CN203181296U

CN203181296U - 集中控制混光比的led植物补光灯

Info

Publication number: CN203181296U
Application number: CN 201320091910
Authority: CN
Inventors: 张光兵; 何林
Original assignee: SICHUAN XUANDONG FEIYANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN XUANDONG FEIYANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-02-28

Abstract

本实用新型公开了集中控制混光比的LED植物补光灯，涉及植物生长过程中的补光技术领域，旨在提供一种基于LED灯的低功耗、发热小、光谱利用率高的植物补光灯。本实用新型技术要点：包括开关电源、驱动单元、LED灯组、反馈单元及控制单元；其中，LED灯组包含蓝光LED灯与红光LED灯，所述蓝光LED灯与红光LED灯的数量比为1：5~1:10；所述驱动单元的电源输入端与所述开关电源的输出端耦接，驱动单元的第一、第二控制信号输入端分别与控制单元的红光、蓝光控制信号输出端连接；所述驱动单元的红光、蓝光驱动信号输出端对应与各个红光LED灯、各个所述蓝光LED灯连接等。

Description

集中控制混光比的LED植物补光灯

技术领域

本实用新型涉及植物生长过程中的补光技术领域，特别是一种能够连续调节混光比的LED植物补光灯。

背景技术

可见光在植物生长的过程中对其的影响不可忽视，不同波长的光对植物的影响各不相同，例如波长为280 ~ 315nm的光对形态与生理过程的影响极小；波长为315 ~ 400nm的光照下，植物叶绿素吸收少，影响光周期效应，茎伸长收到阻碍；波长为400 ~ 520nm的光（即为蓝光）照射下，植物叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，此波长的光对植物光合作用影响最大；而在波长为520 ~ 610nm的光（绿光）照射下，植物对色素的吸收率不高；波长为610 ~ 720nm的光（红光）对植物光合作用与光周期效应有显著影响；在波长为720 ~ 1000nm的光照射下植物吸收率低，刺激细胞延长，影响植物园开花与种子发芽。

可见，植物光合作用需要的光线的波长范围在400 ~ 720nm左右。其中，波长为400 ~ 520nm（蓝色）的光线以及波长为610 ~ 720nm（红色）的光线对植物光合作用贡献最大。波长为520 ~ 610nm（绿色）的光线，被植物色素吸收的比率很低。

因此，现有的植物补光灯基本都是做成红蓝组合、全蓝、全红三种形式，以提供红蓝两种波长的光线，覆盖光合作用所需的波长范围。然而，现有技术中的植物补光灯主要采用荧光灯、高压钠灯、金属卤灯等，这些光源应用在植物生长中存在着缺欠：其一，光谱基本为线状谱线，与植物光合吸收光谱匹配不理想，能够被植物吸收的只是个别波段的光，其他波段的光都被浪费，不节能。其二，由于白炽灯泡、日光灯管、钠灯等耗电量较大，同时产生很多的热辐射，不能对植物近距离照射，对植物生长光激励效率不高，大大增加了人工光照成本，因而除在一些高附加值的花卉种植上和人工气候室试验中有所应用外，并没有在农业生产上得到广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述现有植物生长补光灯存在的问题，提供一种基于LED灯的低功耗、发热小、光谱利用率高的植物补光灯。

本实用新型采用的技术方案是这样的：包括：开关电源、驱动单元、LED灯组、反馈单元及控制单元；

其中，LED灯组包含蓝光LED灯与红光LED灯，所述蓝光LED灯与红光LED灯的数量比为1：5~1:10；

所述驱动单元的电源输入端与所述开关电源的输出端耦接，驱动单元的第一控制信号输入端与控制单元的红光控制信号输出端连接，驱动单元的第二控制信号输入端与控制单元的蓝光控制信号输出端连接；

所述驱动单元的红光驱动信号输出端与各个红光LED灯连接，所述驱动单元的蓝光驱动信号输出端与各个所述蓝光LED灯连接；

所述反馈单元用于检测LED灯组输出光的红蓝光混光比，其反馈信号输出端与所述控制单元的反馈信号输入端连接。

优选地，LED灯组包含1只蓝光LED灯与5~10只红光LED灯，所述各红光LED灯以所述蓝光LED灯为中心均匀分布在蓝光LED灯的四周。

优选地，所述红光LED灯数量为9。

优选地，所述各红光LED灯均匀分布在一圆周上，所述蓝光LED灯位于该圆形的中心。

优选地，所述反馈单元为光敏探测器。

优选地，所述驱动单元为DC/DC可控电流LED驱动电路。

优选地，还包括输入终端，用于接收手动控制指令并向控制单元输出一反应该手动控制指令的控制信号。

优选地，所述开关电源为AC/DC开关电源或者DC/DC开关电源。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、LED灯的发射谱是具有一定带宽的带状谱，且波谱丰富，可接受人工智能调控。本实用新型采用红、蓝色LED灯组成的LED灯组输出光谱能够与植物光合作用吸收谱最佳匹配，提高光谱利用率。

2、用红蓝LED组合成光源，可进行红蓝混光比连续调配，使之更加满足农作物和微藻的生长需求，可提高其产量，改善品质节约能源。

3、LED灯具有防水防潮的特点，适宜植物生长环境，且其发热小适宜近距离照射，因此本实用新型可以广泛使用在农业生产中的温室大棚中。

4、本实用新型还具有直流低压、安全性高；高效节能、轻便环保；使用寿命长的特点。

5、本实用新型可采用市电或电池供电，便于安装。

附图说明

图1是本实用新型电路原理框图。

图2是本实用新型一个具体实施例中的LED灯组封装结构示意图。

图3是本实用新型一个具体实施例的电路原理框图。

图中标记：1为红光LED灯；2为蓝光LED灯。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型公开的LED植物补光灯包括：开关电源、驱动单元、LED灯组、反馈单元及控制单元。

其中，LED灯组包含蓝光LED灯与红光LED灯，所述蓝光LED灯与红光LED灯的数量比范围为1：5~1:10更为适宜。在本实用新型一个实施例中，LED灯组包含1只蓝光LED灯与5~10只红光LED灯，所述各红光LED灯以所述蓝光LED灯为中心均匀分布在蓝光LED灯的四周。其中，红光LED灯的数量优选为9。在另一个实施例中，所述5~10盏红光LED灯均匀分布在一圆周上，所述蓝光LED灯位于该圆的中心。

开关电源可以为AC/DC开关电源（交流开关电源）或DC/DC开关电源（直流开关电源）。当采用市电供电时，开关电源为AC/DC开关电源；当采用电池供电，例如太阳能电池，时，开关电源则为DC/DC开关电源。

所述驱动单元用于接收所述开关电源的输出端输出的直流电压以及控制单元输出的红光控制信号及蓝光控制信号，然后向所述各红光LED灯、蓝光LED灯输出两路的红光驱动信号及蓝光驱动信号，红光驱动信号与蓝光驱动信号的电流强度决定红光LED灯及蓝光LED灯的光强，改变两路驱动信号电流强度比例从而分别改变红光LED灯输出的光强及蓝光LED灯输出的光强，得到不同红蓝混光比的光。在一个实施例中，本实用新型采用的驱动单元为DC/DC可控电流LED驱动电路，其具体连接关系是，所述驱动单元的电源输入端与所述开关电源的输出端耦接，驱动单元的第一控制信号输入端与控制单元的红光控制信号输出端连接，驱动单元的第二控制信号输入端与控制单元的蓝光控制信号输出端连接；所述驱动单元的红光驱动信号输出端与各个红光LED灯连接，所述驱动单元的蓝光驱动信号输出端与各个所述蓝光LED灯连接。

所述反馈单元用于检测LED灯组输出光的红蓝光混光比，其反馈信号输出端与所述控制单元的反馈信号输入端连接，向控制单元输出一反应红蓝混光比的电脉冲信号。单片机根据电脉冲信号的频率可得知当前LED灯组输出的光的红蓝混光比。在一个具体实施例中，所述反馈单元可以是光敏探测器，用于对光进行光谱分析，得到混光比。

本实用新型的一个实施例中，包括输入终端，如键盘、触屏等。输入终端用于接收操作人员手动输入的控制指令并向控制单元输出一反应该手动控制指令的电信号。

本实用新型中的控制单元可采用单片机。其输出的红光、蓝光控制信号为PWM信号。

控制单元一方面可以根据操作人员手动输入的混光比控制指令，输出红光控制信号及蓝光控制信号到驱动单元，驱动单元再据此输出相应电流强度的驱动信号分别至红光LED灯、蓝光LED灯。

另一方面，在无人控制的情况下，控制单元还可以按照其内存储的预先设置好的混光比进行控制，通过反馈信号将红光LED灯及蓝光LED灯的光强维持在预设混光比上。

例如，在使用时，控制单元可以控制驱动单元向每盏红光LED灯及蓝光LED灯均输出满额，如20mA，驱动电流，此时LED灯组输出光的红蓝混光比为9:1。又如控制单元控制驱动单元输出满额，如20mA，驱动电流给蓝光LED灯，控制驱动单元向每盏红光LED灯输出18mA的驱动电流，此时LED灯组输出光的红蓝混光比则降为8:1。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种集中控制混光比的LED植物补光灯，其特征在于，包括：开关电源、驱动单元、LED灯组、反馈单元及控制单元；

2.根据权利要求1所述的LED植物补光灯，其特征在于，LED灯组包含1只蓝光LED灯与5~10只红光LED灯，所述各红光LED灯以所述蓝光LED灯为中心均匀分布在蓝光LED灯的四周。

3.根据权利要求2所述的LED植物补光灯，其特征在于，所述红光LED灯数量为9。

4.根据权利要求2或3所述的LED植物补光灯，其特征在于，所述各红光LED灯均匀分布在一圆周上，所述蓝光LED灯位于该圆的中心。

5.根据权利要求1所述的的LED植物补光灯，其特征在于，所述反馈单元为光敏探测器。

6.根据权利要求1所述的LED植物补光灯，其特征在于，所述驱动单元为DC/DC可控电流LED驱动电路。

7.根据权利要求1所述的LED植物补光灯，其特征在于，还包括输入终端，用于接收手动控制指令并向控制单元输出一反应该手动控制指令的控制信号。

8.根据权利要求1所述的LED植物补光灯，其特征在于，所述开关电源为AC/DC开关电源或者DC/DC开关电源。