CN216775076U - 一种基于频率调制的光谱调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于频率调制的光谱调节系统，系统包括设置于灯具外部的供电模块和设置于灯具内部的电流控制模块和光源模块，所述电流控制模块和所述光源模块均和所述供电模块电连接，所述供电模块用于输出频率可调节并且电压幅值恒定的PWM电压；所述光源模块包括由至少两个不同光谱的多个灯珠构成的灯珠电路；所述电流控制模块包含开关管和控制电路，所述开关管和所述灯珠电路电连接，所述控制电路设置为通过检测所述供电模块输出的PWM电压的频率大小来控制所述开关管闭合或断开以控制灯具中的对应的所述灯珠电路开始发光或停止发光。通过检测供电模块输出的PWM电压的频率大小来调整不同光谱的灯珠的工作状态，实现对光源模块的光谱调节。

Description

一种基于频率调制的光谱调节系统

技术领域

本实用新型涉及植物照明技术领域，尤其涉及一种基于频率调制的光谱调节系统。

背景技术

一般的室内植物会随着时间而长势越来越差，主要原因就是由于缺少光的照射，因此通过适合植物所需光谱的LED灯照射，不仅可以促进其生长，而且还可以延长植物花期，提高花的品质。还可以进一步把这种高效光源系统应用到大棚和温室等农业生产设施上，一方面可以解决日照不足导致大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面还可以使冬季大棚蔬菜提前上市，从而达到反季节培植的目的。

对于一些果实作物，补光不仅能影响植株的落果率和产量，也对果实色泽品质有很大的改善。而现有的补光灯，灯的颜色固定单一，基本补充红、白和蓝光，一旦通电以后，只能通过电流改变灯的亮度，而无法改变灯的整体光谱构成，无法满足植物在不同生长阶段甚至不同天气需要不同光谱来弥补自然光的不足、增加植物次生代谢物含量的需求。

现有的补光灯系统中，通过直流母线供电给各个补光灯具，当需要补光灯具的光谱可调或亮度可调时，在补光灯具中的增加调光输入线，通过调光线将调光信号给补光灯具，根据该调光信号的大小、并通过灯具中电流控制电路实现补光灯具亮度或光谱的调节。而在这种集中驱动的直流母线系统中，多个灯具都由同一个直流母线供电，如果每个灯具都增加一根特定的调光线来实现亮度或光谱可调的话，会增加补光系统的接线的复杂程度，并且存在电路和元器件的大量浪费，增加总体成本。然而，采用无线通讯方式为补光灯具调光或调色可以解决此问题，但这就意味着补光灯具中除了控制电流的电路之外，还需要昂贵的无线通讯接收电路和软件来实现。

因此，需要提供一种光谱调整便捷并且可以简化灯具电路的复杂程度并且可以集成供电和信号为一体的光谱调节系统来解决上述技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于频率调制的光谱调节系统。解决了现有技术中使用多路电源、多路控制系统实现光谱调节导致电路和元器件的大量浪费的问题。

本实用新型的技术效果通过如下实现的：

一种基于频率调制的光谱调节系统，包括设置于灯具外部的供电模块和设置于灯具内部的电流控制模块和光源模块，所述电流控制模块和所述光源模块均和所述供电模块电连接，

所述供电模块用于输出频率可调节并且电压幅值恒定的PWM电压；

所述光源模块包括由至少两个不同光谱的多个灯珠构成的灯珠电路；所述电流控制模块包含开关管和控制电路，所述开关管和所述灯珠电路电连接，所述控制电路设置为通过检测所述供电模块输出的PWM电压的频率大小来控制所述开关管闭合或断开以控制灯具中的对应的所述灯珠电路开始发光或停止发光。通过设置包括有开关管和控制电路的电流控制模块，使得可以通过控制电路检测供电模块的输出的PWM电压的频率大小来控制开关管闭合或断开以控制灯具中的对应的灯珠电路中的灯珠开始发光或停止发光，从而可以根据不同的光谱需求改变光源模块中各灯珠电路的工作状态，从而实现对光源模块的光谱调节，实现最适宜的植物生长的光照环境，满足植物在不同生长阶段甚至不同天气需要不同光谱来弥补自然光的不足、增加植物次生代谢物含量的需求，解决了现有技术中使用多路电源、多路控制系统实现光谱调节导致电路和元器件的大量浪费的问题。

进一步地，所述供电模块包括功率开关管和PWM信号发生电路，所述供电模块设置为当PWM信号发生电路中的PWM信号的频率发生变化时控制改变功率开关管的导通时间和关断时间以输出PWM电压。通过设置功率开关管和PWM信号发生电路，使得当PWM信号发生电路中的PWM信号的频率发生变化时，功率开关管的导通时间和关断时间会产生相应的改变，使得供电模块的输出电压为PWM电压，且PWM电压的频率和功率开关管的导通时间和关断时间保持一致。

进一步地，所述灯珠电路至少包括第一灯珠电路和第二灯珠电路，所述第一灯珠电路由一个光谱的多个灯珠连接而成，所述第二灯珠电路由另一个光谱的多个灯珠连接而成，所述开关管至少包括第一开关管和第二开关管，所述第一灯珠电路和所述第一开关管串联而成的第一灯珠单元和所述第二灯珠电路和所述第二开关管串联而成的第二灯珠单元并联。

进一步地，所述灯珠电路至少包括第一灯珠电路和第二灯珠电路，所述第一灯珠电路和所述第二灯珠电路串联，所述第一灯珠电路由一个光谱的多个灯珠连接而成，所述第二灯珠电路由另一个光谱的多个灯珠连接而成，所述开关管至少包括第一开关管和第二开关管，所述第一灯珠电路和所述第一开关管并联，所述第二灯珠电路和所述第二开关管并联。

进一步地，所述灯珠电路至少包括第一灯珠电路和第二灯珠电路，所述第一灯珠电路由不同光谱的灯珠按照第一设定规律连接而成，所述第二灯珠电路由不同光谱的灯珠按照第二设定规律连接而成，所述开关管至少包括第一开关管和第二开关管，所述第一灯珠电路和所述第一开关管串联而成的第一灯珠单元和所述第二灯珠电路和所述第二开关管串联而成的第二灯珠单元并联，所述第一设定规律不同于所述第二设定规律。

进一步地，所述灯珠电路至少包括第一灯珠电路和第二灯珠电路，所述第一灯珠电路和所述第二灯珠电路串联，所述第一灯珠电路由不同光谱的灯珠按照第一设定规律连接而成，所述第二灯珠电路由不同光谱的灯珠按照第二设定规律连接而成，所述开关管至少包括第一开关管和第二开关管，所述第一灯珠电路和所述第一开关管并联，所述第二灯珠电路和所述第二开关管并联，所述第一设定规律不同于所述第二设定规律。

进一步地，所述控制电路包括频率检测单元和比较输出单元，所述控制电路设置为当所述频率检测单元检测到所述供电模块输出的PWM电压的频率大小通过所述比较输出单元来控制所述开关管闭合或断开以控制灯具中的对应的所述灯珠电路开始发光或停止发光。

进一步地，所述控制电路包括频率检测单元和运算放大器，所述控制电路设置为当所述频率检测单元检测到所述供电模块输出的PWM电压的频率大小时通过所述运算放大器来调节所述开关管的阻抗大小以调节对应的所述灯珠电路的发光亮度。通过设置运算放大器，运算放大器输出的电压信号的幅值随着频率检测单元输出的电压信号与基准信号之间差值变化而变化，使得其输出幅值可以变化的电压信号，从而改变开关管阻抗的大小以调节开关管所在电路的电流，实现对灯珠电路中的灯珠的明暗调节。

进一步地，所述频率检测单元包括第一电阻、第一电感和第一电容，所述第一电阻和所述第一电感串联于所述频率检测单元的正输入端和正输出端之间，所述第一电容一端和所述频率检测单元的正输出端电连接，所述频率检测单元的负输入端和所述频率检测单元的负输出端均和所述第一电容另一端电连接。

进一步地，所述频率检测单元包括第一二极管、第二电阻、第二电容、第二二极管和第三电容，所述第二电阻一端和所述频率检测单元的正输入端电连接，所述第二电阻另一端和所述第二二极管正极电连接，所述第二二极管负极和所述频率检测单元的负输入端电连接，所述第二电容一端和所述第二二极管正极电连接，所述频率检测单元的负输入端和所述频率检测单元的负输出端均和所述第二电容另一端电连接，所述第三电容一端和所述第二二极管负极电连接，所述频率检测单元的负输入端和所述频率检测单元的负输出端均和所述第三电容另一端电连接，所述第一二极管与所述第二电阻并联。

如上所述，本实用新型具有如下有益效果：

1)通过设置包括有开关管和控制电路的电流控制模块，使得可以通过控制电路检测供电模块的输出的PWM电压的频率大小来控制开关管闭合或断开以控制灯具中的对应的灯珠电路中的灯珠开始发光或停止发光，从而可以根据不同的光谱需求改变光源模块中各灯珠电路的工作状态，从而实现对光源模块的光谱调节，实现最适宜的植物生长的光照环境，满足植物在不同生长阶段甚至不同天气需要不同光谱来弥补自然光的不足、增加植物次生代谢物含量的需求，解决了现有技术中使用多路电源、多路控制系统实现光谱调节导致电路和元器件的大量浪费的问题。

2)通过设置功率开关管和PWM信号发生电路，使得当PWM信号发生电路中的PWM信号的频率发生变化时，功率开关管的导通时间和关断时间会产生相应的改变，使得供电模块的输出电压为PWM电压，且PWM电压的频率和功率开关管的导通时间和关断时间保持一致。

3)通过设置运算放大器，运算放大器输出的电压信号的幅值随着频率检测单元输出的电压信号与基准信号之间差值变化而变化，使得其输出幅值可以变化的电压信号，从而改变开关管阻抗的大小以调节开关管所在电路的电流，实现对灯珠电路中的灯珠的明暗调节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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的介绍。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，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1为本说明书实施例提供的一种基于频率调制的光谱调节系统的结构示意图；

图2为本说明书实施例提供的供电模块的电路示意图；

图3为本说明书实施例提供的在第一种实施方式下的第一灯珠单元和第二灯珠单元配合的结构示意图；

图4为本说明书实施例提供的在第二种实施方式下的第一灯珠电路和第二灯珠电路配合的结构示意图；

图5为本说明书实施例提供的一种频率检测单元的电路示意图；

图6为本说明书实施例提供的另一种频率检测单元的电路示意图；

图7为本说明书实施例提供的包括比较器的控制电路的电路示意图；

图8为本说明书实施例提供的一种包括运算放大器的控制电路的电路示意图；

图9为本说明书实施例提供的另一种包括运算放大器的控制电路的电路示意图。

其中，图中附图标记对应为：

灯具1、供电模块2、功率开关管21、PWM信号发生电路22、电流控制模块3、开关管31、第一开关管311、第二开关管312、控制电路32、频率检测单元321、比较输出单元322、运算放大器323、光源模块4、灯珠电路5、灯珠51、第一灯珠电路52、第二灯珠电路53、第一灯珠单元6、第二灯珠单元7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1：

如图1-7所示，本说明书实施例提供了一种基于频率调制的光谱调节系统，包括设置于灯具1外部的供电模块2和设置于灯具1内部的电流控制模块3和光源模块4，电流控制模块3和光源模块4均和供电模块2电连接，

供电模块2用于输出频率可调节并且电压幅值恒定的PWM电压；

光源模块4包括由至少两个不同光谱的多个灯珠51构成的灯珠电路5；

电流控制模块3包含开关管31和控制电路32，开关管31和灯珠电路5电连接，控制电路32设置为通过检测供电模块2输出的PWM电压的频率大小来控制开关管31闭合或断开以控制灯具1中的对应的灯珠电路5开始发光或停止发光。

需要说明的是，现有的补光灯系统中，前级通过AC-DC转换模块输出直流电压，再通过直流母线供电给各个补光灯具，当需要补光灯具的光谱可调或亮度可调时，现有技术的解决办法是在补光灯具中的增加调光输入线，通过调光输入线将调光信号输入给补光灯具，根据调节调光信号的大小搭配灯具中电流控制电路实现补光灯具亮度或光谱的调节。而在这种集中驱动的直流母线系统中，多个灯具都由同一个直流母线供电，如果每个灯具都增加一根特定的调光线来实现亮度或光谱可调的话，会增加补光系统的接线的复杂度。为了解决此问题，也可以考虑通过无线通讯方式来实现补光灯具亮度或光谱的调节，但这就意味着补光灯具中除了控制电流的电路之外，还需要昂贵的无线通讯接收电路和软件来实现通讯功能。

因此，本申请通过设置包括有开关管31和控制电路32的电流控制模块3，使得可以通过控制电路32检测供电模块2的输出的PWM电压的频率大小来控制开关管31闭合或断开以控制灯具1中的对应的灯珠电路5中的灯珠51开始发光或停止发光，从而可以根据不同的光谱需求改变光源模块4中各灯珠电路5的工作状态，从而实现对光源模块4的光谱调节，实现最适宜的植物生长的光照环境，满足植物在不同生长阶段甚至不同天气需要不同光谱来弥补自然光的不足、增加植物次生代谢物含量的需求，解决了现有技术中使用多路电源、多路控制系统实现光谱调节导致电路和元器件的大量浪费的问题。

优选地，供电模块2用于调节PWM电压占空比以调节灯珠电路5的发光亮度，以实现对光源模块4中不同光谱的灯珠51的发光亮度的调节。

优选地，如图2所示，供电模块2包括功率开关管21和PWM信号发生电路22，供电模块2设置为当PWM信号发生电路22中的PWM信号的频率发生变化时控制改变功率开关管21的导通时间和关断时间以输出PWM电压。当PWM信号发生电路22中的PWM信号的频率发生变化时，功率开关管21的导通时间和关断时间会产生相应的改变，以使供电模块2的输出电压为PWM电压，且其频率随着功率开关管21的导通时间和关断时间变化而变化。

本申请中灯珠电路5通过灯珠51之间的不同的电连接方式构成，具体包括以下四种实施方式：

在第一种实施方式中，如图3所示，灯珠电路5至少包括第一灯珠电路52和第二灯珠电路53，第一灯珠电路52由一个光谱的多个灯珠51连接而成，第二灯珠电路53由另一个光谱的多个灯珠51连接而成，开关管31至少包括第一开关管311和第二开关管312，第一灯珠电路52和第一开关管311串联而成的第一灯珠单元6和第二灯珠电路53和第二开关管312串联而成的第二灯珠单元7并联。

具体地，当控制电路32控制对应的开关管断开时，该开关管31所在的灯珠单元为断路状态，使得与该开关管31串联的灯珠电路中的灯珠51随之停止发光；当控制电路32控制对应的开关管31闭合时，该开关管31所在的灯珠单元为导通状态，使得与该开关管31串联的灯珠电路中的灯珠51随之开始发光，从而实现不同的灯珠电路5中对应光谱的灯珠51的亮和灭。

在第二种实施方式中，如图4所示，灯珠电路5至少包括第一灯珠电路52和第二灯珠电路53，第一灯珠电路52和第二灯珠电路53串联，第一灯珠电路52由一个光谱的多个灯珠51连接而成，第二灯珠电路53由另一个光谱的多个灯珠51连接而成，开关管31至少包括第一开关管311和第二开关管312，第一灯珠电路52和第一开关管311并联，第二灯珠电路53和第二开关管312并联。

具体地，当控制电路32控制对应的开关管断开时，使得与该开关管31并联的灯珠电路处于导通状态，该灯珠电路中的灯珠51随之开始发光；当控制电路32控制对应的开关管闭合时，使得与该开关管31并联的灯珠电路处于被该开关管31短路的状态，该灯珠电路中的灯珠51随之停止发光，从而实现不同的灯珠电路5中对应光谱的灯珠51的亮和灭。

在第三种实施方式中，灯珠电路5至少包括第一灯珠电路52和第二灯珠电路53，第一灯珠电路52由不同光谱的灯珠51按照第一设定规律连接而成，第二灯珠电路53由不同光谱的灯珠51按照第二设定规律连接而成，开关管31至少包括第一开关管311和第二开关管312，第一灯珠电路52和第一开关管311串联而成的第一灯珠单元6和第二灯珠电路53和第二开关管312串联而成的第二灯珠单元7并联，所述第一设定规律不同于所述第二设定规律。

在第四种实施方式中，灯珠电路5至少包括第一灯珠电路52和第二灯珠电路53，第一灯珠电路52和第二灯珠电路53串联，第一灯珠电路52由不同光谱的灯珠51按照第一设定规律连接而成，第二灯珠电路53由不同光谱的灯珠51按照第二设定规律连接而成，开关管31至少包括第一开关管311和第二开关管312，第一灯珠电路52和第一开关管311并联，第二灯珠电路53和第二开关管312并联，所述第一设定规律不同于所述第二设定规律。

第三种和第四种实施方式中的第一设定规律和第二设定规律可以由本领域人员根据植物不同的生长需求自行设定。

上述的四种实施方式中的第一灯珠电路52或第二灯珠电路53中灯珠51之间的连接方式，可以为串联、并联或者串并联的连接方式。

优选地，控制电路32包括频率检测单元321和比较输出单元322，控制电路32设置为当频率检测单元321检测到供电模块2输出的PWM电压的频率大小通过比较输出单元322来控制开关管31闭合或断开以控制灯具1中的对应的灯珠电路5开始发光或停止发光。

具体地，频率检测单元321接收由供电模块2输出的PWM电压，输出电压信号Vd，电压信号Vd的幅值大小随着检测到的所述PWM电压的频率的变化而变化。

优选地，频率检测单元321包括第一电阻R1、第一电感L1和第一电容C1，第一电阻R1和第一电感L1串联于频率检测单元321的正输入端和正输出端之间，第一电容C1一端和频率检测单元321的正输出端电连接，频率检测单元321的负输入端和频率检测单元321的负输出端均和第一电容C1另一端电连接。

如图5所示，当PWM电压的频率不同时，第一电感L1和第一电容C1的阻抗随着频率的变化而变化，即分配给第一电容C1上的电压Vd也随之变化，因此，可以通过Vd的幅值大小来体现PWM电压的频率大小。

优选地，频率检测单元321包括第一二极管D1、第二电阻R2、第二电容C2、第二二极管D2和第三电容C3，第二电阻R2一端和频率检测单元321的正输入端电连接，第二电阻R2另一端和第二二极管D2正极电连接，第二二极管D2负极和频率检测单元321的负输入端电连接，第二电容C2一端和第二二极管D2正极电连接，频率检测单元321的负输入端和频率检测单元321的负输出端均和第二电容C2另一端电连接，第三电容C3一端和第二二极管D2负极电连接，频率检测单元321的负输入端和频率检测单元321的负输出端均和第三电容C3另一端电连接，第一二极管D1与第二电阻R2并联。

如图6所示，第二电容C2仅在PWM电压为高电平的时间内进行充电，即电压V1的峰值电压随着PWM电压的频率变化而变化，而第二二极管D2和第三电容C3构成峰值保持电路，使输出的电压Vd的幅值随着PWM电压的频率变化而变化。

具体地，如图7所示，比较输出单元322接收频率检测单元321输出的电压信号Vd，Vd为频率检测单元321对供电模块2的输出电压Vo的频率进行检测得到的电压值，电压信号Vd与基准信号Vr比较的输出端连接开关管31，从而控制开关管31的断开和闭合。其中，基准信号Vr决定频率阈值的大小，频率阈值处于供电模块2输出的PWM电压的频率变化范围之内。图7中的开关管31用Mos管示意，除此之外，还可以是其他形式的开关管31如IGBT、三极管等，控制电路32可根据开关管31的驱动特性增加或减少控制电路32中的元器件。

例如，光源模块4白色光谱的灯珠51连接而成的第一灯珠电路52和红色光谱的灯珠51连接而成的第二灯珠电路53，当供电模块2输出的PWM电压Vo的频率f变化范围是[f1，f2]，需要设计成当f＝f1时，需要白色光谱的灯珠51亮、红色光谱的灯珠51灭；当f＝f2时，需要白色的LED灯和红色的LED灯都亮，其中f为基准信号Vr对应的频率值。此时，此时，第一灯珠电路52不设置对应的第一开关管311，第二灯珠电路53对应的第二开关管312可以选择第一种实施方式，也可以选择第二种实施方式，同时，基准信号Vr设置的频率阈值可以为f1且供电模块2默认输出频率为f2，或者，基准信号Vr设置的频率阈值可以为f2且供电模块2默认输出频率为f1。

下面的的阐述以基准信号Vr设置的频率阈值可以为f2且供电模块2默认输出频率为f1为例进行原理说明，当需要白色光谱的灯珠51亮而红色光谱的灯珠51灭时，不需要控制供电模块2的输出频率，使其输出默认频率f1；而当需要红色光谱的灯珠51也一起亮的时候，控制供电模块2的输出频率使其升高至f2，则在控制电路32中，检测信号Vd达到基准信号Vr设置的频率阈值，从而输出信号给第二开关管312，通过第二开关管312的通断来控制第二灯珠电路53中红色光谱的灯珠51亮。

本说明书实施例提供了一种基于频率调制的光谱调节方法，方法基于实施例1中的基于频率调制的光谱调节系统实现的，方法包括：

根据植物当前的生长环境需求确定出植物需要的最佳光谱比例，最佳光谱比例为不同光谱之间的光照比例；

利用频率检测单元321检测供电模块2输出的PWM电压的频率；

当检测供电模块2输出的PWM电压的频率时，基于最佳光谱比例通过比较输出单元322控制开关管31闭合或断开来控制灯具1中的对应的灯珠电路5开始发光或停止发光以调整光谱实现最适宜的植物生长的光照环境。

实施例2：

如图1-6和图8-9所示，控制电路32包括频率检测单元321和运算放大器323，控制电路32设置为当频率检测单元321检测到供电模块2输出的PWM电压的频率大小时通过运算放大器323来调节开关管31的阻抗大小以调节对应的灯珠电路5的发光亮度。

需要说明的是，比较输出单元322的输出信号为高低电平，不同于比较输出单元322的是，如图8所示，运算放大器323的输出信号Vs为幅值可以变化的电压信号，并且该电压信号Vs的幅值随着频率检测单元输出的电压信号Vd与基准信号Vr之间差值的变化而变化，通过该电压信号Vs的幅值变化调节开关管31的阻抗大小，以便调节其开关管31所在电路的电流大小。

例如，光源模块4包括白色光谱的灯珠51连接而成的第一灯珠电路52和红色光谱的灯珠51连接而成的第二灯珠电路53，当供电模块2输出的输出电压Vo的频率f变化范围是[f1，f2]，需要设计成当f＝f1时，需要白色光谱的灯珠51亮、红色光谱的灯珠51灭；当f＝f2时，需要白色的LED灯和红色的LED灯都亮，其中f为基准信号Vr对应的频率值。控制电路32包含运算放大器323，当f接近f1时，运算放大器323的输出信号Vs的幅值为最大，即控制开关管31的阻抗最低，当Vo的幅值接近V2时，运放的输出信号Vs的幅值为最小，也即控制开关管31的阻抗最高，从而实现开关管31所在电路的电流大小是随着供电模块2输出电压Vo的幅值变化而变化。

在一些其他的实施例中，当光源模块4为第一种和第三种实施方式时，开关管31选取图3的电路以兼容调节电流大小时，控制电路32还可以为以下实施方式，如图9所示。需要指出的是，与图8实施方式不同，运算放大器的输出信号不是直接控制开关管31的阻抗，而是通过控制图9中Vs的大小来控制开关管31所在电路的电流大小的。

本说明书实施例提供了一种基于频率调制的光谱调节方法，方法基于实施例2中的基于频率调制的光谱调节系统实现的，方法包括：

根据植物当前的生长环境需求确定出植物需要的最佳光谱比例，最佳光谱比例为不同光谱之间的光照比例；

利用频率检测单元321检测供电模块2输出的PWM电压的频率；

当检测供电模块2输出的PWM电压的频率时，基于最佳光谱比例通过运算放大器323调节开关管31的阻抗大小来调节对应的灯珠电路5中的灯珠51的发光亮度，以调整光谱实现最适宜的植物生长的光照环境。

虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，包括设置于灯具(1)外部的供电模块(2)和设置于灯具(1)内部的电流控制模块(3)和光源模块(4)，所述电流控制模块(3)和所述光源模块(4)均和所述供电模块(2)电连接，

所述供电模块(2)用于输出频率可调节并且电压幅值恒定的PWM电压；

所述光源模块(4)包括由至少两个不同光谱的多个灯珠(51)构成的灯珠电路(5)；

所述电流控制模块(3)包含开关管(31)和控制电路(32)，所述开关管(31)和所述灯珠电路(5)电连接，所述控制电路(32)设置为通过检测所述供电模块(2)输出的PWM电压的频率大小来控制所述开关管(31)闭合或断开以控制灯具(1)中的对应的所述灯珠电路(5)开始发光或停止发光。

2.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述供电模块(2)包括功率开关管(21)和PWM信号发生电路(22)，所述供电模块(2)设置为当PWM信号发生电路(22)中的PWM信号的频率发生变化时控制改变功率开关管(21)的导通时间和关断时间以输出PWM电压。

3.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述灯珠电路(5)至少包括第一灯珠电路(52)和第二灯珠电路(53)，所述第一灯珠电路(52)由一个光谱的多个灯珠(51)连接而成，所述第二灯珠电路(53)由另一个光谱的多个灯珠(51)连接而成，所述开关管(31)至少包括第一开关管(311)和第二开关管(312)，所述第一灯珠电路(52)和所述第一开关管(311)串联而成的第一灯珠单元(6)和所述第二灯珠电路(53)和所述第二开关管(312)串联而成的第二灯珠单元(7)并联。

4.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述灯珠电路(5)至少包括第一灯珠电路(52)和第二灯珠电路(53)，所述第一灯珠电路(52)和所述第二灯珠电路(53)串联，所述第一灯珠电路(52)由一个光谱的多个灯珠(51)连接而成，所述第二灯珠电路(53)由另一个光谱的多个灯珠(51)连接而成，所述开关管(31)至少包括第一开关管(311)和第二开关管(312)，所述第一灯珠电路(52)和所述第一开关管(311)并联，所述第二灯珠电路(53)和所述第二开关管(312)并联。

5.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述灯珠电路(5)至少包括第一灯珠电路(52)和第二灯珠电路(53)，所述第一灯珠电路(52)由不同光谱的灯珠(51)按照第一设定规律连接而成，所述第二灯珠电路(53)由不同光谱的灯珠(51)按照第二设定规律连接而成，所述开关管(31)至少包括第一开关管(311)和第二开关管(312)，所述第一灯珠电路(52)和所述第一开关管(311)串联而成的第一灯珠单元(6)和所述第二灯珠电路(53)和所述第二开关管(312)串联而成的第二灯珠单元(7)并联，所述第一设定规律不同于所述第二设定规律。

6.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述灯珠电路(5)至少包括第一灯珠电路(52)和第二灯珠电路(53)，所述第一灯珠电路(52)和所述第二灯珠电路(53)串联，所述第一灯珠电路(52)由不同光谱的灯珠(51)按照第一设定规律连接而成，所述第二灯珠电路(53)由不同光谱的灯珠(51)按照第二设定规律连接而成，所述开关管(31)至少包括第一开关管(311)和第二开关管(312)，所述第一灯珠电路(52)和所述第一开关管(311)并联，所述第二灯珠电路(53)和所述第二开关管(312)并联，所述第一设定规律不同于所述第二设定规律。

7.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述控制电路(32)包括频率检测单元(321)和比较输出单元(322)，所述控制电路(32)设置为当所述频率检测单元(321)检测到所述供电模块(2)输出的PWM电压的频率大小通过所述比较输出单元(322)来控制所述开关管(31)闭合或断开以控制灯具(1)中的对应的所述灯珠电路(5)开始发光或停止发光。

8.根据权利要求1所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述控制电路(32)包括频率检测单元(321)和运算放大器(323)，所述控制电路(32)设置为当所述频率检测单元(321)检测到所述供电模块(2)输出的PWM电压的频率大小时通过所述运算放大器(323)来调节所述开关管(31)的阻抗大小以调节对应的所述灯珠电路(5)的发光亮度。

9.根据权利要求8所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述频率检测单元(321)包括第一电阻、第一电感和第一电容，所述第一电阻和所述第一电感串联于所述频率检测单元(321)的正输入端和正输出端之间，所述第一电容一端和所述频率检测单元(321)的正输出端电连接，所述频率检测单元(321)的负输入端和所述频率检测单元(321)的负输出端均和所述第一电容另一端电连接。

10.根据权利要求8所述的基于频率调制的光谱调节系统，其特征在于，所述频率检测单元(321)包括第一二极管、第二电阻、第二电容、第二二极管和第三电容，所述第二电阻一端和所述频率检测单元(321)的正输入端电连接，所述第二电阻另一端和所述第二二极管正极电连接，所述第二二极管负极和所述频率检测单元(321)的负输入端电连接，所述第二电容一端和所述第二二极管正极电连接，所述频率检测单元(321)的负输入端和所述频率检测单元(321)的负输出端均和所述第二电容另一端电连接，所述第三电容一端和所述第二二极管负极电连接，所述频率检测单元(321)的负输入端和所述频率检测单元(321)的负输出端均和所述第三电容另一端电连接，所述第一二极管与所述第二电阻并联。

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