では、加熱要素の数が３つ以上であり得る。一部の実施形態では、非常用照明システム１００が動作するように設計される公称動作電圧の数に加熱要素の数が依存し得る。図３及び図５に関して以下でより詳細に説明されるように、加熱器１８０は複数の電圧入力及び１つの出力端子を有し、加熱要素の少なくとも第１の加熱要素（例えば第１の加熱要素１８２）が第１の電圧入力と第２の電圧入力との間に接続され、加熱要素の少なくとも第２の加熱要素（例えば第２の加熱要素１８４）が第２の電圧入力と出力端子との間に接続される。更に、加熱器１８０の出力端子が非常用照明システム１００の第２の入力端子１２（ニュートラル）に接続される。以下でより詳細に説明されるように、充電電源から加熱器１８０の１つ又は複数の加熱要素の選択された群を通って電流が流れるための閉回路を形成し、それにより電池１３０を加熱するための熱エネルギを放散するために、非常用照明システム１００の第１の入力端子１０を加熱器１８０の複数の電圧入力のうちの１つに選択的に接続するようにスイッチング回路１７０が構成される。
[0058] 本明細書では、第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４のそれぞれが抵抗加熱要素を含み得ることが理解される。更に、図４に関して以下でより詳細に説明されるように、第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４はそれぞれ複数の抵抗を含み得る。それらの抵抗の物理的位置に関する限り、抵抗による放熱が電池１３０を均等に温めるように抵抗は電池１３０の近くにできる限り等間隔で位置すべきである。
[0059] 加熱器１８０は、加熱器１８０が（例えばスイッチング回路１７０の欠陥がある電子制御によって）高温になり過ぎる場合に加熱器を非活性化するように構成される熱保護器１８６も含む。一部の実施形態では、熱保護器１８６が、第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４の１つ又は複数の近くに又はそれらに隣接して配置され、抵抗が搭載されている回路基板又は周囲の絶縁材の火災の危険を加熱器１８０内の抵抗がもたらし始める可能性がある温度（例えば１００℃）を加熱器１８０内の抵抗が上回らないことを保証するために、熱保護器１８６付近の温度が指定の温度閾値（例えば７０℃）を上回る場合に自動で「開く」。熱保護器１８６付近の温度が閾値温度未満である限り、熱保護器１８６は流れている電流に低インピーダンスを与える。一部の実施形態では熱保護器１８６が省略され、加熱器１８０の過熱を防ぐための他の構成によって置換され得ることが考えられる。
[0060] 以下で詳細に説明されるように、ＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、論理回路１６０、及びスイッチング回路１７０は一緒に動作して、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２に印加される複数の公称動作電圧のうちの何れか１つを使って動作するように加熱器１８０を自動で適合させる。例えば図１に示されている具体例では、様々な公称入力電圧について充電電源が接続されなければならない電圧スイッチ又は別端子等の形態における人間の一切の介入なしに、ＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、論理回路１６０、及びスイッチング回路１７０が一緒に動作して１２０ＶＡＣ又は２７７ＶＡＣを使って動作するように加熱器１８０を自動で適合させる。即ち、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣであろうと２７７ＶＡＣであろうと実装は同じであり、ＡＣ幹線の電線は常に第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２に接続され、ＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、論理回路１６０、及びスイッチング回路１７０は印加公称動作電圧に関係なく動作するように加熱器１８０を活性化するとき及び方法を決定する。
[0061] ここでもやはり、図１は１２０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣの具体例を示すが、他の実施形態ではＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、論理回路１６０、及びスイッチング回路１７０が、追加の及び／又は異なる公称動作電圧によって動作されるように加熱器１８０を適合させ得ることが理解されるべきである。
[0062] 動作面では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０が、入力端子１０及び１２が接続される充電電源の印加公称動作電圧を示す入力電圧レベル信号１４５を生成して出力する。より詳細には、ＡＣ電圧レベル検出器１４０は、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２の両端間に印加される実際の入力電圧５に応答し、非常用照明システム１００がそれを使って動作するように構成される複数の公称動作電圧の中から、入力端子１０及び１２が接続される充電電源の対応する印加公称動作電圧を入力電圧５に基づいて決定する。更に、ＡＣ電圧レベル検出器１４０は、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２の両端間に印加される実際の入力電圧５に応答して決定される印加公称動作電圧に応じて入力電圧レベル信号１４５を生成して出力する。
[0063] 例えば実際の入力電圧５が１１６ＶＡＣである場合、ＡＣ電圧レベル検出器１４０は対応する印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣであると判定することができ、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣであることを示す入力電圧レベル信号１４５を生成して出力することができる。他方で、実際の入力電圧５が２８２ＶＡＣである場合、ＡＣ電圧レベル検出器１４０は対応する印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣであると判定することができ、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣであることを示す入力電圧レベル信号１４５を生成して出力することができる。
[0064] 一部の実施形態では、入力電圧レベル信号１４５がデジタル信号であり、そのデジタル値は印加公称動作電圧を示す。例えば、非常用照明システム１００が動作するように構成されるあり得る公称動作電圧が２つのみである図１に示されている実施形態では、入力電圧レベル信号１４５が１ビットの（２進）デジタル信号であり得る。例えば、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣであるとＡＣ電圧レベル検出器１４０が判定する場合、入力電圧レベル信号１４５は高電圧レベルを有し、またさもなければ「１」の論理値を示すことができ、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣであるとＡＣ電圧レベル検出器１４０が判定する場合、「０」の論理値を有することができる。非常用照明システムが３つ以上のあり得る公称動作電圧で動作するように構成される他の実施形態では、入力電圧レベル信号１４５は２進信号でないことができ（例えば３進）、又は２つ以上のビットによって表わされる２進信号であり得る。例えば、非常用照明システムが１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、又は２７７ＶＡＣの公称動作電圧で動作するように構成される一実施形態では、入力電圧レベル信号１４５は３進信号又は２ビットによって表わされる２進信号であり得る。
[0065] 図１に示されている実施形態では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０が、ＡＣ整流器１１０の出力電圧である（ひいては入力電圧５に依存する）検出電圧を自らの入力において受信し、ＡＣ整流器１１０の出力電圧から印加公称動作電圧を決定する。しかし、図５及び図６に関して以下で説明されるように、他の実施形態では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０が、入力電圧５に応答して生成され、その大きさが入力電圧５の大きさが変わるにつれて変動する他の検出電圧（正又は負）を自らの入力において受信する。
[0066] 一部の実施形態では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０が、非常用照明システム１００のあり得る公称動作電圧の既定の組から印加公称動作電圧を決定するための１つ又は複数の閾値検出器又は比較器を含み得る。例えば単純な実施形態では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０は、１２０ＶＡＣの公称入力電圧について受信される検出電圧と、２７７ＶＡＣの公称入力電圧について受信される検出電圧との中間である電圧レベルに閾値が設定された単一の閾値検出器を含むことができ、検出電圧が閾値を上回るか下回るかにその値が依存する入力電圧レベル信号１４５を生成することができる。より複雑な実施形態では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０が、非常用照明システム１００のあり得る公称動作電圧のうちの異なるものにそれぞれ対応する１つ又は複数の閾値検出器又は比較器を含むことができ、それらの比較器の出力の何らかの論理結合にその値が依存する入力電圧レベル信号１４５を生成することができる。当業者であれば理解されるように、ＡＣ電圧レベル検出器１４０の様々な実施形態があり得る。
[0067] 温度レベル／閾値検出器１５０は、電池１３０付近の温度が所定の電池温度閾値を上回るかどうかを判定し、それに応答し、温度がバックアップ電源の温度閾値（例えば電池付近の温度閾値）を上回るかどうかを示す温度信号１５５を生成する。以下でより詳細に説明されるように、温度信号１５５は、電池１３０を加熱するために加熱器１８０を活性化するとき／活性化するかどうかを決定するために使用され得る。具体的には、電池１３０（又は電池１３０付近）の温度が閾値温度を下回る場合、電池１３０が充電に適した温度にあることを確実にするために、加熱器１８０が有効にされ電池１３０を充電サイクル中に加熱する。他方で、電池１３０（又は電池１３０付近）の温度が閾値温度を上回る場合は加熱器１８０が無効にされる。
[0068] 有益には、温度レベル／閾値検出器１５０はヒステリシスと共に動作し、そのため加熱器１８０を有効にすること及び無効にすることに応じて電池１３０付近の温度が（単一の閾値の前後で）上昇及び下降するとき、温度信号１５５が往復してトグルする又は振動することがない。より詳細には、温度レベル／閾値検出器１５０によって使用される電池温度閾値にヒステリシス値が関連付けられることができ、そのため加熱器１８０の活性化後に電池１３０の温度が上昇するとき温度信号１５５をトグルするための電池温度閾値は、加熱器１８０の非活性化後に電池１３０の温度が下降するとき温度信号１５５をトグルするための電池温度閾値と異なる。例えば電池温度閾値は、加熱器１８０が非活性化されているときに温度信号１５５をトグルして加熱器１８０を活性化するための第１の値、例えば１０℃を有することができ、加熱器１８０が活性化されているときに温度信号１５５をトグルして加熱器１８０を非活性化するための第２の値、例えば１５℃を有し得る。従って、電池１３０の感知温度の小さい変動が温度信号１５５の振動を引き起こすことがなく、それにより加熱器１８０が余りに頻繁にオン／オフ繰り返されるのを防ぐ。
[0069] 一部の実施形態では、温度信号１５５が２進デジタル信号であり、そのデジタル値は電池１３０又は電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す。例えば、電池１３０又は電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らないことを温度レベル／閾値検出器１５０が判定する（従って加熱器１８０が活性化されるべきことを示す）場合、温度信号１５５は高電圧レベルを有し、またさもなければ「１」の論理値を示すことができ、電池１３０又は電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回ることを温度レベル／閾値検出器１５０が判定する（従って加熱器１８０が非活性化されるべきことを示す）場合、「０」の論理値を有することができる。ここでも上記で説明されたように、ヒステリシスを提供するために電池温度閾値が変えられ得ることが理解されよう。
[0070] 一部の実施形態では、温度レベル／閾値検出器１５０が、プロセッサ（例えばマイクロコントローラユニット − ＭＣＵ：microcontroller unit）と、電池１３０のすぐ近くに又は電池１３０に隣接して配置され、電池１３０の実際の温度と同じ又は実際の温度に非常に近い可能性がある電池１３０付近の温度を感知可能な温度センサとを含む。他の実施形態では、ＭＣＵ自体が内蔵温度センサを有し得る。次いで、ＭＣＵが感知された温度を（例えばＭＣＵに関連するメモリ内に記憶される）電池温度閾値と比較し、その比較の結果として温度信号１５５を生成する。この場合もやはり、上記で説明されたように温度信号１５５の不所望のトグリング又は振動を防ぐために、ＭＣＵがヒステリシス値を電池温度閾値に関連させることができる。
[0071] 他の実施形態では、温度レベル／閾値検出器１５０に対応するスイッチング素子（例えばスイッチング回路１７０の一部）が、AIRPAX（商標）series 6700 thermostat（例えばAIRPAX（商標）67L040）等の市販の簡単なサーモスタットであり得る。しかし、そうしたサーモスタットを使用することのあり得る不都合は、サーモスタットが非常に高頻度の切り替えに直面する可能性があることであり、かかる装置の規定された寿命サイクル仕様（例えば数万サイクル）が、さもなければ５年、７年、又は更に長い寿命を有し得る非常用照明システム１００の寿命を不所望に制限する場合がある。温度センサ及びＭＣＵの比較を使用する上記の実施形態はこの不都合を克服することができる。
[0072] 論理回路１６０は、ＡＣ電圧レベル検出器１４０から入力電圧レベル信号１４５を受信するように構成される第１の入力１６２と、温度レベル／閾値検出器１５０から温度信号１５５を受信するように構成される第２の入力１６４とを有し、それらの信号に応答し、加熱器１８０の動作を制御するためのスイッチング回路１７０への出力信号１６５を生成する。関与する原理を説明するために、一実施形態例では、温度信号１５５が、電池１３０付近の温度が電池温度閾値を上回らない（従って加熱器１８０が活性化されるべき）ことを示す「１」の論理値を有し、入力電圧レベル信号１４５が、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣであることを示す「１」の論理値を有する場合、論理回路１６０は第１の値を有する制御信号１６５を出力することができ、温度信号１５５が、電池１３０付近の温度が電池温度閾値を上回らない（従って加熱器１８０が活性化されるべき）ことを示す「１」の論理値を有し、入力電圧レベル信号１４５が、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣであることを示す「０」の論理値を有する場合、論理回路１６０は第２の値を有する制御信号１６５を出力することができ、温度信号１５５が、電池１３０付近の温度が電池温度閾値を上回る（従って加熱器１８０が非活性化されるべき）ことを示す「０」の論理値を有する場合、論理回路１６０は第３の値を有する制御信号１６５を（入力電圧レベル信号１４５の状態に関係なく）出力することができる。上記の例における論理値「１」及び「０」のマッピングは任意であり、他の実施形態ではこれらの値が逆にされ得ることが理解されるべきである。
[0073] 図２は、非常用照明システムの一部のためのスイッチング回路１７０の一実施形態例を示す。
[0074] スイッチング回路１７０は、入力電圧５を得るための第１の入力端子１０に接続される第１の入力１７２を有し、論理回路１６０から制御信号１６５を受信するための第２の入力１７４を有する。制御信号１６５に応答し、スイッチング回路１７０が３つの状態又は位置のうちの１つに置かれ、その３つとは、即ち、第１の入力端子１０が出力端子２７７ＶＡＣに接続される第１の位置又は状態１７３と、第１の入力端子１０が出力端子１２０ＶＡＣに接続される第２の位置又は状態１７５と、第１の入力端子１０が何れの出力端子にも接続されない第３の位置又は状態１７７とである。一部の実施形態では、非常用照明システム１００の寿命を向上させることができる１つ又は複数の電気機械式継電器によってスイッチング回路１７０が実現され得る。他の実施形態では、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：field effect transistor）やダイオード等の１つ又は複数の電子スイッチによってスイッチング回路１７０が実現され得る。
[0075] 図１に示されているように、スイッチング回路１７０の出力端子２７７ＶＡＣ及び１２０ＶＡＣのそれぞれが、加熱器１８０の対応する入力端子に接続される。
[0076] 以下の表１は、図１の論理回路１６０及びスイッチング回路１７０の組合せによって実装され得る論理真理値表の一実施形態例を示す。
[0077] 表１内の論理値「１」及び「０」のマッピングは任意であり、他の実施形態ではこれらの値が逆にされ得ることが理解されるべきである。
[0078] ＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、論理回路１６０、及びスイッチング回路１７０（一緒に動作して、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２に印加される複数の公称動作電圧のうちの何れか１つを使って動作するように加熱器１８０を自動で適合させる）の動作が上記の表１からここで理解され得る。
[0079] 具体的には、温度レベル／閾値検出器１５０は、電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを判定し、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す温度信号１５５を生成するように構成される。それを受けて、加熱器１８０が活性化されるか非活性化されるかを温度信号１５５が決定する。ＡＣ電圧レベル検出器１４０は、入力電圧５から印加公称動作電圧を明らかにし、印加公称動作電圧が何れであるかを示す入力電圧レベル信号１４５を生成するように構成される。温度信号１５５に応答して加熱器１８０が活性化される場合、入力電圧レベル信号１４５は、第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４のうちの何れの１つ又は複数が活性化されるかを決定する。この特定の実施形態では、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合、入力電圧レベル信号１４５は高（論理的な「１」）であり、スイッチング回路１７０が第１の入力端子１０を加熱器１８０に接続し、それにより第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４の両方（及び熱保護器１８６）を含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路をもたらし、その結果、第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４をＡＣ電流が流れ、第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４の両方が電池１３０を加熱するために発熱する（第１の加熱要素１８２及び第２の加熱要素１８４がどちらも活性化される）。他方で、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合、入力電圧レベル信号１４５は低（論理的な「０」）であり、スイッチング回路１７０が第１の入力端子１０を加熱器１８０に接続し、それにより第１の加熱要素１８２をバイパスし、第１の加熱要素１８２を除外して第２の加熱要素１８４（及び概して熱保護器１８６）のみを含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路をもたらし、その結果、電池１３０を加熱するために発熱するように第２の加熱要素１８４のみが活性化される（第１の加熱要素１８２は非活性化される）。
[0080] 実際には、論理回路１６０は非常用照明システム１００の汎用実装を表し、一部の実装形態では論理回路１６０が省略され得、論理回路１６０の機能がスイッチング回路１７０の構成に「組込まれ」得る。
[0081] 例えば図３は、非常用照明システム１００等の非常用照明システムのためのＡＣ電圧レベル検出器１４０、温度レベル／閾値検出器１５０、スイッチング回路３７０、及び加熱器３８０の構成３００の一実施形態例を示す。この図面では特定の論理回路が含まれておらず、代わりに論理回路の機能がスイッチング回路３７０及び加熱器３８０の構成によって提供されることが見て取れる。
[0082] ＡＣ電圧レベル検出器１４０及び温度レベル／閾値検出器１５０の構成と動作は図１に関して上記で説明されたのと同じとすることができ、そのためその説明は繰り返さない。
[0083] スイッチング回路３７０は、第１のスイッチ３７６及び第２のスイッチ３７８を含む。第１のスイッチ３７６及び第２のスイッチ３７８はそれぞれ電気機械式継電器によって実現され得る。他の実施形態では、第１のスイッチ３７６及び第２のスイッチ３７８が、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やダイオード等の１つ又は複数の電子スイッチによって実現され得る。
[0084] 第１のスイッチ３７６は、第１の入力３７２において第１の入力端子１０から入力電圧５を取得し、第１の制御入力３７４において入力電圧レベル信号１４５を制御信号として受信する。第２のスイッチ３７８は端子３７３と端子３７７との間に接続され、第２の制御入力３７５において温度信号１５５を制御信号として受信する。
[0085] 加熱器３８０は、図１に関して上記で説明された加熱器１８０の一実施形態であり得る。加熱器３８０は、第１の加熱要素３８２、第２の加熱要素３８４、及び熱保護器１８６を含む。加熱器３８０は複数の電圧入力３８１、３８３、３８５、及び出力端子３８７を有する。第１の加熱要素３８２は電圧入力３８１と電圧入力３８３との間に直列接続され、第２の加熱要素３８４は電圧入力３８５と出力端子３８７並びに熱保護器１８６との間に直列接続される。更に、加熱器１８０の出力端子３８７は、非常用照明システム１００の第２の入力端子１２（ニュートラル）に接続される。ここでもやはり、第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４のそれぞれが抵抗加熱要素を含み得ることが理解されよう。更に、図４に関して以下でより詳細に説明されるように、第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４はそれぞれ複数の抵抗を含み得る。
[0086] 構成３００の動作は、図１に関して上記で説明されたのと同様である。具体的には、温度レベル／閾値検出器１５０は、電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを判定し、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す温度信号１５５を生成するように構成される。それを受けて、加熱器３８０が活性化されるか非活性化されるかを温度信号１５５が決定する。ＡＣ電圧レベル検出器１４０は、入力電圧５から印加公称動作電圧を明らかにし、印加公称動作電圧が何れであるかを示す入力電圧レベル信号１４５を生成するように構成される。
[0087] ここでは、第２のスイッチ３７８は、電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回る場合に開かれるように温度信号１５５によって制御される。その場合、加熱器３８０の電流経路は存在せず、入力電圧レベル信号１４５の状態に関係なく加熱器３８０に電流は流れず、従って加熱器３８０は非活性化される。他方で、第２のスイッチ３７８は、電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に閉じられるように温度信号１５５によって制御される。その場合、加熱器３８０の電流経路が第２のスイッチ３７８によって与えられ、加熱器３８０の加熱要素の一方（３８４）又は両方（３８２及び３８４）に電流が流れ、従って加熱器３８０は活性化される。
[0088] 電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回らないことに応答して加熱器３８０が活性化される場合、入力電圧レベル信号１４５は、第１の加熱要素３８２及び／又は第２の加熱要素３８４のうちの何れの１つ又は複数が活性化されるかを決定する。この特定の実施形態では、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合、第１のスイッチ３７６が開き、第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４の両方（及び熱保護器１８６）を含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路が与えられ、その結果、第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４に電流が流れ、第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４の両方が電池１３０を加熱するために発熱する（第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４がどちらも活性化される）。他方で、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合、第１の加熱要素３８２をバイパスし、第１の加熱要素３８２を除外して第２の加熱要素３８４（及び概して熱保護器１８６）のみを含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路をもたらし、その結果、電池１３０を加熱するために発熱するように第２の加熱要素３８４のみが活性化される（第１の加熱要素３８２は非活性化される）。
[0089] 様々な印加公称動作電圧に応答して１つ又は複数の加熱要素の様々な群を自動で選択的に活性化する非常用照明システム１００及び構成３００の利点は、入力電圧に関係なく同じ加熱要素が常に活性化される別の非常用照明システム及び加熱器を考えるとき明らかになる。例えばかかる事例では、入力電圧が１２０ＶＡＣである場合に加熱器によって放散される出力ＰＢに対する入力電圧が２７７ＶＡＣである場合に加熱器によって放散される出力ＰＡの比率（ＲＮ）は下記の通りである。
（１）ＲＮ＝（２７７）２／（１２０）２＝５．３３
[0090] 更に、１２０ＶＡＣの公称動作電圧の実際の入力電圧が１０２ＶＡＣと低い可能性があり、２７７ＶＡＣの公称動作電圧の実際の入力電圧が３０５ＶＡＣと高い可能性があることを考えた場合、３０５ＶＡＣ及び１０２ＶＡＣの出力放散の比率としてＲＭを計算すると下記の通りになることが分かる。
（２）ＲＭ＝（３０５）２／（１０２）２＝８．９４
[0091] そのような無制御の出力放散範囲は、最高入力電圧において過熱を依然として回避しながら最低入力電圧において所望の最小限の加熱エネルギを電池に加える加熱器の設計を困難にし得る。
[0092] 有益には、一部の実施形態では、非常用照明システム１００がそれを使って動作するように構成される複数の異なる公称動作電圧について、加熱器３８０の出力放散を等化し又はほぼ等化するように第１の加熱要素３８２及び第２の加熱要素３８４の抵抗値が選択され得る。
[0093] 図４は、２つの異なる公称動作電圧（例えば２７７ＶＡＣ及び１２０ＶＡＣ）について出力放散を等化し又はほぼ等化するために非常用照明システム１００及び／又は構成３００内で使用され得る、非常用照明システムのための加熱器４８０の一実施形態例を示す。
[0094] 加熱器４８０は、第１の加熱要素４８２及び第２の加熱要素４８４を含む。
[0095] 第１の加熱要素４８２は複数の抵抗、具体的には２個の２７０Ω抵抗の並列の組合せと直列に配置される１６個の２７０Ω抵抗を含み、４４５５Ωの全抵抗値をもたらす。第２の加熱要素４８４も複数の抵抗、具体的には直列に配置される２２個の４７Ω抵抗を含み、１０３４Ωの全抵抗値をもたらす。
[0096] ここでは、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、且つ第１の加熱要素４８２と第２の加熱要素４８４との直列の組合せの両端間に入力電圧５が接続される場合に、加熱器４８０によって放散される出力Ｐ１が次式の通りになることが見て取れる。
（３）Ｐ１＝（２７７）２／（４４５５＋１０３４）＝１３．９８Ｗ
[0097] その一方で、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣであり、且つ入力電圧５が第２の加熱要素４８４の両端間のみに接続される場合、加熱器４８０によって放散される出力Ｐ２は次式の通りとなる。
（４）Ｐ２＝（１２０）２／（１０３４）＝１３．９３Ｗ
[0098] そのため、出力Ｐ２が出力Ｐ１とほぼ等しく、印加公称動作電圧の２つの異なる値、１２０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣについて加熱器４８０の出力放散が等化されていることが分かる。抵抗値を適切に選択することにより、他の実施形態では加熱器の出力放散が印加公称動作電圧の３つ以上の異なる値、例えば１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、及び２７７ＶＡＣについて制限なく等化され得る。
[0099] 図５は、非常用照明システム５００の一部の第２の実施形態の機能ブロック図を示す。非常用照明システム５００では、電圧検出器１４０が、ＡＣ整流器１１０の出力においてではなく充電器変換器１２０の変圧器の出力において接続される（２番目の二次巻線として図示されている）誘導子を横断してその検出電圧を得ることを除き、非常用照明システム５００の構成及び動作は非常用照明システム１００と同じである。従って、非常用照明システム５００の構成及び動作についての説明は繰り返さない。
[0100] 図６は、非常用照明システム６００の一部の第３の実施形態の機能ブロック図を示す。非常用照明システム６００では、ＡＣ電圧レベル検出器１４０が、（ＡＣ整流器１１０の出力においてではなく）充電器変換器１２０の変圧器の出力（二次巻線）を横断してその検出電圧を受け取り、電池充電器変換器１２０の二次における負パルスが今回はＡＣ電圧レベル検出器１４０への入力として整流されることを除き、非常用照明システム６００の構成及び動作は非常用照明システム１００と同じである。従って、非常用照明システム６００の構成及び動作についての説明は繰り返さない。
[0101] 図７は、非常用照明システム１００、５００、６００等の非常用照明システムのためのＡＣ電圧レベル検出器７４０、温度レベル／閾値検出器１５０、及び加熱器７８０の構成７００の別の実施形態例を示す。ここでもやはり特定の論理回路が含まれておらず、代わりに論理回路の機能が、図面では同じ回路基板上にスイッチング回路を組込む加熱器７８０の一部として提供されることが見て取れる。
[0102] 温度レベル／閾値検出器１５０の構成及び動作は図１に関して上記で説明されたのと同じとすることができ、そのためその説明は繰り返さない。具体的には、温度レベル／閾値検出器１５０は、電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを判定し、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す温度信号１５５を生成するように構成される。それを受けて、加熱器７８０が活性化されるか非活性化されるかを温度信号１５５が決定する。
[0103] 電圧検出器７４０は、構成及び動作面で電圧検出器１４０と同様とすることができ、以下の違いを有する。電圧レベル検出器７４０は、少なくとも３つのあり得る公称動作電圧のうちの何れが、入力電圧５に応答して検出される印加公称動作電圧に対応するかを示す２ビットの入力電圧レベル信号７４５を生成し、出力端子７４２及び７４４を介して出力するように構成される。具体的には、入力電圧レベル信号７４５は、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣか、２３０ＶＡＣか、又は２７７ＶＡＣかを示す。電圧レベル検出器７４０を含む構成７００によって実装され得る真理値表の一実施形態例が表２に関して以下で説明される。
[0104] 加熱器７８０は、第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６を含む。加熱器７８０は、熱保護器（図７には不図示であるが、大抵第３の加熱要素７８６と直列に配置される）も含み得る。加熱器７８０は、電圧入力７８１を含む複数の電圧入力及び出力端子７８７を有する。加熱器７８０の電圧入力７８１は第１の入力端子１０に接続され、加熱器７８０の出力端子７８７は非常用照明システム７００の第２の入力端子１２（ニュートラル）に接続される。前と同様に、第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６のそれぞれが抵抗加熱要素を含み得ることが理解されよう。更に、図４に関して上記で説明されたように、第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６はそれぞれ複数の抵抗を含み得る。
[0105] 構成７００は、第１のスイッチ７１０、第２のスイッチ７２０、及び第３のスイッチ７３０も含む。第１のスイッチ７１０、第２のスイッチ７２０、及び第３のスイッチ７３０はそれぞれ電気機械式継電器によって実現され得る。他の実施形態では、第１のスイッチ７１０、第２のスイッチ７２０、及び第３のスイッチ７３０が、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やダイオード等の１つ又は複数の電子スイッチによって実現され得る。
[0106] 第１のスイッチ７１０は第１の加熱要素７８２の両端間に接続され、第１の入力７８１において第１の入力端子１０から入力電圧５を取得し、入力電圧レベル信号７４５の第１のビット（７４２）を制御信号として受信する。第２のスイッチ７２０は第２の加熱要素７８４の両端間に接続され、入力電圧レベル信号７４５の第２のビット（７４４）を制御信号として受信する。第３のスイッチ７３０は、（１）第１の加熱要素７８２と共通ではない第２の加熱要素７８４の端子と（２）第３の加熱要素７８６との間に接続され、温度信号１５５を制御信号として受信する。
[0107] 次に、構成７００の動作について、構成７００によって実装され得る論理真理値表の一実施形態例に関して説明される。
[0108] 表２の論理値「１」及び「０」のマッピングは任意であり、他の実施形態ではこれらの値が逆にされ得ることが理解されるべきである。
[0109] 次に図７及び表２を調べることにより、第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２に印加される複数の公称動作電圧のうちの何れか１つで動作するように、加熱器７８０を自動で適合させるＡＣ電圧レベル検出器７４０、温度レベル／閾値検出器１５０、並びにスイッチ７１０、７２０、及び７３０の動作が理解され得る。
[0110] 具体的には、温度レベル／閾値検出器１５０は、電池１３０付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを判定し、温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す温度信号１５５を生成するように構成される。それを受けて、加熱器７８０が活性化されるか非活性化されるかを温度信号１５５が決定する。電圧レベル検出器７４０は、入力電圧５から印加公称動作電圧を明らかにし、印加公称動作電圧が何れであるかを示す入力電圧レベル信号７４５を生成するように構成される。
[0111] 第３のスイッチ７３０を閉じることによって温度信号１５５に応答して加熱器７８０が活性化される場合、入力電圧レベル信号７４５は、第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６のうちの何れの１つ又は複数が活性化されるかを決定する。
[0112] この特定の実施形態では、印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合、入力電圧レベル信号７４５は「００」の論理値を有し、第１のスイッチ７１０及び第２のスイッチ７２０が開けられ、それにより第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６の全てを含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路をもたらし、その結果、第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６に電流が流れ、第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６の全てが電池１３０を加熱するために発熱する（第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６が全て活性化される）。他方で、印加公称動作電圧が２３０ＶＡＣである場合、入力電圧レベル信号７４５は「１０」の論理値を有する。この場合、第１のスイッチ７１０が第１の加熱要素７８２をバイパスするために閉じられ、第２のスイッチ７２０が、第１の加熱要素７８２を除外して第２の加熱要素７８４及び第３の加熱要素７８６を含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路をもたらすために開けられ、その結果、第２の加熱要素７８４及び第３の加熱要素７８６に電流が流れ、電池１３０を加熱するために第２の加熱要素７８４及び第３の加熱要素７８６の両方が発熱する（第２の加熱要素７８４及び第３の加熱要素７８６が活性化され、第１の加熱要素７８２は非活性化される）。更に、印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合、入力電圧レベル信号７４５は「１１」の論理値を有する。この場合、第１のスイッチ７１０及び第２のスイッチ７２０が第１の加熱要素７８２及び第２の加熱要素７８４をバイパスするために閉じられ、それにより第１の加熱要素７８２及び第２の加熱要素７８４を除外して第３の加熱要素７８６を含めるように第１の入力端子１０と第２の入力端子１２との間の閉回路をもたらし、その結果、第３の加熱要素７８６に電流が流れ、第３の加熱要素７８６が電池１３０を加熱するために発熱する（第３の加熱要素７８６が活性化され、第１の加熱要素７８２及び第２の加熱要素７８４は非活性化される）。
[0113] 第１の加熱要素７８２、第２の加熱要素７８４、及び第３の加熱要素７８６の抵抗値を適切に選択することにより、公称動作電圧２７７ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、及び１２０ＶＡＣの３つ全てに応答して加熱器７８０によって放散される加熱出力が互いに等しく又はほぼ等しくされ得る。
[0114] 図８は、上記の非常用照明システム１００、５００、６００等の非常用照明システムのバックアップ電源を充電する方法８００の一実施形態例を示す。
[0115] 動作８１０で、非常用照明システムが入力端子の対の両端間で充電電源から入力電圧を得る。入力電圧は、非常用照明システムの複数の公称動作電圧のうちの１つに対応する。
[0116] 動作８２０で、入力端子において充電電源から得られる電力を使用してバックアップ電源（例えば電池）が充電される。一部の実施形態では、充電が時間に応じたバックアップ電源のエネルギ保持能力に基づき得る既定の充電サイクル中に周期的にのみ行われ得る。
[0117] 動作８３０で、非常用照明システムの複数の公称動作電圧のうちの何れが、充電電源によって入力端子の対の両端間に印加されているのかが受信される入力電圧に基づいて判定される。
[0118] 動作８４０で、複数の公称動作電圧のうちの何れが印加公称動作電圧であるかを示す入力電圧信号が生成される。
[0119] 動作８５０で、バックアップ電源付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかが判定される。
[0120] バックアップ電源付近の温度がバックアップ電源の温度閾値を上回るかどうか（又は上回らないかどうか）を示す温度信号が生成される。
[0121] 一部の実施形態では、動作８５０は、電池の温度が電池温度閾値を上回るかどうかを判定する。温度が電池温度閾値を上回る場合、そのことは電池が充電サイクル中に加熱される必要がないことを示し、加熱器は無効にされ得る。他方で、温度が電池温度閾値を上回らない場合、そのことは電池が充電サイクル中に加熱される必要があることを示し、従って加熱器が有効にされるべきである。その場合、動作８６０は加熱器を有効にするか無効にするかを示す温度信号を生成する。
[0122] 動作８７０で、加熱器の加熱要素のうちの何れの１つ又は複数（もしある場合）が活性化されるべきかが温度信号及び入力電圧レベル信号に基づいて判定される。その後の動作で、選択された加熱要素が活性化される。
[0123] 他の実施形態では、図８に示されている様々な動作が行われる順序が図８に示されている順序と異なり得ることを理解すべきである。例えば一部の実施形態では、動作８３０及び８４０が動作８５０及び８６０と同時に又はその後で行われ得る。実際に一部の実施形態では、動作８３０及び８４０の実行が動作８５０又は動作８５０及び８６０の結果を必要条件とする場合があり、そのため複数の公称動作電圧のうちの何れが印加されているかを明らかにする動作は、電池の温度が電池温度閾値を上回らないと判定されている場合にのみ実行され得る。
[0124] 幾つかの発明実施形態を本明細書に説明し例示したが、当業者であれば、本明細書にて説明した機能を実行するための、並びに／又は、本明細書にて説明した結果及び／若しくは１つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び／若しくは構造体を容易に想到できよう。また、このような変更及び／又は改良の各々は、本明細書に説明される発明実施形態の範囲内であるとみなす。例えば、幾つかの実施形態において、バッテリ１３０の温度がバッテリ温度閾値を超えていない、従って加熱器１８０は活性化される必要があると温度レベル／閾値検出器１５０が決定したとき、ＡＣ電圧レベル検出器１４０は第１の入力端子１０及び第２の入力端子１２の両端間での印加公称動作電圧だけを決定するように、ＡＣ電圧レベル検出器の動作は、温度レベル／閾値検出器１５０により出力される信号によりゲートされてもよい。より一般的には、当業者であれば、本明細書にて説明されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示のためであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明教示内容が用いられる１つ以上の特定用途に依存することを容易に理解できよう。当業者であれば、本明細書にて説明した特定の発明実施形態の多くの等価物を、単に所定の実験を用いて認識又は確認できよう。したがって、上記実施形態は、ほんの一例として提示されたものであり、添付の請求項及びその等価物の範囲内であり、発明実施形態は、具体的に説明された又はクレームされた以外に実施可能であることを理解されるべきである。本開示の発明実施形態は、本明細書にて説明される個々の特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法に関する。さらに、２つ以上のこのような特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせも、当該特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾していなければ、本開示の本発明の範囲内に含まれる。
[0125] 本明細書にて定義されかつ用いられた定義はすべて、辞書の定義、参照することにより組み込まれた文献における定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味に優先されて理解されるべきである。
[0126] 本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「ａ」及び「ａｎ」の不定冠詞は、特に明記されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されるべきである。
[0127] 本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「及び／又は」との表現は、等位結合された要素の「いずれか又は両方」を意味すると理解すべきである。すなわち、要素は、ある場合は接続的に存在し、その他の場合は離接的に存在する。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素も同様に解釈されるべきであり、すなわち、要素のうちの「１つ以上」が等位結合される。「及び／又は」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素も、それが具体的に特定された要素に関連していても関連していなくても、任意選択的に存在してよい。したがって、非限定的な例として、「Ａ及び／又はＢ」との参照は、「含む」といった非制限的言語と共に用いられた場合、一実施形態では、Ａのみ（任意選択的にＢ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ｂのみ（任意選択的にＡ以外の要素を含む）を指し、さらに別の実施形態では、Ａ及びＢの両方（任意選択的にその他の要素を含む）を指す。
[0128] 本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、「又は」は、上に定義したような「及び／又は」と同じ意味を有すると理解すべきである。例えば、リストにおけるアイテムを分ける場合、「又は」、又は、「及び／又は」は包括的と解釈される。すなわち、多数の要素又は要素のリストのうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上の要素も含み、また、任意選択的に、リストにないアイテムを含むと解釈される。「〜のうちの１つのみ」又は「ちょうど１つの」といった反対を明らかに示す用語、又は、特許請求の範囲に用いられる場合は、「〜からなる」という用語だけが、多数の要素又は要素のリストのうちのまさに１つの要素が含まれることを指す。一般的に、本明細書にて使用される「又は」との用語は、「いずれか」、「〜のうちの１つの」、「〜のうちの１つのみ」、又は「〜のうちのちょうど１つのみ」といった排他的な用語が先行する場合にのみ、排他的な代替（すなわち「一方又は他方であるが、両方ではない」）を示すと解釈される。「本質的に〜からなる」は、特許請求の範囲に用いられる場合、特許法の分野にて用いられる通常の意味を有する。
[0129] 本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、１つ以上の要素を含むリストを参照した際の「少なくとも１つ」との表現は、要素のリストにおける任意の１つ以上の要素から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解すべきであるが、要素のリストに具体的に列挙された各要素の少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではない。この定義は、「少なくとも１つの」との表現が指す要素のリストの中で具体的に特定された要素以外の要素が、それが具体的に特定された要素に関係していても関連していなくても、任意選択的に存在してもよいことを可能にする。したがって、非限定的な例として、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は、同等に「Ａ又はＢの少なくとも１つ」、又は、同等に「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、少なくとも１つのＡ（任意選択的に２つ以上のＡを含む）であって、Ｂがない（任意選択的にＢ以外の要素を含む）ことを指し、別の実施形態では、少なくとも１つのＢ（任意選択的に２つ以上のＢを含む）であって、Ａがない（任意選択的にＡ以外の要素を含む）ことを指し、さらに別の実施形態では、少なくとも１つのＡ（任意選択的に２つ以上のＡを含む）と、少なくとも１つのＢ（任意選択的に２つ以上のＢを含む）を指す（任意選択的に他の要素を含む）。
[0130] さらに、特に明記されない限り、本明細書に記載された２つ以上のステップ又は動作を含むどの方法においても、当該方法のステップ又は動作の順番は、記載された方法のステップ又は動作の順序に必ずしも限定されないことを理解すべきである。
[0131] 明細書と同様に、特許請求の範囲において、用語「実質的に」は５％以内を意味し、用語「ほぼ」は１０％以内を意味し、用語「約」は２５％以内を意味する。
[0132] 特許請求の範囲においても上記明細書においても、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「関与する」、「保持する」、「〜から構成される」等といったあらゆる移行句は、非制限的、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味すると理解すべきである。米国特許庁特許審査手続便覧の第２１１１．０３項に記載される通り、「〜からなる」及び「本質的に〜からなる」といった移行句のみが、制限又は半制限移行句である。

Claims (20)

  1. 非常用照明システムのバックアップ電源を充電するための充電電源に接続され、且つ第１の入力端子及び第２の入力端子の両端間で前記充電電源から入力電圧を得る第１の入力端子及び第２の入力端子であって、前記入力電圧が前記非常用照明システムの複数の公称動作電圧のうちの前記充電電源の印加公称動作電圧に対応する、第１の入力端子及び第２の入力端子と、得られた前記入力電圧に応答して、前記入力電圧が対応する前記充電電源の前記印加公称動作電圧を示す入力電圧レベル信号を生成する電圧レベル検出器と、前記バックアップ電源付近の温度が前記バックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを判定し、且つ前記温度が前記バックアップ電源の温度閾値を上回るかどうかを示す温度信号を生成する温度検出器と、前記バックアップ電源を加熱するために選択的に活性化される複数の加熱要素を含む加熱器とを含み、前記温度信号は、前記加熱器が活性化されるかどうかを判定し、及び前記加熱器が活性化される場合、前記入力電圧レベル信号は、前記加熱要素のうちの何れが活性化されるかを決定する、機器。
  2. スイッチング回路を更に含み、前記スイッチング回路は、前記温度が前記バックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に前記加熱器を活性化する、請求項１に記載の機器。
  3. 前記加熱器は、複数の電圧入力及び１つの出力端子を有し、前記温度が前記バックアップ電源の温度閾値を上回らない場合、前記スイッチング回路は、前記入力電圧レベル信号に応答して前記第１の入力端子を複数の電圧入力のうちの選択された電圧入力に選択的に接続する、請求項２に記載の機器。
  4. 前記スイッチング回路は、前記温度が前記バックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に前記加熱器を活性化し、且つ前記温度が前記バックアップ電源の温度閾値を上回らない場合に前記入力電圧レベル信号に応答して前記第１の入力端子を選択された電圧入力に接続する１つ又は複数の継電器を含む、請求項３に記載の機器。
  5. 前記入力電圧レベル信号及び前記温度信号を受信し、且つそれらに応答して１つ又は複数の継電器を制御するための１つ又は複数の制御信号を出力する論理回路を更に含む、請求項４に記載の機器。
  6. 前記加熱器は、複数の電圧入力及び１つの出力端子を有し、前記加熱要素の少なくとも第１の加熱要素が第１の電圧入力と第２の電圧入力との間で直列接続され、及び前記加熱要素の少なくとも第２の加熱要素が前記第２の電圧入力と前記出力端子との間で直列接続され、前記出力端子は前記第２の入力端子に接続され、前記スイッチング回路は前記第１の入力端子を前記複数の電圧入力のうちの１つに選択的に接続する、請求項２に記載の機器。
  7. 前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第１の公称電圧である場合、前記スイッチング回路は、前記加熱器の第１の加熱要素及び第２の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が前記複数の公称電圧のうちの第２の公称電圧である場合、前記スイッチング回路は、前記第２の加熱要素の両端間に入力電圧を印加し、前記第１の加熱要素をバイパスする、請求項２に記載の機器。
  8. 前記第１の公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、前記第２の公称動作電圧が１２０ＶＡＣであり、前記加熱器は、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合に第１の出力レベルでエネルギを放散し、前記加熱器は、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合に第２の出力レベルでエネルギを放散し、前記第１の出力レベルは前記第２の出力レベルとほぼ同じである、請求項７に記載の機器。
  9. 前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第１の公称電圧である場合、前記スイッチング回路は、前記加熱器の第１の加熱要素、第２の加熱要素、及び第３の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が前記複数の公称電圧のうちの第２の公称電圧である場合、前記スイッチング回路は、前記第２の加熱要素及び前記第３の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、且つ前記第１の加熱要素をバイパスし、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が前記複数の公称電圧のうちの第３の公称電圧である場合、前記スイッチング回路は、前記第３の加熱要素の両端間に入力電圧を印加し、且つ前記第１の加熱要素及び前記第２の加熱要素をバイパスする、請求項２に記載の機器。
  10. 前記第１の公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、前記第２の公称動作電圧が２３０ＶＡＣであり、前記第３の公称動作電圧が１２０ＶＡＣである、請求項９に記載の機器。
  11. 前記複数の公称動作電圧が少なくとも１２０ＶＡＣ及び２７７ＶＡＣを含む、請求項１に記載の機器。
  12. 前記複数の公称動作電圧が少なくとも１２０ＶＡＣ、２３０ＶＡＣ、及び２７７ＶＡＣを含む、請求項１に記載の機器。
  13. 前記加熱器は、前記加熱器が活性化され、且つ前記入力電圧が３０５ＶＡＣである場合に第１の出力レベルでエネルギを放散し、前記加熱器は、前記加熱器が活性化され、且つ前記入力電圧が１０２ＶＡＣである場合に第２の出力レベルでエネルギを放散し、前記第１の出力レベルは前記第２の出力レベルの２倍未満である、請求項１２に記載の機器。
  14. 前記加熱器は、熱保護器付近の温度が前記加熱器の温度閾値を上回る場合に前記バックアップ電源の加熱を無効にする当該熱保護器を更に含む、請求項１に記載の機器。
  15. 前記温度検出器は、前記温度信号に関するヒステリシスを提供するために前記バックアップ電源の温度閾値を変える、請求項１に記載の機器。
  16. 非常用照明システムのバックアップ電源を充電するための入力電圧を第１の入力端子及び第２の入力端子の両端間で充電電源から得るステップであって、前記入力電圧が前記非常用照明システムの複数の公称動作電圧のうちの前記充電電源の印加公称動作電圧に対応する、ステップと、前記バックアップ電源付近の温度が閾値を上回るかどうかを判定するステップと、前記温度が閾値を上回るかどうかを示す温度信号を生成するステップと、前記温度信号に応答して、複数の加熱要素を含む加熱器を選択的に活性化及び非活性化するステップと、前記加熱器が活性化されるとき、前記入力電圧が対応する前記充電電源の前記印加公称動作電圧を示す入力電圧レベル信号を生成するステップと、前記入力電圧レベル信号に応答して、前記バックアップ電源を加熱するために活性化する前記加熱要素の１つ又は複数を選択するステップとを含む、方法。
  17. 前記温度が閾値を上回らない場合、何れの加熱要素も活性化されない、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記加熱器は、複数の電圧入力及び出力端子を有し、前記入力電圧レベル信号に応答して前記第１の入力端子を前記複数の電圧入力のうちの選択された電圧入力に選択的に接続するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
  19. 前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が複数の公称電圧のうちの第１の公称電圧である場合、前記加熱器の第１の加熱要素及び第２の加熱要素の直列の組合せの両端間に入力電圧を印加し、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が前記複数の公称電圧のうちの第２の公称電圧である場合、前記第２の加熱要素の両端間に入力電圧を印加し、且つ前記第１の加熱要素をバイパスするステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記第１の公称動作電圧が２７７ＶＡＣであり、且つ前記第２の公称動作電圧が１２０ＶＡＣであり、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が２７７ＶＡＣである場合に前記加熱器が第１の出力レベルでエネルギを放散するステップと、前記加熱器が活性化され、且つ前記印加公称動作電圧が１２０ＶＡＣである場合に前記加熱器が第２の出力レベルでエネルギを放散するステップとを更に含み、前記第１の出力レベルは前記第２の出力レベルとほぼ同じである、請求項１９に記載の方法。
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