应急单元可以是一种操作安排的一部分，在所述操作安排中，应急单元链接到和/或监测由电源单元输出的电压。因此，应急单元可以被安排为紧靠电源单元或者甚至被安排在与电源单元共同的外壳中，但是也可以在空间上与电源单元分离。
建筑技术设备可以连接到应急单元和/或电源单元。通常，在非应急操作模式下从电源单元来为一组设备供电，而在应急操作模式下从应急单元为其他设备供电。然而，应急单元在非应急情况下还可以为从电源单元供电的设备供电。
连接到应急单元和/或电源单元的建筑技术设备(在下文中也被称为所连接设备)可以是建筑物中使用的致动器和/或传感器，比如用于打开或关闭门或窗、用于控制通风或用于感测烟雾、热量或湿度的电驱动器。尽管一般情况下可以由根据本发明的应急单元或操作安排来为种类繁多的建筑技术设备进行供电和驱动，下文专注于照明装置或包括照明装置的灯具，特别是包括led的照明装置。照明装置也尤其可以是led。
尽管应急单元以及模块化安排在本领域中是已知的，例如，从wo2011/124723a1中已知，但是本发明不仅提高了对紧急状态进行检测的可靠性，而且还维持了所连接设备(特别地所连接照明装置)的操作。
应急单元通常由交流电源供电，通常是市电电压或电力。应急单元可以具体地由三相市电系统供电。应急单元可以连接到三相市电系统的全部三相或其子集。因此，如果只有一相发生故障，则仍然可以利用三相市电系统的两相来为应急单元供电。进一步地，直流电网通常由电源单元供电。电源单元优选地是从与应急单元同一个交流电源供电的，并且可以包括用于将交流电源电压转换为用于直流电网的电压的交流/直流转换器。电源单元还可以通过三相市电系统的三相连接到交流电源。特别地，电源单元和应急单元由仅一个共同相供电。
一般情况下，本发明解决了中央电池应急照明系统和分组电池应急照明系统提供交流应急模式的需求。这意味着，如果，作为安装的一部分，建筑物中的电源的某一相发生故障或断路器发生故障，则触发信号被发送以发起交流紧急事件。因此，位于应急总线处的应急照明装置在其定义的紧急水平下进行操作。在常规系统中，如果仍然存在正常的市电电源，则不从电池中获取电力。尽管众所周知的是，假如由交流电源输送的交流电力发生故障，则应急单元监测交流电源以操作连接到应急总线的建筑技术设备，但本文描述的应急单元特别地被配置用于还处理交流电源和/或直流电网电力发生故障的情况。
因此，应急单元还检测电源单元是否将直流电压正确地输送到了直流电网。因此，应急单元还可以检测电源单元的故障，并且可以在电源单元发生故障的情况下操作连接到应急总线的建筑技术设备。假如电源单元不能为直流电网供电，则本发明的应急单元被配置用于为连接到应急总线的应急照明装置供电。应当理解的是，应急照明装置以及非应急照明装置在正常操作期间可以由电源单元供电。然而，应急照明装置可以连接到与应急单元相连接的直流总线的特定部分。应急照明装置通常被配置成以在用于普通照明的正常操作模式下操作。在应急模式下，应急照明装置然后切换到应急照明模式，在所述应急照明模式下，例如，应急照明装置利用不同的发射光谱进行操作和/或在调光模式下进行操作。
根据本发明的应急单元包括：电池；直流/直流转换器，由电池供电；以及控制单元，被配置用于控制直流/直流转换器的操作；以及电池充电单元，被设计用于对电池单元进行充电。所述应急单元可以进一步包括：第一监测模块，用于监测由所述交流电源向所述应急单元供应的所述交流电压或电力；第二监测模块，用于监测由所述电源单元向所述直流电网供应的所述直流电压或电力；和/或优选地第三监测模块，用于监测所述电池单元，并且具体地用于监测所述电池单元的充电和放电。
应急单元的控制单元控制直流/直流转换器的操作，所述控制单元可以是微控制器、ic、asic等。因此，特别地，假如至应急单元的交流电源至少部分地发生故障——这意味着例如三相市电系统的某一相发生故障，或者意味着交流电力处于指定的参数范围之外(即，向应急单元供应的交流电压或电流太低或太高或波动)，控制单元激活直流/直流转换器，所述直流/直流转换器然后从电池单元供电。在激活直流/直流转换器之后，由直流/直流转换器产生的电力在应急单元的直流电力输出端子处输出到应急总线。同时，如果仍然存在从交流电源供应的至少部分供应交流电力，则控制单元控制电池充电单元使用可用交流电力对电池单元进行充电。然而，在初始状态下，直流/直流转换器驱动应急总线断开电池单元的电力。
因此，通过操作直流/直流转换器，向应急总线供应直流电力，从而为应急照明装置供电。在直流/直流转换器在直流电力输出端子处提供电力之后，应急照明装置可以被操作。
一旦第三监测模块检测到放电电流和/或放电电压，电池充电单元就开始对电池单元进行充电，以便补偿电池耗竭(假如任何交流电力可用)。因此，电池单元起到了缓冲电容器的作用。优选地，由直流/直流转换器占用的能量/电流因此立即由电池充电单元的充电功能来补偿。
因此，基本上，本发明提出了驱动所述应急总线以便通过来自电池单元的电源来操作应急照明装置，而同时，只要具体地市电电压的至少两个相完全可操作，就基本上立即使用电池充电器单元电力来对与交流市电电力断开的电池单元进行充电。此外，根据本发明的应急单元还被配置用于如果仅有由电源单元提供的直流电网电力发生故障时提供直流电力，控制单元将控制应急单元的继电器以将外部直流电网电力从外部电源单元切换至由应急单元的直流/直流转换器供电的直流电力。因此，连接至应急总线的照明装置可以在正常操作期间作为普通照明装置进行操作，但是假如检测到紧急情况则可以在应急模式下进行操作。由应急单元在紧急状态下输出的电压可以不同于由电源单元输出的电压，并且具体地可以更高。在应急总线处的应急照明装置优选地通过以下方式来检测紧急情况：检测当应急单元接管操作时的电压下降，随后是由应急单元提供的电源引起的电压飙升。因此，建筑技术设备可以连接到应急总线，然后可以将操作切换到应急操作，例如，所连接应急照明装置(其包括提供应急模式的照明装置)以调光到特定程度的亮度进行操作。非应急设备在应急操作的情况下可以关闭。
因此，根据独立权利要求，本发明提供了一种应急单元、一种照明系统以及一种用于操作应急单元的方法。本发明的其他方面受制于从属权利要求。
在第一方面，提供了一种应急单元，包括：输入端子，用于为所述应急单元供应交流电力；电池充电单元，被设计用于通过使用所述交流电力来对所述应急单元的电池单元进行充电；直流/直流转换器，被设计用于向直流电力输出端子提供直流电力，所述直流电力输出端子被设计用于向应急照明装置供应电力；被设计用于被供应以指示所述交流电力的状态的信号并且用于向所述电池充电单元和所述直流/直流转换器输出命令。所述控制单元可以采用一种状态，在这种状态下，所述控制单元使得所述直流/直流转换器基于所述电池电源来提供直流电力并且同时启动所述电池充电单元的操作，所述控制单元可以在所述交流电力至少部分地发生故障和/或处于预定义参数范围之外的情况下采用所述状态。参数范围具体地定义了向应急单元供应的电压、电力和/或电流的特征值，和/或所供应的电压、电流和/或电源的可能不会被超过或超越的阈值。
交流电力由三相市电系统的至少一相供应。具体地，应急装置可以连接到一相l1、l2和/或l3并且连接至中性线n。
所述应急单元可以进一步包括第一监测模块，用于监测向直流电网供应的直流电网电力，并且其中，所述第二监测模块在直流电力输入端子处连接到所述直流电网。
第二监测模块可向控制单元发出指示直流电网电力的故障的第二信号。所述控制单元可以激活所述直流/直流转换器以在所述直流电力输出端子处提供所述直流电力，可以监测所述电池单元的充电和/或放电，可以是另一个直流/直流转换器，具体地反激式转换器、降压转换器或升压转换器。
当所述交流电力和/或所述直流电网电力中断优选地长于预定时间时，所述第一监测模块和/或所述第二监测模块可以向所述控制单元发出信号。第一和/或第二监测模块因此可以包括能量缓冲器和/或计时器，并且可以在能量缓冲器耗尽或计时器达到预定义计时器值时发出信号。
假如所供应的直流电网电力发生故障并且交流电力被至少部分地供应给与电池单元的电容元件串联的交流输入端子，则控制单元可以激活充电单元。测量元件优选地是分流电阻器。
应急单元可以包括继电器单元。控制单元可以控制继电器单元，并且可以按照控制电路的命令将由直流/直流转换器提供的直流电力从在直流电力输入端子处供应的所述直流电网电力切换到直流电力输出端子，高于所述直流电网电力的电压，优选地为55伏特。
在另一方面，提供了一种应急单元，包括：用于为所述应急单元供应交流电力的交流输入端子和/或用于向应急单元提供直流电网电力的直流输入端子；电池充电单元，被设计用于优选地通过使用所述交流电力来对所述应急单元的电池单元进行充电；直流/直流转换器，由所述电池单元供电，并且被设计用于向直流电力输出端子提供直流电力，所述直流电力输出电子被设计用于向应急照明装置供应电力；控制单元，被设计用于被供应以指示所述直流电网电力和/或所述交流电力的状态的信号并且用于向所述电池充电单元和所述直流/直流转换器输出命令。所述控制单元可以采用一种状态，在所述状态下，所述控制单元使得所述直流/直流转换器：当指示所述直流电网电力的状态的所述信号指示所述直流电网电力的故障时，基于所述电池电源向所述直流电力输出端子提供直流电力，并且如果交流电力被供应，则同时启动所述电池充电单元的操作。
在又另一个方面，一种包括如本文所描述的应急单元的照明系统。
在再另一个方面，提供了一种应急操作安排，包括：如本文所描述的应急单元；以及电源单元，所述电源单元向所述应急单元的直流电力输入端子提供所述直流电网电力，其中，所述电源单元和所述应急单元由同一三相市电系统供电，其中，相比于所述电源单元，优选地由所述三相市电系统的不同相来为所述应急单元供电。
在另一方面，提供了一种用于操作应急单元的方法，所述方法包括以下步骤：
-在输入端子处，接收用于为所述应急单元供电的交流电力，
-由电池充电单元使用所述交流电力对所述应急单元的电池单元进行充电，
-从所述电池单元来为直流/直流转换器供电，并且向直流电力输出端子提供直流电力，所述直流电力输出端子被设计用于向应急照明装置供应电力，
-向控制单元供应指示所述交流电力的状态的信号，以及
-由所述控制单元向所述电池充电单元和所述直流/直流转换器输出命令。所述控制单元采用某种状态，在所述状态下，所述控制单元使得所述直流/直流转换器基于所述电池电源提供直流电力并且同时启动所述电池充电单元的操作。
现在也参考附图来描述本发明。具体地，
图1示意性地展示了根据本发明的应急单元，并且
图2示出了展示应急单元的操作的流程图。
本文描述的应急单元允许以如下方式控制充电单元(即，反激式转换器、降压转换器或升压转换器)来调节电池充电：如果触发交流紧急事件，则可以针对电池充电单元以及应急照明装置的驱动两者来调节电力。
图1示出了直流基础设施100内部的所采用应急单元1的示例性设置。在图1中展示了存在监测三相市电供应系统3的相l1、l2、l3和n(中性)的检测电路2。检测电路2通常可以是建筑物配电柜中的轨道安装式单元。
检测单元2可以检测到相故障，并且然后可以触发紧急事件。然而，只要应急单元1仍然由交流电源4供电，即仍然由除了故障相(例如，l3)以外或与故障相不同)的至少一个相(例如，l2和n)供电，应急单元1就仍然可以使用剩余的交流电力来进行应急单元的操作。
假如交流电源4发生故障——在这种情况下，这意味着三相市电系统3中至少相l2发生故障(或者假如应急单元1不再能被充分供电)，则交流电力的故障是由应急单元1检测到的，并且应急照明装置el将被操作并被断开应急单元的电池单元30的供电。
假如仍然存在交流电力供应给应急单元1，则应急单元将切换到一种状态，在这种状态下，由控制单元20激活/操作内部直流/直流转换器10以将直流电力输出到应急单元1的直流电力输出端子o1、o2，但同时，使用在输入端子i1、i2处仍然供应的交流电力来对应急单元1的电池单元30进行充电。为了实现这一点，控制单元20控制电池充电单元40的操作来从剩余的交流电力中对电池单元30进行充电。
另外，在应急单元1的外部示出了电源单元psu。电源单元psu向直流总线5(用于通过为照明装置l供应直流电力而在正常操作中进行一般照明)以及应急照明总线供应电力。如果电源单元psu发生故障，则紧急单元1将通过将直流电力输出端子o1、o2切换至由直流/直流转换器10提供的直流电力来接管应急总线的供电。
由电源单元psu供应的直流电力在直流电力输入端子d1、d2处被馈送给应急单元，并且第二监测模块52可以用于检测当从电源单元psu供应的直流电力发生故障时的情况。这类事件还可以触发应急照明装置来点亮el。这种功能可以例如用于允许建筑物中的人们安全地离开建筑物。
特别地，假如电源单元psu发生故障同时正常交流电源电压仍然存在，则典型的应急单元将不会检测到紧急情况，并且由于交流电源仍然正常而不会触发紧急事件。然而，当外部电源psu发生故障时，没有电力被供应至直流总线5，并且照明装置l以及应急照明装置el发生故障并且熄灭。紧急情况将不会由普通应急单元检测到，而是由根据本发明的应急单元检测到。应当理解的是，照明装置和应急照明装置也可以是其他建筑技术设备。
典型地，应急单元1可以例如输出10瓦特或25瓦特至35瓦特的功率、具体地约15瓦特或30瓦特的功率到应急总线。电池充电单元40被配置为对于电池单元30的不同配置——比如pb离子电池单元、nicd离子电池单元、nimh离子电池单元和/或li离子电池单元——而言是灵活的。电池充电单元40优选地包括反激式转换器。应急单元的电池充电单元40可以被配置用于向应急总线提供直流电力并且以例如10瓦特到20瓦特的功率并且尤其地以15瓦的功率来对电池单元30进行充电。
现在，同样参照图2，应该来解释应急单元的功能。在正常模式s1下，直流/直流转换器10关闭。在模式s1下，继电器单元50将应急总线连接到电源单元psu。电源单元psu(其也可以是应急单元1的一部分)优选地供应48伏特的直流电源电压。电池单元30从电池充电单元40充电(间隔地和/或当第三监测模块53检测到达到特定放电水平时)。例如在与电池单元30的电容元件串联连接的电阻器处，第三监测模块53监测电池的充电和/或放电。
控制单元20现在可以检查是否发生了紧急事件(步骤s2)。控制单元20可以通过由监测模块51、52、53对馈送到控制单元的信号进行评估来在模式s2下检测交流或直流紧急事件。例如，可以通过第一监测模块51监测在输入端子i1、i2处的从交流电源4输出至应急单元1的交流电力来检测交流紧急。假如由第一监测模块51监测的交流电力部分地、完全地发生故障或者处于交流电源的预定义特征参数范围之外，则第一监测模块51可以向控制单元20发出相应的检测信号。控制单元然后采用状态s4(交流应急模式)。在这种模式下，控制单元20接通直流/直流转换器10。直流/直流转换器10从电池单元30获取电力。控制单元20将控制继电器单元50将由直流/直流转换器10输出的、源自电池单元30的电力切换至输出端子o1、o2。应急总线由直流/直流转换器10供电，并且电池单元放电。
然而，电池充电单元40将尝试维持用于电池单元的充电电流，并且第三监测模块53还将检测放电电流。因此，假如在步骤s5中存在至少一些交流电力正被供应至应急单元1，则控制单元20将自动地增加从电池充电单元40(即，反激式转换器)供应的电力以便供应电力用于在步骤s6中对电池单元30进行充电，所述电池单元进而产生电力以在便应急总线上操作应急照明装置el。因此，假如外部交流电源仅部分地发生故障并且仍然存在一些交流电力被供应给应急单元1，则应急单元1将使用此电力从直流/直流转换器10为应急总线供电，而同时电池充电单元40被用于对电池单元30进行(再)充电。
控制单元20还可以通过评估从第二监测模块52馈送到控制单元的信号来检测直流紧急事件(步骤s2)。例如，可以通过第二监测模块52监测从电源单元psu输出至应急单元1的直流电力来检测直流紧急。假如由第二监测模块52监测的直流电力发生故障或者处于用于直流电源的预定义特征参数范围之外，则第二监测模块52可以向控制单元20发出相应的检测信号。控制单元然后采用状态s7(直流应急模式)。在这种模式下，控制单元20接通直流/直流转换器10。直流/直流转换器10从电池单元30获取电力。控制单元20将控制继电器单元50将由直流/直流转换器10输出的并且源自电池单元30的电力切换至输出端子o1、o2。应急总线由直流/直流转换器10供电，并且电池单元放电。
然而，电池充电单元40将尝试维持用于电池单元的充电电流，并且第三监测模块53还将检测放电电流。因为在步骤s5中仍然存在交流电力正被供应至应急单元1，所以控制单元20将增加从电池充电单元40(即，反激式转换器)供应的电力以便供应电力用于对电池单元30进行(再)充电，所述电池单元进而产生电力以在应急总线上操作应急照明装置el。因此，假如电源单元psu以及因此直流电源发生故障但仍然至少部分地存在一些交流电力被供应给应急单元1(状态s5)，则应急单元1将从直流/直流转换器10为应急总线供电，而同时电池充电单元40被用于对电池单元30进行充电。
当然，控制单元20可循环地检查是否仍然存在应急操作。如果馈送给控制单元的信号不再指示紧急情况，则可以采用正常操作s1。而且，如果交流电力发生某种程度的故障，则可以在直流应急模式s7下检测交流应急模式s4，反之亦然。
因此，假如仍然存在一些交流电力供应给应急单元1，则应急单元将从直流/直流转换器10为应急总线供电，而同时电池充电单元40用于对电池单元30进行充电(状态s6)。
另外，直流/直流转换器10可以由控制单元20操作以将其输出电压切换至55伏特的直流电压。结果是，连接到应急总线的应急照明装置el可以检测到紧急状态，特别地通过优选地从48伏特直流到55伏特直流的电压增大。因此，应急照明装置可以在较低的输出水平下进行操作，例如，调光至10％的水平以允许应急照明装置在沿长的时间上进行操作以提供应急光输出。
替代地，充电单元40也可以被实现为降压转换器或升压转换器。监测模块51、52、53可以将检测事件输出到控制单元20，并且特别地当交流电力和/或直流电网电力(部分地)发生故障或中断，具体地在预定时间内时。
电池单元30可以箝制充电单元40的输出并且向用于为应急总线供电的直流/直流转换器(其同样可以是降压转换器或升压转换器)提供电源。以这种方式，直流/直流转换器初始地由电池单元供电，这也允许在没有电源损耗的情况下覆盖瞬态事件以及切换。在与电池单元30的电容元件串联连接的电阻器处，电池充电还由第三监测模块53感测到。由此，可以防止在交流模式/正常模式下进行操作时应急单元1中的过度损失。所述至少一个感测电阻器优选地仅与电池单元30的电容元件串联连接，并且因此与电池充电电流而不与交流电源相连接。
如果仍然存在某种交流电力被供应给应急装置，则当电池充电单元对电池单元进行再充电时，电池充电电流得以维持，并因此替代当直流/直流转换器开始向应急总线供电时被分流的电流。因此，针对直流电网电源的故障以及交流电源中的故障进行的监测可以由应急单元1检测到，并且在这两种情况下都可以被解决——可以操作在应急总线上的应急照明装置。
在一个替代性实施例中，直流总线5和应急总线可以由与照明装置l和应急照明装置el两者连接的同一电网形成。在这种情况下，直流总线5在紧急情况下形成应急总线。照明装置l和应急照明装置el可以连接到同一总线。在这类示例中，连接到直流总线5的应急照明装置el在正常操作期间作为正常照明装置进行操作，但假如检测到紧急情况则在应急模式下进行操作。如果在应急状态下由应急单元1输出的电压不同于、具体地高于电源单元psu输出的电压，则应急照明装置el通过以下方式来检测紧急情况：检测当应急单元接管操作时的电压下降，随后是由应急单元提供的电源引起的电压飙升。在应急模式下，应急单元1被设计用于以不同于由电源单元psu输出的电压来向直流总线5供电，并且因此接管来自电源单元psu的直流总线5的供应。连接到总线的建筑技术设备然后将操作切换到应急操作，例如，所连接应急照明装置el以调光到低于100％照明水平的特定程度的亮度进行操作。照明装置l(作为非应急装置)在应急操作的情况下被关闭以便使电池电源安全。
应急操作的信号发送还可以通过控制信号的传输来执行。例如，可以应用电力线通信(plc)以便以信号通知应急模式，例如，通过高频plc信号的传输。应急照明装置el和照明装置l可以通过监测总线(例如应急总线和/或直流总线5)的电压来检测应急操作。