CN116658856B - 实验生长光环境专用多通道led光谱光源基板及控制方法 - Google Patents

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Abstract

实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板及控制方法，属于实验生物生长全周期光环境的光质光量波段调试专用设备技术领域。本发明解决了现有的LED光源板由于可调光电源驱动器的输入端要与市电连接，不同电压、极性、光质、光量和波段不可控制、调节及同步一致性的问题。本发明的基板上设置有多个LED芯片，多个LED芯片通过负极和正极与控制器建立连接，LED芯片通过电阻跳线桥接的方式形成可控多路调节电路。本发明通过在基板上设计布置集成不同的电压、极性、光质、光量和波段LED芯片的交流输出线路，实现实验生长光环境的高效、精准、快速调控，达到实验所需所有生长全周期光环境要求，为获得准确可靠的实验数据提供有利支撑。

Description

实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板及控制方法
技术领域
本发明属于实验生物生长全周期光环境的光质光量波段调试专用设备技术领域，具体为实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板及控制方法。
背景技术
现有的LED光源板通常用于与LED灯的电源驱动器直接连接，现有的LED光源板上设有LED灯珠和交流输出线路，LED光源板一般直接接恒流或恒压电源驱动器的输出端，而电源驱动器的输入端直接用电线连接至市电，且不同的电压、极性、光质的LED光源板通常只能与单一功能的LED灯珠连接，不同电压、极性、光质、光量和波段不可控制、调节且不能同步一致性。
现有的LED光源板存在以下不足之处：
1、由于可调光电源驱动器的输入端要与市电连接，不同电压、极性、光质不可控制和调节；
2、由于不同电压、极性、波段的LED光源板通常只能与单一功能的LED灯珠连接，如果需要采集和制定多种光质和光效的光照效果数据，就需要使用多组单一电压、极性、波段的LED光源板灯具，有限空间内就会分布不均匀，导致影响光照效果，而且会增加了实验用户的研发成本；
3、由于不同电压、极性、光质和波段不可控制、调节，导致所需LED光谱不能同步一致性，达不到实验所需所有生长全周期光环境要求，不能获得准确可靠的实验数据。
因此，本申请提出一种结构简单、合理的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板及控制方法用以解决上述问题。
发明内容
本发明研发目的是为了解决现有的LED光源板由于可调光电源驱动器的输入端要与市电连接，不同电压、极性和光质不可控制、调节和所需LED光谱不能同步一致性的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案：
方案一：实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板，包括基板、负极、LED芯片、电阻跳线桥接、可控多路调节电路和正极，基板上设置有多个LED芯片，多个LED芯片通过负极和正极与控制器建立连接，LED芯片通过电阻跳线桥接的方式形成可控多路调节电路，基板采用钛镁合金低合金化系高塑性超导单质铝基覆铜合金板，所述可控多路调节电路的各线路之间的间距≤2.5mm。
进一步的，所述可控多路调节电路包括依次设置的第一线路、第二线路、第三线路、第四线路、第五线路、第六线路、第七线路、第八线路、第九线路、第十线路、第十一线路和第十二线路，第一线路、第二线路、第三线路、第四线路、第五线路、第六线路与第七线路、第八线路、第九线路、第十线路、第十一线路和第十二线路对称布置在基板上。
进一步的，所述第一线路、第二线路、第三线路、第四线路、第五线路、第六线路之间的间距与第七线路、第八线路、第九线路、第十线路、第十一线路和第十二线路之间的间距皆为d，d≤2.5mm。
进一步的，所述第六线路与第七线路的间距为D，D≥10mm。
进一步的，所述第一线路、第五线路、第八线路和第十二线路上的LED芯片为白光LED芯片，所述第二线路和第十一线路上的LED芯片为紫光LED芯片，所述第三线路和第十线路上的LED芯片为蓝光LED芯片，所述第四线路和第九线路上的LED芯片为红光LED芯片，所述第六线路和第七线路上的LED芯片为远红外光LED芯片。
进一步的，所述第一线路、第二线路、第三线路、第四线路、第五线路、第六线路与第七线路、第八线路、第九线路、第十线路、第十一线路和第十二线路以间距相同且相互平行的方式布置在基板上。
方案二：基于方案一所述的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板的控制方法，包括以下几种照射状态：
市电通过电源向控制器供电，从而向基板上的负极和正极供电；
白光照射状态：通过控制器控制第一线路、第五线路、第八线路和第十二线路通电，使第一线路、第五线路、第八线路和第十二线路的LED芯片通电形成白光照射；
紫光照射状态：通过控制器控制第二线路和第十一线路通电，使第二线路和第十一线路的LED芯片通电形成紫光照射；
蓝光照射状态：通过控制器控制第三线路和第十线路通电，使第三线路和第十线路的LED芯片通电形成蓝光照射；
红光照射状态：通过控制器控制第四线路和第九线路通电，使第四线路和第九线路的LED芯片通电形成红光照射；
远红外光照射状态：通过控制器控制第六线路和第七线路通电，使第六线路和第七线路的LED芯片通电形成远红外光照射。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板结构简单、合理，通过在基板上设计布置不同电压、不同极性、不同波段LED芯片的交流输出线路，优化了灯具内部多通道不同电压、极性和光质的分布，实现多通道不同的电压、极性、光质和波段功能的控制调节，提高了实验补光照明LED灯的实验室光照效果，解决了以往实验生长补光照明LED灯具对不同光质光效功能的需求和制定准确的光质光效参数的技术问题。
2、本发明的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板为生长补光照明和光质光量调控理论及应用提供了探索及验证方法，为该领域的各类科研课题的研究提供了高效的数据分析和实践手段的实验生长补光照明及光质光亮条施专用的LED多通道多光谱光源基板，达到实验所需所有生长补光及全周期光照要求，并为实验生长补光照明及生长全周期光照需求提供准确数据。
附图说明
图1是实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板的结构示意图(3535灯珠且远红外FR灯珠居中)；
图2是图1的局部示意图；
图3是实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板结构示意图(3535灯珠且紫光P灯珠居中)；
图4是图3的局部示意图；
图5是实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板的结构示意图(3535+3030灯珠)；
图6是图5的局部示意图；
图7是实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板的结构示意图(3030灯珠)；
图8是图7的局部示意图。
图中：1-基板，2-负极，3-LED芯片，4-电阻跳线桥接，5-可控多路调节电路，6-正极，7-第一线路，8-第二线路，9-第三线路，10-第四线路，11-第五线路，12-第六线路，13-第七线路，14-第八线路，15-第九线路，16-第十线路，17-第十一线路，18-第十二线路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1，结合图1-图4说明本实施例，本实施例的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板，包括基板1、负极2、LED芯片3、电阻跳线桥接4、可控多路调节电路5和正极6，基板1上设置有多个LED芯片3，多个LED芯片3通过负极2和正极6与控制器建立连接，LED芯片3通过电阻跳线桥接4的方式形成可控多路调节电路5，基板1采用钛镁合金低合金化系高塑性超导单质铝基覆铜合金板，所述可控多路调节电路5的各线路之间的间距≤2.5mm。
本实施例中选用3535灯珠的光源基板，基板1上的可控多路调节电路5共包括十二条线路，分别为第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12、第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18，其中第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12与第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18对称布置在基板1上。
第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12之间的间距与第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18之间的间距皆为d，d≤2.5mm，第六线路12与第七线路13的间距为D，D≥10mm。
其中第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18上的LED芯片3为白光LED芯片，第二线路8和第十一线路17上的LED芯片3为紫光LED芯片，第三线路9和第十线路16上的LED芯片3为蓝光LED芯片，第四线路10和第九线路15上的LED芯片3为红光LED芯片，第六线路12和第七线路13上的LED芯片为远红外光LED芯片。
另一种布置方法，将第二线路8和第六线路12互换，第七线路13和第十一线路13互换，使紫光LED芯片布置在基板1的居中位置。
市电接入电源，通过电源向控制器供电，通过控制器向基板1上的负极2和正极6供电，通过控制器控制各个电路的通电状态，根据需要，打开不同不同电压、极性和光质的线路，其中第二线路8和第十一线路17上的LED芯片3采用三并联三十二串联的方式连接，第三线路9和第十线路16上的LED芯片3采用六并联二十二串联的方式连接，第四线路10和第九线路15上的LED芯片3采用四并联三十串联的方式连接，第六线路12和第七线路13上的LED芯片3采用二并联四十串联的方式连接。
实施例2，结合图5-图6说明本实施例，本实施例的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板，包括基板1、负极2、LED芯片3、电阻跳线桥接4、可控多路调节电路5和正极6，基板1上设置有多个LED芯片3，多个LED芯片3通过负极2和正极6与控制器建立连接，LED芯片3通过电阻跳线桥接4的方式形成可控多路调节电路5，基板1采用钛镁合金低合金化系高塑性超导单质铝基覆铜合金板，所述可控多路调节电路5的各线路之间的间距≤2.5mm。
本实施例中选用3535灯珠+3030灯珠的光源基板，基板1上的可控多路调节电路5共包括十二条线路，分别为第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12、第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18，其中第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12与第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18对称布置在基板1上。
第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12之间的间距与第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18之间的间距皆为d，d≤2.5mm，第六线路12与第七线路13的间距为D，D≥10mm。
其中第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18上的LED芯片3为白光LED芯片，第二线路8和第十一线路17上的LED芯片3为紫光LED芯片，第三线路9和第十线路16上的LED芯片3为蓝光LED芯片，第四线路10和第九线路15上的LED芯片3为红光LED芯片，第六线路12和第七线路13上的LED芯片为远红外光LED芯片。
市电接入电源，通过电源向控制器供电，通过控制器向基板1上的负极2和正极6供电，通过控制器控制各个电路的通电状态，根据需要，打开不同不同电压、极性和光质的线路，其中第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18上的LED芯片3采用九并联十六串联的方式连接，第二线路8和第十一线路17上的LED芯片3采用三并联三十二串联的方式连接，第三线路9和第十线路16上的LED芯片3采用六并联二十二串联的方式连接，第四线路10和第九线路15上的LED芯片3采用四并联三十串联的方式连接，第六线路12和第七线路13上的LED芯片3采用二并联四十串联的方式连接。
实施例3，结合图7和图8说明本实施例，本实施例的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板，包括基板1、负极2、LED芯片3、电阻跳线桥接4、可控多路调节电路5和正极6，基板1上设置有多个LED芯片3，多个LED芯片3通过负极2和正极6与控制器建立连接，LED芯片3通过电阻跳线桥接4的方式形成可控多路调节电路5，基板1采用钛镁合金低合金化系高塑性超导单质铝基覆铜合金板，所述可控多路调节电路5的各线路之间的间距≤2.5mm。
本实施例中选用3030灯珠的光源基板，基板1上的可控多路调节电路5共包括十二条线路，分别为第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12、第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18，其中第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12与第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18对称布置在基板1上。
第一线路7、第二线路8、第三线路9、第四线路10、第五线路11、第六线路12之间的间距与第七线路13、第八线路14、第九线路15、第十线路16、第十一线路17和第十二线路18之间的间距皆为d，d≤2.5mm，第六线路12与第七线路13的间距为D，D≥10mm。
其中第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18上的LED芯片3为白光LED芯片，第二线路8和第十一线路17上的LED芯片3为紫光LED芯片，第三线路9和第十线路16上的LED芯片3为蓝光LED芯片，第四线路10和第九线路15上的LED芯片3为红光LED芯片，第六线路12和第七线路13上的LED芯片为远红外光LED芯片。
市电接入电源，通过电源向控制器供电，通过控制器向基板1上的负极2和正极6供电，通过控制器控制各个电路的通电状态，根据需要，打开不同电压、极性和光质的线路，其中第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18上的LED芯片3采用九并联十六串联的方式连接，第二线路8和第十一线路17上的LED芯片3采用三并联三十二串联的方式连接，第三线路9和第十线路16上的LED芯片3采用六并联二十二串联的方式连接，第四线路10和第九线路15上的LED芯片3采用四并联三十串联的方式连接，第六线路12和第七线路13上的LED芯片3采用二并联四十串联的方式连接。
实施例4，结合图1-8说明本实施例，本实施例的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板的控制方法，包括以下几种照射状态：
市电通过电源向控制器供电，从而向基板1上的负极2和正极6供电；
白光照射状态：通过控制器控制第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18通电，使第一线路7、第五线路11、第八线路14和第十二线路18的LED芯片3通电形成白光照射；
紫光照射状态：通过控制器控制第二线路8和第十一线路17通电，使第二线路8和第十一线路17的LED芯片3通电形成紫光照射；
蓝光照射状态：通过控制器控制第三线路9和第十线路16通电，使第三线路9和第十线路16的LED芯片3通电形成蓝光照射；
红光照射状态：通过控制器控制第四线路10和第九线路15通电，使第四线路10和第九线路15的LED芯片3通电形成红光照射；
远红外光照射状态：通过控制器控制第六线路12和第七线路13通电，使第六线路12和第七线路13的LED芯片3通电形成远红外光照射。
本实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (2)

1.实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板，其特征在于：包括基板(1)、负极(2)、LED芯片(3)、电阻跳线桥接(4)、可控多路调光电路(5)和正极(6)，基板(1)上设置有多个LED芯片(3)，多个LED芯片(3)通过负极(2)和正极(6)与控制器建立连接，LED芯片(3)通过电阻跳线桥接(4)的方式形成可控多路调光电路(5)，基板(1)采用钛镁合金低合金化系高塑性超导单质铝基覆铜合金板，所述可控多路调光电路(5)的各线路之间的间距≤2.5mm；
所述可控多路调光电路(5)包括依次设置的第一线路(7)、第二线路(8)、第三线路(9)、第四线路(10)、第五线路(11)、第六线路(12)、第七线路(13)、第八线路(14)、第九线路(15)、第十线路(16)、第十一线路(17)和第十二线路(18)，第一线路(7)、第二线路(8)、第三线路(9)、第四线路(10)、第五线路(11)、第六线路(12)与第七线路(13)、第八线路(14)、第九线路(15)、第十线路(16)、第十一线路(17)和第十二线路(18)对称布置在基板(1)上；
所述第一线路(7)、第二线路(8)、第三线路(9)、第四线路(10)、第五线路(11)、第六线路(12)之间的间距与第七线路(13)、第八线路(14)、第九线路(15)、第十线路(16)、第十一线路(17)和第十二线路(18)之间的间距皆为d，d≤2.5mm；
所述第六线路(12)与第七线路(13)的间距为D，D≥10mm；
所述第一线路(7)、第五线路(11)、第八线路(14)和第十二线路(18)上的LED芯片(3)为白光LED芯片，所述第二线路(8)和第十一线路(17)上的LED芯片(3)为紫光LED芯片，所述第三线路(9)和第十线路(16)上的LED芯片(3)为蓝光LED芯片，所述第四线路(10)和第九线路(15)上的LED芯片(3)为红光LED芯片，所述第六线路(12)和第七线路(13)上的LED芯片为远红外光LED芯片；
所述第一线路(7)、第二线路(8)、第三线路(9)、第四线路(10)、第五线路(11)、第六线路(12)与第七线路(13)、第八线路(14)、第九线路(15)、第十线路(16)、第十一线路(17)和第十二线路(18)以间距相同且相互平行的方式布置在基板(1)上。
2.权利要求1所述的实验生长光环境专用多通道LED光谱光源基板的控制方法，其特征在于，包括以下几种照射状态：
市电通过电源向控制器供电，从而向基板(1)上的负极(2)和正极(6)供电；
白光照射状态：通过控制器控制第一线路(7)、第五线路(11)、第八线路(14)和第十二线路(18)通电，使第一线路(7)、第五线路(11)、第八线路(14)和第十二线路(18)的LED芯片(3)通电形成白光照射；
紫光照射状态：通过控制器控制第二线路(8)和第十一线路(17)通电，使第二线路(8)和第十一线路(17)的LED芯片(3)通电形成紫光照射；
蓝光照射状态：通过控制器控制第三线路(9)和第十线路(16)通电，使第三线路(9)和第十线路(16)的LED芯片(3)通电形成蓝光照射；
红光照射状态：通过控制器控制第四线路(10)和第九线路(15)通电，使第四线路(10)和第九线路(15)的LED芯片(3)通电形成红光照射；
远红外光照射状态：通过控制器控制第六线路(12)和第七线路(13)通电，使第六线路(12)和第七线路(13)的LED芯片(3)通电形成远红外光照射。
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