CN116094134A - 一种物流仓库的应急照明供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物流仓库的应急照明供电方法，包括设置于物流仓库的过道、楼梯、疏散通道及各安全出口的应急照明灯、安全通道指示灯以及LED灯；设置于室内的蓄电池和发电机；其特征在于：所述蓄电池分别与应急照明灯、安全通道指示灯、发电机以及市电线路连接；所述应急照明灯以及LED灯与市电线路连接；所述蓄电池中设有充电均压控制电路；所述发电机与LED灯连接。本发明可以确保物流仓库断电后的应急照明需求，能够有效保证物流仓库的照明稳定以及安全通道的常亮。

Description

一种物流仓库的应急照明供电方法
技术领域
本发明涉及仓库技术应用领域，特别涉及一种物流仓库的应急照明供电方法。
背景技术
目前，大多数的物流仓库场地非常大，需要大量的照明设施，而目前的照明设施使用的电力是需要市电供电进行，市电的稳定供电也是物流仓库运行的首要保障。但是如果遇到突发事件等情形，导致市电线路停电无法供电时，会导致物流仓库照明不足的问题，而由于物流仓库的场地面积大，需要应急照明的稳定工作才能确保安全通道的有效指引。应急照明是现代公共建筑及工业建筑的重要安全设施，它同人身安全和建筑物安全紧密相关。当建筑物发生电源中断时，应急照明对人员疏散、消防救援工作，对重要的生产、工作的继续运行或必要的操作处置，都有重要的作用。但现有的应急照明系统供电主要依赖于蓄电池，当蓄电池如果无法有效稳定长时间供电时，则会造成应急照明系统工作失效的问题。因此现有的这种供电模式不能满足现代物流仓库的应急照明需求，存在着很大的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物流仓库的应急照明供电方法。本发明可以确保物流仓库断电后的应急照明需求，能够有效保证物流仓库的照明稳定以及安全通道的常亮。
本发明的技术方案如下：一种物流仓库的应急照明供电方法，包括设置于物流仓库的过道、楼梯、疏散通道及各安全出口的应急照明灯、安全通道指示灯以及LED灯；设置于室内的蓄电池和发电机；所述蓄电池分别与应急照明灯、安全通道指示灯、发电机以及市电线路连接；所述应急照明灯以及LED灯与市电线路连接；所述蓄电池中设有充电均压控制电路；所述发电机与LED灯连接；
在市电线路正常供电时，市电线路为安全通道指示灯以及LED灯供电使其照明，同时应急照明灯常暗，发电机不工作；
在市电线路供电断开时，蓄电池为应急照明灯和安全通道指示灯供电使其照明，发电机启动为LED灯供电照明，发电机启动后，应急照明灯熄灭，安全通道指示灯常亮；
在蓄电池电量耗尽之前，如果市电线路供电恢复，则LED灯和安全通道指示灯切回市电线路供电，市电线路并为蓄电池充电，充电均压控制电路使蓄电池充电平衡；如果市电线路供电未恢复，则控制发电机为蓄电池充电确保安全通道指示灯常亮，待市电线路供电恢复后，发电机停止为蓄电池充电，由市电线路为蓄电池充电。
上述的物流仓库的应急照明供电方法，所述蓄电池还连接有发电装置，所述发电设备包括风力发电机和太阳能电池板，所述风力发电机和太阳能电池板还与LED灯连接。
前述的物流仓库的应急照明供电方法，所述蓄电池由多个串联的电池组成，所述电池连接充电均压控制电路。
前述的物流仓库的应急照明供电方法，所述电池充电均压控制电路包括控制开关，控制开关连接有电池充电最大电压设定电路和电池电压采样电路；所述电池充电最大电压设定电路和电池电压采样电路一同连接有旁路电流调节电路。
前述的物流仓库的应急照明供电方法，所述控制开关为PMOS管Q1，PMOS管Q1分别连接电池的正负极；所述电池充电最大电压设定电路由电阻R1和稳压二极管Z1组成；所述电阻R1的一端与PMOS管Q1连接，电阻R1的另一端与稳压二极管的阴极连接。
前述的物流仓库的应急照明供电方法，所述电池电压采样电路由电阻R2和R3组成，所述电阻R2的一端连接PMOS管Q1的漏级，电阻R2的另一端连接电阻R3，电阻R3连接电池负极。
前述的物流仓库的应急照明供电方法，所述旁路电流调节电路由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、运算放大器OP1和电压控制电流源组成；所述电阻R4的一端与电池充电最大电压设定电路连接，电阻R4的另一端连接运算放大器OP1的负极；所述运算放大器OP1的正极与电阻R5连接，电阻R5与电池电压采样电路连接；所述运算放大器OP1的负极还与电阻R6连接，电阻R6的另一端与运算放大器OP1的输出端连接；所述运算放大器OP1的正极还与电阻R7连接，电阻R7与电源的负极连接；所述电压控制电流源的电压正极与运算放大器OP1的输出端连接，电压控制电流源的电压负极与电流负极一同连接电压的负极；所述电压控制电流源的电流正极与电压的正极连接。
与现有技术相比，本发明在物流仓库现有的供电模式下还添加了蓄电池以及发电机的应急供电，本发明在市电线路正常供电时，市电线路为安全通道指示灯以及LED灯供电使其照明，同时应急照明灯常暗，发电机不工作；在市电线路供电断开时，蓄电池为应急照明灯和安全通道指示灯供电使其照明，发电机启动为LED灯供电照明，发电机启动后，应急照明灯熄灭，安全通道指示灯常亮；在蓄电池电量耗尽之前，如果市电线路供电恢复，则LED灯和安全通道指示灯切回市电线路供电，市电线路并为蓄电池充电，充电均压控制电路使蓄电池充电平衡；如果市电线路供电未恢复，则控制发电机为蓄电池充电确保安全通道指示灯常亮，待市电线路供电恢复后，发电机停止为蓄电池充电，由市电线路为蓄电池充电。由此，本发明可以确保物流仓库断电后的应急照明需求，能够有效保证物流仓库的照明稳定以及安全通道的常亮。本发明中的蓄电池的电池均为串联，其中各个电池其性能不完全一致，或在使用过程中，衰减程度不一，导致其充电过程中，蓄电池中各串联的电池不能完全同步冲满电，从而导致部分电池过冲，部分电池欠冲，因此本发明为蓄电池提供了充电均压控制电路，该充电均压控制电路可以为单体电池实行平衡控制，从而避免由于个别单体电池的过充过放所导致的电池早期失效，使其性能尽量接近单体电池的平均水平。本发明的充电均压控制电路具有结构简单、成本低、实用性好、可靠性高的优点，能够支持任意数量电池串联，模块化程度高、通用性好，无需智能芯片。
附图说明
图1为本发明应急照明供电的结构示意图；
图2为本发明蓄电池与充电均压控制电路的示意图；
图3是充电均压控制电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例可以使本领域普通技术人员更全面的理解本发明。
实施例：一种物流仓库的应急照明供电方法，包括设置于物流仓库的过道、楼梯、疏散通道及各安全出口的应急照明灯、安全通道指示灯以及LED灯；设置于室内的蓄电池和发电机，发电机为燃料发电机；所述蓄电池分别与应急照明灯、安全通道指示灯、发电机以及市电线路连接；所述应急照明灯以及LED灯与市电线路连接；所述蓄电池中设有充电均压控制电路；所述发电机与LED灯连接；
在市电线路正常供电时，市电线路为安全通道指示灯以及LED灯供电使其照明，同时应急照明灯常暗，发电机不工作；
在市电线路供电断开时，蓄电池为应急照明灯和安全通道指示灯供电使其照明，发电机启动为LED灯供电照明，发电机启动后，应急照明灯熄灭，安全通道指示灯常亮；
在蓄电池电量耗尽之前，如果市电线路供电恢复，则LED灯和安全通道指示灯切回市电线路供电，市电线路并为蓄电池充电，充电均压控制电路使蓄电池充电平衡；如果市电线路供电未恢复，则控制发电机为蓄电池充电确保安全通道指示灯常亮，待市电线路供电恢复后，发电机停止为蓄电池充电，由市电线路为蓄电池充电。
通过以上方法，本发明可以确保物流仓库断电后的应急照明需求，能够有效保证物流仓库的照明稳定以及安全通道的常亮。
优选的，所述蓄电池还连接有发电装置，所述发电设备包括风力发电机和太阳能电池板，所述风力发电机和太阳能电池板还与LED灯连接。风力发电机和太阳能电池板可以降低市电线路的用电，节约成本。
本实施例中，所述蓄电池由多个串联的电池组成，所述电池连接有电池充电均压控制电路。所述电池充电均压控制电路包括控制开关，控制开关连接有电池充电最大电压设定电路和电池电压采样电路；所述电池充电最大电压设定电路和电池电压采样电路一同连接有PI调节电路，所述PI调节电路连接有电流旁路电路。
如图2所示，主要包括串联的N个电池和并联在每个电池正负极之间的充电均压控制电路，N个电池组具有相同的技术参数。蓄电池充电的工作原理为：将蓄电池接入市电线路或发电机，如果蓄电池的所有电池电压均没有达到额定电压Vnormal时，所有电池的充电均压控制电路不工作。一旦存在一个或多个电池的电压达到Vnormal时，对应的充电均压控制电路开始工作，并实时监控电池电压是否达到电池充电最大电压
Figure BDA0004005774460000061
当电池电压小于电池充电最大电压
Figure BDA0004005774460000062
时，充电均压控制电路中的电流旁路电路不工作，只有极微小的电流用以维持充电均压控制电路的工作。当电池电压大于电池充电最大电压
Figure BDA0004005774460000063
时，充电均压控制电路实时动态调节流过电流旁路电路的电流，将电池电压维持在
Figure BDA0004005774460000071
由于各个电池两端均并联有充电均压控制电路，因而充电均压控制电路能实现电池组电压的均衡控制。
优选的，所述控制开关为PMOS管Q1，PMOS管Q1分别连接电池的正负极；通过合理设计Q1的门极导通驱动电压
Figure BDA0004005774460000072
的阈值大小，使其等于电池额定电压Vnormal，进而实现只有电池电压达到Vnormal时，充电均压控制电路才开始工作。依据电池充电曲线可知，电池电压低于Vnormal时，电池处于大电流充电阶段，
Figure BDA0004005774460000073
可以保证电池在大电流充电时充电均压控制电路不分流，提高充电速度和效率。另一方面，电池电压达到Vnormal时，接近充满状态，并且充电均压控制电路开始进行工作。由于充电电流较小，充电均压控制电路工作时分流也很小，在实现电池电压控制的同时能有效减小充电均压控制电路的发热损耗。
优选的，所述电池充电最大电压设定电路由电阻R1和稳压二极管Z1组成；所述电阻R1的一端与PMOS管Q1连接，电阻R1的另一端与稳压二极管的阴极连接；所述电池充电最大电压设定电路用于设定电池充电时电压最大值，保证电池充电阶段电压限定在最大值
Figure BDA0004005774460000074
通过合理选择电阻R1的阻值和Z1的稳压值，确保Z1的稳压值等于
Figure BDA0004005774460000075
以及流过Z1的电流最小；
优选地，所述电池电压采样电路由电阻R2和R3组成，所述电阻R2的一端连接PMOS管Q1的漏级，电阻R2的另一端连接电阻R3，电阻R3连接电池组负极。在PMOS管Q1饱和导通时，采样电压
Figure BDA0004005774460000081
其中：VE为电池E的电压。
优选地，所述旁路电流调节电路由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、运算放大器OP1和电压控制电流源(VCCS)组成；所述电阻R4的一端与电池充电最大电压设定电路连接，电阻R4的另一端连接运算放大器OP1的负极；所述运算放大器OP1的正极与电阻R5连接，电阻R5与电池电压采样电路连接；所述运算放大器OP1的负极还与电阻R6连接，电阻R6的另一端与运算放大器OP1的输出端连接；所述运算放大器OP1的正极还与电阻R7连接，电阻R7与电源的负极连接；所述电压控制电流源的电压正极与运算放大器OP1的输出端连接，电压控制电流源的电压负极与电流负极一同连接电压的负极；所述电压控制电流源的电流正极与电压的正极连接。
其中VCCS满足I＝αv1，α为控制系数。由电工学知识可知，当R4＝R5＝R6＝R7时，运放OP1的输出端v1的电压为
Figure BDA0004005774460000082
电路的工作原理为：当电池电压VE大于
Figure BDA0004005774460000083
时，VCCS的电流源有电流I流过，对电池E的充电电流进行分流。v1越大则分流也越大，进而减小电池充电电流，将电池电压维持在
Figure BDA0004005774460000084
同理，当电池电压VE小于
Figure BDA0004005774460000085
时，v1电压为零，VCCS的电流为零，电池充电电流不进行分流，电池保持充电。
综上所述，本发明可以确保物流仓库断电后的应急照明需求，能够有效保证物流仓库的照明稳定以及安全通道的常亮。进一步地，本发明为蓄电池提供了充电均压控制电路，该充电均压控制电路可以为单体电池实行平衡控制，从而避免由于个别单体电池的过充过放所导致的电池早期失效，使其性能尽量接近单体电池的平均水平。本发明的充电均压控制电路具有结构简单、成本低、实用性好、可靠性高的优点，能够支持任意数量电池串联，模块化程度高、通用性好，无需智能芯片。

Claims (7)

1.一种物流仓库的应急照明供电方法，包括设置于物流仓库的过道、楼梯、疏散通道及各安全出口的应急照明灯、安全通道指示灯以及LED灯；设置于室内的蓄电池和发电机；其特征在于：所述蓄电池分别与应急照明灯、安全通道指示灯、发电机以及市电线路连接；所述应急照明灯以及LED灯与市电线路连接；所述蓄电池中设有充电均压控制电路；所述发电机与LED灯连接；
在市电线路正常供电时，市电线路为安全通道指示灯以及LED灯供电使其照明，同时应急照明灯常暗，发电机不工作；
在市电线路供电断开时，蓄电池为应急照明灯和安全通道指示灯供电使其照明，发电机启动为LED灯供电照明，发电机启动后，应急照明灯熄灭，安全通道指示灯常亮；
在蓄电池电量耗尽之前，如果市电线路供电恢复，则LED灯和安全通道指示灯切回市电线路供电，市电线路并为蓄电池充电，充电均压控制电路使蓄电池充电平衡；如果市电线路供电未恢复，则控制发电机为蓄电池充电确保安全通道指示灯常亮，待市电线路供电恢复后，发电机停止为蓄电池充电，由市电线路为蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的物流仓库的应急照明供电方法，其特征在于：所述蓄电池还连接有发电装置，所述发电设备包括风力发电机和太阳能电池板，所述风力发电机和太阳能电池板还与LED灯连接。
3.根据权利要求1所述的物流仓库的应急照明供电方法，其特征在于：所述蓄电池由多个串联的电池组成，所述电池连接充电均压控制电路。
4.根据权利要求1所述的物流仓库的应急照明供电方法，其特征在于：所述电池充电均压控制电路包括控制开关，控制开关连接有电池充电最大电压设定电路和电池电压采样电路；所述电池充电最大电压设定电路和电池电压采样电路一同连接有旁路电流调节电路。
5.根据权利要求4所述的物流仓库的应急照明供电方法，其特征在于：所述控制开关为PMOS管Q1，PMOS管Q1分别连接电池的正负极；所述电池充电最大电压设定电路由电阻R1和稳压二极管Z1组成；所述电阻R1的一端与PMOS管Q1连接，电阻R1的另一端与稳压二极管的阴极连接。
6.根据权利要求5所述的物流仓库的应急照明供电方法，其特征在于：所述电池电压采样电路由电阻R2和R3组成，所述电阻R2的一端连接PMOS管Q1的漏级，电阻R2的另一端连接电阻R3，电阻R3连接电池负极。
7.根据权利要求5所述的物流仓库的应急照明供电方法，其特征在于：所述旁路电流调节电路由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、运算放大器OP1和电压控制电流源组成；所述电阻R4的一端与电池充电最大电压设定电路连接，电阻R4的另一端连接运算放大器OP1的负极；所述运算放大器OP1的正极与电阻R5连接，电阻R5与电池电压采样电路连接；所述运算放大器OP1的负极还与电阻R6连接，电阻R6的另一端与运算放大器OP1的输出端连接；所述运算放大器OP1的正极还与电阻R7连接，电阻R7与电源的负极连接；所述电压控制电流源的电压正极与运算放大器OP1的输出端连接，电压控制电流源的电压负极与电流负极一同连接电压的负极；所述电压控制电流源的电流正极与电压的正极连接。
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