專利名稱：火警系統(tǒng)的驅動電路及相應的火警系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型總體涉及火情告警領域，尤其涉及火警系統(tǒng)中的驅動電路及驅動方法。
背景技術：
火災自動報警系統(tǒng)，簡稱火警系統(tǒng)，是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)、通報火情，并及時采取有效措施，如控制和撲滅火情，而設置在建筑物中或其它場所處的一種自動消防設施。目前大部分建筑物，如辦公樓、酒店、大型商場中均設置有火警系統(tǒng)。圖1示意性地示出了火警系統(tǒng)的一般構成。如圖1所示，火警系統(tǒng)100—般包括中央控制系統(tǒng)Iio以及通過線路Line連接到中央控制系統(tǒng)110的多個火警探測器120和多個手動報警器130等。火警探測器120和手動報警器130均經(jīng)由線路Line獲得電能，同時將告警信號傳送給中央控制系統(tǒng)HO。中央控制系統(tǒng)110響應于該告警信號而自動采取相應的滅火措施和通訊手段。由此，采用圖1所示的火警系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動報警、自動滅火、安全疏散誘導、系統(tǒng)過程顯示、消防檔案管理等等，從而構成一個完整的消防控制系統(tǒng)。圖1中的中央控制系統(tǒng)110可以采用交流供電111或者蓄電池供電112。這里，一般要求中央控制系統(tǒng)110的蓄電池112能夠維持系統(tǒng)進行長達72小時的火情監(jiān)測工作。在一些國家還要求蓄電池112能夠維持大約半個小時的告警狀態(tài)。為了達到上述要求，中央控制系統(tǒng)110需要盡可能地省電。在圖1中，火警探測器120是探測火災的儀器。由于在火情發(fā)生的階段，將伴隨產(chǎn)生煙霧、高溫、火光等。這些煙、熱和光可以通過煙霧探測器120(“S”)或溫度探測器120 (“H”)轉變?yōu)殡娦盘枅缶沟弥醒肟刂葡到y(tǒng)自動啟動滅火裝置、及時滅火。中央控制系統(tǒng)110經(jīng)由線路Line給每個火警探測器120或手動報警器130提供驅動，以使其獲得足夠的電能，以正常工作。同時，中央控制系統(tǒng)110還周期性的監(jiān)測線路Line上是否出現(xiàn)斷路或短路故障，以保證火警探測器120以及手動報警器130的正常運行。圖2A和圖2B具體示出了火警探測器120、手動報警器與中央控制系統(tǒng)110的連接關系。在圖2A所示的例子中，火警探測器120和手動報警器130并聯(lián)在線路Line+和Line-之間，且在線路Line的遠端端接有端接元件(EOL:End of Line)。在圖2A中，端接元件EOL可以是阻性元件，用于檢測線路是否有故障。具體地，當線路Line出現(xiàn)斷路時，從中央控制系統(tǒng)110側檢測到的線路電阻將高于EOL的阻值；當線路出現(xiàn)短路時，從中央控制系統(tǒng)110側檢測到的線路電阻將小于EOL的阻值。由此，EOL可以有助于檢測線路是否正常。在圖2B所示的例子中，火警探測器120 (也可以是手動報警器130，或者火警探測器120和手動報警器130 二者)并聯(lián)在線路Line+和Line-之間，且在線路Line的遠端端接有端接元件(EOL:End of Line)。在圖2B中，端接元件EOL可以是例如穩(wěn)壓管，具體的，例如齊納穩(wěn)壓管或者瞬態(tài)抑制二極管(TVS)，其具有固定的擊穿電壓，或稱導通電壓，例如20V。具體地，當線路Line出現(xiàn)斷路時，從中央控制系統(tǒng)110側檢測到的線路電壓將高于EOL的導通電壓；當線路出現(xiàn)短路時，從中央控制系統(tǒng)110側檢測到的線路電壓將小于EOL的導通電壓。由此，使用穩(wěn)壓管或TVS作為EOL可以有助于檢測出線路上是否出現(xiàn)短路和斷路。而且，由于TVS擊穿電流很小，因而在TVS上消耗的電能相對于阻性EOL而言要小得多。圖3示意性地示出了在圖2B所示連接關系下線路電壓和線路電流的波形圖。如圖3所示，在正常工作及監(jiān)控階段，線路電壓基本保持不變?yōu)閂n，線路電流維持在例如最小正常電流IN1。發(fā)生告警時，即在告警階段，線路上的電壓下降到Valakm，線路上的電流上升到I—這里，一般需要IN1>(可連接到所述線路的火警探測器的最大數(shù)目X每個火警探測器的靜態(tài)電流)+EOL的最小正向電流。如果探測器的最大數(shù)量為32，每個探測器的靜態(tài)電流為0.1mA,而EOL的最小正向電流為大于ImA,例如2.8mA,則Ini約為6mA。

實用新型內容考慮到現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型的實施例提出了一種火警系統(tǒng)中的驅動電路，該驅動電路用于驅動連接有一個或多個火警探測器和一個或多個手動報警器的線路。采用這種驅動電路可以在正常工作階段降低電能的消耗，從而延長火警系統(tǒng)中蓄電池的使用時間。在本實用新型一個實施例中提出了一種火警系統(tǒng)的驅動電路，該驅動電路用于將電能提供到能夠連接有至少一個火警探測器和至少一個手動報警器的線路上，并從所述線路上獲取信號，其中所述線路的端接元件為穩(wěn)壓管。該驅動電路包括:電源電路，其至少能夠選擇性地向所述線路提供穩(wěn)定的第一電壓或者穩(wěn)定的第二電流中之一，其中所述第一電壓低于所述端接元件的導通電壓但高于告警時的告警電壓；限壓電路，其能夠使得所述線路上的線路電壓等于或高于第二電壓，所述第二電壓(V—ra2)高于所述端接元件的導通電壓；控制單元，用于控制所述電源電路和限壓電路，使得在正常工作階段所述線路電壓穩(wěn)定在所述第一電·壓，而在監(jiān)控階段所述線路電流穩(wěn)定在所述第二電流且所述線路電壓等于或高于所述端接元件的導通電壓。采用本實用新型提出的驅動電路，由于在正常工作階段線路上的電壓低于端接元件的導通電壓，因而端接元件截止，僅有漏電流流過該元件，所以該驅動電路能夠有效地降低正常工作狀態(tài)下電流大小，從而使得火警系統(tǒng)更加省電，并且能夠由此延長蓄電池的續(xù)航時間。再者，在監(jiān)控階段由于例如穩(wěn)壓管或TVS的正向導通電流較小，因而可在監(jiān)控階段進一步降低線路上的電流大小。此外，在本實用新型的實施例中，監(jiān)控階段的持續(xù)時間遠小于正常工作階段，而僅在監(jiān)控階段進行監(jiān)控操作，因而可降低整體上線路電流的大小從而進一步達到省電的效果。優(yōu)選地，在本實用新型的實施例中，所述第一電壓為所述導通電壓(Vth)的約659Γ95%。所述第二電壓為所述導通電壓的約1029Γ115%。更為優(yōu)選地，所述監(jiān)控階段的持續(xù)時間為所述正常工作階段的大約1/1(Γ /5。更為優(yōu)選地，所述線路電流<可連接到所述線路的火警探測器的最大數(shù)目X每個火警探測器的靜態(tài)電流。優(yōu)選地，所述第二電流大于使得所述火警探測器重置的電流。優(yōu)選地，所述第二電流小于告警時的告警電流，例如，所述第二電流大約為12 15mA。優(yōu)選地，該驅動電路還包括限流電路，用于限制在所述第一電壓下的電流不高于一個預定電流值。在本實用新型的實施例中，還提出了一種火警系統(tǒng)。該火警系統(tǒng)包括:一個或多個火警探測器，用于在探測到其所在區(qū)域內出現(xiàn)火情時發(fā)送告警信號，和/或一個或多個手動報警器，用于在被觸發(fā)后發(fā)送告警信號；如上所述的驅動電路，用于將電能提供到連接有所述火警探測器和手動報警器的線路上，并從所述線路上獲取信號；端接元件，連接在所述線路的遠端，用于端接所述線路，所述端接元件為穩(wěn)壓管，優(yōu)選為瞬態(tài)電壓抑制管。

本實用新型的目的、特點、特征和優(yōu)點通過
以下結合附圖的詳細描述將變得更加顯而易見。其中:圖1示出了現(xiàn)有的火警系統(tǒng)的示意性結構；圖2A和圖2B分別示出了火警探測器和手動報警器在火警系統(tǒng)中的連接方式；圖3示出了采用傳統(tǒng)線路驅動電路時線路上電壓和電流的波形示意圖；圖4示例性地示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的火警系統(tǒng)中的線路驅動電路；圖5示出了在采用根據(jù)本實用新型一個實施例的線路驅動電路的情況下，線路上電壓和電流的波形示意圖。
具體實施方式
為了進 一步節(jié)省火警系統(tǒng)中的電力消耗，本實用新型的發(fā)明人注意到如果僅在監(jiān)控階段使得電流流過作為EOL的穩(wěn)壓管或者TVS，則可以在一定程度上降低線路上的電能消耗。這里的監(jiān)控階段例如是檢測線路上是否出現(xiàn)故障或者告警的時期。圖4示意性地示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用于火警系統(tǒng)的線路驅動電路300。與圖2B類似，火警探測器120可連接到線路Line+和Line-之間(圖中未示出)，線路的遠端端接有作為EOL的TVS (也可以是齊納穩(wěn)壓管)。如圖4所示，驅動電路300向線路Line提供線路電流Iune,線路Line+和Line-之間的電壓為VUne。在圖4所示的例子中，驅動電路300至少包括電源電路310、限壓電路320以及控制單元330。如本領域技術人員所熟知的，驅動電路還可以包括例如告警信號檢測電路等等，這里簡便起見，不再贅述，但是這些驅動電路的組成部分同樣包含在本實用新型的范圍之內。電源電路310能夠選擇性地向線路Line提供穩(wěn)定的第一電壓Vf1或者提供穩(wěn)定的第二電流IMWI。其中，其中第一電壓低于端接元件的導通電壓，第二電流IMQNi用作監(jiān)控階段的監(jiān)控電流。在圖4所示的例子中，限壓電路320對線路電壓Vune進行限壓。限壓電路320可以選擇性地將線路電壓Vum限制在等于或高于TVS的導通電壓的電壓值。例如，如果TVS的導通電壓為例如20V，則Vreferaieel可以為18V。限壓電路320可以將線路電壓限制在等于
或高于第二電壓Vreference2，例如20V?？刂茊卧?30控制電源電路310和限壓電路320。具體地，在正常工作階段(NORM)，控制單元330使得電源電路310向線路提供穩(wěn)定的第一電壓Vreferaieel。在監(jiān)控階段(Μ0ΝΙ)，控制單元330使得電源電路310向線路提供穩(wěn)定的第二電流IMI，同時使得限壓電路320將線路電壓Vum限制在高于第二電壓VMf_nM2。其中，在每個周期內，監(jiān)控階段的維持時間遠小于正常工作階段的時間，例如監(jiān)控階段的維持時間為正常階段的1/1(Γ /5。圖5示出了采用圖4所示驅動電路的情況下，電壓和電流的波形圖。如圖5所示，在正常工作階段(NORM)，線路電壓Vune為例如Vn=18V。此時，由于VN〈TVS的導通電壓(例如20V),則導致TVS截止，即僅有漏電流流過作為EOL的TVS。換言之，此時TVS的正向電流接近為零，從而此時線路電流In可以小于例如3.2mA。這里需要指出的是，正常工作階段的線路電壓Vn需要大于告警電壓VALAEM(例如為12V)，這樣可以確保無論在正常工作階段還是監(jiān)控階段均可以及時發(fā)現(xiàn)告警信號。如圖5所示，在監(jiān)控階段(Μ0ΝΙ)，線路電壓Vum限制在例如等于或大于TVS的導通電壓，即Vmqni等于或大于20V。此時，由于Vmqni彡TVS的導通電壓(例如20V)，因而TVS導通，火警系統(tǒng)可以監(jiān)控線路Line上是否出現(xiàn)了故障。與此同時，監(jiān)控階段的線路上電流為電流IMI。優(yōu)選地，Imi的大小足矣使得火警探測器提供的告警信號不會被重置，例如，優(yōu)選地，第二電流Imwi低于告警電流，例如Imwi大約為12 15mA。這樣，采用本實用新型提出的驅動電路可以較為有效地降低在正常工作階段的電耗，從而使得整個火警系統(tǒng)更加省電，進而使得蓄電池能夠維持火警系統(tǒng)更長的工作時間。在圖4所示的例子中，更為優(yōu)選地，第一電壓V,efOTenc;el可以低于EOL的導通電壓，例如約為導通電壓的約659Γ95%。所述限壓電路320的第二電壓Vreferenee2可以高于TVS的導通電壓大約2°/Γ 5%，例如約為所述導通電壓的約102°/Γ115%。例如，如果TVS的導通電壓為20V，則第一電壓Vreferaieel例如為13V 19V之間的任意值，第二電壓Vreteenee2可以為例如20V13V之間的任一值。本領域技術人員可以根據(jù)實際需要來選擇合適的閾值大小。優(yōu)選地，在圖4所示的例子中還包括一個限流電路，該限流電路可以在控制單元的控制下將正常工作階段內線路上的電流限制在例如6mA以下，以防止因短路等故障線路上的探測器燒毀。限流的大小可以根據(jù)實際電路加以合理選擇。本領域技術人員應當理解，上面 所公開的各個實施例可以在不偏離發(fā)明實質的情況下做出各種改變和修改，這些改變和修改都應當落在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應當由所附的權利要求書來限定。
權利要求1.一種用于火警系統(tǒng)的驅動電路，該驅動電路用于將電能提供到能夠連接有至少一個火警探測器(120)和至少一個手動報警器(130)的線路(Line)上，并從所述線路(Line)上獲取信號，其中所述線路(Line)的端接元件(EOL)為穩(wěn)壓管，其特征在于，該驅動電路包括: 電源電路(310)，其至少能夠選擇性地向所述線路(Line)提供穩(wěn)定的第一電壓(Vreferncel)或者穩(wěn)定的第二電流QlMi)中之一，其中所述第一電壓<XefCTeneel)低于所述端接元件的導通電壓但高于告警時的告警電壓； 限壓電路(320)，其能夠使得所述線路(Line)上的線路電壓(Vune)等于或高于所述端接元件的導通電壓； 控制單元(330)，用于控制所述電源電路(310)和限壓電路(320)，使得在正常工作階段所述線路電壓(U穩(wěn)定在所述第一電壓(Vf丨而在監(jiān)控階段所述線路電流穩(wěn)定在所述第二電流(Imi)且所述線路電壓(VuJ等于或高于所述端接元件的導通電壓。
2.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述第一電壓(Vf1)為所述導通電壓的65% 95%。
3.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，在監(jiān)控階段所述線路電流穩(wěn)定在所述第二電流(Imi)且所述線路電壓(Vune)高于第二電壓(Vreferenee2),所述第二電壓(Vreference2)為所述導通電壓的102% 115%。
4.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述監(jiān)控階段的持續(xù)時間為所述正常工作階段的1/10 1/5。
5.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，在所述正常工作階段， 所述線路電流(In) <可連接到所述線路的火警探測器的最大數(shù)目X每個火警探測器的靜態(tài)電流。
6.如權利要求5所述的驅動電路，其特征在于，所述第二電流(Imi)大于使得所述火警探測器重置的電流。
7.如權利要求6所述的驅動電路，其特征在于，所述第二電流(Imi)小于告警時的告警電流(1_)。
8.如權利要求7所述的驅動電路，其特征在于，所述第二電流(Imi)為12 15mA。
9.如權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，還包括限流電路，用于限制在所述第一電壓下的電流不高于一個預定電流值。
10.一種火警系統(tǒng)，其特征在于，該火警系統(tǒng)包括: 一個或多個火警探測器(120)，用于在探測到其所在區(qū)域內出現(xiàn)火情時發(fā)送告警信號，和/或一個或多個手動報警器(130)，用于在被觸發(fā)后發(fā)送告警信號； 如權利要求1-9中任一所述的驅動電路，用于將電能提供到連接有所述火警探測器(120)和手動報警器(130)的線路(Line)上，并從所述線路(Line)上獲取信號； 端接元件(BOL),連接在所述線路(Line)的遠端,用于端接所述線路(Line),所述端接元件(EOL)為瞬態(tài)電壓抑制管。
專利摘要本實用新型提出了一種火警系統(tǒng)的驅動電路及相應的火警系統(tǒng)。該驅動電路包括電源電路，其至少能夠選擇性地向所述線路提供穩(wěn)定的第一電壓或者穩(wěn)定的第二電流中之一，其中所述第一電壓低于所述端接元件的導通電壓但高于告警時的告警電壓；限壓電路，其能夠使得所述線路上的線路電壓等于或高于所述端接元件的導通電壓；控制單元，用于控制所述電源電路和限壓電路，使得在正常工作階段所述線路電壓穩(wěn)定在所述第一電壓，而在監(jiān)控階段所述線路電流穩(wěn)定在所述第二電流且所述線路電壓等于或高于所述端接元件的導通電壓。該驅動電路能夠有效地降低正常工作狀態(tài)下電流大小，從而使得火警系統(tǒng)更加省電，并且能夠由此延長蓄電池的續(xù)航時間。
文檔編號G08B17/00GK203134060SQ20122037729
公開日2013年8月14日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2012年7月31日
發(fā)明者侯樹春, 逄紅, 王學軍, 范仕紅 申請人:西門子公司