CN207146079U - 一灯多能的led植物补光灯 - Google Patents

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曹迴亚
徐长棋
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Abstract

本实用新型涉及照明光源技术领域，具体而言是涉及一种能完成植物生长全周期生长补光所需的一灯多能的LED植物补光灯，包括灯架、LED芯片和线路板，其特征在于，所述LED芯片按阵列形式集成在一个灯架中，所述LED芯片为三种，分别为波长450~470nm、波长580~595nm和波长625~640nm，相邻LED芯片的颜色相同或不同。所述阵列形式包括矩形、环形、梅花形、多方形或线形中的一种。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：将多个光谱波长的LED芯片，根据功率要求和铝基板尺寸的限制及散热能力等因素同架列阵封装，采用隔离共振的驱动系统，实现智能调控光谱波长的转换，实现一灯多能的功能。

Description

一灯多能的LED植物补光灯
技术领域
本实用新型涉及照明光源技术领域，具体而言是涉及一种能完成植物生长全周期生长补光所需的一灯多能的LED植物补光灯。
背景技术
众所周知，“万物生长靠太阳”，光照与作物的生长有着密切的关系。最大限度的捕捉光能，充分发挥植物光合作用的潜力，将直接关系到农业生产的效益。植物补光灯是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供植物生长发育所需光源的一种灯具。白炽灯、金属卤化灯和荧光灯都曾被用于植物补光领域，随着新光源LED灯的出现，基本结束了采用白炽灯、金属卤化灯和荧光灯做为植物生长补光的使命。
对植物做所需光谱的LED灯照射，不仅可以促进其生长，而且还可以延长花期，提高花的品质。此技术应用到大棚、温室等设施等农业生产上，一方面可以解决日照不足导致番茄、黄瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面还可以使冬季大棚茄果类蔬菜提前到春节前后上市，从而达到反季节培植的目的。
研究发现，不同波长的光线对于植物光合作用的影响是不同的，植物光合作用需要的光线波长在400 ~ 720nm之间，其中波长为400 ~ 520nm（蓝色）光线以及波长为610 ~720nm（红色）光线对于光合作用贡献最大。520 ~ 610nm（绿色）的光线，被植物色素吸收的比率很低。
长期以来，普通的LED植物补光灯还停留在光学中的三原色：红、绿、蓝的按比例的混搭配光中。比如一种变色灯就是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。当三种基色LED分别点亮两个LED时，它可以发出黄、紫或青色(如红、蓝两LED点亮时发出紫色光)光线；若红、绿、蓝三种LED同时点亮时，它会产生白光。通过电路使红、绿、蓝光LED分别两两点亮、单独点亮及三基色LED同时点亮，则能按图1的情况发出七种不同颜色的光来。LED变色灯能被控制发出青、黄、绿、紫、蓝、红、白色光。其最大的技术缺点是必须是多颗不同颜色的LED灯珠按比例混搭而成。普通型每套灯均为单光谱波长，要想完成植物生长全周期则需要三套不同光谱波长的灯。灯具投资大、更换成本高，不利管理，影响生长进度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种一灯多能的LED植物补光灯，克服现有的技术不足，将多个光谱波长的LED芯片，根据功率要求和尺寸的限制及散热能力等因素同架列阵封装，采用隔离共振的驱动系统，实现智能调控光谱波长的转换，以分光分控的方式对植物生长周期各段对光的需求不同实现精准补光，实现了一灯多光、一灯全覆盖的一灯多能的功能。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：
一灯多能的LED植物补光灯，包括灯架、LED芯片和线路板，其特征在于，所述LED芯片按阵列形式集成在一个灯架中，所述LED芯片为三种，分别为波长450~470nm、波长580~595nm和波长625~640nm，相邻LED芯片的颜色相同或不同。
所述阵列形式包括矩形、环形、梅花形、多方形或线形中的一种。
所述LED芯片设于线路板上的植入坑槽中。
所述线路板的结构由上至下依次为线路层、绝缘层和铝基板层。
所述灯架上设有焊接管脚，所述焊接管脚与所述线路层电气连接，所述焊接管脚包括正极和负极，所述正极为三个，每个正极通过键合线连接颜色相同的一组LED芯片，所述负极为共用极。
所述键合线为含金量75~99.99%的金丝，丝径为0.3~1mm。
所述植入坑槽区域周边的线路层上设有由胶质构成封闭围墙，所述封闭围墙内设有荧光胶封装层。
所述荧光胶封装层是双组份加成型有机硅灌封胶和氮化物荧光粉的组合物。
所述线路板上设有2~4个预留接线管脚。
所述灯架上设有4~6个安装孔。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1）将多个光谱波长的LED芯片，根据功率要求和铝基板尺寸的限制及散热能力等因素同架列阵封装，采用隔离共振的驱动系统，实现智能调控光谱波长的转换，以分光分控的方式对植物生长周期各段对光的需求不同实现精准补光，实现了一灯多光，一灯全覆盖的一灯多能的功能。
2）生产过程绿色完全，附合国家《电子信息产品污染防治管理办法》和欧盟的《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》的要求，保护地球环境以及减轻对生态系统日益恶化的影响，保护人类健康，维护人类社会的可持续健康发展。
3）该植物补光灯大大的降低了种植户和植物工厂的运营成本，简化了更换灯具程序，比普通植物补光灯的投入成本下降了65%以上，原先需要投资3套灯、现在只需1套灯。
4）我国有大部分的地区处于冬季的低温状态，全国有数不清的温室大棚和植物工厂，农业科技的推广和应用也会伴随着经济增长同步加速，随着植物补光灯的普及和应用，必将给农村经济带来巨大影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中三基色LED发光示意图；
图2是本实用新型实施例中LED芯片封装前结构示意图；
图3是本实用新型实施例中LED芯片封装后结构示意图；
图4是图3中沿A-A线剖视图。
图中：1-灯架，2-植入坑槽，3-焊接管脚，4-线路板，5-预留接线管脚，6-安装孔，7-LED芯片，8-围墙胶，9-荧光胶封装层，10-键合线，41-线路层，42-绝缘层，43-铝基板层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
见图2、图3，是本实用新型一灯多能的LED植物补光灯实施例结构示意图，包括灯架1、LED芯片7和线路板4，LED芯片7按矩形阵列形式集成在一个灯架1中，LED芯片为波长450~470nm（A）、波长580~595nm（B）和波长625~640nm（C）三种颜色，三种颜色的LED芯片均匀间隔排列。为了得到更理想的照明效果，相邻LED芯片的颜色可以相同也可以不同，比如采用两列A+两列B+两列C的组合形式也可以。阵列形式也可以采用环形、梅花形、多方形或线形中的其他形式，具体根据功率要求、铝基板尺寸的限制、散热能力、灯具排布空间、造型美观等因素选择。
LED芯片7设于线路板上的植入坑槽2中。线路板4的结构由上至下依次为线路层41、绝缘层42和铝基板层43。灯架1上设有焊接管脚3，焊接管脚3与线路层4为电气连接，焊接管脚3包括正极和负极，正极为三个，每个正极通过键合线10连接颜色相同的一组LED芯片，负极为共用极。
键合线10为含金量75~99.99%的金丝，丝径为0.3~1mm，金丝电阻值低，能避免发热，且能减少灯具的功耗。
见图4，植入坑槽2区域周边的线路层4上设有由围墙胶8围起的封闭区域，区域内填有荧光胶封装层9。荧光胶封装层9是双组份加成型有机硅灌封胶和氮化物荧光粉的组合物，其作用是透光和固定，能有效避免LED芯片在外力作用下的移位，提高灯具的强度。
另外在线路板4上设有2~4个预留接线管脚5，其作用是预留给LED芯片供电的。
灯架1上设有4~6个安装孔6，方便灯具的安装。
本实用新型一灯多能的LED植物补光灯的工作原理是：1、相同颜色的一组LED芯片由一路隔离共振的驱动电路驱动，电源通过开关的通断信号的采集，实现三路驱动电路的分段输出，调节各路驱动电路的电流即可实现灯具整体输出波长的调节。
2、正常工作顺序如下：在根苗生长期第一路亮，发出450~470nm的光，在茎叶生长期第二路亮，发出580~595nm的光，在开花结果期第三路亮，发出625~640nm的光，而在色感口感成熟期三路全亮，发出650~660nm波长的光线。
以上实施例仅是为详细说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制本实用新型的保护范围，凡在不违背本实用新型的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一灯多能的LED植物补光灯，包括灯架、LED芯片和线路板，其特征在于，所述LED芯片按阵列形式集成在一个灯架中，所述LED芯片为三种，分别为波长450~470nm、波长580~595nm和波长625~640nm，相邻LED芯片的颜色相同或不同。
2.根据权利要求1所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述阵列形式包括矩形、环形、梅花形、多方形或线形中的一种。
3.根据权利要求1所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述LED芯片设于线路板上的植入坑槽中。
4.根据权利要求1所述一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述线路板的结构由上至下依次为线路层、绝缘层和铝基板层。
5.根据权利要求1所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述灯架上设有焊接管脚，所述焊接管脚与所述线路层电气连接，所述焊接管脚包括正极和负极，所述正极为三个，每个正极通过键合线连接颜色相同的一组LED芯片，所述负极为共用极。
6.根据权利要求5所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述键合线为含金量75~99.99%的金丝，丝径为0.3~1mm。
7.根据权利要求3所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述植入坑槽区域周边的线路层上设有由胶质构成封闭围墙，所述封闭围墙内设有荧光胶封装层。
8.根据权利要求7所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述荧光胶封装层是双组份加成型有机硅灌封胶和氮化物荧光粉的组合物。
9.根据权利要求1所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述线路板上设有2~4个预留接线管脚。
10.根据权利要求1所述的一灯多能的LED植物补光灯，其特征在于，所述灯架上设有4~6个安装孔。
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