JP3438152B2 - 自動火災報知機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、自動火災報知機に
係り、更に詳しくは、予備電源を備え、外部電源と予備
電源とを切り替えて主回路に供給する自動火災報知機の
改良に関する。 【従来の技術】従来の自動火災報知機の一構成例として
第一の従来例を図３に示す。この自動火災報知機１ｃ
は、商用交流電源を全波整流した外部電源ＰＳｅと、内
部に備えられた予備電源ＰＳｉとを電源切替リレー回路
Ｒｃ、Ｒｙが切り替えて、主回路ＭＣへ供給する構成と
される。 【０００２】商用交流電源は、トランスＴにおいて所定
の変圧比により電圧変換され、ダイオードＤ１〜Ｄ４か
らなるダイオードブリッジにより整流され、主回路用平
滑コンデンサＣ１により平滑化される。一方、予備電源
ＰＳｅは、自動火災警報機１ｃ内部に保持された電池電
源により構成される直流電源である。 【０００３】主回路ＭＣは、火災感知器等からの検知信
号を受信する火災受信回路や、必要な処理を行う情報処
理回路等、火災報知機としての機能を実現するための各
種回路であり、火災報知機としての性格上、この主回路
ＭＣは非常時にも確実に動作することが求められる。 【０００４】従って、通常時には商用交流電源を直流に
変換した外部電源ＰＳｅを主回路ＭＣに供給する一方、
停電等により外部電源ＰＳｅの電圧が低下した場合に
は、電源切替リレーＲｃ、Ｒｙが電源を切り替えて、予
備電源ＰＳを主回路ＭＣへ供給する必要がある。ここ
で、電源切替リレーは、制御コイルＲｃと制御接点Ｒｙ
とにより構成される。 【０００５】この制御コイルＲｃは、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
５、Ｄ６からなるダイオードブリッジの出力端子に接続
され、さらにリレー用平滑コンデンサＣ２及びリレー保
護用ダイオードＤ７が並列に接続される。従って、制御
コイルＲｃには、上記ダイオードブリッジにより整流さ
れ、リレー用平滑コンデンサＣ２により平滑化された外
部電源が印加される。リレー保護用ダイオードＤ７は、
制御コイルＲｃに過電流が流れることを防止するための
保護回路である。 【０００６】制御接点Ｒｙは、この印加電圧に基づいて
作動され、主回路ＭＣに外部電源ＰＳｅ又は予備電源Ｐ
Ｓｉを切り替え接続する。即ち、制御コイルＲｃに十分
高い電圧が印加されると、制御コイルＲｃの作用により
制御接点Ｒｙが端子ａ側に駆動されて、外部電源ＰＳｅ
が主回路ＭＣへ接続される。一方、制御コイルＲｃに印
加される電圧が低下すると、制御コイルＲｃの作用が弱
まって、制御接点Ｒｙは端子ｂ側に戻り、予備電源ＰＳ
ｉが主回路ＭＣへ接続される。 【０００７】この様に、従来の自動火災報知機１ｃは、
電源切替リレーＲｃ、Ｒｙの特性を利用して、外部電源
ＰＳｅの電圧が所定の電圧レベルよりも低下すれば、予
備電源ＰＳｉに自動的に切り替え、外部電源ＰＳｅの電
圧が所定の電圧レベルよりも高くなれば、外部電源ＰＳ
ｅに自動的に切り替えることができるものであった。 【０００８】従来の自動火災報知機の他の構成例として
第二の従来例を図４に示す。この自動火災報知機１ｄ
は、上記の従来例と同様、商用交流電源を全波整流した
外部電源ＰＳｅと、自動火災受信機１ｄの内部に備えら
れた予備電源ＰＳｉとを電源切替回路ＥＸにより切り替
えて、主回路ＭＣへ供給する構成とされる。 【０００９】予備電源ＰＳｉは充電可能な電池電源であ
り、充電用ダイオードＤｃ及び充電抵抗Ｒｃにより構成
される充電回路を介してトランスＴの出力端子と接続さ
れ、商用交流電源が供給されている場合に予備電源ＰＳ
ｉの充電が行われる。即ち、交流電源を充電用ダイオー
ドＤにより半波整流して充電するトリクル充電方式が採
用されている。 【００１０】また、予備電源ＰＳｉは着脱可能な電池電
源であり、交換が可能である。この予備電源ＰＳｉが取
り外された後に、新たな予備電源ＰＳｉが装着されてい
なくても、商用交流電源が供給されていれば、この自動
火災報知機は動作が可能である。ところが、そのまま使
用し続けると、停電時に予備電源ＰＳｉに切り替えて電
源供給を行うことができない。このため、予備電源判別
回路としてのレベル変換回路ＴＣが、予備電源ＰＳｉの
装着の有無を判別して、判別結果を主回路ＭＣへ出力
し、トラブル灯Ｄｗが警告表示を行う。 【００１１】上記レベル変換回路ＴＣは、充電回路の出
力端子、即ち、予備電源ＰＳｉに接続される充電抵抗Ｒ
ｃの端子の電圧レベルを監視して、予備電源ＰＳｉの有
無を判別する。この様子を図５に示す。図５は、レベル
変換回路ＴＣの入力信号と出力信号の関係を示した図で
ある。図中の（ａ）は、予備電池ＰＳｉが接続されてい
ない状態における入出力信号を示しており、図中の
（ｂ）は、予備電池ＰＳｉが接続された状態における入
出力信号を示している。 【００１２】上記充電回路に予備電源ＰＳｉを接続して
いれば、この予備電源ＰＳｉは、容量の大きなコンデン
サとして機能するため、レベル変換回路ＴＣの入力端子
では、予備電源ＰＳｉにより平滑化された一定電圧が検
出される。一方、予備電源ＰＳｉが接続されていなけれ
ば、半波整流後の平滑化されていない脈流電圧が検出さ
れる。 【００１３】従って、レベル変換回路ＴＣは、この脈流
波形の有無を判別して、判別信号を主回路ＭＣへ出力す
る。例えば、予備電源ＰＳｉの装着時には５Ｖ、非装着
時には０Ｖの電圧レベルとなるデジタル信号を判別信号
として出力する回路として構成される。 【００１４】主回路ＭＣは、マイコン等により構成され
るデジタル回路であり、レベル判別回路ＴＣの出力する
判別信号に基づいて、予備電源ＰＳｉが装着されていな
い場合には、トラブル表示灯Ｄｗを点灯又は点滅させて
警告を発する一方、予備電源ＰＳｉが装着されていれば
トラブル表示灯Ｄｗを消灯する。 【００１５】この様にして、予備電源ＰＳｉの有無をト
ラブル表示灯Ｄｗにより表示することができ、予備電源
ＰＳｉを装着するのを忘れていたために、停電時に自動
火災報知機が動作しなくなることを防止することができ
る。 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動火災警報機１ｃ、１ｄには以下のような問題点があ
った。 【００１６】即ち、第一の従来例において、自動火災報
知機１ｃの電源切替リレーＲｃ、Ｒｙにシングルステイ
ブルリレー等を用いると、リレーの特性により切り替え
動作にばらつきが生じて、電源切り替え時の外部電源Ｐ
Ｓｅの電圧が一定にはならないという問題があった。 【００１７】この様子を図６を用いて説明する。図６
は、シングルステイブルリレーのオン、オフ特性を示し
た図である。図中の（ａ）は、制御コイルＲｃへの印加
電圧の変化を示した図であり、図中の（ｂ）は、制御接
点のオン、オフを示した図である。制御接点が、オンの
場合には、接点ａが出力端子に接続され、オフの場合に
は接点ｂが出力端子に接続される。 【００１８】このシングルステイブルリレーが、オフ状
態からオン状態へ変化する電圧を感動電圧Ｖｏｎと呼
び、オン状態からオフ状態へ変化する電圧を不感動電圧
Ｖｏｆｆと呼ぶ。即ち、制御コイルに感動電圧Ｖｏｎを
越える電圧が印加されると、制御接点はオン状態とな
り、制御コイルＲｃの印加電圧が、感動電圧Ｖｏｆｆ以
下になると、制御接点はオフ状態となる。 【００１９】感動電圧Ｖｏｎは、感動電圧許容範囲Ｗｏ
ｎ内のいずれかの電圧レベルであり、感動電圧Ｖｏｆｆ
は、それぞれ感動電圧許容範囲Ｗｏｆｆ内のいずれかの
電圧レベルである。しかし、コイルの電磁力により接点
を駆動させるリレーの場合、機械的動作を伴うために、
これらの許容範囲Ｗｏｎ、Ｗｏｆｆの幅が広く、各リレ
ー毎の感動電圧Ｖｏｎ及び不感動電圧Ｖｏｆｆは、ばら
つきが大きい。従って、電源切替リレーの特性により電
源切り替え時の電圧を一定レベルにすることができな
い。 【００２０】また、シングルステイブルリレーは、制御
コイルへの印加電圧と制御接点の動作速度が反比例する
特性を有する。このため、この様なリレーを電源切替リ
レーＲｃ、Ｒｙに用いれば、停電時の様に外部電源ＰＳ
ｅの電圧が徐々に低下していく様な場合には、リレーの
動作速度が遅くなる。このため、一時的に主回路ＭＣへ
電源が供給されなくなる、いわゆる瞬時停電の現象が生
じることになる。 【００２１】この様な瞬間停電が発生すると、主回路Ｍ
Ｃにマイコンなどのシーケンス制御を含むデジタル回路
が含まれている場合には、保持していたデータが失わ
れ、或は、リセット操作が必要となる等の種々の問題が
生じることになる。 【００２２】さらに、第二の従来例において、レベル変
換回路ＴＣは、充電回路の電圧が、直流電圧であるの
か、脈流電圧であるのかを判別するものである。従来の
自動火災報知機１ｄは、この様な判別対象の特殊性から
脈流電圧をレベルの違う直流電圧に変換するレベル変換
回路ＴＣが必要であり、回路構成が複雑となって、自動
火災報知機のコストアップにつながっていた。 【００２３】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、電源切換時の外部電源の電圧レベルを一定電圧と
し、かつ、停電時に瞬間停電が発生しない自動火災報知
機を提供することを第一の目的とする。 【００２４】また、予備電源の有無を警告することによ
り、停電時に自動火災報知機が動作しなくなることを防
止する自動火災警報機を安価に提供することを第二の目
的とする。 【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明による自動火災報知機は、交流電源の供給時に、予備
電源の有無を判別して、表示する自動火災報知機であっ
て、上記交流電源を半波整流して予備電源を充電する充
電回路と、所定の基準電圧を出力する基準電圧発生回路
と、上記充電回路の出力電圧を上記基準電圧と比較する
比較回路と、この比較結果をサンプリングし、その変化
に基づいて、予備電源の有無を判別する予備電源判別回
路と、上記予備電源判別回路の判別結果に基づいて、予
備電源の有無を表示する表示手段とを備えて構成され
る。 【発明の実施の態様】請求項１に記載した本発明による
自動火災報知機の一構成例を図１に示す。この自動火災
報知機１ｂは、基準電圧発生回路と、予備電源ＰＳｉの
充電電圧を基準電圧と比較する比較回路ＣＰ２とを備え
て構成される。 【００２５】第二の従来例に示した自動火災報知機１ｄ
と同様、電源切替回路ＥＸは、商用交流電源をトランス
Ｔで電圧変換し、ダイオードブリッジＤＢにより全波整
流し、平滑コンデンサＣ３により平滑化した外部電源Ｐ
Ｓｅと、内部に備えられた予備電源ＰＳｉとを切り替え
て、主回路ＭＣへ供給する回路であり、リレー回路等に
より構成される。また、予備電源ＰＳｉは、着脱可能な
電池電源であり、装着時にはダイオードＤｃ及び抵抗Ｒ
ｃからなる充電回路によりトリクル充電が行われる。 【００２６】基準電圧発生回路としてのツェナダイオー
ドＺＤ２は、一方の端子が接地され、他方の端子が抵抗
Ｒｚを介して外部電源ＰＳｅに接続されて、一定のツェ
ナ電圧Ｖｚ２を生成する。 【００２７】コンパレータＣＰ２は、非反転入力端子と
反転入力端子の電圧レベルを比較して、その比較結果を
主回路ＭＣ出力する比較回路であり、非反転入力端子に
は、充電回路の出力電圧が分圧抵抗Ｒｄ３、Ｒｄ４によ
り分圧されて入力され、反転入力端子には、基準電圧と
してのツェナ電圧Ｖｚ２が入力される。従って、充電回
路の出力電圧が一定電圧よりも高いレベルであれば、コ
ンパレータＣＰ２からは、高レベルの信号が出力され、
充電回路の出力電圧が一定電圧よりも低いレベルであれ
ば、コンパレータＣＰ２からは、低レベルの信号が出力
される。 【００２８】上述の通り、予備電源ＰＳｉは充電回路に
対して、大容量のコンデンサとして機能するため、予備
電源ＰＳｉの非装着時には、脈流電圧がコンパレータＣ
Ｐ２の非反転入力端子入力される一方、装着時には予備
電源ＰＳｉにより平滑化された一定電圧が入力される。 【００２９】従って、脈流電圧のピークが入力されると
コンパレータＣＰ２から高レベルが出力され、平滑化さ
れた一定電圧が入力されるとコンパレータＣＰ２から低
レベルが出力される様に、上記基準電圧Ｖｚ２及び分圧
抵抗Ｒｄ３、Ｒｄ４を決定すれば、予備電源ＰＳｉの非
装着時にのみ、コンパレータＣＰ２からパルス波が出力
されることになる。 【００３０】充電回路の出力電圧とコンパレータＣＰ２
の出力との関係の一例を図２に示す。図中の（ａ）は、
予備電源ＰＳｉの装着時の様子を示した図であり、図中
の（ｂ）は予備電源ＰＳｉの見装着時の様子を示した図
である。予備電源の装着時には、一定の充電電圧が入力
されて、０Ｖの電圧レベルが出力されているが、非装着
時には、脈流電圧が入力され、これをパルス波に整形し
た電圧波形が出力される。 【００３１】予備電源判別回路としての主回路ＭＣは、
マイコン等により構成されるデジタル回路であり、コン
パレータの出力信号に基づいて、トラブル灯としての発
光ダイオードＤｗを駆動する。コンパレータの出力信号
は、高レベルと低レベルで構成されるデジタル信号であ
り、主回路は、この信号をサンプリングして、予備電源
が装着されているか否かを判別する。 【００３２】この主回路ＭＣは、商用交流電流の周波数
よりも十分に高い周波数で、コンパレータの出力電圧を
サンプリングすれば、パルス波の有無を判別することが
できる。 【００３３】例えば、０．５ｍ秒ごとにサンプリングを
行い、２５０サンプルずつ、サンプリングされたデータ
をチェックする。この結果、２５０サンプル中の９５％
以上が低レベルである状態が、所定回数以上連続して検
出されれば、予備電源が接続されていると判別する。 【００３４】一方、それ以外の状態、即ち、低レベルの
データが２５０サンプル中の９５％未満である状態が、
所定回数以上連続して検出されれば、予備電源ＰＳｉが
未接続であると判別する。 【００３５】国内においては、商用交流電源の周波数は
５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであるので、０．５ｍ秒ごとに２
５０回サンプリングを行えば、１００ｍ秒以上の期間を
監視することとなる。従って、複数のパルス波形がこの
期間に含まれることになり、かつ、サンプリング周波数
が上記商用交流電源の周波数よりも十分に高いので、パ
ルス波を確実に検出することができる。さらに、この様
な状態を複数回連続して検出した後に判別を行うため、
単発的なノイズが混入したような場合であっても、誤動
作することはない。 【発明の効果】請求項１に記載した本発明による自動火
災報知機は、比較回路が充電回路の出力電圧を基準電圧
と比較する。そして、その比較結果を予備電源判別回路
がサンプリングして予備電源の有無を判別し、表示手段
に表示する。 【００３６】従って、レベル変換回路を備えた従来の自
動火災報知機と比べ、簡単な回路により予備電源の有無
を判別して表示することができる。即ち、予備電源が未
装着であることを警告する自動火災警報装置を安価に提
供することができる。 【００３７】また、一般に、自動火災報知機は、マイコ
ンを備えて構成されており、充電回路の出力電圧の波形
整形のみをハードウエアで行い、その後の処理をマイコ
ンにより行うことにより、レベル変換回路を備えた従来
の自動火災報知機に比べて、部品点数を減少させて、コ
ストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】請求項１に記載した本発明による自動火災報知
機の一構成例を示した図である。 【図２】充電回路の出力電圧と図１に示したコンパレー
タの出力との関係の一例を示した図である。 【図３】従来の自動火災報知機の一構成例を示した図で
ある。 【図４】従来の自動火災報知機の他の構成例を示した図
である。 【図５】図４に示したレベル変換回路の入力信号と出力
信号の関係を示した図である。 【図６】シングルステイブルリレーのオン、オフ特性を
示した図である。 【符号の説明】 ＰＳｅ・・・外部電源 ＰＳｉ・・・予備電源 Ｒｃ、Ｒｙ・・・電源切替リレー １ｂ・・・自動火災報知機 Ｄｃ、Ｒｃ・・・充電回路 ＺＤ２・・・基準電圧発生回路 Ｖｚ２・・・基準電圧 ＣＰ２・・・比較回路 ＭＣ・・・予備電源判別回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08B 17/00 G08B 23/00 530 H02J 9/06 502

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】交流電源の供給時に、予備電源の有無を判
   別して、表示する自動火災報知機において、 上記交流電源を半波整流して予備電源を充電する充電回
   路と、 所定の基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、 上記充電回路の出力電圧を上記基準電圧と比較する比較
   回路と、 この比較結果をサンプリングし、その変化に基づいて、
   予備電源の有無を判別する予備電源判別回路と、 上記予備電源判別回路の判別結果に基づいて、予備電源
   の有無を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする
   自動火災報知機。