專利名稱：Led混合光譜植物補(bǔ)光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種植物補(bǔ)光燈，特別是一種LED混合光譜植物補(bǔ)光燈。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展非常迅速，溫室大棚在反季節(jié)瓜果、花卉的生產(chǎn)中起著 重要的作用，然而目前溫室大棚普遍存在嚴(yán)重光照不足的問(wèn)題。由于光照不足，植物不能有 效地進(jìn)行光合作用(光生物學(xué)研究結(jié)果表明植物體干重的90%以上為光合作用產(chǎn)生的有 機(jī)物)，光照不足已經(jīng)成為制約設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，不但影響植物產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí) 也易導(dǎo)致各種病蟲(chóng)害的發(fā)生。因此，人工創(chuàng)造一個(gè)高效、節(jié)能、可控性強(qiáng)的補(bǔ)光系統(tǒng)，對(duì)于完 善設(shè)施農(nóng)業(yè)和促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。現(xiàn)有技術(shù)中，溫室大棚植物補(bǔ)光設(shè)備多采用傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈或高壓鈉燈，這 些傳統(tǒng)的植物補(bǔ)光設(shè)備存在著較多缺陷1、白熾燈、熒光燈等常規(guī)燈具能耗大、光電轉(zhuǎn)化效 率低下，能源損耗大。2、傳統(tǒng)補(bǔ)光燈具，光源釋放熱量大，在溫室大棚內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)溫度準(zhǔn)確 控制，容易烤焦、灼傷植物體嫩芽，并存在火災(zāi)等安全隱患。3、傳統(tǒng)補(bǔ)光燈具，其發(fā)射光譜主 要是黃、綠光。而在可見(jiàn)光中，植物能吸收利用的只有10% _30%，光輻射利用效率低，導(dǎo)致 光源照度雖然很大，但其發(fā)射光譜與植物光合作用所需光譜曲線不相符，造成能源浪費(fèi)嚴(yán) 重。4、傳統(tǒng)補(bǔ)光燈具，光譜單一，或雜色光比重較大，實(shí)際上并不能真正滿足植物生長(zhǎng)光合 作用所需要的光譜和光強(qiáng)，補(bǔ)光效果較差。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)植物補(bǔ)光燈設(shè)備的不足，人們又提出了采用LED冷光源作為新型光 源對(duì)植物進(jìn)行補(bǔ)光，但現(xiàn)有技術(shù)中采用的LED補(bǔ)光燈多為小功率、低光強(qiáng)的LED植物補(bǔ)光 燈，雖然發(fā)射光譜能夠符合植物光合作用曲線，但是其能達(dá)到的光合作用光通量較低(光 合作用光通量是指光合作用時(shí)，單位面積葉面在單位時(shí)間內(nèi)獲取的光通量，單位為umol/ m2 · s)。在通常情況下，植物所需的光合作用光通量為60umol/m2 · s，而對(duì)于小功率、低光 強(qiáng)的LED補(bǔ)光燈在距葉面50cm距離時(shí)，其光合作用光通量?jī)H為5umol/m2 *s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到植 物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需的光合作用光通量，因此，采用這種小功率、低光強(qiáng)的LED補(bǔ)光燈不能 從實(shí)質(zhì)上對(duì)植物進(jìn)行補(bǔ)光，不僅補(bǔ)光效率低，同時(shí)還會(huì)造成能源的大量浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種大功率、高 光強(qiáng)且補(bǔ)光效率高的LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，該植物補(bǔ)光燈能夠發(fā)射基本與植物生長(zhǎng)發(fā) 育所需光合作用曲線一致的混合光譜，滿足植物所需光合作用的光通量。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該LED混合光譜植物補(bǔ)光 燈，包括有可透光的燈具殼體和設(shè)置在所述燈具殼體中的發(fā)光體，其特征在于所述的發(fā)光 體包括由大功率LED燈組成的多個(gè)發(fā)光體單元，所述的發(fā)光體單元設(shè)置在一固定于所述殼 體內(nèi)的電路板上并和該電路板形成一 LED補(bǔ)光控制電路，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有一和所述電 路板形成電流回路并用于保證輸入電源恒定的恒流源裝置。[0007]為了滿足植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的需要，作為優(yōu)選，所述的發(fā)光體單元有四組，每組所 述的發(fā)光體單元包括有并聯(lián)連接的第一電路模塊和第二電路模塊，所述的第一電路模塊和 第二電路模塊分別包括有均勻間隔設(shè)置的10個(gè)紅光LED燈和5個(gè)藍(lán)光LED燈。因此，由紅 光LED和藍(lán)光LED混合組成的混合光源，能發(fā)射基本與植物生長(zhǎng)、光合作用曲線一致的混合 光譜，滿足植物所需的光合作用光通量要求。作為進(jìn)一步優(yōu)選，每一所述發(fā)光體單元的總電流為990mA，每一所述發(fā)光體單元的 工作電壓為24V。為了確保輸出電流的恒定，避免因過(guò)流而引起整個(gè)發(fā)光體單元內(nèi)的LED燈燒壞， 在殼體內(nèi)還設(shè)置有恒流源裝置，該恒流源裝置包括有一恒流源電路，作為優(yōu)選，所述的恒流 源電路可以選擇以型號(hào)為ZXLD1360的LED驅(qū)動(dòng)器為核心，該LED驅(qū)動(dòng)器包括有接地端、電 壓輸入端、電流輸入端、輸入控制端、輸出控制端，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器的輸入控制端連接 外部直流電壓或PWM控制信號(hào)，該LED驅(qū)動(dòng)器的接地端和所述輸入電源的接地端相連，該 LED驅(qū)動(dòng)器的電壓輸入端一路和所述輸入電源的正極相連，另一路經(jīng)一電阻和所述LED補(bǔ) 光控制電路的陽(yáng)極輸入端相連，該LED驅(qū)動(dòng)器的輸出控制端經(jīng)一電感和所述LED補(bǔ)光控制 電路的陰極輸入端相連，所述LED驅(qū)動(dòng)器的電流輸入端連接所述LED補(bǔ)光控制電路的陽(yáng)極 輸入端，并且，在所述LED驅(qū)動(dòng)器的電壓輸入端和輸出控制端之間還串接有一穩(wěn)壓二極管， 該穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極和所述LED驅(qū)動(dòng)器的輸出控制端相連，該穩(wěn)壓二極管的陰極和所述 LED驅(qū)動(dòng)器的電壓輸入端相連。于是，當(dāng)發(fā)光體單元的電路模塊里某個(gè)LED燈損壞時(shí)，恒流 源電路能即刻調(diào)節(jié)控制并平衡電流，確保輸出電流恒定，起到保護(hù)發(fā)光體單元內(nèi)的其他LED 燈正常工作的作用，能夠有效地延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。為了便于LED燈的安裝和更換，所述的殼體為一由外殼、面框和玻璃組成的封閉 腔室，其中，所述外殼的一側(cè)敞開(kāi)，所述外殼在敞開(kāi)端上連接有所述的面框，該面框上開(kāi)設(shè) 有一和所述外殼內(nèi)腔相貫通的開(kāi)口，所述玻璃設(shè)置在所述面框的開(kāi)口上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用大功率的LED燈作為發(fā)光體作為 植物補(bǔ)光光源，植物光照的強(qiáng)度更強(qiáng)，相比于傳統(tǒng)的植物補(bǔ)光燈更加節(jié)能、環(huán)保，而且還能 夠彌補(bǔ)小功率低光強(qiáng)的LED植物補(bǔ)光燈無(wú)法滿足植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需的光合作用光通 量的缺陷，達(dá)到更好的補(bǔ)光效果；另外，在LED補(bǔ)光控制電路中設(shè)置了恒流源電路，當(dāng)發(fā)光 體單元的電路模塊里某個(gè)LED燈損壞時(shí)，恒流源電路能即刻調(diào)節(jié)控制并平衡電流，確保輸 出電流恒定，起到保護(hù)發(fā)光體單元內(nèi)的其他LED燈正常工作的作用，能夠確保LED燈的使用 可靠性并有效地延長(zhǎng)植物補(bǔ)光燈的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的植物補(bǔ)光燈底面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的植物補(bǔ)光燈的剖視圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)光體單元的集控電路連接結(jié)構(gòu)圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的恒流源電路連接結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0017]如圖1、圖2所示，為本實(shí)用新型的LED混合光譜植物補(bǔ)光燈的結(jié)構(gòu)示意圖，該植物 補(bǔ)光燈包括有鋁合金外殼1，外殼1的一側(cè)敞開(kāi)，外殼1在該敞開(kāi)端連接有鋁合金面框2，面 框2上開(kāi)設(shè)有能和外殼1的內(nèi)腔相貫通的開(kāi)口 21，面框2的開(kāi)口 21上還設(shè)置有防水玻璃 3，外殼1、面框2和玻璃3組成一封閉且能供光透入的殼體。殼體內(nèi) 固定有一和面框2相平行的電路板5，為了滿足植物所需的光合作用光通 量，該電路板5在和玻璃3相對(duì)應(yīng)的一側(cè)上設(shè)置有多個(gè)大功率LED燈4 (即圖3電路連接圖 中所示的D1，D2，……，D30)，有效提高燈具的發(fā)射光強(qiáng)，這些大功率LED燈分成四組發(fā)光體 單元，每組發(fā)光體單元包括有并聯(lián)連接的第一電路模塊Pl和第二電路模塊P2，第一電路模 塊平和第二電路模塊排內(nèi)分別包括有15個(gè)均勻間隔焊接在電路板5上的紅光LED燈和藍(lán) 光LED燈，并且，第一電路模塊Pl和第二電路模塊P2并聯(lián)后組成一集控電路，每個(gè)發(fā)光體 單元所對(duì)應(yīng)的集控電路所包含的LED燈可以分成3組，每組為10個(gè)LED燈一字排列，每組發(fā) 光體單元共包含20個(gè)紅光LED燈和10個(gè)藍(lán)光LED燈，每一發(fā)光體單元的總電流為990mA， 每一發(fā)光體單元的工作電壓為24V，每一發(fā)光體單元的集控電路連接結(jié)構(gòu)圖參見(jiàn)圖3 ；于是，整個(gè)燈具共計(jì)120個(gè)LED燈，其中，80個(gè)為紅光LED燈，40個(gè)為藍(lán)光LED燈， LED燈的光譜選擇是根據(jù)植物吸收光譜要求而組成的混合光源，為了能發(fā)射基本與植物生 長(zhǎng)、光合作用曲線一致的混合光譜，本實(shí)施例的混合大功率LED燈的光譜波長(zhǎng)峰值范圍選 擇在400nm 700nm之間?？紤]到大功率LED燈4有明顯的電熱效應(yīng)，不能忽視其工作時(shí)產(chǎn)生的熱量累積，為 了延長(zhǎng)LED燈的使用壽命并減小LED燈的老化速度，電路板5采用散熱性良好的鋁板復(fù)合 而成的鋁基印刷電路板，可以作為散熱導(dǎo)板，并通過(guò)外殼1自然散熱，保持殼體內(nèi)的常溫工
作溫度。為了保證LED燈工作的可靠性，減小輸入電流的波動(dòng)對(duì)LED燈的沖擊，殼體內(nèi)還設(shè) 置有一和電路板5形成電流回路并用于保證輸入電源恒定的恒流源裝置6，該恒流源裝置6 內(nèi)設(shè)置有一恒流源電路，該恒流源電路以型號(hào)為ZXLD1360的LED驅(qū)動(dòng)器T為核心，該LED 驅(qū)動(dòng)器T包括有接地端GND、電壓輸入端VIN、電流輸入端Isense、輸入控制端ADJ、輸出控制 端LX，其中，LED驅(qū)動(dòng)器T的輸入控制端連接外部直流電壓或PWM控制信號(hào)，該LED驅(qū)動(dòng)器 T的接地端GND和輸入電源的接地端GND'相連，該LED驅(qū)動(dòng)器T的電壓輸入端Vin—路和 輸入電源的正極VCC相連，另一路經(jīng)一電阻Rs和LED補(bǔ)光控制電路的陽(yáng)極輸入端相連，該 LED驅(qū)動(dòng)器T的輸出控制端LX經(jīng)一電感L和LED補(bǔ)光控制電路的陰極輸入端相連，LED驅(qū) 動(dòng)器T的電流輸入端Isense連接LED補(bǔ)光控制電路的陽(yáng)極輸入端，并且，在LED驅(qū)動(dòng)器T的 電壓輸入端Vin和輸出控制端LX之間還串接有一穩(wěn)壓二極管D，該穩(wěn)壓二極管D的陽(yáng)極和 LED驅(qū)動(dòng)器T的輸出控制端LX相連，該穩(wěn)壓二極管D的陰極和LED驅(qū)動(dòng)器T的電壓輸入端 Vin相連。于是，輸入電源經(jīng)整流后獲得24V直流電源，并通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)器T輸出恒定的電流 給LED燈供電，以保證LED燈的正常工作，能有效的保護(hù)LED燈并延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。本實(shí)施例采用大功率高光強(qiáng)混合LED燈實(shí)現(xiàn)植物補(bǔ)光，有效提高燈具的發(fā)射光 強(qiáng)，電路簡(jiǎn)單、光譜比例科學(xué)，并具備恒流源系統(tǒng)保護(hù)，能夠完全滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要 光強(qiáng)指數(shù)(距葉面50cm時(shí)光強(qiáng)指數(shù)350-400umOl/m2 · s)，適合溫室大棚、組培育苗室等現(xiàn) 代設(shè)施農(nóng)業(yè)種植、育苗應(yīng)用。
權(quán)利要求一種LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，包括有可透光的燈具殼體和設(shè)置在所述燈具殼體中的發(fā)光體，其特征在于所述的發(fā)光體包括由大功率LED燈(4)組成的多個(gè)發(fā)光體單元，所述的發(fā)光體單元設(shè)置在一固定于所述殼體內(nèi)的電路板(5)上并和該電路板(5)形成一LED補(bǔ)光控制電路，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有一和所述電路板(5)形成電流回路并用于保證輸入電源恒定的恒流源裝置(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，其特征在于所述的發(fā)光體單 元有四組，每組所述的發(fā)光體單元包括有并聯(lián)連接的第一電路模塊(P1)和第二電路模塊 (P2)，所述的第一電路模塊(P1)和第二電路模塊(P2)分別包括有均勻間隔設(shè)置的10個(gè)紅 光LED燈和5個(gè)藍(lán)光LED燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，其特征在于每一所述發(fā)光體單 元的總電流為990mA，每一所述發(fā)光體單元的工作電壓為24V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，其特征在于所述的恒流源裝置 (6)包括有一恒流源電路，該恒流源電路以型號(hào)為ZXLD1360的LED驅(qū)動(dòng)器⑴為核心，該 LED驅(qū)動(dòng)器包括有接地端(GND)、電壓輸入端(VIN)、電流輸入端(ISENSE)、輸入控制端(ADJ) 和輸出控制端(LX)，其中，所述LED驅(qū)動(dòng)器(T)的輸入控制端(ADJ)連接外部直流電壓或 PWM控制信號(hào)，該LED驅(qū)動(dòng)器(T)的接地端(GND)和所述輸入電源的接地端(GND')相連， 該LED驅(qū)動(dòng)器⑴的電壓輸入端(VIN) —路和所述輸入電源的正極(VCC)相連，另一路經(jīng) 一電阻(Rs)和所述LED補(bǔ)光控制電路的陽(yáng)極輸入端相連，該LED驅(qū)動(dòng)器(T)的輸出控制端 (LX)經(jīng)一電感(L)和所述LED補(bǔ)光控制電路的陰極輸入端相連，所述LED驅(qū)動(dòng)器(T)的電 流輸入端((ISENSE)連接所述LED補(bǔ)光控制電路的陽(yáng)極輸入端，并且，在所述LED驅(qū)動(dòng)器(T) 的電壓輸入端(VIN)和輸出控制端(LX)之間還串接有一穩(wěn)壓二極管(D)，該穩(wěn)壓二極管⑶ 的陽(yáng)極和所述LED驅(qū)動(dòng)器(T)的輸出控制端(LX)相連，該穩(wěn)壓二極管(D)的陰極和所述 LED驅(qū)動(dòng)器⑴的電壓輸入端(VIN)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，其特征在于所述 的殼體為一由外殼(1)、面框(2)和玻璃(3)組成的封閉腔室，其中，所述外殼(1)的一側(cè)敞 開(kāi)，所述外殼(1)在敞開(kāi)端上連接有所述的面框(2)，該面框上開(kāi)設(shè)有一和所述外殼(1)內(nèi) 腔相貫通的開(kāi)口(21)，所述玻璃(3)設(shè)置在所述面框(2)的開(kāi)口(21)上。
專利摘要一種LED混合光譜植物補(bǔ)光燈，包括有可透光的燈具殼體和設(shè)置在所述燈具殼體中的發(fā)光體，其特征在于所述的發(fā)光體包括由大功率LED燈組成的多個(gè)發(fā)光體單元，所述的發(fā)光體單元設(shè)置在一固定于所述殼體內(nèi)的電路板上并和該電路板形成一LED補(bǔ)光控制電路，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有一能和所述電路板形成電流回路并用于保證輸入電源恒定的恒流源電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用大功率的LED燈作為發(fā)光體作為植物補(bǔ)光光源，能更好地滿足植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需的光合作用光通量；另外，在LED補(bǔ)光控制電路中設(shè)置了恒流源電路，當(dāng)發(fā)光體單元的電路模塊里某個(gè)LED燈損壞時(shí)，起到保護(hù)發(fā)光體單元內(nèi)的其他LED燈正常工作的作用。
文檔編號(hào)A01G9/20GK201636686SQ20102011338
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者張俙何 申請(qǐng)人:張俙何