CN205896729U - 一种室内仿太阳光的多光谱led灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于照明设备技术领域，具体涉及一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，包括：驱动电源，其两端电压为23～24V；发光单元，其与所述驱动电源连接，由所述驱动电源提供电力；其中，所述发光单元包括多个LED灯珠，多个所述LED灯珠，按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。本实用新型应用在不见太阳光的工作场所，使得工作人员能够接收仿太阳光，身体健康得到了一定的保证，提高了工作效率。

Description

一种室内仿太阳光的多光谱LED灯

技术领域

本实用新型属于照明设备技术领域，具体涉及一种室内仿太阳光的多光谱LED灯。

背景技术

现有技术中，由于工作的需要，使得一些工作人员在封闭不见太阳光的场所工作，在长时间的LED照明下，不见太阳光，会使得身体出现各种各样的病变。

尽管LED照明技术在节能及高效照明方面具有明显优势，但单一光谱的LED光源对生物视网膜的危害以及对生物日常生活节律的影响在所难免。目前市场上大多是高色温、高亮度的LED产品。随着芯片功率的提升，光子晶体等新技术的应用，芯片发射出光的辐射亮度大幅度提高，通过增大驱动电流、多芯片集成，增大二次光学设计(如采用透镜汇聚)等，使得LED光束相对越来越窄，对生物视网膜受到的损伤越来越大。LED照明光谱较窄，相对自然光的全光谱性，缺乏了全光谱带来的对眼睛的护目特性，窄谱光显色性差，易导致色弱，不能还原真实颜色，虽然短时间内光线本身未使视觉感受发生变化，但实际上是对人眼的“欺骗”。

长时间使用易造成视觉疲劳，当下的各种灯具在光源方面提出了各种改良方案，却未考虑到近视物体，且长时间暴露于非自然光下的人眼疲劳。由于LED的光谱不连续，属于窄光谱光，波长单一，与自然光的连续光谱有很大区别，看起来较刺眼。并且LED的短波长的光谱能量很高，长期在一种波段的强光照射下，必然会降低对其他颜色的分辨能力，导致色弱的发生率升高。

在有些工厂的车间、隧道等封闭不见阳光的场所，长时间不规范的LED照明可能在人群中广泛产生失眠，眩晕，头痛，情感障碍等广泛的神经系统功能异常，使得在封闭不见太阳光的场所工作的人员的身心健康受到损害。

现有LED照明存在的健康隐患不容忽视，如何在保持LED照明优势的基础上，解决现有LED照明对人类健康的损害显得非常重要。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其能够按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱，使得人体健康有了一定的保障。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种室内仿太阳光LED灯，其能够按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱，使得人体健康有了一定的保障。

本实用新型还有一个目的是提供了一种室内仿太阳光LED灯，其满足人体照明的健康要求。

本实用新型还有一个目的是提供了一种室内仿太阳光LED灯，其使用电源芯片，其工作电流极低，只需很少的外围元件，即可实现优异的稳压、恒流特性，极大地节约了系统成本和体积。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，本实用新型提供了一种室内仿太阳光LED灯，包括：

驱动电源，其两端电压为23～24V；

发光单元，其与所述驱动电源连接，由所述驱动电源提供电力；

其中，所述发光单元包括多个LED灯珠，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

通过分析太阳光光谱组成，得到对人体有利的照明光谱曲线，采用不同基色、不同配比功率的LED发光芯片，通过计算机插值理论模拟，拟合、设计、研发的以LED照明为基础的、光照光谱趋向于太阳光谱、对人体健康有利的室内仿太阳光LED灯。

优选的是，所述驱动电源为23.6V。

优选的是，所述测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例分别为：红外波段光谱的功率比例为27.90％，紫外波段光谱的功率比例为13.95％，红光波段光谱、蓝光波段光谱及绿光波段光谱的功率和比例为58.14％。

由于LED灯中的蓝波段光强超大、光照不柔和、光谱曲线过窄等，对人眼底的伤害表现明显，有较大的刺激性；其次，窄谱光显色性差，易导致色弱，并且，LED的短波长的光谱能量很高，长期在一种波段的强光照射下，必然会降低对其他颜色的分辨能力，导致色弱的发生率升高。

本实用新型提前多次测定中午1点到3点的太阳光光谱，在这个时间段的太阳光谱比较稳定，测定出红外光谱、紫外光谱、红光光谱、蓝光光谱及绿光光谱的曲线，分析功率比例，然后按照这个比例设计出多光谱LED灯，使得其发出仿太阳光，发挥太阳光谱带来的益处。

优选的是，多个所述LED灯珠包括两只红外贴片LED、一只紫外贴片LED、十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

根据上述各波段光谱功率比例，选择合适的多个贴片LED，进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

优选的是，多个所述LED灯珠包括两只红外仿流明灯珠、一只紫外仿流明灯珠、十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

根据上述各波段光谱功率比例，选择合适的多个仿流明灯珠，进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

优选的是，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接的方式为：所述十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED分成第一电路、第二电路、第三电路、第四电路及第五电路，所述第一电路、所述第三电路及所述第五电路上均串联两只红光贴片LED和三只绿光贴片LED，所述第二电路和所述第四电路上均串联一只蓝光贴片LED、两只红光贴片LED及两只绿光贴片LED；

其中，所述第一电路、所述第二电路、所述第三电路、所述第四电路及所述第五电路相互并联，且均与所述驱动电源、所述两只红外贴片LED及所述一只紫外贴片LED串联。

上述连接方式使得多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

优选的是，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接的方式为：所述十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠分成第一电路、第二电路、第三电路、第四电路及第五电路，所述第一电路、所述第三电路及所述第五电路上均串联两只红光仿流明灯珠和三只绿光仿流明灯珠，所述第二电路和所述第四电路上均串联一只蓝光仿流明灯珠、两只红光仿流明灯珠及两只绿光仿流明灯珠；

其中，所述第一电路、所述第二电路、所述第三电路、所述第四电路及所述第五电路相互并联，且均与所述驱动电源、所述两只红外仿流明灯珠及所述一只紫外仿流明灯珠串联。

上述连接方式使得多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

优选的是，还包括：

电源芯片，其位于所述驱动电源中，为所述驱动电源提供恒定电压和恒定电流；

稳压二极管，其与所述电源芯片连接，所述稳压二极管位于所述驱动电源中。

驱动电源控制电源在23.6V，为LED灯提供电力，保证多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

优选的是，还包括线圈电感，其串联在所述驱动电源和所述发光单元之间的线路上。

所述线圈电感的设置是为了减小电路中的干扰脉冲。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型提供了一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其能够按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

2、本实用新型提供了一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其使用的电源芯片，工作电流极低，只需很少的外围元件，即可实现优异的稳压、恒流特性，极大地节约了系统成本和体积。

3、本实用新型提供了一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其驱动电源中设置稳压二极管，可有效对电源电压进行稳定。

4、本实用新型提供了一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其应用在不见太阳光的工作场所，使得工作人员能够接收仿太阳光，身体健康得到了一定的保证，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯的电路工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本说明书中，当一个元件被提及为“连接至或耦接至”另一个元件或“设置在另一个元件中”时，其可以“直接”连接至或耦接至另一元件或“直接”设置在另一元件中。或以其他元件介于其间的方式连接至或耦接至另一元件或设置在另一元件中，除非其被提及为“直接耦接至或连接至”另一元件或“直接设置”在另一元件中。此外，应理解，当一个元件被提及为“在另一元件上”、“在另一元件上方”、“在另一元件下”或“在另一元件下方”时，其可与另一元件“直接”接触或以其间介入有其他元件的方式与另一元件接触，除非其被提及为与另一元件直接接触。

如附图所示，D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D10为红光贴片LED或者红光仿流明灯珠；D11，D12，D13，D14，D15，D16，D17，D18，D19，D20，D21，D22，D23为绿光贴片LED或者绿光仿流明灯珠；D24和D25为蓝光贴片LED或者蓝光仿流明灯珠；D26和D27为红外贴片LED或者红外仿流明灯珠；D28为紫外贴片LED或者紫外仿流明灯珠。

如附图所示，本实用新型提供了一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其包括：

驱动电源1，其两端电压为23～24V；

发光单元2，其与所述驱动电源1连接，由所述驱动电源1提供电力；

其中，所述发光单元包括多个LED灯珠，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

通过分析太阳光光谱组成，即不同波谱部分对人及动物生理及心理的影响，得到对人体有利的照明光谱曲线，采用不同基色、不同配比功率的LED发光芯片，通过计算机插值理论模拟，拟合、设计、研发的以LED照明为基础的、光照光谱曲线对人体有利的室内仿太阳光的多光谱LED灯。

其中，所述驱动电源1具体为23.6V。

在上述情况的基础上，又一个实施例，所述测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例分别为：红外波段光谱的功率比例为27.90％，紫外波段光谱的功率比例为13.95％，红光波段光谱、蓝光波段光谱及绿光波段光谱的功率和比例为58.14％。

光辐射波段中，紫外线及蓝光波段对人体的危害尤为明显，LED的光谱中有不同比例的紫外及蓝光谱段，其中可见光蓝光部分会对视网膜色素层产生损伤，目前已经发现的几种主要光辐射危害有：光致角膜炎和光致结膜炎、白内障、视网膜灼伤、视网膜蓝光损害、皮肤晒黑、紫外红斑、皮肤老化、皮肤癌等，由于LED灯中的蓝波段光强超大、光照不柔和、光谱曲线过窄等，对人眼低的伤害表现明显，有较大的刺激性；其次，窄谱光显色性差，易导致色弱，并且，LED的短波长的光谱能量很高，长期在一种波段的强光照射下，必然会降低对其他颜色的分辨能力，导致色弱的发生率升高。

本实用新型提前多次测定中午1点到3点的太阳光光谱，在这个时间段的太阳光谱比较稳定，测定出红外光谱、紫外光谱、红光光谱、蓝光光谱及绿光光谱的曲线，分析功率比例，然后按照这个比例设计出多光谱LED灯，相比LED灯中，本实用新型提供的室内仿太阳光的多光谱LED灯中蓝光光谱有所减少，红外光谱和紫外光谱有所增加，总之，针对不同光源，通过对型号、数量、电源的控制，使其光谱的宽度和强度满足要求，从而在光谱的功率上满足要求。

然后，按照这个比例设计LED灯，使得其发出仿太阳光，发挥太阳光谱带来的益处，从而，使得人或者动物处在太阳光谱条件下，避免身体受到伤害。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，多个所述LED灯珠包括两只红外贴片LED、一只紫外贴片LED、十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

所述贴片LED由FPC电路板、LED灯、优质硅胶套管制成，其防水性能，使用低压直流供电安全方便，发光颜色多样，色彩鲜艳；户外使用可以抗UV老化、变黄、抗高温等优势，而且，所述贴片LED的成本比较低。根据上述光谱功率比例，选择合适的多个贴片LED，进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，多个所述LED灯珠包括两只红外仿流明灯珠、一只紫外仿流明灯珠、十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

所述LED灯中的贴片LED，可以换成仿流明灯珠，根据上述光谱功率比例，选择合适的多个贴片LED，进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接的方式为：所述十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED分成第一电路3、第二电路4、第三电路5、第四电路6及第五电路7，所述第一电路3、所述第三电路5及所述第五电路7上均串联两只红光贴片LED和三只绿光贴片LED，所述第二电路4和所述第四电路6上均串联一只蓝光贴片LED、两只红光贴片LED及两只绿光贴片LED；

其中，所述第一电路3、所述第二电路4、所述第三电路5、所述第四电路6及所述第五电路7相互并联，且均与所述驱动电源、所述两只红外贴片LED及所述一只紫外贴片LED串联。

上述连接方式使得多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

本实施例采用730nM红外贴片LED 2只，380nM紫外贴片LED 1只，630nM红光贴片LED 10只，530nM绿光贴片LED 13只，470nM蓝光贴片LED 2只组成5串5并的灯串与红外、紫外贴片LED串联，供电电压23.6V.DC。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接的方式为：所述十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠分成第一电路3、第二电路4、第三电路5、第四电路6及第五电路7，所述第一电路3、所述第三电路5及所述第五电路7上均串联两只红光仿流明灯珠和三只绿光仿流明灯珠，所述第二电路4和所述第四电路6上均串联一只蓝光仿流明灯珠、两只红光仿流明灯珠及两只绿光仿流明灯珠；

其中，所述第一电路3、所述第二电路4、所述第三电路5、所述第四电路6及所述第五电路7相互并联，且均与所述驱动电源、所述两只红外仿流明灯珠及所述一只紫外仿流明灯珠串联。

所述贴片LED在本实施例中换成仿流明灯珠，以上述连接方式使得多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，还包括：

电源芯片8，其位于所述驱动电源1中，为所述驱动电源1提供恒定电压和恒定电流；

稳压二极管9，其与所述电源芯片8连接，所述稳压二极管9位于所述驱动电源1中。

所述驱动电源1控制电源在23.6V，为LED灯提供电力，保证多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

其中，所述电源芯片8是一款高精度降压型LED恒流驱动芯片，其内部集成500V功率开关，采用专利的驱动和电路检测方式，芯片的工作电流极低，无需辅助绕组检测和供电，只需很少的外围元件，即可实现优异的恒流特性，极大地节约了系统成本和体积，而且，所述电源芯片内带有高精度的电流采样电路，同时采用了专利的恒流控制技术，实现高精度的LED恒流输出和优异的线电压调整率。工作在电感电路临界模式，输出电流不随电感量和LED工作电压的变化而变化，实现优异的负载调整率，另外，所述电源芯片具有多重保护功能，包括LED开路/短路保护，CS电阻短路保护，欠压保护，芯片温度过热调节等。

所述稳压二极管9可有效对电源电压进行稳定。

在上述实施例的基础上，又一个实施例，还包括线圈电感10，其串联在所述驱动电源1和所述发光单元2之间的线路上。

所述线圈电感10的设置是为了使得电路中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电，能更好的稳定后级的直流电压，为所述发光单元的发光提供更可靠的安全保障，并减少损耗，提高驱动效率，提高电源品质。

本实用新型中的两只红外贴片LED、一只紫外贴片LED、十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED，除了上述最优的电路组合方式以外，还可以有其他的电路组合，只要满足上述描述的各种贴片LED的种类、数量和功率即可。

本实用新型中的两只红外仿流明灯珠、一只紫外仿流明灯珠、十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠，除了上述最优的电路组合方式以外，还可以有其他的电路组合，只要满足上述描述的各种仿流明灯珠的种类、数量和功率即可。

本实用新型提供的一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其需经过特殊工艺制作，其光谱中不但函盖了太阳光谱中的主要可见光光谱成分，同时含有一定量的不可见光(紫外光谱和远红外光谱)成分。把其使用在不见光的工作场所，有促进人体钙质的吸收的作用，我们知道，太阳光中的紫外线可以帮助身体合成维生素D，促进人体钙质的吸收与利用。

另外，还可以改善末梢血液循环，红外线对人体皮肤、皮下组织具有强烈的穿透力。外界红外线辐射人体产生的一次效应可以使皮肤和皮下组织的温度相应增高，促进血液的循环和新陈代谢。

本实用新型还可以用在植物的培育上，在太阳光谱中，对于植物生活起最重要的是可见光部分(波长0.4～0.76μm)，但紫外线(波长0.01～0.4μm)和红外线(波长0.76～1000μm)也有一定的意义。科学试验证明，不同波长的光对植物生长有不同的影响。光的不同波长对于植物的光合作用也有影响，如红光有利于碳水化合物的合成，蓝光有利于蛋白质和有机酸的合成。

本实用新型还可以用在动物的培育领域，在阴天的时候也可以享受太阳光照射，所述室内仿太阳光的多光谱LED灯，可与专用控制器组成养殖专用LED照明系统。它根据动物生长的特点设计，光照均匀，柔和，自动调整光线，使光照强度始终在设定区域。

显而易见的是，本领域的技术人员可以从根据本实用新型的实施方式的各种结构中获得根据不麻烦的各个实施方式尚未直接提到的各种效果。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，包括：

驱动电源，其两端电压为23～24V；

发光单元，其与所述驱动电源连接，由所述驱动电源提供电力；

其中，所述发光单元包括多个LED灯珠，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

2.如权利要求1所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，所述驱动电源为23.6V。

3.如权利要求1所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，所述测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例分别为：红外波段光谱的功率比例为27.90％，紫外波段光谱的功率比例为13.95％，红光波段光谱、蓝光波段光谱及绿光波段光谱的功率和比例为58.14％。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，多个所述LED灯珠包括两只红外贴片LED，一只紫外贴片LED、十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，多个所述LED灯珠包括两只红外仿流明灯珠、一只紫外仿流明灯珠、十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接，发射出仿太阳光谱。

6.如权利要求4所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接的方式为：所述十只红光贴片LED、十三只绿光贴片LED及两只蓝光贴片LED分成第一电路、第二电路、第三电路、第四电路及第五电路，所述第一电路、所述第三电路及所述第五电路上均串联两只红光贴片LED和三只绿光贴片LED，所述第二电路和所述第四电路上均串联一只蓝光贴片LED、两只红光贴片LED及两只绿光贴片LED；

其中，所述第一电路、所述第二电路、所述第三电路、所述第四电路及所述第五电路相互并联，且均与所述驱动电源、所述两只红外贴片LED及所述一只紫外贴片LED串联。

7.如权利要求5所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，多个所述LED灯珠按照测定太阳光谱中的不同波段光谱的功率比例进行组合连接的方式为：所述十只红光仿流明灯珠、十三只绿光仿流明灯珠及两只蓝光仿流明灯珠分成第一电路、第二电路、第三电路、第四电路及第五电路，所述第一电路、所述第三电路及所述第五电路上均串联两只红光仿流明灯珠和三只绿光仿流明灯珠，所述第二电路和所述第四电路上均串联一只蓝光仿流明灯珠、两只红光仿流明灯珠及两只绿光仿流明灯珠；

其中，所述第一电路、所述第二电路、所述第三电路、所述第四电路及所述第五电路相互并联，且均与所述驱动电源、所述两只红外仿流明灯珠及所述一只紫外仿流明灯珠串联。

8.如权利要求1所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，还包括：

电源芯片，其位于所述驱动电源中，为所述驱动电源提供恒定电压和恒定电流；

稳压二极管，其与所述电源芯片连接，所述稳压二极管位于所述驱动电源中。

9.如权利要求1所述的室内仿太阳光的多光谱LED灯，其特征在于，还包括线圈电感，其串联在所述驱动电源和所述发光单元之间的线路上。