JP4551137B2 - 防災装置の予備電源システム - Google Patents
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Description
また、充電制御と放電制御を行うことができ、二次電池の種類に応じた充放電方式の相違を吸収することができる。
まず、本発明の基本的概念について説明する。本発明は、各種の防災設備に用いられる防災装置に設けた予備電源システムに関する。ここで、防災設備の具体的な構成は任意であり、防災に関する任意機能を実現し得る全ての設備が該当し、例えば、特定の監視領域内における火災発生やガス漏れを感知して報知等する火災ガス漏れ報知設備、火災発生時に自動消火を行う消火設備、特定の監視領域内における人の出入りを制御等するセキュリティ設備である。また、防災装置の具体的な構成も任意であり、防災に関する任意機能を実現し得る全ての設備が該当し、例えば、火災報知設備において、複数の火災感知器からの発報出力を受信して移報制御等を行う受信機が該当する。
次に、本発明に係る防災装置の予備電源システムの各実施の形態について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
まず最初に、実施の形態1について説明する。本実施の形態1に係る防災装置の予備電源システムは、概略的に、(1)第1の二次電池とは異なる種類の第2の二次電池と、第2の二次電池の充電制御及び放電制御を行う充放電制御手段とを備え、第2の二次電池及び充放電制御手段を、予備電源接続手段に直接的又は間接的に接続可能としたこと、及び、(2)第2の二次電池及び充放電制御手段を、予備電源接続手段に直接的に接続可能な筐体に収容したこと、等を主たる特徴とする。
最初に、実施の形態1に係る防災装置の予備電源システムの概要を説明する。図1は、防災装置の電源システムの構成を例示する回路図である。この図1において、内部回路1は、実施の形態1に係る防災装置の主機能を奏する概念的な回路である。この内部回路1に対する所要電力を供給する電源システムは、主電源2、整流回路3、4、電源監視回路5、切替えスイッチ6、充電電流制御回路7、及び、予備電源接続部8を備えて構成されている。
次に、予備電源接続部8に接続される二次電池ユニット10について説明する。図2は、図1の二次電池ユニットを中心とする回路図である。この図2において、二次電池ユニット10は、ニカド電池9に代えて予備電源接続部8に着脱自在に接続可能なもので、二次電池パック11と、充放電制御回路12とを、1つの筐体13に収めてパッケージ化して構成されている。このうち、二次電池パック11は、図1のニカド電池9とは異なる種類の所定の二次電池、例えば、リチウムイオン電池ユニットやニッケル水素電池ユニットを複数直列接続して構成されるもので、特許請求の範囲における第2の二次電池に対応する。なお、以下では、二次電池パック11をリチウムイオン電池ユニットを用いて構成したものとして説明する。これらリチウムイオン電池ユニットの接続個数や単体での出力電圧は任意であるが、二次電池パック11としては図1のニカド電池9と同等の出力電圧を確保することが好ましく、例えば、1.2Vのリチウムイオン電池ユニットを20個直列接続することで、二次電池パック11としては24Vを出力する。
このように構成された二次電池ユニット10は、図1のニカド電池9と略同様、予備電源接続部8に着脱自在に接続可能である。具体的には、二次電池ユニット10は、ニカド電池9と略同様の外形を有する筐体13に収められており、この二次電池ユニット10を、ニカド電池9と同じ収容スペースに収容することができる。また、この筐体13の両端部には接続端子13aが設けられており、この接続端子13aの位置及び形状は、図1のニカド電池9の両端に設けられていた接続端子に略対応している。従って、二次電池ユニット10を、ニカド電池9の収容スペースに収容することで、この接続端子13aが予備電源接続部10に設けた接続端子10aに接続するため、この二次電池ユニット10が図1の主電源2又は内部回路1と導通し、ニカド電池9と略同様に充放電が可能になる。
次に、二次電池ユニット10に対する充電制御について、より詳細に説明する。二次電池ユニット10に対する充電方式としては、二次電池ユニット10に用いた二次電池の適正に応じた公知の方式を採用することができる。ただし、図1のニカド電池9と、リチウムイオン電池とでは、充電方式が異なるため、この相違を考慮する必要がある。すなわち、ニカド電池9は、上述のようにトリクル充電方式を採用しており、定電流をニカド電池9に常時供給することで充電を行っていた。これに対して、リチウムイオン電池を充電する場合、満充電状態で放置した場合には電池劣化を招くことが知られており、また、常に補充電する必要はなく定期的に再充電する方式が好ましいため、定電流を常時供給し続けるトリクル充電方式は好ましくない。
次に、二次電池ユニット10に対する放電制御について、より詳細に説明する。図2において、二次電池ユニット10の放電制御を行う放電制御回路15は、図3の充電制御回路14と略同様に構成することができる。すなわち、放電制御回路15は、図示しない、電圧検出回路、切替制御回路、及び、切替えスイッチを備えて構成されている。そして、図1において、主電源2に異常が生じて電源監視回路5による電源切替えが行われた場合、図2の放電制御回路15においては、図示しない電圧検出回路が、二次電池パック11の電圧値が所定の放電終了電圧V1に達するまでは、過放電に至っていないものと判断して、切替制御回路を制御して切替えスイッチをONし、二次電池パック11から予備電源接続部8を介して防災装置に対して電力を供給させる。その後、電圧検出回路は、二次電池パック11の電圧値が所定の放電終了電圧V1に達した場合、これ以上の放電を続けると過放電の危険性があると判断して、切替制御回路を制御して切替えスイッチをOFFし、防災装置に対する電力供給を停止させる。これにより、二次電池パック11の過放電を防止できる。
このように本実施の形態に係る防災装置の予備電源システムによれば、ニカド電池9に代えて、二次電池ユニット10を予備電源接続部8に直接的に接続することができる。このため、防災装置に改造等を行うことなく、環境負荷が低減された電池に容易に交換できる。また、充電制御回路14によって、過充電を防止できると共に、放電制御回路15によって過放電を防止できるので、防災装置に改造等を行うことなく、電池側において充放電形式の相違を吸収できる。
次に、実施の形態2に係る防災装置の予備電源システムについて説明する。本実施の形態に係る防災装置の予備電源システムは、概略的に、実施の形態1と同様の特徴を有するが、第2の二次電池及び充放電制御手段を、予備電源接続手段にコネクタを介して間接的に接続可能としたこと、等を主たる特徴の一つとする。なお、特に説明なき構造及び方法については、上述した実施の形態1と同様であり、同一の構成を同一の符号を付して説明する。
図4は、本実施の形態2に係る防災装置の電源システムの構成を例示する回路図、図5は、図4の二次電池ユニットを中心とする回路図である。この図4において、防災装置には、本体側コネクタ20が設けられている。この本体側コネクタ20は、予備電源としての二次電池を着脱可能に接続するためのもので、特許請求の範囲における予備電源接続手段に対応する。具体的には、本体側コネクタ20は、電池側コネクタ30を着脱可能なコネクタとして構成されている。
また、二次電池ユニット10は、図5に示すように、二次電池パック11と、充放電制御回路12とを、1つの筐体13に収めてパッケージ化して構成されている。これら二次電池パック11と充放電制御回路12とは、実施の形態1と同様に構成できるので、その説明を省略する。この二次電池パック11及び充放電制御回路12は、それぞれ図示のように電池側コネクタ30に接続されており、この電池側コネクタ30を介して予備電源接続手段としての本体側コネクタ20に間接的に接続される。
このように本実施の形態に係る防災装置の予備電源システムによれば、ニカド電池9に代えて、二次電池ユニット10を電池側コネクタ30を介して本体側コネクタ20に間接的に接続することができる。このため、防災装置の改造等を行うことなく、環境負荷が低減された電池に容易に交換できる。また、二次電池ユニット10に内蔵された充電制御回路14によって、過充電を防止できると共に、放電制御回路15によって過放電を防止できるので、防災装置の改造等を行うことなく、電池側において充放電形式の相違を吸収できる。
次に、実施の形態3に係る防災装置の予備電源システムについて説明する。本実施の形態に係る防災装置の予備電源システムは、概略的に、実施の形態2と同様の特徴を有するが、充放電制御手段を予備電源接続手段に接続可能な第2のコネクタに収容し、この第2のコネクタに第2の二次電池を接続したこと、等を主たる特徴の一つとする。なお、特に説明なき構造及び方法については、上述した実施の形態2と同様であり、同一の構成を同一の符号を付して説明する。
図6は、本実施の形態3に係る防災装置の電源システムの構成を例示する回路図、図7は、図6の二次電池ユニットを中心とする回路図である。この図6において、防災装置には、本体側コネクタ20が設けられている。この本体側コネクタ20は、予備電源としての二次電池を着脱可能に接続するためのもので、特許請求の範囲における予備電源接続手段に対応する。この本体側コネクタ20は、実施の形態2と同様に構成されており、実施の形態2の電池側コネクタ30を介してニカド電池9を接続可能である。
このように本実施の形態に係る防災装置の予備電源システムによれば、ニカド電池9に代えて、二次電池パック11を予備電源接続部である本体側コネクタ20に電池側コネクタ40を介して間接的に接続することができる。このため、防災装置の改造等を行うことなく、環境負荷が低減された電池に容易に交換できる。また、電池側コネクタ40に内蔵された充電制御回路14によって、過充電を防止できると共に、放電制御回路15によって過放電を防止できるので、防災装置の改造等を行うことなく、電池側において充放電形式の相違を吸収できる。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び方法は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
電池の具体的種類については、上述した内容に限定されない。例えば、第1の二次電池はニカド電池9以外のあらゆる電池である可能性があり、また、第1の二次電池と交換される第2の二次電池についても、リチウムイオン電池やニッケル水素電池以外のあらゆる電池である可能性がある。
また、充放電制御回路12、41によって実行される充電制御又は放電制御も、上述した制御内容に限定されるものではない。例えば、第2の二次電池としてリチウムイオン電池を用いた場合、定電流・定電圧充電方式を用いることもできる。あるいは、第2の二次電池としてニッケル水素電池を用いた場合、充電制御回路14としては、第2の二次電池の電圧降下を検出する−ΔV検出回路や、時間に対する温度増加の速度を検出するΔT/Δt検出回路を用いることができる。また、これら−ΔV検出回路やΔT/Δt検出回路が動作しない場合でも過充電が発生しないように、タイマ回路、温度検出回路、又は、過電圧検出回路の如き保護回路を設けても良い。このうち、タイマ回路においては、充電時間が設定時間を超えた場合に充電をシャットダウンする。また、温度検出回路においては、第2の二次電池の温度が設定温度を超えた場合に充電をシャットダウンする。また、過電圧検出回路においては、第2の二次電池の電圧値が設定電圧値を超えた場合に充電をシャットダウンする。これら充電のシャットダウンは、図3の切替えスイッチをOFFにすることで達成できる。
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、防災装置にわずかな改良が必要になった場合であっても、第1の二次電池を第2の二次電池に容易に交換し得る限りにおいて、本願課題の一部が解決されている。
また、前記各実施の形態で自動的に行われるものとして説明した制御の全部又は任意の一部を手動で行っても良く、逆に、手動で行われるものとして説明した制御の全部又は任意の一部を公知技術又は上述した思想に基づいて自動化しても良い。また、各実施の形態において示した制御部や制御部内の各処理ブロックは、実際には、CPU及びこのCPUにて読み出され実行されるコンピュータプログラムとして構成することができ、あるいは、ハードワイヤードロジックにて構成することができる。また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。
2 主電源
3、4 整流回路
5 電源監視回路
6 切替えスイッチ
7 充電電流制御回路
8 予備電源接続部
9 ニカド電池
10 二次電池ユニット
10a、13a 接続端子
11 二次電池パック
12、41 充放電制御回路
13 筐体
14 充電制御回路
14a 電圧検出回路
14b 切替制御回路
14c 切替えスイッチ
15 放電制御回路
18 ヒューズ
20 本体側コネクタ
30、40 電池側コネクタ
Claims (3)
- 予備電源としての第1の二次電池を着脱可能な予備電源接続手段と、前記第1の二次電池の充電制御を行う充電制御手段とを備えた防災装置に対して、電源供給を行うための予備電源システムにおいて、
前記第1の二次電池とは異なる種類の第2の二次電池と、
前記第2の二次電池の充電制御及び放電制御を行う充放電制御手段とを備え、
前記予備電源接続手段に前記第2の二次電池及び前記充放電制御手段を接続した状態で、前記充電制御手段と前記充放電制御手段とを協働させることにより、前記第2の二次電池の充電及び放電を制御する、
防災装置の予備電源システム。 - 前記第2の二次電池と前記充放電制御手段とを、1つの筐体に一体に収容して二次電池ユニットを構成した、
請求項1に記載の防災装置の予備電源システム。 - 予備電源としての第1の二次電池を着脱可能な予備電源接続手段と、前記第1の二次電池の充電制御を行う充電制御手段とを備えた防災装置に接続されるものであって、前記予備電源接続手段に着脱自在に接続可能な二次電池ユニットであって、
前記第1の二次電池とは異なる種類の第2の二次電池と、前記充電制御手段と協働することにより前記第2の二次電池の充電及び放電を制御する充放電制御手段とを、1つの筐体に一体に収容して構成された、
二次電池ユニット。
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