ES2557123T3 - Circuito de aparatos de notificación con dispositivos de notificación que almacenan energía - Google Patents

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ES2557123T3
ES2557123T3 ES12795925.2T ES12795925T ES2557123T3 ES 2557123 T3 ES2557123 T3 ES 2557123T3 ES 12795925 T ES12795925 T ES 12795925T ES 2557123 T3 ES2557123 T3 ES 2557123T3
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Abstract

Un dispositivo (22) de notificación para su uso en un circuito (12) de aparatos de notificación (NAC), en el que el dispositivo (22) de notificación comprende: un circuito (28) de luz estroboscópica para generar destellos de luz; y un dispositivo (26) de almacenamiento de energía para suministrar energía eléctrica al circuito (28) de luz estroboscópica para generar destellos de luz, en el que el dispositivo (26) de almacenamiento eléctrico tiene una capacidad para almacenar suficiente energía eléctrica para la generación repetida de destellos de luz durante un período de tiempo sin descargarse completamente un circuito (40) de acondicionamiento de alimentación configurado para recibir energía eléctrica desde un NAC (12) y proporcionar corriente de carga al dispositivo (26) de almacenamiento de energía; y un microcontrolador (34) configurado para proporcionar señales de control al circuito (40) de acondicionamiento de alimentación para controlar la corriente de carga proporcionada al dispositivo (26) de almacenamiento de energía; en el que el microcontrolador (34) está configurado además para proporcionar señales de control para causar que el circuito (40) de acondicionamiento de alimentación cargue completamente el dispositivo (26) de almacenamiento de energía cuando el dispositivo (22) de notificación está en un estado de supervisión en el que el circuito (28) de luz estroboscópica está inactivo; caracterizado por que el microcontrolador (34) está configurado además para proporcionar señales de control para causar que el circuito (40) de acondicionamiento de alimentación recargue el dispositivo (26) de almacenamiento de energía cuando el circuito (28) de luz estroboscópica está activo y el dispositivo (26) de almacenamiento de energía se ha descargado parcialmente; y el microcontrolador (34) está configurado además para proporcionar señales de control al circuito (28) de luz estroboscópica para reducir la intensidad de los destellos de luz durante un período cuando el dispositivo (26) de almacenamiento de energía está siendo recargado y el circuito (28) de luz estroboscópica está activo.

Description

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DESCRIPCION
Circuito de aparatos de notificacion con dispositivos de notificacion que almacenan energfa.
Antecedentes
Los sistemas de alarma de incendio y los sistemas de notificacion masiva tfpicamente usan dispositivos de notificacion distribuidos para notificar al publico la presencia de fuego, humo y otras condiciones. En estos sistemas, se usa frecuentemente un circuito de aparatos de notificacion (Notification Appliance Circuit, NAC) para conectar los dispositivos de notificacion a un panel de control.
La alimentacion para el dispositivo de notificacion es proporcionada a traves del NAC desde el panel de control. La alimentacion principal al panel de control puede ser, por ejemplo, alimentacion de CA derivada desde una red de suministro electrico. Muchos sistemas incluyen tambien una fuente de alimentacion respaldada con baterfa en el panel de control con el fin de mantener las operaciones cuando la fuente de alimentacion principal falla o es interrumpida.
La alimentacion suministrada a traves del NAC a los dispositivos de notificacion puede ser limitada por el voltaje en el NAC en el peor de los casos y por la cafda de voltaje a lo largo del cableado NAC. Esto puede resultar en una cobertura menor que la optima para los circuitos NAC.
Por ejemplo, un NAC puede estar disenado para tener 30 dispositivos de notificacion, cada uno consumiendo 100 miliamperios y separados a una distancia nominal de 3,05 m (l0 pies) a un voltaje y una corriente de trabajo. De esta manera, el nAc proporcionarfa una cobertura de notificacion de 92,44 m (300 pies). Bajo condiciones del mundo real, debido a las cafdas de voltaje desde la fuente a traves de los diversos componentes del sistema, por ejemplo, un panel, el cableado del circuito y el cableado del propio NAC, el NAC puede estar limitado a menos dispositivos y una menor longitud de cobertura debido a que no pueden proporcionarse el voltaje y la corriente de trabajo para todos los dispositivos en todo el NAC tal como fue disenado originalmente.
Un tipo de sistema NAC usado normalmente hace uso de circuitos de polaridad inversa que son supervisados por un extremo de la resistencia de la lfnea. Los propios dispositivos de notificacion pueden ser simples dispositivos activacion/desactivacion con un diodo que mantiene los dispositivos de notificacion en un estado inactivo cuando la energfa en el NAC tiene una primera polaridad. El diodo completa el circuito de alimentacion para el dispositivo de notificacion cuando la polaridad del circuito se invierte desde una primea polaridad a una segunda polaridad. Cada uno de los dispositivos de notificacion tiene las mismas o similares caracterfsticas de funcionamiento en este tipo de sistema.
El circuito NAC tiene un estado de supervision, en el que la polaridad del voltaje en los cables del circuito NAC es tal que los diodos dentro de los dispositivos de notificacion estan inversamente polarizados. En el estado de supervision, el circuito NAC es supervisado, pero los dispositivos de notificacion no estan activos.
Cuando se invierte la polaridad del voltaje en los cables del circuito NAC, el circuito NAC esta en un estado activo. Los diodos dentro de los dispositivos de notificacion estan directamente polarizados, permitiendo que la corriente fluya a traves de los dispositivos de notificacion para activar los dispositivos de notificacion.
Un dispositivo de notificacion puede proporcionar una senalizacion tanto visual como acustica. La senalizacion visual puede ser producida por un circuito de luz estroboscopica que incluye una fuente de luz, tal como un tubo de destellos lleno de gas o diodos emisores de luz (Light Emitting Diode, LEDs), asf como un circuito accionador o disparador que proporciona el voltaje y la corriente necesarios a la fuente de luz. Tfpicamente, el circuito estroboscopico es alimentado por un condensador de almacenamiento, que debe ser recargado con corriente desde el circuito NAC despues de cada destello producido por el circuito de luz estroboscopica. La corriente requerida para recargar el condensador despues de cada destello representa una parte significativa del requisito de corriente total de cada dispositivo de notificacion.
Sumario
La presente invencion esta definida por un dispositivo de notificacion segun la reivindicacion 1. Las realizaciones preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes.
Segun la invencion, los dispositivos de notificacion hacen uso de una estrategia de alimentacion de reserva durante una parte del tiempo cuando los dispositivos de notificacion estan activos. Durante un perfodo de alimentacion de reserva, el circuito de luz estroboscopica del dispositivo de notificacion funciona a un nivel de potencia reducida. Durante el perfodo de alimentacion de reserva, parte de la corriente que fluye a traves del cableado NAC es usada para recargar el dispositivo de almacenamiento de energfa recargable. El perfodo de reserva comienza despues de que el dispositivo de notificacion ha estado activo durante un perfodo de tiempo y la carga almacenada en el dispositivo de almacenamiento de energfa ha sido agotada parcialmente por el circuito de luz estroboscopica funcionando a plena potencia.
Breve descripcion de los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema NAC.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques de uno de los dispositivos de notificacion del sistema NAC de la Fig. 1.
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El documento DE 10 2006 015 175 A1 muestra un dispositivo de alarma con luz intermitente para indicar al menos una condicion operativa de un dispositivo tecnico, tal como una maquina con al menos un componente de luz intermitente.
El documento US 2005/0219060 A1 muestra un procedimiento y un aparato para proporcionar una unidad de alarma con luz estroboscopica que emplea al menos un diodo emisor de luz.
Descripcion detallada
La Fig. 1 muestra un sistema 10 de circuito aparatos de notificacion (NAC), que incluye un circuito 12 de aparatos de notificacion (NAC), un panel 14 de control, una fuente 16 de alimentacion de CA y una fuente 18 de alimentacion de respaldo. En la realizacion mostrada en la Fig. 1, el NAC 12 es un circuito de dos cables que incluye unos cables 20A y 20B, unos dispositivos 22 de notificacion y una resistencia 24 de terminacion. Cada uno de los dispositivos 22 de notificacion incluye un dispositivo 26 de almacenamiento de energfa de alta capacidad, tal como un supercondensador (SC) y un circuito 28 de luz estroboscopica (SCKT).
El panel 14 de control esta conectado a un extremo de los cables 20A y 20B. Cuando existe una condicion de notificacion o de alarma, el panel 14 de control activa el NAC 12 aplicando un voltaje de la polaridad correcta a los cables 20A y 20B. La alimentacion electrica suministrada a traves de los cables 20A y 20B activa cada uno de los dispositivos 22 de notificacion para producir una salida de alarma o de notificacion, tal como destellos de luz estroboscopica, una alarma audible o ambos. La alimentacion al panel 14 de control es suministrada normalmente por la fuente 16 de alimentacion de CA. Cuando la alimentacion de CA no esta disponible, la alimentacion es suministrada al panel 14 de control por la fuente 18 de alimentacion de respaldo.
Cuando no hay presente una condicion de alarma, el panel 16 de control mantiene el voltaje en los cables 20A y 20B en una polaridad invertida a la polaridad usada durante el modo activo. Cuando se aplica la polaridad invertida, el NAC 12 esta en el modo de supervision. La corriente puede continuar fluyendo a traves de los cables 20A y 20B y la resistencia 24 de terminacion. Esto permite que el panel 14 de control monitorice o supervise el NAC 12 cuando los dispositivos de notificacion no estan activos. En el estado de supervision, el panel 14 de control puede monitorizar el nAc 12 para detectar cadenas de cableado abiertas o en cortocircuito detectando la corriente a traves de la resistencia 24 de terminacion.
Durante el modo de supervision, el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa de alta capacidad es cargado a un estado de carga completa por la corriente desde los cables 20A y 20B del NAC y, a continuacion, se mantiene en ese estado de carga completa hasta la proxima vez que el NAC 12 este en el estado activo. Preferiblemente, el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa es un supercondensador (o supercondensadores) con la capacidad de almacenar carga suficiente para hacer funcionar el circuito 28 de luz estroboscopica para producir destellos a un ritmo de, por ejemplo, 1 Hz durante un perfodo de 5 minutos o mas sin ser recargado. Los supercondensadores exhiben una baja fuga, por lo que la corriente requerida para mantener el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa en un estado de carga completa es relativamente baja.
Cuando el panel 14 de control conmuta el NAC 12 a un estado activo, cada uno de los dispositivos 22 de notificacion debe ser alimentado de manera que pueda proporcionar una notificacion visual o audible, o ambas. En algunas jurisdicciones, se requiere un voltaje de excitacion del NAC de 24 voltios nominales con un lfmite de corriente constante apropiado para alimentar un numero especificado de dispositivos de notificacion que estan cableados en paralelo. El numero de dispositivos 22 de notificacion que pueden conectarse en el NAC 12 y, por lo tanto, hasta donde pueden extenderse los cables 20A y 20B, depende del consumo de corriente maximo de cada dispositivo 22 de notificacion. El sistema 10 de NAC reduce la corriente maxima suministrada por el panel 14 de control cuando los dispositivos 22 de notificacion estan activos mediante el uso de los dispositivos 26 de almacenamiento de energfa de alta capacidad. Debido a que el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa puede hacer funcionar el circuito 28 de luz estroboscopica durante un perfodo de tiempo prolongado sin necesidad de recargar despues de cada destello, el consumo de corriente de los dispositivos 22 de notificacion en el estado activo puede ser la corriente necesaria para hacer funcionar toda la circuiterfa distinta del circuito estroboscopico mas cierta corriente de carga para recargar parcialmente el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa. Como resultado, puede conseguirse una reduccion en el consumo de corriente global del NAC 12 durante el estado activo. Un menor consumo de corriente ofrece la oportunidad de aumentar el numero de dispositivos 22 de notificacion y ampliar la cobertura del NAC 12.
La Fig. 2 es un diagrama de bloques del dispositivo 22 de notificacion. En esta realizacion, el dispositivo 22 de notificacion incluye un dispositivo 26 de almacenamiento de energfa alta capacidad, un circuito 28 de luz estroboscopica (que incluye un circuito 30 de disparo y un tubo 32 de destellos (Flash Tube, FT)), un microcontrolador (pc) 34, un reloj 36, un almacenamiento 38 de configuracion de salida y circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion.
El microcontrolador 34 monitoriza el estado del voltaje en las lfneas 20A y 20B del NAC para determinar cuando el NAC 12 esta en un estado de supervision, y cuando esta en un estado activo. El microcontrolador 34 proporciona senales de control al circuito 40 de acondicionamiento de alimentacion para controlar la carga del dispositivo 26 de almacenamiento de energfa y senales de control al circuito 30 de activacion para controlar la temporizacion y la intensidad de los destellos producidos por el tubo 32 de destellos. El microcontrolador 34 recibe senales de reloj desde el reloj 36 e instrucciones para la configuracion de salida desde el almacenamiento 38 de configuraciones de salida.
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La circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion controla la carga del dispositivo 26 de almacenamiento de energfa. En una realizacion, el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa es un unico supercondensador que, cuando esta completamente cargado, tiene un voltaje de entre 300 a 400 voltios. La circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion carga el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa durante el modo de supervision hasta que el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa esta completamente cargado. Una vez conseguida una carga completa, la circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion supervisa el estado de carga y suministra corriente de carga adicional segun sea necesario para mantener el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa en un estado de carga completa. Una vez que el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa esta completamente cargado, la cantidad de consumo de corriente requerida para mantener una carga completa es muy baja.
Cuando el microcontrolador 34 detecta un cambio en la polaridad de los cables 20A y 20B que indica un modo activo, el microcontrolador 34 comienza a proporcionar impulsos de disparo al circuito 30 de disparo. Los impulsos de disparo causan que el circuito 30 de disparo suministre corriente desde el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa al tubo 32 de destellos, que es un tubo de destellos lleno de gas, tal como un tubo de destellos de xenon. Los destellos producidos por el circuito 30 de disparo y el tubo 32 de destellos continuaran durante el tiempo en el que el dispositivo 22 de notificacion y el NAC 12 estan en un estado activo. Durante un perfodo inicial de 5 minutos o mas, los destellos producidos por el tubo 32 de destellos tienen una duracion de aproximadamente 300 microsegundos a 500 microsegundos, a una frecuencia de 1 Hz. Esto resulta en un ciclo de trabajo de aproximadamente el 0,005 por ciento. Con una corriente media de 100 miliamperios, la corriente instantanea consumida desde el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa durante uno de los impulsos puede ser del orden de 2.000 amperios.
El dispositivo 26 de almacenamiento de energfa tiene una capacidad de almacenamiento suficientemente grande para hacer funcionar el tubo 32 de destellos durante un perfodo de tiempo prolongado, tal como 5 minutos o mas, a una frecuencia estroboscopica de 1 Hz sin necesidad de una recarga completa mientras esta en el estado activo. Como resultado, no es necesario suministrar una corriente de carga suficiente para recargar completamente el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa despues de cada flash, tal como ha sido el caso con los dispositivos de notificacion de la tecnica anterior que usan un condensador ordinario para almacenar la carga que es suministrada a un tubo de destellos. La circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion puede proporcionar cierta recarga del dispositivo 26 de almacenamiento de energfa durante el perfodo en el que el dispositivo 22 de notificacion esta en el modo activo y se estan generando destellos estroboscopicos. Sin embargo, no es necesario que esta corriente de carga sea suficiente para reemplazar la corriente consumida en la generacion de un destello, debido a que la capacidad de almacenamiento del dispositivo 26 de almacenamiento de energfa es suficientemente grande para producir corriente para hacer funcionar el tubo de destellos durante un perfodo de tiempo prolongado sin recargar totalmente. Por ejemplo, la corriente de carga proporcionada al dispositivo 26 de almacenamiento de energfa mientras el dispositivo 22 de notificacion esta activo puede ser del orden de 2 miliamperios.
Si el dispositivo 22 de notificacion permanece activo durante un largo perfodo de tiempo, la carga neta almacenada por el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa se reducira. En base a la cantidad de tiempo transcurrido durante el modo activo, o en base a un nivel de carga (o voltaje) detectado en el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa, el microcontrolador 34 puede iniciar una operacion de alimentacion de reserva en la que la intensidad del destello estroboscopico se reduce de manera que se consuma menos energfa, y se aumenta la carga de un dispositivo 26 de almacenamiento de energfa entre los destellos para aumentar la carga neta almacenada en el dispositivo 26 de almacenamiento de energfa. El microcontrolador 34 puede controlar la intensidad de los destellos cambiando el voltaje de los impulsos suministrados por el circuito 30 de disparo al tubo 32 de destellos. El cambio del voltaje al tubo 32 de destellos cambia el brillo o la intensidad de los destellos estroboscopicos.
La restriccion de la intensidad completa a aproximadamente 5 minutos tiene una ventaja adicional: reducira en gran medida el desgaste de los dispositivos de notificacion durante su vida util. La gran mayorfa de las activaciones son para eventos de “no emergencia” tales como comprobaciones de mantenimiento del sistema y ejercicios de entrenamiento de los ocupantes, en lugar de para eventos de emergencia reales. De esta manera, la menor intensidad es particularmente apropiada en virtud del uso en casos de “no emergencia”.
Cuando el estado activo termina, el tubo 32 de destellos ya no esta produciendo destellos y ya no consume energfa desde un dispositivo 26 de almacenamiento de energfa. Durante el estado de supervision, la circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion proporciona corriente de carga al dispositivo 26 de almacenamiento de energfa para recargar el dispositivo 26 a su estado de cargada completa, de manera que este preparado para la proxima vez que se produzca un estado activo. Una vez conseguida una carga completa, la circuiterfa 40 de acondicionamiento de alimentacion reduce la cantidad de corriente de carga a solo la necesaria para compensar la perdida de carga causada por fugas.
Aunque la invencion se ha descrito con referencia a una realizacion o unas realizaciones ejemplares, las personas con conocimientos en la materia entenderan que pueden realizarse diversos cambios y los elementos de las mismas pueden ser sustituidos por equivalentes sin apartarse del alcance de la invencion. Ademas, pueden realizarse muchas modificaciones para adaptar una situacion o material particular a las ensenanzas de la invencion sin apartarse del alcance esencial de la misma. Por ejemplo, aunque la invencion se ha descrito en el contexto de un sistema NAC en el que la conmutacion entre los estados de supervision y activo se consigue invirtiendo la polaridad de los cables del NAC, la invencion es aplicable a otras configuraciones de NAC que no dependen de la inversion de polaridad para iniciar un
estado activo o de alarma. Por lo tanto, se pretende que la invencion no este limitada a la realizacion o las realizaciones particulares descritas, sino que la invencion incluira todas las realizaciones incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

  1. 5
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    15
    20
    25
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    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo (22) de notificacion para su uso en un circuito (12) de aparatos de notificacion (NAC), en el que el dispositivo (22) de notificacion comprende:
    un circuito (28) de luz estroboscopica para generar destellos de luz; y
    un dispositivo (26) de almacenamiento de energfa para suministrar energfa electrica al circuito (28) de luz estroboscopica para generar destellos de luz, en el que el dispositivo (26) de almacenamiento electrico tiene una capacidad para almacenar suficiente energfa electrica para la generacion repetida de destellos de luz durante un perfodo de tiempo sin descargarse completamente
    un circuito (40) de acondicionamiento de alimentacion configurado para recibir energfa electrica desde un NAC (12) y proporcionar corriente de carga al dispositivo (26) de almacenamiento de energfa; y
    un microcontrolador (34) configurado para proporcionar senales de control al circuito (40) de acondicionamiento de alimentacion para controlar la corriente de carga proporcionada al dispositivo (26) de almacenamiento de energfa;
    en el que el microcontrolador (34) esta configurado ademas para proporcionar senales de control para causar que el circuito (40) de acondicionamiento de alimentacion cargue completamente el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa cuando el dispositivo (22) de notificacion esta en un estado de supervision en el que el circuito (28) de luz estroboscopica esta inactivo;
    caracterizado por que
    el microcontrolador (34) esta configurado ademas para proporcionar senales de control para causar que el circuito (40) de acondicionamiento de alimentacion recargue el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa cuando el circuito (28) de luz estroboscopica esta activo y el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa se ha descargado parcialmente; y
    el microcontrolador (34) esta configurado ademas para proporcionar senales de control al circuito (28) de luz estroboscopica para reducir la intensidad de los destellos de luz durante un perfodo cuando el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa esta siendo recargado y el circuito (28) de luz estroboscopica esta activo.
  2. 2. Dispositivo (22) de notificacion segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa comprende un supercondensador.
  3. 3. Dispositivo (22) de notificacion segun la reivindicacion 1, en el que el supercondensador tiene un voltaje de aproximadamente 300 voltios a 400 voltios cuando esta completamente cargado.
  4. 4. Dispositivo (22) de notificacion segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa tiene una capacidad para almacenar suficiente energfa electrica para la generacion repetida de destellos a una frecuencia de 1 Hz durante al menos 5 minutos, sin necesidad de recarga.
  5. 5. Dispositivo (22) de notificacion segun la reivindicacion 1, en el que el circuito (28) de luz estroboscopica comprende una fuente de luz y un circuito (30) de disparo, y en el que el circuito (30) de disparo suministra energfa electrica desde el dispositivo (26) de almacenamiento de energfa a la fuente de luz para producir un destello de luz.
  6. 6. Dispositivo (22) de notificacion segun la reivindicacion 5, en el que la fuente de luz comprende un tubo (32) de destellos lleno de gas.
  7. 7. Un circuito (12) de aparatos de notificacion (NAC) que comprende:
    una pluralidad de dispositivos (22) de notificacion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y
    cableado de circuito conectado a los dispositivos (22) de notificacion para proporcionar energfa electrica a los dispositivos (22) de notificacion.
  8. 8. NAC segun la reivindicacion 7, en el que el circuito de acondicionamiento de alimentacion esta conectado al cableado del circuito para proporcionar corriente de carga al dispositivo de almacenamiento de energfa.
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