ITMI981111A1 - Circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori in particolare per lampade di illuminazione di emergenza - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale:

La presente invenzione si riferisce ad un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, in particolare per lampade di illuminazione di emergenza.

E' noto che le lampade di emergenza sono alimentate generalmente da una batteria di accumulatori, la quale entra in funzione ed eroga la corrente necessaria all'accensione della lampada, automaticamente, nel momento in cui, per una qualsiasi causa, si ha una temporanea mancanza di alimentazione dalla rete principale, che fornisce energia elettrica ad un determi-nato ambiente.

La batteria di accumulatori, pertanto, deve necessariamente mantenersi ad un livello di carica sufficiente ad erogare l'intensità di corrente opportuna per il funzionamento di tutte le lampade di emergenza collegate ad essa.

A tale proposito, la batteria è alimentata dalla rete principale, durante il suo normale funzionamento, tramite un dispositivo di carica, che ha la funzione di provvedere ad un ciclo di ricarica della stessa, nel caso in cui il livello di carica risulti inferiore ad un dato valore predeterminato.

In particolare, normative vigenti in materia stabiliscono gli incrementi energetici ottimali che una batteria di accumulatori deve raggiungere durante la fase di ricarica, nonché il tempo massimo entro cui deve essere effettuata la ricarica; le stesse normative prevedono altresì le varie modalità di verifica dell'autonomia di funzionamento della suddetta batteria.

Scopo della presente invenzione è quello di indicare un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori per lampade di illuminazione di emergenza che permetta di effettuare una procedura di verifica del livello di carica raggiunto dalla batteria e quindi consenta di implementare un ciclo di ricarica della stessa, in caso di necessità, in tempi sostanzialmente più brevi rispetto alle tecniche note utilizzando al contempo componenti elettronici e circuiti elettrici di rilevamento delle condizioni di funzionamento di lampade per l'illuminazione di emergenza di tipo tradizionale. Altro scopo della presente invenzione è quello di indicare un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori per lampade di illuminazione di emergenza, che consenta di ottenere una maggiore efficienza, rispetto all'arte nota, in fase di accumulo di carica da parte della batteria. Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, che garantisca il rispetto delle attuali normative elettriche vigenti in materia.

Non ultimo scopo dell'invenzione è quello di indicare un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori per lampade di illuminazione di emergenza di facile ed economica realizzazione, senza l'impiego di -tecnologie complesse o costose e/o di componenti relativamente onerosi, in virtù dei vantaggi conseguibili.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, in particolare per lampade di illuminazione di emergenza, secondo la rivendicazione 1, alla quale si rimanda per brevità.

In modo vantaggioso, si utilizza un dispositivo interruttore di un circuito elettronico di rilevamento delle condizioni di funzionamento di lampade di emergenza, al fine di caricare una batteria di accumulatori, secondo una procedura opportuna, in caso di necessità, dopo aver verificato lo stato di carica della stessa, tramite un procedimento di auto-diagnosi. In tal modo, alla batteria di accumulatori si eroga energia elettrica ad una temperatura sostanzialmente pari alla temperatura ambiente, raggiungendo un valore massimo predeterminato di carica in minor tempo rispetto all'arte nota.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, in particolare per lampade di illuminazione,di emergenza, secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra un grafico cartesiano in cui viene riportato l'andamento nel tempo della corrente di carica di una batteria di accumulatori, durante un procedimento di ricarica di tipo tradizionale;

- la figura 3 mostra un grafico cartesiano in cui viene riportato l'andamento nel tempo della corrente di carica di una batteria di accumulatori, durante un procedimento di ricarica secondo l'invenzione.

Con particolare riferimento alla figura 1, un sistema elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, indicata genericamente con B, per lampade di illuminazione di emergenza, comprende una sezione di alimentazione costituita da un dispositivo di carica 10 della suddetta batteria B, da un dispositivo elettronico sensore della tensione di rete, indicato genericamente con 20 e da un gruppo alimentatore 30 di una unità di controllo 40, che ha la funzione di comandare e controllare le funzioni operative della lampada di emergenza.

Il circuito elettronico secondo l'invenzione comprende altresì un sistema di accensione 50 della lampada di illuminazione di emergenza alimentata dalla batteria B, a cui è associato un dispositivo elettronico 60 per il rilevamento delle condizioni di funzionamento della lampada di emergenza.

Con 70, 80, 90, sono indicate ulteriori porzioni di circuito elettronico atte ad inviare comandi alla sezione di controllo 40 relativamente alla funzioni di auto-diagnosi dello stato di carica della batteria B e di abilitazione e disabilitazione delle funzioni di emergenza ovvero dell'accensione delle lampade di illuminazione in assenza di tensione di rete.

La batteria B fornisce energia elettrica per 1'accensione della lampada di illuminazione di emergenza, che è collegata ai terminali di connessione elettrica indicati con LI, L2, L3, L4.

Tra la batteria di accumulatori B e i terminali di connessione LI, L2, L3, L4 è previsto un dispositivo oscillatore di accensione, indicato genericamente con 100, che comprende un apparecchio trasformatore 110. Il circuito secondario del trasformatore 110 è collegato a massa attraverso un resistore RI del dispositivo elettronico di rilevamento 60 delle condizioni di funzionamento delle lampade di emergenza.

In parallelo al resistore RI è previsto un rilevatore di picco, costituito da un diodo DI, un condensatore CI ed un resistore R2; l'uscita 11 del rilevatore di picco viene fornita contemporaneamente a due reti diversificate di polarizzazione della base di due transistori di segnalazione Tl, T2, il cui collettore è collegato alla tensione di alimentazione e ad un ingresso corrispondente di un microprocessore 104 della sezione di controllo 40, mentre l'emettitore è collegato a massa.

La lampada di illuminazione di emergenza può essere del tipo incandescente o fluorescente.

Oltre alla segnalazione delle condizioni di funzionamento delle lampade di emergenza, il microprocessore 104 può eventualmente eseguire funzioni necessarie a preservare le diverse unità funzionale della lampada, come, per esempio, la disattivazione di un comando di accensione in caso di lampada mancante o non funzionante.

L'energia elettrica necessaria per l'accensione delle lampade di emergenza in caso di assenza della tensione di rete viene fornita dalla batteria di accumulatori B, la quale viene caricata tramite il dispositivo 10; viene effettuato altresì un controllo del livello di carica raggiunto dalla batteria B effettuando una prova di autonomia, che risulta comunque standardizzata dalle normative vigenti in materia.

Durante la fase di auto-diagnosi dello stato di carica della batteria B, un opportuno circuito di comando disconnette la suddetta batteria B dal dispositivo di carica 10, tramite un dispositivo interruttore o deviatore I; a questo punto, la batteria B risulta connessa direttamente al carico delle lampade di emergenza e la misura del tempo occorrente a far sì che il livello di carica della batteria B raggiunga un valore un valore minimo prestabilito erogando continuamente energia al carico costituisce un parametro dell'efficienza della stessa.

In seguito, il deviatore I viene commutato nella posizione dì collegamento diretto tra il dispositivo di carica 10 e la batteria di accumulatori B, al fine dì effettuare una ricarica della stessa di tipo ciclico, in modo tale che il livello di energia elettrica disponibile all'interno raggiunga nuovamente un valore massimo predeterminato in un tempo breve rispetto alle tecniche<' >tradizionali.

In particolare, secondo l'arte nota, le batterie tampone vengono ricaricate in modo continuo con una intensità unitaria di corrente pari al valore C/17, ove C rappresenta la corrente di capacità della batteria tampone, espressa in Ampere/ora.

Tale metodo di ricarica è illustrato chiaramente nel grafico cartesiano di figura 2.

Secondo la presente invenzione, invece, la ricarica della batteria di accumulatori B si realizza tramite la connessione del dispositivo di carica 10 per un tempo tipicamente pari a 14-16 ore, a cui fa seguito la disconnessione dello stesso dispositivo 10, il quale verrà nuovamente connesso alla batteria B per periodi di tempo parzializzati e minimi rispetto al precedente (pari a circa 5 minuti), in modo tale da effettuare una ricarica discretizzata nel tempo ed ottenere una maggiore efficienza della batteria B stessa, rispetto all'arte nota, in fase di accumulo. La corrente unitaria erogata alla batteria B è fissata ad un valore pari a C/10, ove C rappresenta la corrente di capacità della batteria B, espressa in Ampere/ora.

Il metodo di ricarica sopra menzionato, implementato tramite il circuito elettronico di controllo della ricarica, secondo la presente invenzione, è chiaramente illustrato nel grafico cartesiano di figura 3, da cui è possibile notare che il tempo di latenza della lampada di illuminazione di emergenza, tra una fase di ricarica a C/10 e gli impulsi di carica successivamente parzializzati nel tempo, risulta pari a circa 10-14 ore, a differenza del tempo di latenza misurato durante la fase di ricarica di una batteria tampone, secondo l'arte nota, che vale approssimativamente 20-24 ore.

Secondo la presente invenzione, dunque, è possibile utilizzare in modo innovativo un circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori B per lampade di illuminazione di emergenza, al fine di caricare la batteria B stessa, nel tempo, in una modalità estremamente vantaggiosa ed affidabile, quale quella definita dal grafico cartesiano di figura 2.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, in particolare per lampade di illuminazione di emergenza, che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, essi sono rappresentati da:

- flessibilità, semplicità e rapidità di installazione e di cablaggio del circuito;

- versatilità di impiego del circuito su impianti esistenti, senza apportare modifiche all'impianto; - facilità di integrazione con altri sistemi elettrici ed affidabilità dal punto di vista della semplicità d'uso e delle modalità di intervento;

- tempi e cicli di ricarica della batteria di accumulatori più brevi rispetto alla tecnica nota;

- rispetto delle normative nazionali ed internazionali vigenti in materia;.

- costo limitato rispetto alla tecnica nota in virtù dei vantaggi conseguibili;

- valore della temperatura della batteria pressoché costante e sostanzialmente prossimo ad un valore di temperatura ambiente, durante la fase di ricarica. E' chiaro che numerose altre varianti possono essere apportate al circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori, in particolare per lampade di illuminazione di emergenza, oggetto della presente invenzione, senza per questo uscire dai princìpi di novità ìnsiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda ‘delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria di accumulatori (B), in particolare per lampade di illuminazione di emergenza, del tipo comprendente almeno un dispositivo di illuminazione di un ambiente, almeno una lampada atta a funzionare in situazioni di emergenza, mezzi alimentatori (30), di controllo (40) e di accensione (50) di detta lampada di emergenza, una batteria di accumulatori (B) dell'energia da erogare a detta lampada, un dispositivo di carica (10) di detta batteria (B), un gruppo sensore (20) della tensione di rete, mezzi di rilevamento (60) delle condizioni di funzionamento di detta lampada e mezzi (70, 80, 90) atti ad inviare comandi a detti mezzi di controllo (40) relativamente alle funzioni di diagnosi dello stato di carica di detta batteria (B) e di abilitazione e disabilitazione dell'accensione di detta lampada in assenza di alimentazione di rete, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di carica della batteria (B), in fase di ricarica della stessa, è connesso a detta batteria (B) per un primo periodo di tempo predeterminato, quindi risulta disconnesso per un tempo di latenza prefissato ed infine è ulteriormente connesso per almeno un intervallo di tempo sostanzialmente più breve rispetto a detto primo periodo di tempo.
2. 2. Circuito elettronico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (40) comprendono almeno un microprocessore (104), che comanda l'attivazione o la disattivazione di una procedura di auto-diagnosi dello stato di carica di detta batteria (B) e permette l'accensione o lo spegnimento di detta lampada in funzione di almeno un parametro elettrico di detta rete di alimentazione.
3. 3. Circuito elettronico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette lampade di emergenza comprendono lampade a scarica e a fluorescenza.
4. 4. Circuito elettronico come alle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto microprocessore (104) attiva ovvero disattiva una procedura di autodiagnosi dello stato di carica di detta batteria (B), detto dispositivo di carica (10) essendo disconnesso da detta batteria (B) e detta batteria (B) essendo connessa a detta lampada di emergenza.
5. 5. Circuito elettronico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta lampada di emergenza è connessa ad un circuito secondario di un trasformatore (110) facente parte di un dispositivo oscillatore (100) di detti mezzi di accensione (50).
6. 6. Circuito elettronico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo periodo di tempo durante il quale detto dispositivo di carica (10) è connesso a detta batteria di accumulatori (B) è pari sostanzialmente a 14 ore.
7. 7. Circuito elettronico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto tempo di latenza di detta lampada è pari sostanzialmente a 10-14 ore.
8. 8. Circuito elettronico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di carica (10) eroga una intensità di corrente unitaria pari ad 1/10 della corrente di capacità di detta batteria di accumulatori (B).
9. 9. Circuito elettronico come alle rivendicazioni 1 e 8, caratterizzato dal fatto che detti intervalli di tempo durante i quali detto dispositivo di carica (10) è ulteriormente connesso a detta batteria (B) sono associati a una serie di impulsi parzializzati nel tempo di durata sostanzialmente pari a 5 minuti.
10. 10. Circuito elettronico di controllo della ricarica di una batteria (B), in particolare per lampade di illuminazione di emergenza come sostanzialmente descritto ed illustrato nei disegni allegati.