KR20100033958A

KR20100033958A - 경보기

Info

Publication number: KR20100033958A
Application number: KR1020097022008A
Authority: KR
Inventors: 이사오 아사노
Original assignee: 호치키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-03-31
Also published as: CN101681547A; JP5216767B2; CN101681547B; WO2009011267A1; JPWO2009011267A1; KR101429320B1; US20100188235A1; US8742937B2; EP2172915A1; EP2172915B1; EP2172915A4

Abstract

본 발명의 경보기는, 발광부와；전지 전원과；이 전지 전원으로부터의 전압을 승압해 승압 전압을 생성하는 승압 회로와；이 승압 회로를 제어하여 상기 승압 전압이 얻어진 타이밍에 상기 발광부에 상기 승압 전압을 공급하여 간헐적으로 발광 구동시키는 발광 제어부와；상기 발광부로부터의 광이 연기에 의해 산란한 산란광을 수광하는 수광부와；이 수광부로부터의 수광 신호를 수광 데이터로 변환하는 변환 회로와；이 변환 회로로부터의 상기 수광 데이터에 의거해 화재를 검출하는 화재 검출부와；이 화재 검출부로부터의 화재 검출 신호에 의해, 경보를 출력하는 경보부와；상기 승압 회로 및 상기 변환 회로에 대한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 회로와；상기 승압 회로, 상기 발광 제어부 및 상기 변환 회로를 동작시키는 클록 신호를 출력하는 클록 회로를 구비한다. 또한, 이 경보기에서는, 패키지화된 집적 회로에, 발광 제어부 및 화재 검출부의 기능을 프로그램의 실행에 의해 실현하는 프로세서 회로와, 승압 회로와, 변환 회로와, 기준 전압 회로와, 클록 회로와, 각 회로부의 제어 회로를 설치하고 있다.

Description

경보기{ALARM}

본 발명은, 주택에 설치되며, 화재에 의한 연기를 전지 구동에 의해 검출하여 경보하는 경보기에 관한 것이다.

본 출원은, 일본국 특원 2007－188055호를 기초 출원으로 하여, 그 내용을 따른다.

주택용 화재 경보기로서 알려진 종래의 경보기(광전식 연기 감지기)는, 실내의 연기 농도가 소정값을 넘었을 경우에 화재를 검출하여, 경보 표시등을 점멸시킴과 더불어, 음성 경보로 화재가 발생한 것을 주위에 통지하는 경보 기능을 구비하고 있다.

이와 같은 주택용의 경보기는, 리튬 전지를 전원으로서 동작하고 있고, 한번, 전지가 세트되면, 예를 들면 7년간에 걸쳐 전지 교환을 필요로 하는 일 없이, 화재 감시를 할 수 있는 것을 보증하고 있다.

이와 같은 경보기에서는, 전지 전압이 예를 들면 3볼트이며, LED를 발광 구동하는 전압으로서는 낮기 때문에, 전지 전압을 승압 회로에 의해 예를 들면 2배의 6볼트로 승압하여 LED를 발광시키고 있다. 이것에 의해, 마이크로초 오더의 단시간의 발광이어도, LED로부터 충분한 광량의 광을 내고, 검연실 내에 유입한 연기 입 자에 의한 산란광이 얻어지도록 하고 있다.

도 5는, 종래의 경보기의 발광 구동 회로를, MPU와 함께 나타낸 블록도이다. 동 도면에 나타내는 발광 구동 회로(100)에서는, 전지(102)에 이어져서 정전압 회로(104)를 설치하고 있고, 용량이 큰 콘덴서(106)에 대해서 일정 전압을 충전하고 있다. 콘덴서(106)에는, 트랜지스터나 FET 등의 스위치 소자(108)를 개재해 용량이 큰 콘덴서(110) 및 저항(111)이 직렬 접속되고, 또한, 스위치 소자(108) 및 콘덴서(110)로 이루어지는 직렬 회로와 병렬을 이루도록 저항(112)이 접속되어 있다. 이와 같은 접속 구조에 의해, 차지(charge) 펌프 회로가 구성되어 있다. 콘덴서(110)의 2차측에는, 스위치 소자(114)를 개재하여, 발광 소자인 LED(116)가 접속되어 있다.

전지(102)는, 스위치 소자(108, 114)가 오프인 상태에서, 저항(112)을 통해 콘덴서(110)를 정전압으로 충전한다. 그리고, 예를 들면 10초마다의 화재 검출 주기에 이르면, MPU(118)는, 스위치 소자(108)를 온으로 하여, 콘덴서(106)에 대해서 콘덴서(110)를 직렬 접속하여 2배의 전압으로 승압한다. 동시에, MPU(118)는, 스위치 소자(114)를 온으로 함으로써, 콘덴서(106, 110)의 직렬 접속으로 승압한 전압을 LED(116)에 더해 발광시킨다.

LED(116)로부터의 광은, 검연 공간에 유입하고 있는 연기의 입자에 닿아 산란된다. 이 산란광은, 수광 소자인 포토 다이오드(120)로 수광되어 미약한 수광 신호로 변환되고, 수광 증폭 회로(122)에서 발광 구동에 동기해 증폭된 후에, MPU(118)에 입력되며, 또한 AD 변환에 의해 수광 데이터로 변환된다. 이 수광 데이 터가 소정의 화재 레벨을 넘고 있으면, 경보 출력 회로(124)를 동작시켜 화재 경보를 출력시킨다.

도 6은, 다른 경보기의 발광 구동 회로를, MPU와 함께 나타낸 블록도이다. 발광 구동 회로(100)는, 정전압 회로를 불필요로 하고 있고, 전지(102)에 의해 용량이 큰 콘덴서(126)에 대해서, 일정 전압을 충전하고 있다. 콘덴서(126)에는, 스위치 소자(128)를 개재해 용량이 작은 콘덴서(130)가 직렬 접속되며, 또한 스위치 소자(128) 및 콘덴서(130)의 직렬 회로와 병렬을 이루도록 역류 방지용 다이오드(132)가 접속되어 있다. 또, 콘덴서(130)와 직렬로 스위치 소자(134)가 접속되어 있다.

콘덴서(130)의 2차측에는, 역류 방지용 다이오드(136)를 개재하여 용량이 큰 콘덴서(138)가 접속되고, 또한, 스위치 소자(140) 및 정전압 회로(142)를 개재하여, 발광 소자인 LED(116)가 접속되어 있다.

전지(102)는, 스위치 소자(128)가 오프, 또한 스위치 소자(134)가 온인 상태에서, 역류 방지용 다이오드(132)를 통해 용량이 작은 콘덴서(130)를 충전한다. 그 후, MPU(118)는, 스위치 소자(128)를 온으로 하고, 스위치 소자(134)를 오프로 전환하여, 콘덴서(126)에 콘덴서(130)를 직렬 접속하고, 승압한 전압에 의해, 역류 방지용 다이오드(136)를 통해 용량이 큰 콘덴서(138)를 충전하는 동작을 반복한다. 그리고, 10초에 1회라고 하는 화재 검출 주기에 이르렀을 때에, 스위치 소자(140)를 온으로 하여, LED(116)에 승압 전압을 인가해 발광시킨다.

상술한 바와 같이, 용량이 작은 콘덴서(130)에 의해 반복 충전함으로써, 1회 당의 전하의 이동량을 억제하고, 스위치 소자(128, 134)의 용량을 작게 하고 있다. 또, 정전압 회로(142)를, 발광 동작시만 동작시키고 있다.

[특허 문헌 1：일본국 특허공개 2007－011828호 공보]

[특허 문헌 2：일본국 특허공개 2006－350412호 공보]

[특허 문헌 3：일본국 특허공개 2007－179367호 공보]

[특허 문헌 4：일본국 실용공개 평 05－008696호 공보]

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그렇지만, 이와 같은 종래의 주택용의 경보기의 발광 구동 회로는, 다음의 문제를 가지고 있다.

우선, 도 5에 나타낸 발광 구동 회로(100)는, 정전압 회로(104)가 필요하고, 또, 정전압 회로(104)의 소비 전류에 의해 전지 수명이 짧아지는 문제가 있다. 또한, 승압 동작을 위해, 비교적 큰 전류를 흐르게 하는 트랜지스터 등을 이용한 스위치 소자가 2개 필요하며, 비용이 비싸지는 문제도 있다.

또, 도 6에 나타낸 발광 구동 회로(100)는, 정전압 회로(142)가 정상적으로 전류를 소비하지 않고, 승압에 사용하는 콘덴서(130)도 용량이 작기 때문에, 승압에 사용하는 스위치 소자(128, 134)로서 소형의 트랜지스터를 채용할 수 있다. 그렇지만, 스위치 소자(128, 134)의 반복 동작으로 승압하고 있기 때문에, 트랜지스터에 불필요한 베이스 전류가 흐르고 있으며, 또, 승압 동작시에도 MPU(118)의 동작 전류가 흐르기 때문에, 전지(102)의 수명이 짧아지는 문제가 있다. 또한, 콘덴서(130)의 역류 방지용에 다이오드(136)를 필요로 하기 때문에, 부품 점수가 증가해 비용이 비싸지는 문제도 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 행해진 것으로서, 승압 발광이 필요해도 소비 전류를 더 저감해 전지 수명을 늘릴 수 있음과 더불어, 부품 점수와 비용을 저감 가능하게 하는 경보기의 제공을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명은, 상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해, 이하의 수단을 채용했다.

즉, (1) 본 발명의 경보기는, 발광부와；전지 전원과；이 전지 전원으로부터의 전압을 승압해 승압 전압을 생성하는 승압 회로와；이 승압 회로를 제어하여 상기 승압 전압이 얻어진 타이밍에 상기 발광부에 상기 승압 전압을 공급하여 간헐적으로 발광 구동시키는 발광 제어부와；상기 발광부로부터의 광이 연기에 의해 산란한 산란광을 수광하는 수광부와；이 수광부로부터의 수광 신호를 수광 데이터로 변환하는 변환 회로와；이 변환 회로로부터의 상기 수광 데이터에 의거해 화재를 검출하는 화재 검출부와；이 화재 검출부로부터의 화재 검출 신호에 의해, 경보를 출력하는 경보부와；상기 승압 회로 및 상기 변환 회로에 대한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 회로와；상기 승압 회로, 상기 발광 제어부 및 상기 변환 회로를 동작시키는 클록 신호를 출력하는 클록 회로를 구비한 경보기로서, 상기 발광 제어부 및 상기 화재 검출부의 기능을 프로그램의 실행에 의해 실현하는 프로세서 회로와, 상기 승압 회로와, 상기 변환 회로와, 상기 기준 전압 회로와, 상기 클록 회로와, 상기 각 회로부의 제어 회로를, 패키지화된 집적 회로에 설치하고 있다.

(2) 상기 클록 회로에 대응한 상기 제어 회로로서, 저속 클록 신호 및 고속 클록 신호를 출력하는 클록 발생 회로와；상기 저속 클록 신호 또는 상기 고속 클록 신호를 선택하는 전환 수단과；시험 모드가 설정되었을 경우에, 상기 전환 수단에 상기 고속 클록 신호를 선택 출력시키고, 비시험 모드가 설정되었을 경우에, 상기 전환 수단에 저속 클록을 선택 출력시키는 제어부를 구비해도 된다.

(3) 상기 프로세서 회로 및 상기 승압 회로에 대응한 상기 제어 회로로서, 상기 클록 회로로부터 상기 프로세서 회로에 공급되는 상기 클록 신호를 온 또는 오프로 하는 제1 전환부와；상기 클록 회로부로부터 상기 승압 회로에 공급되는 상기 클록 신호를 온 또는 오프로 하는 제2 전환부와；상기 승압 회로의 동작 시간을 설정하는 승압 설정 타이머와；상기 프로세서 회로의 슬립 시간을 설정하는 슬립 설정 타이머와；상기 제1 전환부를 오프로 하여 상기 프로세서 회로로의 상기 클록 신호의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 제2 전환부를 온으로 하여 상기 승압 회로에 상기 클록 신호를 공급해 동작시키고, 또한 상기 승압 설정 타이머를 기동해 승압 설정 시간의 경과를 감시하는 승압 제어부와；상기 승압 설정 타이머에 의한 상기 승압 설정 시간의 경과시에, 상기 제2 전환부를 오프로 하여 상기 승압 회로로의 상기 클록 신호의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 제1 전환부를 온으로 하여 상기 프로세서 회로에 상기 클록 신호를 공급해 동작시키는 프로세서 제어부와；상기 프로세서 회로의 동작 종료시에 상기 제1 전환부를 오프로 하여 상기 클록 신호의 공급을 정지시킴과 동시에, 상기 슬립 설정 타이머를 기동해 상기 슬립 설정 시간의 경과를 감시하여, 상기 슬립 설정 시간의 경과시에 상기 승압 제어부의 처리로 이행하는 슬립 제어부를 구비해도 된다.

(4) 상기 제어 회로가, 상기 제1 전환부 및 상기 제2 전환부에 대응한 제1 제어 비트 및 제2 제어 비트를 구비한 제어 레지스터를 가지며, 상기 제1 제어 비트 및 상기 제2 제어 비트에 대한 비트 세트 및 비트 리셋에 따라, 상기 제1 전환부 및 상기 제2 전환부를 온 또는 오프로 하여 상기 클록 신호의 공급 및 정지를 제어하는 구성을 채용해도 된다.

(5) 상기 승압 회로부가, 상기 기준 전압 회로로부터 출력된 상기 기준 전압을 입력해 대략 2배의 승압 전압을 생성해도 된다.

<발명의 효과>

본 발명의 경보기에 의하면, 발광 제어부 및 화재 검출부의 기능을 프로그램의 실행에 의해 실현하는 프로세서 회로와, 승압 회로와, 기준 전압 회로를 집적 회로에 설치함으로써, 승압 전압에 의해 발광 구동하기 위한 외부 회로를 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 부품 점수 및 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또, 집적 회로에 승압 회로를 설치함으로써, 승압 동작에 사용하는 스위치 소자로서, 예를 들면 바이폴라 트랜지스터와 같은, 불필요한 베이스 전류가 흐르지 않는 회로를 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 소비 전류가 저감하여 전지 수명을 더 연장시킬 수 있다.

또, 승압 회로의 동작시에는 프로세서 회로의 클록 공급을 정지하고, 프로세서 회로의 동작시에는 승압 회로의 클록 공급을 정지하며, 또한, 예를 들면 10초 주기가 되는 화재 검출 주기의 발광이 없는 시간 동안은, 프로세서 회로 및 승압 회로의 양쪽에 대한 클록 공급을 정지하여 슬립 상태로 하고 있다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 집적 회로에서의 소비 전류를 큰폭으로 저감하고, 전지 수명을 늘릴 수 있다.

특히, 프로세서 회로의 클록 공급을 정지하여 행하는 승압 회로의 동작을, 저속 클록을 사용해 예를 들면 300밀리초 가까운 시간을 들여 천천히 승압함으로써, 매우 작은 소비 전류로 승압할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 집적 회로 전체적으로 소비 전류를 큰폭으로 저감하고, 전지 수명을 늘릴 수 있다.

또, 집적 회로에 설치된 승압 회로는, 동일하게 집적 회로에 설치되어 있는 AD 변환 회로의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 회로로부터의 기준 전압을 입력해 승압하고 있다. 그 때문에, 본 발명에 의하면, 정전압 회로를 필요로 하는 일 없이, 안정된 승압 전압을 간단하게 생성할 수 있다.

또한, 제조 단계의 검사 공정 등에서, 외부 설정에 의해 고속 클록을 선택할 수 있으므로, 검사 공정에 있어서의 동작을 고속화하여 검사에 요하는 작업 시간을 단축할 수도 있다.

도 1은, 본 발명에 관련된 경보기의 일실시 형태를 나타내는 회로 블록도이다.

도 2는, 동 실시 형태에 관련된 집적 회로에 설치된 제어 논리 회로를 나타 내는 회로 블록도이다.

도 3은, 동 실시 형태에 있어서의 화재 감시 제어를 나타내는 타임 차트이다.

도 4는, 동 화재 감시 제어의 플로우 차트이다.

도 5는, 종래의 정전압 회로 및 발광 구동 회로를 구비한 종래의 경보기를 나타내는 회로 블록도이다.

도 6은, 용량이 작은 콘덴서를 반복 충전하여 승압하는 종래의 경보기를 나타내는 회로 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 집적 회로 12 : 집적 회로

14 : MPU 16 : 화재 감시 제어부

18 : 발광 제어부 20 : 승압 회로

22 : AD 변환 회로 24 : 기준 전압 회로

25 : 제어 논리 회로 26 : 클록 회로

28 : 클록 발생 회로 30 : 멀티플렉서(전환 수단. MUX)

32 : 수광 동기 스위치 34, 36, 40 : 콘덴서

38 : 전지(전지 전원) 40 : 전원용 콘덴서

42 : 승압 유지용 콘덴서 44 : 발광 구동 스위치

46 : LED 48 : 포토 다이오드

50 : 수광 증폭 회로 52 : 발보(發報) 표시등

54 : 버저(buzzer) 56 : 버저 구동 스위치

58 : 이보(移報) 회로 60 : 이보 단자

62 : 검사 스위치 64 : 제어 레지스터

66 : MPU 클록 제어 비트 68 : 승압 클록 제어 비트

70 : 클록 선택 비트 72 : 승압 설정 타이머

74 : 슬립 설정 타이머 76 : OR 게이트

78 : 인버터 80, 82 : AND 게이트

도 1은, 본 발명에 관련된 주택용의 경보기(광전식 연기 감지기)의 일실시 형태를 나타내는 회로 블록도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 경보기는, 집적 회로(10)를 구비하고 있다. 이 집적 회로(10)에는, 외부 회로가 접속되어 있다.

집적 회로(10)에는, 전원 회로(12)와, 프로세서 회로로서 기능하는 MPU(14)와, 발광 구동을 위한 승압 전압을 생성하는 승압 회로(20)와, AD 변환 회로(22)와, 기준 전압 회로(24)와, 제어 논리 회로(25)와, 클록 회로(26)가 설치되어 있다.

클록 회로(26)에는, 저속 클록 CLK1 및 고속 클록 CLK2의 2종류의 클록 신호를 발생시키는 클록 발생 회로(28)와, 저속 클록 CLK1 및 고속 클록 CLK2를 전환 출력하는 멀티플렉서(전환 수단. MUX)(30)가 설치되어 있다.

MPU(14)는, 이른바 싱글 칩의 컴퓨터이다. 동 MPU(14)의 버스에는, RAM, ROM 및 인터페이스가 구비되어 있고, 프로그램의 실행에 의한 기능으로서, 화재 감시 제어부(16) 및 발광 제어부(18)의 기능을 실현하고 있다.

집적 회로(10)에 설치된 승압 회로(20)에는, 승압에 사용하는 콘덴서(34)가 외부 접속되어 있다. 또, 기준 전압 회로(24)에는, 기준 전압을 안정화시키기 위해서 필요한 콘덴서(36)가 외부 접속되어 있다.

집적 회로(10)에는, 외부 회로로서, 전원으로서 사용하는 전지(38)가 접속되어 있다. 전지(38)로서는, 예를 들면 리튬 전지 등을 사용하고 있다. 전지(38)에 이어져서, 전원용 콘덴서(40)가 접속되어 있다.

승압 회로(20)로부터 출력된 승압 전압을 충전하기 위해, 승압 유지용 콘덴서(42)가 설치되어 있다. 이 승압 유지용 콘덴서(42)에 이어져서, 발광 구동 스위치(44)가 설치되어 있다. 또한, 발광 구동 스위치(44)와 직렬을 이루도록, 발광부를 구성하는 LED(46)가 설치되어 있다.

발광 구동 스위치(44)는, MPU(14)의 발광 제어부(18)에 의해, 예를 들면 소정의 발광 주기 TO(예를 들면 TO=10초 간격)로, 마이크로초 오더의 단시간 동안, 온으로 되며, 승압 회로(20)에 의해 충전되어 있는 승압 유지용 콘덴서(42)의 승압 전압을, LED(46)에 공급해 발광시킨다.

LED(46)의 발광에 의한 광은, 도시하지 않는 검연부에 유입한 연기의 입자에 닿아 산란광을 일으킨다. 이 산란광은, 집적 회로(10)에 외부 접속되어 있는 수광 증폭 회로(50)의 수광부를 구성하는 포토 다이오드(48)로 수광되어 수광 전류가 되고, 수광 증폭 회로(50)에서 증폭된다. 또한, 수광 증폭 회로(50)의 일부를 집적 회로(10)에 내장해도 된다.

수광 증폭 회로(50)로부터의 수광 신호는, 집적 회로(10)의 AD 변환 회로(22)에서 수광 데이터로 디지털 변환되어, MPU(14)에 읽힌다. 수광 증폭 회로(50)는, MPU(14)에 의한 수광 동기 스위치(32)의 스위칭으로, LED(46)의 발광에 동기해 구동되고, 수광 전류를 증폭시킨다.

MPU(14)에 설치된 화재 감시 제어부(16)는, AD 변환 회로(22)로부터 읽어들인 수광 데이터를, 미리 정한 화재 레벨과 비교하여, 화재 레벨을 넘고 있었을 경우에는 화재 발생이라고 판단한다. 그리고, 도 1의 LED(46)의 우측에 나타내고 있는, LED를 이용한 발보 표시등(52)을 점멸 또는 점등시킴과 동시에, 버저 구동 스위치(56)를 온으로 하여, 버저(54)의 명동(鳴動)에 의해 음향 경보를 낸다.

MPU(14)는, 이보 회로(58)의 스위치 소자를 온으로 함으로써, 이보 단자(60)에 다른 기기가 접속되어 있는 경우에 이보 전류를 흘려 보냄으로써 이보 신호를 출력한다.

집적 회로(10)의 외부에는, 그 제조시의 검사 공정에서 검사 스위치(62)를 일시적으로 접속할 수 있도록 되어 있다. 검사 스위치(62)는, 집적 회로(10)의 제어 논리 회로(25)에 접속되어 있다. 검사 스위치(62)를 온으로 하면, 제어 논리 회로(25)는, 멀티플렉서(30)에 대해서 고속 클록 CLK2의 선택 제어 신호를 출력한다. 그러면, 멀티플렉서(30)는, 클록 발생 회로(28)로부터의 고속 클록 CLK2를 선택하여, 제어 논리 회로(25)를 통해 MPU(14) 및 승압 회로(20)에 대해서 고속 클록 CLK2를 공급한다. 그리고, 통상시의 저속 클록 CLK1에 의한 동작에 대해서, 검사시 에는 MPU(14) 및 승압 회로(20)의 동작을 단시간에 검사 가능하게 하는 고속 동작을 선택할 수 있도록 되어 있다.

집적 회로(10)에 설치되어 있는 제어 논리 회로(25)는, MPU(14) 및 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급 및 정지를 제어한다. 본 실시 형태에서는, TO=10초가 되는 발광 주기에 있어서, 우선 승압 설정 시간 T1에 걸쳐, 제어 논리 회로(25)는, MPU(14)에 대한 클록 신호의 공급을 정지시킨 상태에서, 승압 회로(20)에 클록 신호를 공급한다. 그리고, 이 클록 신호의 공급에 의해, 승압 회로(20)를 T1 시간에 걸쳐 동작시키고, 승압 유지용 콘덴서(42)를 발광시키는 데 필요한 승압 전압을 순차적으로 충전시킨다.

승압 설정 시간 T1에 걸친 승압 동작이 완료하면, 제어 논리 회로(25)는, 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급을 정지하여, MPU(14)에 대한 클록 신호의 공급으로 전환한다. 이것에 의해, MPU(14)가 동작하고, 발광 제어부(18)에 의한 LED(46)의 발광 제어와；그 산란광을 포토 다이오드(48)로 수광해 수광 증폭한 신호를, AD 변환 회로(22)에서 수광 데이터로 변환하여 도입하는 처리와；화재 감시 제어부(16)에서, 수광 데이터를 화재 레벨과 비교해 화재의 유무를 검출하는 처리를 실행한다.

MPU(14)는, 발광 제어부(18) 및 화재 감시 제어부(16)에 의한 처리를 종료하면, 제어 논리 회로(25)에 제어 신호를 출력한다. 그리고, 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급의 정지를 유지한 채로, MPU(14)에 대한 클록 신호의 공급도 정지하며, MPU(14) 및 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급을 정지시킨 슬립 모드에 들어간다.

이 슬립 모드는, 슬립 설정 시간 T2에 걸쳐, 타이머 감시에 의해 계속된다. 슬립 설정 시간 T2가 경과하면, 제어 논리 회로(25)는, 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급을 개시하고, 다음 발광 구동 주기의 처리가 개시되며, 이것이 반복된다.

도 2는, 본 실시 형태에 있어서의 제어 논리 회로(25)의 상세를, MPU(14), 승압 회로(20), 클록 발생 회로(28) 및 멀티플렉서(30)와 함께 나타낸 회로 블록도이다.

동 도면에 나타내는 바와 같이, 제어 논리 회로(25)는, 제어 레지스터(64)와, 승압 설정 타이머(72)와, 슬립 설정 타이머(74)와, OR 게이트(76)와, 인버터(78)와, 제1 게이트 스위치로서 기능하는 AND 게이트(80)와, 제2 게이트 스위치로서 기능하는 AND 게이트(82)를 구비하고 있다.

제어 레지스터(64)는, 예를 들면 8비트 레지스터이며, 그 중의 임의의 3개의 비트에, MPU 클록 제어 비트(66), 승압 클록 제어 비트(68) 및 클록 선택 비트(70)를 할당하고 있다.

제어 레지스터(64)의 MPU 클록 제어 비트(66) 및 승압 클록 제어 비트(68)는, 승압 설정 타이머(72), 슬립 설정 타이머(74), OR 게이트(76) 및 인버터(78)로 이루어지는 회로부에서, 비트 세트, 비트 리셋을 제어한다.

승압 설정 타이머(72)에는, 승압 회로(20)의 승압 동작에 필요한 승압 설정 시간 T1이 설정되어 있다. 또, 슬립 설정 타이머(74)에는, 슬립 설정 시간 T2가 설 정되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 일정 주기 TO=10초로 발광 구동을 간헐적으로 행하고 있음으로 인해, 예를 들면 승압 설정 타이머(72)의 승압 설정 시간 T1은, 약 300밀리초로 설정되어 있다. 또, 슬립 설정 타이머(74)의 슬립 설정 시간 T2는, 예를 들면 T2=약 9.6초로 설정되어 있다. 따라서, MPU(14)의 동작 시간은, 약 100밀리초로 할당되어 있다. 물론, MPU(14)에 의한 동작 시간은 그 때의 처리 상황에 따라, 어느 범위에서 변동하는 것이며, 타이머 설정에 의한 컨트롤에는 의존하지 않는다.

제어 레지스터(64)의 CPU 클록 제어 비트(66)는, 비트 1에 세트되면, AND 게이트(80)를 허용 상태로 하고, 멀티플렉서(30)로 선택된 클록 신호를 MPU(14)에 공급해 동작시킨다.

또, 제어 레지스터(64)의 승압 클록 제어 비트(68)도, 비트 1에 세트되면 AND 게이트(82)를 허용 상태로 하며, 멀티플렉서(30)로부터의 클록 신호를 승압 회로(20)에 공급해 승압 동작을 행하게 한다.

도 3은, 도 2에 나타낸 제어 논리 회로(25)에 의한 클록 신호의 공급 및 정지에 의거하는 MPU(14) 및 승압 회로(20)의 동작을 나타내는 타임 차트이다. 즉, 도 3의 (A)는, MPU(14)의 동작을 나타내고, 도 3의 (B)는, 제어 레지스터(64)의 MPU 클록 제어 비트(66)를 나타내며, 도 3의 (C)는, 제어 레지스터(64)의 승압 클록 제어 비트(68)를 나타내고 있다. 또, 도 3의 (D)는, 승압 설정 타이머(72), 도 3의 (E)는, 슬립 설정 타이머(74), 또한 도 3의 (F)는, 승압 회로(20)의 동작을 나타내고 있다.

도 3에 있어서, 우선 시각 t1에서 MPU(14)에 전원을 공급한다. 이 전원 공급은, 실제로는 주택용의 경보기에 전지(38)를 수납해 커넥터 접속했을 때이다.

MPU(14)가 전원 공급에 의해 시각 t1에서 동작하면, 제어 레지스터(64)의 MPU 클록 제어 비트(66)는, 그 때의 승압 설정 타이머(72)의 비트 0을 인버터(78)에서 반전한 비트 1의 세트를 받으며, AND 게이트(80)를 허용 상태로 하여, 클록 발생 회로(28)로부터 출력되는 통상시는 저속 클록 CLK1를 멀티플렉서(30)로 선택하고, MPU(14)에 공급해 동작시킨다. 이 시각 t1~t2에 있어서의 MPU(14)의 동작에 의해, 초기 진단, 초기 설정이 행해지고, MPU가 운용 상태가 된다.

시각 t2에서는, MPU(14)가 전원 투입에 수반하는 자기 진단, 초기 설정을 완료하면, OR 게이트(76)를 통해 승압 설정 타이머(72)에 세트 신호를 출력하고, 승압 설정 타이머(72)를 기동한다.

이 승압 설정 타이머(72)의 MPU(14)에 의한 기동으로, 타이머 출력은 지금까지의 레벨 0으로부터 레벨 1로 상승한다. 그리고, 인버터(78)에 의한 반전으로, MPU 클록 제어 비트(66)는, 지금까지의 비트 1로부터 비트 0에 리셋되고, 승압 클록 제어 비트(68)는 지금까지의 비트 0으로부터 비트 1에 세트된다.

따라서, AND 게이트(80)가 금지 상태가 되어 MPU(14)에 대한 클록 신호의 공급을 정지하고, 동시에 AND 게이트(82)가 허용 상태가 되어, 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급을 개시한다.

클록 신호의 공급을 받은 승압 회로(20)는, 도 1에 나타내는 기준 전압 회로(24)로부터 출력되어 있는 기준 전압을 전원 전압으로서 입력하고, 외부 접속하 고 있는 콘덴서(34)를 사용한 충전 전송 동작에 의해, 승압 유지용 콘덴서(42)에 승압 전압을 순차적으로 충전하여, 예를 들면 기준 전압의 2배가 되는 승압 전압을 생성한다.

시각 t3에서, 승압 설정 타이머(72)가 승압 설정 시간 T1에 도달해 타임 업하면, 승압 설정 타이머(72)의 출력이 지금까지의 레벨 1로부터 레벨 0으로 내려가고, 인버터(78)를 통해 MPU 클록 제어 비트(66)가 비트 1에 세트되며, 승압 클록 제어 비트(68)가 반대로 비트 0에 리셋된다.

이 때문에, AND 게이트(82)가 금지 상태가 되어 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급을 정지하여 승압 동작을 정지하고, 동시에 AND 게이트(80)가 허용 상태가 되어 클록 신호를 MPU(14)에 공급해 동작시킨다.

이 시각 t3부터의 MPU(14)의 클록 신호의 공급에 의한 동작에 따라, 도 1에 나타낸 발광 제어부(18)가 발광 구동 스위치(44)를 마이크로초 오더의 단시간 온으로 하여, 승압 유지용 콘덴서(42)에 유지하고 있는 승압 전압을 LED(46)에 공급해 발광시킨다.

LED(46)의 발광에 의한 광은, 검연부에 유입하고 있는 연기 입자로 산란되고, 또한 포토 다이오드(48)로 수광되어 수광 전류가 얻어진다. 이 때의 MPU(14)는, 수광 동기 스위치(32)를 발광 구동에 동기해 일시적으로 온으로 함으로써, 수광 증폭 회로(50)에 전원을 공급하여 동작시킨다. 이것에 의해, 수광 증폭 회로(50)는, 포토 다이오드(48)의 수광 신호를 증폭해 출력하고, 수광 신호가 AD 변환 회로(22)에 입력하여 수광 데이터로 변환되며, MPU(14)에 도입된다.

MPU(14)의 화재 감시 제어부(16)는, AD 변환 회로(22)로부터 읽어들인 수광 데이터를 소정의 화재 레벨과 비교해, 화재 레벨 이하였을 경우에는, 일련의 처리를 종료한다. 그리고, 도 3의 시각 t4에서, 제어 논리 회로(25)에 설치되어 있는 제어 레지스터(64)의 MPU 클록 제어 비트(66)를, 비트 1로부터 비트 0에 리셋함과 동시에, 슬립 설정 타이머(74)를 리셋 스타트한다.

이것에 의해, 제어 레지스터(64)의 MPU 클록 제어 비트(66) 및 승압 클록 제어 비트(68)의 양쪽이 비트 0이 되어 AND 게이트(80, 82)를 금지 상태로 하고, MPU(14) 및 승압 회로(20)의 양쪽에 대해서 클록 신호의 공급이 정지된 슬립 상태에 들어간다.

그 후, 시각 t5에서 슬립 설정 타이머(74)가 슬립 설정 시간 T2에 이르면, 타임 업하여 타이머 출력을 레벨 1로부터 레벨 0으로 한다. 이것은, 반전 출력이 되고 있음으로 인해, OR 게이트(76)를 통해 승압 설정 타이머(72)에 레벨 1이 더해져 시각 t5부터 리셋 스타트한다.

승압 설정 타이머(72)가 리셋 스타트하면, 승압 클록 제어 비트(68)를 비트 1에 세트함으로써 AND 게이트(82)를 허용 상태로 한다. 그리고, 승압 회로(20)에 클록 신호를 공급하여 승압 동작을 승압 설정 시간 T1에 걸쳐 다시 행하게 한다.

그리고, T1 시간 후에 승압 설정 타이머(72)가 타임 업하면, 시각 t6에서 승압 클록 제어 비트(68)가 비트 0에 리셋됨과 동시에, MPU 클록 제어 비트(66)가 비트 1에 세트된다. 그 결과, AND 게이트(82)에 의한 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급이 정지됨과 동시에, AND 게이트(82)에 의한 MPU(14)로의 클록 신호의 공 급이 개시된다. 그리고, 시각 t6~t7에 걸쳐, 도 1의 MPU(14)에 의한 발광 제어부(18) 및 화재 감시 제어부(16)로서의 처리 동작이 행해지고, 이하, 소정 주기 TO마다 이것을 반복한다.

도 4는, 본 실시 형태에 있어서의 화재 감시 제어를 나타내는 플로우 차트이며, 도 2도 아울러 참조하면서 이하에 설명한다.

도 4에 있어서, 전원 투입, 즉 전지(38)의 세트에 의해 전원이 공급되면, 단계 S1에서 MPU 기동 처리가 실행된다.

이어서, 단계 S2에서 MPU(14)가 제어 레지스터(64)의 MPU 클록 제어 비트(66)를 비트 0에 리셋하고, 동시에 단계 S3에서 승압 클록 제어 비트(68)를 비트 1에 세트한다. 또한, 단계 S4에서 승압 설정 타이머(72)를 리셋하여 스타트한다.

이 때문에, 단계 S5에서, MPU(14)에 대한 AND 게이트(80)로부터의 클록 신호의 공급이 정지됨과 동시에, AND 게이트(82)로부터 승압 회로(20)에 대해 클록 신호의 공급이 개시되어, 승압 회로(20)에 의한 승압 동작이 행해진다.

이어서, 단계 S6에서 승압 설정 타이머(72)의 타임 업을 감시하고 있고, 승압 설정 시간 T1이 경과해 타임 업하면, 단계 S7로 진행된다. 단계 S7에서는, MPU 클록 제어 비트(66)를 비트 1에 세트함과 동시에, 승압 클록 제어 비트(68)를 비트 0에 리셋한다.

그 결과, 단계 S8에서 MPU(14)가 동작하고, 발광 제어와 화재 감시 제어가 행해진다. 단계 S8에서 MPU(14)의 처리가 종료하면, 단계 S9에서 MPU 클록 제어 비트(66)를 비트 0에 리셋하고, 이것에 의해 AND 게이트(80)로부터 MPU(14)에 대한 클록 신호의 공급이 정지한다.

동시에, 단계 S10에서 슬립 설정 타이머(74)를 리셋하여 스타트한다. 이것에 의해 슬립 설정 타이머의 설정 시간 T2에 걸쳐, MPU(14) 및 승압 회로(20)에 대한 클록 신호의 공급이 정지되고, 소비 전력이 억제된 슬립 상태가 된다.

계속해서, 단계 S11에서 슬립 설정 타이머(72)의 타임 업을 판별하면, 다시 단계 S3으로 돌아와, 승압 클록 제어 비트(68)를 비트 1에 세트하여 승압 회로(20)의 승압 동작으로부터 동일한 처리를 반복한다.

다시, 도 1을 참조해 설명하면, 공장에 있어서의 제조 단계의 검사 공정에서는, 집적 회로(10)에 대해서 검사 스위치(62)를 외부 접속해 온으로 함으로써, MPU(14) 및 승압 회로(20)를 고속 클록 CLK2에 의해 동작시킬 수 있다.

즉, 도 2의 제어 논리 회로(25)에 있어서, 도 1의 검사 스위치(62)를 온으로 하면, 제어 레지스터(64)의 클록 선택 비트(70)가 예를 들면 비트 1에 세트된다. 비트 1에 세트되면, 멀티플렉서(30)는, 클록 발생 회로(28)로부터 출력되어 있는 고속 클록 CLK2와 저속 클록 CLK1 중, 고속 클록 CLK2를 선택해 출력한다.

이 때문에, 검사 공정에서 본 실시 형태의 경보기를 동작시켰을 경우, 멀티플렉서(30)로 선택된 고속 클록 CLK2가 승압 회로(20) 및 MPU(14)에 공급된다. 그 결과, 도 3의 타임 차트에 나타낸 것과 같은 소정 주기 TO=10초가 고속 클록 CLK2의 공급에 의해 짧은 주기로 전환되고, 짧은 주기에 승압 동작과 발광 구동 및 화재 감시 제어의 동작이 반복해서 행해진다.

이 경우의 동작 시간은, 저속 클록 CLK1에 대한 고속 클록 CLK2의 정배수에 따른 짧은 주기가 되며, 검사 공정에서 행해지는 각종의 검사 항목에 대해, 각 항목을 단시간에 실행하여 검사 결과를 얻을 수 있다.

검사 공정이 끝난 후, 도 1에 나타낸 검사 스위치(62)는, 외부 접속으로부터 분리되어 오픈이 된다. 검사 스위치(62)를 떼어내 오픈으로 하면, 도 2의 제어 레지스터(64)의 클록 선택 비트(70)가 예를 들면 비트 0에 고정된다. 이것에 의해, 멀티플렉서(30)는, 클록 발생 회로(28)의 저속 클록 CLK1을 출력하는 통상 상태의 클록 신호 선택이 된다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 도 1의 집적 회로(10)에 설치한 기준 전압 회로(24)가 내부적으로 기준 전압을 만들어 내고 있지만, 이 기준 전압을, 레지스터 제어에 의해 외부로부터의 외부 설정 전압을 선택적으로 입력함으로써 발생시켜도 된다.

또, 상기의 실시 형태에 나타낸 제어 논리 회로(25)는 일례이며, 동일한 기능을 실현하는 회로이면, 적절한 논리 회로로 구성할 수 있고, 또한, 논리 회로로 한정되지 않고, 펌 웨어(제어 프로그램)의 실행에 의한 기능으로서 실현해도 된다.

또, 본 발명은, 상기의 실시 형태로 한정되지 않고, 그 목적과 이점을 해치는 일이 없는 적절한 변형도 포함한다. 또한, 본 발명은, 상기의 실시 형태에 나타낸 수치에만 의해 한정되지 않는다.

본 발명의 경보기에 의하면, 승압 발광이 필요해도 소비 전류를 더 저감하여 전지 수명을 늘릴 수 있음과 더불어, 부품 점수 및 비용이 저감 가능하다.

Claims

발광부와；

전지 전원과；

이 전지 전원으로부터의 전압을 승압해 승압 전압을 생성하는 승압 회로와；

이 승압 회로를 제어하여 상기 승압 전압이 얻어진 타이밍에서 상기 발광부에 상기 승압 전압을 공급하여 간헐적으로 발광 구동시키는 발광 제어부와；

상기 발광부로부터의 광이 연기에 의해 산란한 산란광을 수광하는 수광부와；

이 수광부로부터의 수광 신호를 수광 데이터로 변환하는 변환 회로와；

이 변환 회로로부터의 상기 수광 데이터에 의거해 화재를 검출하는 화재 검출부와；

이 화재 검출부로부터의 화재 검출 신호에 의해, 경보를 출력하는 경보부와；

상기 승압 회로 및 상기 변환 회로에 대한 기준 전압을 생성하는 기준 전압 회로와；

상기 승압 회로, 상기 발광 제어부 및 상기 변환 회로를 동작시키는 클록 신호를 출력하는 클록 회로를 구비한 경보기로서,

상기 발광 제어부 및 상기 화재 검출부의 기능을 프로그램의 실행에 의해 실현하는 프로세서 회로와, 상기 승압 회로와, 상기 변환 회로와, 상기 기준 전압 회 로와, 상기 클록 회로와, 상기 각 회로부의 제어 회로를, 패키지화된 집적 회로에 설치한 것을 특징으로 하는 경보기.
청구항 1에 있어서,

상기 클록 회로에 대응한 상기 제어 회로로서,

저속 클록 신호 및 고속 클록 신호를 출력하는 클록 발생 회로와；

상기 저속 클록 신호 또는 상기 고속 클록 신호를 선택하는 전환 수단과；

시험 모드가 설정되었을 경우에, 상기 전환 수단에 상기 고속 클록 신호를 선택 출력시키고, 비시험 모드가 설정되었을 경우에, 상기 전환 수단에 저속 클록을 선택 출력시키는 제어부를 구비하는, 경보기.
청구항 1에 있어서,

상기 프로세서 회로 및 상기 승압 회로에 대응한 상기 제어 회로로서,

상기 클록 회로로부터 상기 프로세서 회로에 공급되는 상기 클록 신호를 온 또는 오프로 하는 제1 전환부와；

상기 클록 회로부로부터 상기 승압 회로에 공급되는 상기 클록 신호를 온 또는 오프로 하는 제2 전환부와；

상기 승압 회로의 동작 시간을 설정하는 승압 설정 타이머와；

상기 프로세서 회로의 슬립 시간을 설정하는 슬립 설정 타이머와；

상기 제1 전환부를 오프로 하여 상기 프로세서 회로로의 상기 클록 신호의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 제2 전환부를 온으로 하여 상기 승압 회로에 상기 클록 신호를 공급해 동작시키고, 또한 상기 승압 설정 타이머를 기동해 승압 설정 시간의 경과를 감시하는 승압 제어부와；

상기 승압 설정 타이머에 의한 상기 승압 설정 시간의 경과시에, 상기 제2 전환부를 오프로 하여 상기 승압 회로로의 상기 클록 신호의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 제1 전환부를 온으로 하여 상기 프로세서 회로에 상기 클록 신호를 공급해 동작시키는 프로세서 제어부와；

상기 프로세서 회로의 동작 종료시에 상기 제1 전환부를 오프로 하여 상기 클록 신호의 공급을 정지시킴과 동시에, 상기 슬립 설정 타이머를 기동하여 상기 슬립 설정 시간의 경과를 감시하고, 상기 슬립 설정 시간의 경과시에 상기 승압 제어부의 처리로 이행하는 슬립 제어부를 구비하는, 경보기.
청구항 3에 있어서,

상기 제어 회로가,

상기 제1 전환부 및 상기 제2 전환부에 대응한 제1 제어 비트 및 제2 제어 비트를 구비한 제어 레지스터를 가지며,

상기 제1 제어 비트 및 상기 제2 제어 비트에 대한 비트 세트 및 비트 리셋에 따라, 상기 제1 전환부 및 상기 제2 전환부를 온 또는 오프로 하여 상기 클록 신호의 공급 및 정지를 제어하는, 경보기.
청구항 1에 있어서,

상기 승압 회로부가, 상기 기준 전압 회로로부터 출력된 상기 기준 전압을 입력해 대략 2배의 승압 전압을 생성하는, 경보기.