CN102338324A

CN102338324A - 能产生混合光的led植物灯装置及其实现方法

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Publication number: CN102338324A
Application number: CN2010102354197A
Authority: CN
Inventors: 张永亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-02-01

Abstract

能产生混合光的LED植物灯装置，包括LED灯(10)，其包括支架(101)和LED晶片(102)，LED晶片(102)至少三个以上，组成n ×m的矩阵，共引出n个负极引脚(104)和m个正极引脚(105)；还包括微处理器(20)及与其电连接的电源开关(30)、调光开关(40)和调色开关(50)；负极、正极引脚(104、105)与微处理器(20)电连接；电源开关(30)控制LED灯(10)电源的通断，调光开关(40)、调色开关(50)分别调节亮度、色度；各LED晶片(20)能单独被控制，使LED植物灯能任意调节亮度和色度，产生混合光。本发明的有益效果在于：在单颗LED灯内采取矩阵结构的LED晶片组能通过外部控制电路调节LED灯的色度和亮度，使单颗LED产生混合光，降低了植物灯功耗和成本。

Description

能产生混合光的LED植物灯装置及其实现方法

技术领域本发明涉及至少有一个电位跃变势垒或表面势垒的适用于光发射的半导体器件，特别是涉及发光二极管，尤其涉及产生混合光源的LED植物灯装置。

背景技术发光二极管LED是一种新型表面贴装式半导体发光器件，具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高、低功耗，响应速度快等优点，这也使其成为节能环保光源的首选。应用于植物培养领域的LED植物生长灯具有以下特征：波长类型丰富、正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合；可根据需要组合获得纯正单色光与复合光谱；可以集中特定波长的光均衡地照射作物；可以调节作物开花与结实，还能控制株高和植物的营养成分；系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化。现有技术LED植物生长灯一般采用多颗单色LED按照一定比例组合来实现混合光源，而单颗LED无法产生混合光，因此，为了进一步降低LED植物生长灯的功耗和成本，有必要研究一种单颗LED，来产生植物生长所需的混合光源。

发明内容本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种能产生植物培养过程中生长照明所需混合光，降低LED植物灯功耗和成本的LED灯装置。

本发明为解决所述技术问题可以采用以下技术方案来实现：

设计一种能产生混合光的LED植物灯装置，用于产生植物生长过程中所需要的混合光，所述LED植物灯装置包括LED灯，所述LED灯又包括支架和通过固晶胶固定在支架上的LED晶片，所述LED晶片的两电极分别借助电极引线引出，尤其是：

所述LED晶片至少有三个以上，组成n×m的LED晶片矩阵，每行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出一个负极引脚，正极则通过电极引线分别各自引出一个正极引脚；所述n×m的LED晶片矩阵共引出n个负极引脚和m个正极引脚；还包括微处理器、电源开关、调光开关和调色开关；所述电源开关、调光开光和调色开关均与微处理器电连接；所述n个电极引脚和m个电极引脚均分别与微处理器电连接；所述电源开关用于控制所述LED灯电源的通断，所述调光开关用于调节所述LED灯的亮度，所述调色开关用于调节所述LED灯的色度；借助上述LED植物灯装置，微处理器能够对各LED晶片进行单独控制，通过控制、调节各LED晶片之间的电压或电流来任意调节所述LED植物灯的亮度和色度，并使所述LED植物灯装置产生所需的混合光。

作为本发明的改进，所述支架上的LED晶片优选9个，组成3×3的LED晶片矩阵；所述负极引脚包括3个负极引脚，正极引脚也包括3个正极引脚；第1行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出负极引脚，正极则分别引出3个正极引脚；第2行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出负极引脚，正极则分别引出3个正极引脚；第3行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出负极引脚，正极也分别引出3个正极引脚。

所述LED晶片是波长为400～500nm的蓝光晶片，或者是波长为610～720nm的红光晶片。

又或者是波长为400～500nm的蓝光晶片和波长为610～720nm的红光晶片的任意组合。

作为本发明的进一步改进，所述各LED晶片还分别串接有电阻。

本发明还提供一种实现上述能产生混合光的LED植物灯装置的方法，包括如下步骤：

A.将至少三个以上的LED晶片通过固晶胶固定在一个支架上，并组成n×m的LED晶片矩阵，每行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出一个负极引脚，正极则通过电极引线分别各自引出一个正极引脚；所述n×m的LED晶片矩阵共引出n个负极引脚和m个正极引脚；将该LED晶片矩阵整体封装形成单一LED灯；

B.将步骤A中的LED晶片采用蓝光晶片和/或红光晶片来任意组合；

C.将步骤A中的n个负极引脚和m个正极引脚和微处理器连接，所述微处理器还电连接有控制所述LED灯电源通断的电源开关、调节所述LED灯光度的调光开关和调节所述LED灯色度的调色开关；所述微处理器通过为各LED晶片之间的电压或电流进行调节来对各LED晶片的亮度或色度进行调节，使所述LED灯能任意组合出植物生长所需的混合光。

步骤A中的LED晶片采用9个，组成3×3的LED晶片矩阵，所述负极引脚包括3个负极引脚，正极引脚也包括3个正极引脚；第1行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出负极引脚，正极则分别引出3个正极引脚；第2行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出负极引脚，正极则分别引出3个正极引脚；第3行的各LED晶片的负极通过电极引线共同引出负极引脚，正极也分别引出3个正极引脚。

所述步骤B中的蓝光晶片波长为400～500nm，红光晶片波长为610～720nm。

作为本发明方法的进一步改进，所述各LED晶片还分别串接有电阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在单颗LED灯内固定若干LED晶片，使单颗LED也能够产生植物生长过程中所需要的混合光；同时，将LED晶片采取矩阵式结构分布，通过外部控制电路可分别任意调节各LED的色度和亮度，控制LED植物灯发生光源的波长，进一步降低了植物生长灯的功耗和制造成本。

附图说明

图1是本发明能产生混合光的LED植物灯装置之LED灯(内部结构)俯视示意图；

图2是本发明能产生混合光的LED植物灯装置之LED灯(内部结构)轴测投影示意图；

图3是所述LED灯之LED晶片连接电路原理图；

图4是所述LED灯(封装好)的轴测投影示意图；

图5是本发明能产生混合光的LED植物灯装置的原理图。

具体实施方式以下结合各附图所示之优选实施例作进一步详述。

一种能产生混合光的LED植物灯装置，用于产生植物生长过程中所需要的混合光，如图1至图5所示，所述LED植物灯装置包括LED灯10，所述LED灯10又包括支架101和通过固晶胶固定在支架101上的LED晶片102，所述LED晶片102至少有三个以上，组成n×m的LED晶片矩阵，每行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出一个负极引脚104，正极则通过电极引线103分别各自引出一个正极引脚105；所述n×m的LED晶片矩阵共引出n个负极引脚104和m个正极引脚105；本优选实施例LED晶片102优选9个，组成3×3的LED晶片矩阵；所述负极引脚104包括3个负极引脚1041、1042、1043，正极引脚105也包括3个正极引脚1051、1052、1053；第1行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出负极引脚1041，正极则分别引出3个正极引脚1051、1052、1053；第2行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出负极引脚1042，正极则分别引出3个正极引脚1051、1052、1053；第3行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出负极引脚1043，正极也分别引出3个正极引脚1051、1052、1053。所述LED晶片是波长为400～500nm的蓝光晶片，或者是波长为610～720nm的红光晶片，又或者是波长为400～500nm的蓝光晶片和波长为610～720nm的红光晶片的任意组合。为了均衡电流，所述各LED晶片102还分别串接有电阻1021。最后，将9个LED晶片102整体覆盖封装形成单一LED灯，封装好后的LED灯如图4所示。

要使LED植物灯产生混合光源，必须对LED晶片矩阵中的各LED晶片102进行控制和调节，所述LED植物灯装置还包括微处理器20、电源开关30、调光开关40和调色开关50；所述电源开关30、调光开关40和调色开关50均与微处理器20电连接；所述3个负极引脚1041、1042、1043和3个正极引脚1051、1052、1053均分别与微处理器20电连接；所述电源开关30用于控制所述LED灯10电源的通断，所述调光开关40用于调节所述LED灯10的亮度，所述调色开关50用于调节所述LED灯10的色度。

本发明还提供一种上述LED植物灯装置产生混合光的实现方法，包括如下步骤：

A.将至少三个以上的LED晶片102通过固晶胶固定在一个支架101上，并组成n×m的LED晶片矩阵，每行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出一个负极引脚104，正极则通过电极引线103分别各自引出一个正极引脚105；所述n×m的LED晶片矩阵共引出n个负极引脚104和m个正极引脚105；将该LED晶片20矩阵整体封装形成单一LED灯10；

B.将步骤A中的LED晶片102采用蓝光晶片和/或红光晶片来任意组合；

C.将步骤A中的n个负极引脚104和m个正极引脚105和微处理器20连接，所述微处理器20还电连接有控制所述LED灯10电源通断的电源开关30、调节所述LED灯10光度的调光开关40和调节所述LED灯10色度的调色开关50；所述微处理器20通过为各LED晶片102之间的电压或电流进行调节来对各LED晶片102的亮度或色度进行调节，使所述LED灯10能任意组合出植物生长所需的混合光。

在本发明方法的步骤A中，LED晶片102优选采用9个，组成3×3的LED晶片矩阵，所述负极引脚104包括3个负极引脚1041、1042、1043，正极引脚105也包括3个正极引脚1051、1052、1053；第1行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出负极引脚1041，正极则分别引出3个正极引脚1051、1052、1053；第2行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出负极引脚1042，正极则分别引出3个正极引脚1051、1052、1053；第3行的各LED晶片102的负极通过电极引线103共同引出负极引脚1043，正极也分别引出3个正极引脚1051、1052、1053。为了均衡电流，所述各LED晶片102还分别串接有电阻1021。

所述电源开关30通过对所述LED晶片102之间的电压来开闭所述LED灯10。所述调光开关40调节所述各LED晶片102的亮度，一种方式是固定各LED晶片102之间的电流，调节电压，另一种方式是固定各LED晶片102之间的电压，调节电流。由连接各LED晶片102的负极引脚1041、1042、1043或正极引脚1051、1052、1053之间的微处理器20来控制，调节亮度时，由所述微处理器20控制各LED晶片102间的电压和电流实现，其逻辑控制序列表如下，表1为对负极引脚1041、1042、1043施加电压的逻辑控制序列表，表2为对正极引脚1051、1052、1053施加电压的逻辑控制序列表(0表示为未施加，1表示施加)

表1

表2

所述调色开关50通过各LED晶片102的色度调节来实现所述LED灯10的混合光。所述各LED晶片102包括红色LED晶片或蓝色LED晶片，所述微处理器20内设置程序来对各LED晶片102的明暗进行单独控制，以产生红色光和蓝色光间的混合光，达到调节所述LED灯10的色度。要调节LED植物灯所需的混合光，可以对微处理器20内置的程序修改控制各LED晶片20的明暗来实现。所以，本发明方法可以对所述LED灯10的亮度、色度进行任意调节，实现各植物生长所需要的各种混合光线。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。例如，LED晶片的个数，以及LED晶片所采用的类型。

Claims

1.一种能产生混合光的LED植物灯装置，用于产生植物生长过程中所需要的混合光，所述LED植物灯装置包括LED灯(10)，所述LED灯(10)又包括支架(101)和通过固晶胶固定在支架(101)上的LED晶片(102)，所述LED晶片(102)的两电极分别借助电极引线(103)引出，其特征在于：

所述LED晶片(102)至少有三个以上，组成n×m的LED晶片矩阵，每行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出一个负极引脚(104)，正极则通过电极引线(103)分别各自引出一个正极引脚(105)；所述n×m的LED晶片矩阵共引出n个负极引脚(104)和m个正极引脚(105)；还包括微处理器(20)、电源开关(30)、调光开关(40)和调色开关(50)；所述电源开关(30)、调光开光(40)和调色开关(50)均与微处理器(20)电连接；所述n个负极引脚(104)和m个正极引脚(105)均分别与微处理器(20)电连接；所述电源开关(30)用于控制所述LED灯(10)电源的通断，所述调光开关(40)用于调节所述LED灯(10)的亮度，所述调色开关(50)用于调节所述LED灯(10)的色度；

借助上述LED植物灯装置，微处理器(20)能够对各LED晶片(20)进行单独控制，通过控制、调节各LED晶片(20)之间的电压或电流来任意调节所述LED植物灯的亮度和色度，并使所述LED植物灯装置产生所需的混合光。

2.根据权利要求1所述的能产生混合光的LED植物灯装置，其特征在于：所述支架(101)上的LED晶片(102)优选9个，组成3×3的LED晶片矩阵；所述负极引脚(104)包括3个负极引脚(1041、1042、1043)，正极引脚(105)也包括3个正极引脚(1051、1052、1053)；第1行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出负极引脚(1041)，正极则分别引出3个正极引脚(1051、1052、1053)；第2行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出负极引脚(1042)，正极则分别引出3个正极引脚(1051、1052、1053)；第3行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出负极引脚(1043)，正极也分别引出3个正极引脚(1051、1052、1053)。

3.根据权利要求1所述的能产生混合光的LED植物灯装置，其特征在于：所述LED晶片(102)是波长为400～500nm的蓝光晶片。

4.根据权利要求1所述的能产生混合光的LED植物灯装置，其特征在于：所述LED晶片(102)是波长为610～720nm的红光晶片。

5.根据权利要求1所述的能产生混合光的LED植物灯装置，其特征在于：所述LED晶片(102)是波长为400～500nm的蓝光晶片和波长为610～720nm的红光晶片的任意组合。

6.根据权利要求1所述的能产生混合光的LED植物灯装置，其特征在于：所述各LED晶片(102)还分别串接有电阻(1021)。

7.一种LED植物灯产生混合光的实现方法，包括如下步骤：

A.将至少三个以上的LED晶片(102)通过固晶胶固定在一个支架(101)上，并组成n×m的LED晶片矩阵，每行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出一个负极引脚(104)，正极则通过电极引线(103)分别各自引出一个正极引脚(105)；所述n×m的LED晶片矩阵共引出n个负极引脚(104)和m个正极引脚(105)；将该LED晶片(102)矩阵整体封装形成单一LED灯(10)；

B.将步骤A中的LED晶片(102)采用蓝光晶片和/或红光晶片来任意组合；

C.将步骤A中的n个负极引脚(104)和m个正极引脚(105)和微处理器(20)连接，所述微处理器(20)还电连接有控制所述LED灯(10)电源通断的电源开关(30)、调节所述LED灯(10)光度的调光开关(40)和调节所述LED灯(10)色度的调色开关(50)；所述微处理器(20)通过为各LED晶片(102)之间的电压或电流进行调节来对各LED晶片(102)的亮度或色度进行调节，使所述LED灯(10)能任意组合出植物生长所需的混合光。

8.根据权利要求7所述的LED植物灯产生混合光的实现方法，其特征在于：步骤A中的LED晶片(102)采用9个，组成3×3的LED晶片矩阵，所述负极引脚(104)包括3个负极引脚(1041、1042、1043)，正极引脚(105)也包括3个正极引脚(1051、1052、1053)；第1行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出负极引脚(1041)，正极则分别引出3个正极引脚(1051、1052、1053)；第2行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出负极引脚(1042)，正极则分别引出3个正极引脚(1051、1052、1053)；第3行的各LED晶片(102)的负极通过电极引线(103)共同引出负极引脚(1043)，正极也分别引出3个正极引脚(1051、1052、1053)。

9.根据权利要求7所述的LED植物灯产生混合光的实现方法，其特征在于：所述步骤B中的蓝光晶片波长为400～500nm，红光晶片波长为610～720nm。

10.根据权利要求7或8所述的LED植物灯产生混合光的实现方法，其特征在于：所述各LED晶片(102)还分别串接有电阻(1021)。