CN111629470A - 一种保障安全作业的负载供电方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保障安全作业的负载供电方法和系统，所述供电系统包括电源适配器、负载单元组和感应控制单元；所述负载单元组包括第一负载单元组和第二负载单元组；所述电源适配器包括AC输入接口、转换控制板和DC输出接口；所述第一负载单元组通过电源连接线与DC输出接口连接；所述第二负载单元组与所述感应控制单元连接，所述感应控制单元并联接在所述第一负载单元组与所述DC输出接口之间的电源连接线上；所述感应控制单元用于在检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通或断开。这样，第一负载单元组和第二负载单元组在工作电路上实现分离，有效提升了负载单元的照明效率。

Description

一种保障安全作业的负载供电方法和系统

技术领域

本发明涉及供电系统领域，尤其涉及一种保障安全作业的负载供电方法和系统。

背景技术

随着LED植物照明的不断发展，各波段的照射光被广泛应用于各种植物的育苗、生长、花期、果期等阶段，特别是一些不可见光中对人体有害的波段，比如紫外光部分，采用紫外光照射植物可以起到消菌杀毒的作用，但若其长期照射人体无疑会对人体造成损伤。在植物培育过程中，工作人员需要对环境、植株生长情况等需要长期、长时间的观测、记录等现场操作，这无疑会让工作人员暴露于有害灯光之下。

为了解决上述问题，在植物种植过程中，当需要工作人员长时间在现场进行操作的时候，工作人员一般会暂时先关闭种植照明灯具，或者穿戴有防护效果的装备进行操作。这两种方式在实际的植物种植过程中都有繁缛的操作细节与难度，直接影响了工作人员的工作效率。

发明内容

为此，需要提供一种保障安全作业的负载供电的技术方案，用以解决植物种植过程中工作人员在进行长期作业时由于需要关闭有害光谱的照明灯具，或者需要穿戴防护设备导致工作效率不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种保障安全作业的负载供电系统，所述供电系统包括电源适配器、负载单元组和感应控制单元；所述负载单元组包括第一负载单元组和第二负载单元组；

所述电源适配器包括AC输入接口、转换控制板和DC输出接口；所述AC输入接口通过所述转换控制板与所述DC输出接口连接，转换控制板用于将AC电压转换为DC电压；

所述第一负载单元组通过电源连接线与DC输出接口连接；

所述第二负载单元组与所述感应控制单元连接，所述感应控制单元并联接在所述第一负载单元组与所述DC输出接口之间的电源连接线上；

所述感应控制单元用于在检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通或断开。

作为一种可选的实施例，所述第一负载单元组包括多个第一负载单元，相邻的第一负载单元之间相互串联。

作为一种可选的实施例，所述第二负载单元组包括多个第二负载单元，相邻的第二负载单元之间相互串联。

作为一种可选的实施例，所述第一负载单元为第一LED灯具，所述第二负载单元为第二LED灯具，所述第一LED灯具和所述第二LED灯具发出的光线频段不同。

作为一种可选的实施例，所述感应控制单元包括红外发射器、红外感应器、双运算放大器和断路器；所述双运算放大器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚和比较器；所述第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与所述比较器连接；所述电源连接线包括电源正极连接线和电源负极连接线；

所述红外发射器的一端与电源正极连接线连接，另一端接地；所述红外感应器的一段与电源正极连接线连接，另一端接地；红外发射器与红外感应器相并联；所述第二引脚通过第一线路与所述电源正极连接线连接，所述第三引脚通过第二线路与所述电源正极连接线连接；

所述第二负载单元组串接在所述电源正极连接线和所述断路器之间，所述断路器一端与第一引脚连接，另一端与电源负极连接线连接。

作为一种可选的实施例，所述双运算放大器还包括第四引脚和/或第五引脚，所述第四引脚接地和/或所述第五引脚与电源连接。

作为一种可选的实施例，红外发射器所在的并联电路上还设置有第一电阻。

作为一种可选的实施例，红外感应器所在的并联电路上还设置有第二电阻，所述第二电阻位于所述第二线路上；所述第一线路上还是有第三电阻，所述第三电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

作为一种可选的实施例，所述红外发射器还与第一电容器相并联，所述红外感应器还与第二电容器相并联。

发明人还提供了一种保障安全作业的负载供电方法，所述方法应用于如前文所述的负载供电系统，所述方法包括以下步骤：

当感应控制单元未检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通；

当感应控制单元检测到第一信号后，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间断开；所述第一信号为人体红外感应信号。

区别于现有技术，上述方案涉及的保障安全作业的负载供电方法和系统，所述供电系统包括电源适配器、负载单元组和感应控制单元；所述负载单元组包括第一负载单元组和第二负载单元组；所述电源适配器包括AC输入接口、转换控制板和DC输出接口；所述第一负载单元组通过电源连接线与DC输出接口连接；所述第二负载单元组与所述感应控制单元连接，所述感应控制单元并联接在所述第一负载单元组与所述DC输出接口之间的电源连接线上；所述感应控制单元用于在检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通或断开。这样，第一负载单元组和第二负载单元组在工作电路上实现分离，而第二负载单元组的开启或关闭又通过感应控制单元来控制，从而保证了当第二负载单元组被断开后，又不影响第一负载单元组的工作，即提升了负载单元的照明效率又保证了工作人员的安全性。

附图说明

图1为本发明一实施例涉及的保障安全作业的负载供电系统的电路结构示意图；

图2为本发明一实施例涉及的感应控制单元的电路图；

图3为本发明一实施例涉及的保障安全作业的负载供电方法的流程图；

附图说明：

101、电源适配器；

102、第一负载单元组；

103、第二负载单元组；

104、感应控制单元。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，为本发明一实施例涉及的保障安全作业的负载供电系统的电路结构示意图。述供电系统包括电源适配器101、负载单元组和感应控制单元104；所述负载单元组包括第一负载单元组102和第二负载单元组103；

所述电源适配器101包括AC输入接口、转换控制板和DC输出接口；所述AC输入接口通过所述转换控制板与所述DC输出接口连接，转换控制板用于将AC电压转换为DC电压；

所述第一负载单元组102通过电源连接线与DC输出接口连接；

所述第二负载单元组103与所述感应控制单元104连接，所述感应控制单元104并联接在所述第一负载单元组102与所述DC输出接口之间的电源连接线上；

所述感应控制单元104用于在检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组103与所述DC输出接口之间导通或断开。

在实际应用过程中，电源适配器101的AC输入接口与零线、火线连接，交流电经过电源适配器101转换为直流电，并通过电源正极连接线和电源负极连接线分别与第一负载单元组102连接，实现对第一负载单元组102的持续供电。同时，第二负载单元组103并联在电源正极连接线和电源负极连接线上，并通过感应控制单元104进行控制，以确定电源适配器101是否为第二负载单元组103供电。

以第一信号为人体红外感应信号为例，当有工作人员接近时，触发人体红外感应信号，感应控制单元104在检测到人体红外感应信号后，控制所述第二负载单元组103与所述DC输出接口之间导通。而当工作人员远离时，未触发人体红外感应信号，即感应控制单元104未检测到人体红外感应信号，将会控制所述第二负载单元组103与所述DC输出接口之间断开；所述第一信号为人体红外感应信号。

优选的，所述第一负载单元为第一LED灯具，所述第二负载单元为第二LED灯具，所述第一LED灯具和所述第二LED灯具发出的光线频段不同。具体的，第一LED灯具可以为能够发出对人体无害频段光线(如可见光)的灯具组，第二LED灯具可以为能够发出对人体有害频段光线(如紫外线)的灯具组。这样，当工作人员在场地内工作时，由于感应控制单元104能够坚持到人体红外感应信号，将控制第二负载单元断开，而第一负载单元组102仍保持工作，既避免了当前灯光组发出对人体有害的频段光线，保证工作人员作业的安全性，同时又避免了第一负载单元组102(如可见光灯光组)完全断开，影响了照明效率。

在某些实施例中，所述第一负载单元组102包括多个第一负载单元，相邻的第一负载单元之间相互串联。在另一些实施例中，所述第二负载单元组103包括多个第二负载单元，相邻的第二负载单元之间相互串联。以植物照明应用场景为例，通常需要在种植场地内大规模铺设可见光灯组或紫外光灯组对植物进行不定期照射，以满足植物培育不同阶段的需求，通过将第一负载单元(如可见光灯组)和第二负载单元(如紫外线灯组)设置为多个，并将多个第一负载单元相串联以及将多个第二负载单元相串联，可以满足种植场地内不同区域位置的植物的灯光照射需求，提升照明作业效率。

在某些实施例中，所述感应控制单元104包括红外发射器、红外感应器、双运算放大器和断路器；所述双运算放大器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚和比较器；所述第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与所述比较器连接；所述电源连接线包括电源正极连接线和电源负极连接线；所述红外发射器的一端与电源正极连接线连接，另一端接地；所述红外感应器的一段与电源正极连接线连接，另一端接地；红外发射器与红外感应器相并联；所述第二引脚通过第一线路与所述电源正极连接线连接，所述第三引脚通过第二线路与所述电源正极连接线连接；所述第二负载单元组103串接在所述电源正极连接线和所述断路器之间，所述断路器一端与第一引脚连接，另一端与电源负极连接线连接。

为了保证感应控制单元104运行的稳定性和安全性，在某些实施例中，所述双运算放大器还包括第四引脚和/或第五引脚，所述第四引脚接地和/或所述第五引脚与电源连接。将第四引脚接地，可以保证双运算放大器工作过程的安全性，同时将第五引脚与电源连接，电源可以不断地向双运算放大器提供电力，保证其工作的稳定性。

在某些实施例中，红外发射器所在的并联电路上还设置有第一电阻。第一电阻可以起到降压作用，保证红外发射器的正常工作。优选的，红外感应器所在的并联电路上还设置有第二电阻，所述第二电阻位于所述第二线路上；所述第一线路上还是有第三电阻，所述第三电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

第三电阻的阻值大于第二电阻，可以保证红外感应器未导通时(此时工作人员未进入种植场地)，第三电阻在第一线路上可以分走比第二电阻在第二线路上更多的电压，从而使得第二引脚的电平低于第三引脚的电平，通过比较这两个电平的高低进而向断路器输出第一控制信号，控制断路器导通，此时与所述断路器连接的第二负载单元组103处于工作状态。当有工作人员进入种植场地后，红外感应器接收到红外感应信号导通，由于红外感应器一段接地，因而电流会从第三引脚通过红外感应器流向接地端，进而使得第二引脚的电平高于第三引脚的电平，此时通过比较这两个电平的高低就可以向断路器输出第二控制信号，控制断路器断开，此时第二负载单元组103(即有害频段光谱的灯组)处于非工作状态，从而保证了工作人员作业的安全性。

在某些实施例中，所述红外发射器还与第一电容器相并联，所述红外感应器还与第二电容器相并联。第一电容器和第二电容器可以起到隔离滤波的作用，其可以对于电路中的直流信号进行隔离，避免电路中的直流成分影响红外发射器和红外感应器的正常工作。

如图2所示，为本发明一实施例涉及的感应控制单元的电路图。当第一负载单元组工作时，电源适配器与第一负载单元组处于导通状态，感应控制单元并联在两者之间的电源连接线上，因而可以从LED+(即电源正极连接线)取电进行工作。根据双运算放大器(即图2中型号为LM358的芯片，以下简称“芯片”)的电路设计可以选择合适的R3阻值(即前文提及的“第三电阻”)，优选的，R3阻值(即前文提及的“第三电阻”)大于R2阻值(即前文提及的“第二电阻”)，而后通过比较芯片的引脚2(即前文提及的“第二引脚”)和引脚3(即前文提及的“第三引脚”)的电平信号高低，从而驱动Q1(即前文提及的“断路器”)进行导通与关断。

感应控制单元从LED+位置取电，并通过R1(即前文提及的“第一电阻”)降压确保VDout(即前文提及的“红外发射器”)输出电压正常工作，向外辐射。当无人状态时，VDin(即前文提及的“红外感应器”)无法接收信号导通，处于非导通状态，由于电阻R3大于R2，因而芯片的引脚3处于高电平模式，其电压大于引脚2的电压，此时Q1为导通状态。

当工作人员接近感应控制单元时，红外感应器简称到人体红外感应信号，红外感应器VDin接收信号并处于导通状态，芯片上的引脚3的电平会被拉低到小于引脚2的电压，这时LM358芯片会通过引脚1输出信号控制Q1断开，从而让与Q1相连的对人体有害的这一部分LED光源(即前文提及的“第二负载单元组”)暂停工作，待工作人员撤离后，红外感应器未接收红外感应信号，无法导通，如前所述，Q1将处于重新导通，与Q1相连的对人体有害的这一部分LED光源又重新处于工作状态。

如图3所示，发明人还提供了一种保障安全作业的负载供电方法，所述方法应用于如前文所述的保障安全作业的负载供电的系统，所述方法包括以下步骤：

首先进入步骤S301感应控制单元检测是否接收到第一信号。优选的，所述第一信号为人体红外感应信号。

若步骤S301检测结果为是，则进入步骤S302控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间断开。此时说明有工作人员进入，感应控制单元将控制与之连接的第二负载单元组断开，处于暂停工作状态。

若步骤S302检测结果为否，则进入步骤S303控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通。此时未有工作人员进入，与感应控制单元连接的第二负载单元组处于工作状态。

本发明提供了一种保障安全作业的负载供电方法和系统，所述供电系统包括电源适配器、负载单元组和感应控制单元；所述负载单元组包括第一负载单元组和第二负载单元组；所述电源适配器包括AC输入接口、转换控制板和DC输出接口；所述第一负载单元组通过电源连接线与DC输出接口连接；所述第二负载单元组与所述感应控制单元连接，所述感应控制单元并联接在所述第一负载单元组与所述DC输出接口之间的电源连接线上；所述感应控制单元用于在检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通或断开。这样，第一负载单元组和第二负载单元组在工作电路上实现分离，而第二负载单元组的开启或关闭又通过感应控制单元来控制，从而保证了当第二负载单元组被断开后，又不影响第一负载单元组的工作，即提升了负载单元的照明效率又保证了工作人员的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述供电系统包括电源适配器、负载单元组和感应控制单元；所述负载单元组包括第一负载单元组和第二负载单元组；

所述电源适配器包括AC输入接口、转换控制板和DC输出接口；所述AC输入接口通过所述转换控制板与所述DC输出接口连接，转换控制板用于将AC电压转换为DC电压；

所述第一负载单元组通过电源连接线与DC输出接口连接；

所述第二负载单元组与所述感应控制单元连接，所述感应控制单元并联接在所述第一负载单元组与所述DC输出接口之间的电源连接线上；

所述感应控制单元用于在检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通或断开。

2.如权利要求1所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述第一负载单元组包括多个第一负载单元，相邻的第一负载单元之间相互串联。

3.如权利要求1所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述第二负载单元组包括多个第二负载单元，相邻的第二负载单元之间相互串联。

4.如权利要求1-3任一项所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述第一负载单元为第一LED灯具，所述第二负载单元为第二LED灯具，所述第一LED灯具和所述第二LED灯具发出的光线频段不同。

5.如权利要求1所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述感应控制单元包括红外发射器、红外感应器、双运算放大器和断路器；所述双运算放大器包括第一引脚、第二引脚、第三引脚和比较器；所述第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与所述比较器连接；所述电源连接线包括电源正极连接线和电源负极连接线；

所述红外发射器的一端与电源正极连接线连接，另一端接地；所述红外感应器的一段与电源正极连接线连接，另一端接地；红外发射器与红外感应器相并联；所述第二引脚通过第一线路与所述电源正极连接线连接，所述第三引脚通过第二线路与所述电源正极连接线连接；

所述第二负载单元组串接在所述电源正极连接线和所述断路器之间，所述断路器一端与第一引脚连接，另一端与电源负极连接线连接。

6.如权利要求5所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述双运算放大器还包括第四引脚和/或第五引脚，所述第四引脚接地和/或所述第五引脚与电源连接。

7.如权利要求5所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，红外发射器所在的并联电路上还设置有第一电阻。

8.如权利要求5所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，红外感应器所在的并联电路上还设置有第二电阻，所述第二电阻位于所述第二线路上；所述第一线路上还是有第三电阻，所述第三电阻的阻值大于所述第二电阻的阻值。

9.如权利要求5所述的保障安全作业的负载供电系统，其特征在于，所述红外发射器还与第一电容器相并联，所述红外感应器还与第二电容器相并联。

10.一种保障安全作业的负载供电方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至9任一项所述的负载供电系统，所述方法包括以下步骤：

当感应控制单元未检测到第一信号时，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间导通；

当感应控制单元检测到第一信号后，控制所述第二负载单元组与所述DC输出接口之间断开；所述第一信号为人体红外感应信号。

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