CN111343754A - 一种高效安全的植物照明电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物照明技术领域，一种高效安全的植物照明电路，包括铝基板和驱动电源，所述驱动电源设置在铝基板上，所述驱动电源的输出端为多路驱动电路并联，每一驱动电路连接至少一个LED灯源，每一驱动电路在LED灯源前端串联一保险电路，所述保险电路设置在铝基板上，该铝基板上的LED出光面覆一层超薄硅胶层。本发明通过保险电路提高了灯具电路的安全性和可靠性，同时对LED整体结压进行精准控制，提高了电路效率，同时实现了灯具的简化，从而降低了散热部件的使用，有效降低灯具散热表面积，能在有限的空间中给予植物足够的光照，有效提高光照利用率，大大提高种植效果，提高种植安全和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及植物照明技术领域，具体涉及一种高效安全的植物照明电路。
背景技术
现代化农业的不断发展，LED植物照明的需求和能耗在不断扩大，对传统植物照明灯具技术也提出了新的挑战。LED作为新一代光源，除了环保节能的特点外，较之传统农业领域常用荧光灯或高压钠灯等人工光源，具有光量可调整、光质可调整、冷却负荷低与允许提高单位面积栽培量等特点，对封闭有环控的农业生产环境是一种非常适合的人工光源。
在整个植物照明市场上，随着植物照明研究的深入，LED植物照明灯具的需求和要求都越来越高，一方面提高灯具的光效，另一方面则不停的加大产品功率以确保足够的种植区域照明强度，为了进一步控制成本与实际应用，更大功率意味着更大的产品体积，影响了单位体积的种植密度。目前市场上大多的植物照明灯具有的是体积过大影响自然光照及现场布局，有的是体积适中却提供不了足够的光照给予植物吸收。而且高功率也意味着高电压或者高电流的输入，电器安全方面也较难以保障。
发明内容
为此，需要提供一种可有效提升效率的植物照明安全电路方案。
为实现上述目的，本发明提供了一种高效安全的植物照明电路，包括铝基板和驱动电源，所述驱动电源设置在铝基板上，所述驱动电源的输出端为多路驱动电路并联，每一驱动电路连接至少一个LED灯源，每一驱动电路在LED灯源前端串联一保险电路，所述保险电路设置在铝基板上，该铝基板上的LED出光面覆一层超薄硅胶层。
进一步的，所述保险电路包括保险丝，所述保险丝设置在铝基板上。通过在驱动输出端处LED的前端增加电流保险丝，对输出电流进行分流操作，并且严格控制分流后的每一路LED的最大工作电流，从而通过限制电流对LED工作结压进一步进行限制。现有技术中心保险丝一般置于驱动电源前端进行整体保护，本发明把保险丝置于驱动电源后端直流输出部分，即LED灯珠的前端，对电源直流输出部分进行分流，同时也对每一串灯珠起保护作用。因为保险丝后端仅有LED灯珠，所以安规防护上更具针对性。
进一步的，所述保险电路外包覆有防水防火盒，该防水防火盒采用5VA防火非导电材质制作而成。通过采用5VA防火非导电材质对电流保险丝进行保护，确保带电部件的加强绝缘隔离，同时对该部分器件(连接器、保险丝)进行防水防尘保护。
进一步的，所述防火盒还紧封包裹住驱动电路输出线与保险丝的连接处，实现对保险丝和连接部位进行全方面防护。
进一步的，所述驱动电路输出线为双重绝缘线。采用双重绝缘线进一步保证输出线裸露部分的安全性。
进一步的，每一LED灯源由多个LED灯珠构成LED串，每一驱动电路为该LED串提供驱动电源，所述驱动电源的输出电压小于60V，LED串的结压小于60V。所述驱动电源采用大功率低压电源，芯片型号为CAT4201，通过编写电流大小，通过电源内部自身逻辑，确保其开载电压保护节点OVP低于60V。
更进一步的，所述LED灯源个数为三个，每个灯源由多个LED灯珠串联成LED串。通过对LED灯珠数和LED电流的准确控制，确保在任何情况下，LED串的结压始终不会超过60V。通过对LED结压和LED工作电流的精准控制，确保裸露的铝基板和覆盖胶膜的LED灯珠在工作过程满足电气安全和人身安全。LED灯珠数量可以按实际需求，最大电流控制为在前端保险丝临界状态下的标称电流。根据这个电流，实际分析与搭配，确保LED灯珠串的总结压不会超过60V：本发明采用了两种灯珠，白光LED灯珠与红光LED灯珠，在临界电流150mA下的结压分别为3.2与2.2V，根据3.2x+2.2y＜60V的公式选择两种灯珠的数量x、y进行串接，从而确保LED灯珠串总结压不会超过60V。
进一步的，所述超薄硅胶层覆盖在所有LED灯珠表面，所述超薄硅胶层的厚度为0.8mm-1mm。硅胶层厚度是根据具体型号的硅胶种类进行控制，使得所覆盖厚度能达到基本绝缘的要求。
进一步的，所述超薄硅胶层在铝基板上非连续覆设，该超薄硅胶层分为多条超薄硅胶条敷设在设有LED串的铝基板表面。
进一步的，所述铝基板的厚度为2mm。铝基板厚度：2mm，1盎司铜箔厚度为35um：2mm的厚度确保了铝基板在横向传导热量的一个足够大的横截面，能迅速的把光源热量均匀分布到整个铝基板上并朝外散热。
区别于现有技术，上述技术方案具有以下有益效果。
1、本发明通过保险电路提高了灯具电路的安全性和可靠性，同时对LED整体结压进行精准控制，提高了电路效率，同时实现了灯具的简化，从而降低了散热部件的使用，有效降低灯具散热表面积，能在有限的空间中给予植物足够的光照，有效提高光照利用率，大大提高种植效果，提高种植安全和经济效益。
2、本发明灯具实现光源外露在空气中，辐射能量不会造成灯具和灯珠的温升问题。
3、本发明外露的灯珠满足安全规范，无触电风险。
4、本发明设计节省了散热件，结构简单易实现，节省了开发成本。
5、本发明设计电路结构简单，选型方便，易生产，大大降低了生产成本。
6、本发明设计可以将传统的多个电源驱动器替换成一个大功率电源驱动器，提高了光电效率并且降低组装难度，节约生产成本。
7、本发明设计整体结构紧凑，可靠性佳。
附图说明
图1为本发明实施例的电路结构示意图。
图2为本发明实施例铝基板及LED串示意图。
图3为本发明LED结压示意图。
图4为本发明LED前端串联保险丝示意图。
附图标记:
1.铝基板，2.驱动电源，3.LED灯源，4.保险电路，5.硅胶层。
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至图4所示，本实施例一种高效安全的植物照明电路的整体电路结构，该植物照明电路包括铝基板1和驱动电源2，所述铝基板1的厚度为1.8mm-2mm。所述驱动电源2设置在铝基板1上，所述驱动电源2的输出端为多路驱动电路并联，每一驱动电路连接至少一个LED灯源3，每一驱动电路在LED灯源3前端串联一保险电路4，所述保险电路4设置在铝基板1上，该铝基板1上的LED灯源3出光面覆一层超薄硅胶层5。
参考图2和图3所示，本实施例中，每一LED灯源3由多个LED灯珠31构成LED串，每一驱动电路为该LED串提供驱动电源2，所述驱动电源2的输出电压小于60V，LED串的结压小于60V。所述LED灯源个数为三个，每个LED灯源由11个LED灯珠串联成LED串。本发明设计的LED灯珠外露和铝基板背面外露在空气中，满足LED灯珠工作时所需散热需求，无需额外再添加散热部件，简约成本和节省空间。通过对LED灯珠数和LED电流的准确控制，确保在任何情况下，LED串的结压始终不会超过60V。所述超薄硅胶层5覆盖在所有LED灯珠表面，所述超薄硅胶层5的厚度为0.8mm-1mm。通过去除光源腔，确保光源辐射热能不会在灯具上传导，降低散热需求。本发明实施例通过上述设计，能够去除光源腔，确保光源辐射热能不会在灯具上传导，降低散热需求。铝基板仅LED出光面覆一层超薄硅胶层5后直接裸露在空气中且无遮挡，确保LED产生的热能以最短散热路径、避免多重物体传递热能，减少系统整体热阻，从而达到快速散热的效果。通过对LED结压和LED工作电流的精准控制，确保裸露的铝基板和覆盖胶膜的LED灯珠在工作过程满足电气安全和人身安全。
参考图1和图4所示，本发明实施例通过在驱动输出端处LED的前端增加电流保险丝41，对输出电流进行分流操作，并且严格控制分流后的每一路LED的最大工作电流，从而通过限制电流对LED工作结压进一步进行限制。所述保险电路4包括保险丝41，所述保险丝41设置在铝基板1上。本发明实施例设计的前端，为保险丝前端(包括保险丝)，采用I类电源和II类电源，并确保接地良好，达到安全电源标准，驱动电源2的输出电压(包括开载电压)严格控制在60V以下。本发明实施例设计的后端，为保险丝后端，电器件仅有LED灯源3以及铝基板1上的覆铜走线。其整体LED灯源3电压控制在60V以下，铝基板和LED灯源3表面仅覆有一层防水硅胶层5，在保护LED灯源3清洁的情况下不影响灯珠发光效率和辐射热能的散发。本实施例中，所述保险电路外包覆有防水防火盒，该防水防火盒采用5VA防火非导电材质制作而成。通过采用5VA防火非导电材质对电流保险丝进行保护，确保带电部件的加强绝缘隔离，同时对该部分器件(连接器、保险丝)进行防水防尘保护。输出线为双重绝缘线，输出线与保险丝的连接处和保险丝一起采用5VA防火非导电防水盒紧封包裹。采用双重绝缘线进一步保证输出线裸露部分的安全性。所述防火盒还紧封包裹住驱动电路输出线与保险丝的连接处，实现对保险丝和连接部位进行全方面防护。
在其他一些实施例中，所述超薄硅胶层5还可以在铝基板1上非连续覆设，该超薄硅胶层5分为多条超薄硅胶条敷设在设有LED串的铝基板1表面。这样能够减少铝基板表面的涂敷硅胶层5，从而进一步提高铝基板的散热效率。
本发明实施例的设计核心点在于采用电流保险丝对电流进行多路分流，确保每一路的安全与稳定。大大提高了LED光源的发光利用率。且使灯具整体散热性能提升，降低散热成本。对电输出方式进行了重新安全电路设计，从而有效利用了光源本身的出光效率，并提高了安全性。本发明实施例通过精准控制LED整体结压，提高出光率和整体效率，从而有效降低灯具功率，间接减低对散热条件的需求。
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)
1.一种高效安全的植物照明电路，其特征在于：包括铝基板和驱动电源，所述驱动电源设置在铝基板上，所述驱动电源的输出端为多路驱动电路并联，每一驱动电路连接至少一个LED灯源，每一驱动电路在LED灯源前端串联一保险电路，所述保险电路设置在铝基板上，该铝基板上的LED出光面覆一层超薄硅胶层。
2.根据权利要求1所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述保险电路包括保险丝，所述保险丝设置在铝基板上。
3.根据权利要求2所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述保险电路外包覆有防水防火盒，该防水防火盒采用5VA防火非导电材质制作而成。
4.根据权利要求3所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述防火盒还紧封包裹住驱动电路输出线与保险丝的连接处。
5.根据权利要求4所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述驱动电路输出线为双重绝缘线。
6.根据权利要求2所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：每一LED灯源由多个LED灯珠构成LED串，每一驱动电路为该LED串提供驱动电源，所述驱动电源的输出电压小于60V，LED串的结压小于60V。
7.根据权利要求5所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述LED灯源个数为三个，每个灯源由多个LED灯珠串联成LED串。
8.根据权利要求6所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述超薄硅胶层覆盖在所有LED灯珠表面，所述超薄硅胶层的厚度为0.8-1.0mm。
9.根据权利要求6所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述超薄硅胶层在铝基板上非连续覆设，该超薄硅胶层分为多条超薄硅胶条敷设在设有LED串的铝基板表面。
10.根据权利要求1所述的高效安全的植物照明电路，其特征在于：所述铝基板的厚度为1.8mm-2mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200626 |