WO2021142714A1 - 一种组合式led植物补光系统 - Google Patents
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Abstract
一种组合式LED植物补光系统,包括LED灯轨(1)和沿LED灯轨(1)纵向滑动连接的至少一根LED灯条(2);在LED灯轨(1)内还设置有接收遥控信号的遥控信号接收装置,对遥控信号接收装置接收的遥控信号进行处理产生控制各LED灯条(2)中LED功率的控制信号的处理装置,处理装置分别与各LED灯条(2)相连;LED灯条(2)中设置有LED恒流电源和恒流控制电路,恒流控制电路与处理装置相连,接受处理装置发出的关于该LED灯条(2)的功率的控制信号对LED恒流电源进行控制。该组合式LED植物补光系统采用遥控方式调节LED灯条的功率,使其在不同的时刻发光功率都适合于植物生长。
Description
本发明涉及植物补光领域,特别涉及一种利用LED对植物补光的组合式LED植物补光系统。
目前,用于促进植物生长的灯具是一种特殊的灯具,依照绝大多数的植物生长规律必须需要太阳光,而用于促进植物生长的灯具就是利用太阳光的原理,利用发出的灯光来代替太阳光,以给植物提供良好的生长发育环境,从而实现促进植物生长发育的效果。
大功率气体放电灯、金卤灯等由于产生光线强烈,经常用于植物补光。但经过应用测试,用于促进植物生长的灯具的灯光波长非常适合植物的生长、开花和结果。一般室内植物,会随着时间而长势越来越差,主要原因就是缺少光的照射,通过适合植物所需光谱的LED灯照射,可以促进其生长和发育。把这种高效光源系统应用到大棚、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。
目前,LED植物照明灯也不少,中国专利公开号CN 208566289U就公开了一种LED植物照明灯,该LED植物照明灯,其包括滑轨和LED灯体;滑轨用于固定于厂房;LED灯体能够沿滑轨滑动地设置于滑轨。这样的LED植物照明灯中,LED灯体设置于滑轨,便于用户将LED灯体沿滑轨滑至远离植物架后进行更换,避免更换LED灯体时受植物架限制,方便用户操作。
但是,在实践过程中往往需要对LED植物照明灯进行调节,使其在不同的时刻发光功率都适合于植物生长。
发明内容
本发明是针对目前LED植物照明灯的上述不足,提供一种可以调节LED植物灯功率的组合式LED植物补光系统。
本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是:一种组合式LED植物补光系统,包括LED灯轨和沿LED灯轨纵向滑动连接的至少一根LED灯条;在所述的LED灯轨内还设置有接收遥控信号的遥控信号接收装置,对遥控信号接收装置接收的遥控信号进行处理产生控制各LED灯条中LED功率的控制信号的处理装置,所述的处理装置分别与各LED灯条相连;所述的LED灯条中设置有LED恒流电源和恒流控制电路,所述的恒流控制电路与所 述的处理装置相连,接受处理装置发出的关于该LED灯条(1)的功率的控制信号对LED恒流电源进行控制。
本发明中采用遥控方式调节LED灯条的功率,克服现有技术中的不足。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:在所述的处理装置中,将遥控信号中要求控制LED灯条功率大小的信号转换成PWM信号发送到恒流控制电路,PWM信号的占空比为控制LED灯条的最大功率的百分比。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:所述的LED恒流电源包括EMI滤波整流电路、CRMPFC电路、LLC半桥谐振电路和输出整流滤波电路;市电经由EMI滤波整流电路滤波整流以后进入CRMPFC电路形成高压直流电信号进入LLC半桥谐振电路中,LLC半桥谐振电路的开关由恒流控制电路接收的PWM信号控制,LLC半桥谐振电路输出的谐振信号由输出整流滤波电路整流滤波后接LED。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:还包括负反馈电路,所述的负反馈电路包括LED恒流采样电路,所述的LED恒流采样电路的输出接恒流控制电路,恒流控制电路根据LED恒流采样电路的输出调整PWM信号。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:所述的LLC半桥谐振电路有两个谐振频率,一个在45KHz附近,一个在120KHz附近,工作频率在这两个谐振频率之间。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:沿LED灯轨纵向滑动连接的LED灯条的连接结构包括用于连接LED灯轨和LED灯条的搭扣,所述的搭扣包括:钩板、压板和挂板,所述的钩板一端设有弯钩,钩板另一端设有带安装孔的钩板连接耳,压板一端设有压板连接耳,压板连接耳上平行设有钩板连接孔和挂板连接孔,挂板一端设有与主体垂直的挂片,挂板另一端设有带安装孔的挂板连接耳,钩板的弯钩与压板的挂片同向设置,压板连接耳分别与钩板连接耳和挂板连接耳轴孔连接,形成钩板绕压板转动、压板带动钩板绕挂板转动的结构,所述的LED灯轨的表面设有与钩板的弯钩相对应的凸楞,所述的灯条的表面设有与挂板的挂片相对应的插槽,搭扣一端通过弯钩与LED灯轨(1)的凸楞钩接,搭扣另一端通过挂片与LED灯条的插槽插接。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:所述的压板连接耳的间距大于钩板连接耳的间距,挂板连接耳的间距大于压板连接耳的间距。
进一步的,上述的组合式LED植物补光系统中:所述的压板的另一端设有弯折的手压部。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。
附图1是本发明组合式LED植物补光系统原理框图。
附图2是本发明组合式LED植物补光系统结构图。
附图3是附图2的局部放大图A。
附图4是本发明使用的搭扣的结构示意图。
附图5是附图4的B向视图。
附图6是附图4的C向视图。
实施例1,本实施例是一种可拆卸可自由组合的LED植物补光系统,如图1和图2所示,在LED灯轨1上可以自由组合数量合适的LED灯条,本实施例的可拆卸可自由组合的LED植物补光系统中的LED灯条2包括各种光谱的灯条,如白光,红光,蓝光,紫外光等,在LED灯轨1中市电电源转接器,将市电转接到其上滑动连接的所有LED灯条2中,另外,在LED灯轨1中还有一个遥控信号接收装置,接收由遥控器发出的遥控信号,另外,还有对遥控信号接收装置接收的遥控信号进行处理产生控制各LED灯条2中LED功率的控制信号的处理装置。处理装置分别与各LED灯条2相连;在LED灯条2中设置有LED恒流电源和恒流控制电路,恒流控制电路与处理装置相连,接受处理装置发出的关于该LED灯条1的功率的控制信号对LED恒流电源进行控制。在遥控的过程中通过对不同光谱的LED灯条的功率调整,可以调整整个系统的发光频谱,以适合于植物生长。
本实施例中,LED植物灯调光控制过程:操作员通SLC控制器的人机界面输入一个0%~100%的亮度值或者其它遥控器输入一个0%~100%的亮度值,SLC控制器或者遥控器就会发出一个0~10V的模拟信号,LED灯轨1的遥控信号接收装置接收后,传送给处理装置,在处理装置中处理后,将收到的0~10V模拟信号转化成0%~100%的PWM信号发给LED灯条的恒流控制电路,恒流控制电路根据0%~100%的PWM信号控制LED上的电流从0~2A的范围变化,从而实现LED的亮度从0%~100%的范围变化。本实施例中,处理装置中,将遥控信号中要求控制LED灯条2功率大小的信号转换成PWM信号发送到恒流控制电路,PWM信号的占空比为控制LED灯条2的最大功率的百分比。
如图1所示,本实施例中,LED恒流电源包括EMI滤波整流电路、CRMPFC电路、LLC半桥谐振电路和输出整流滤波电路;市电经由EMI滤波整流电路滤波整流以后进入CRMPFC电路形成高压直流电信号进入LLC半桥谐振电路中,LLC半桥谐振电路的开关由恒流控制电路接收的PWM信号控制,LLC半桥谐振电路输出的谐振信号由输出整流滤波电 路整流滤波后接LED。由于LED需要一个能恒定电流的恒流源才能稳定工作,整流后的电压是个电压源且电压不稳定,直接驱动会烧坏LED。因此,加入PFC可以提高功率因数减少谐波电流对电网的污染,而加入LLC半桥谐振电路的作用是将整流滤波及PFC升压后的恒定电压,转化成适合LED稳定工作的电压与电流。这里,LLC半桥谐振电路有两个谐振频率,一个在45KHz附近,一个在120KHz附近,工作频率在这两个谐振频率之间。
本实施例的LED恒流电源中除了对100~270V交流电进行滤波整流的EMI滤波整流电路外,还具有对LLC半桥谐振电路输出的谐振信号进行整流滤波的输出整流滤波电路。PFC升压后的恒定直流电压通过LLC电路降压逆变后,会变成高频的交流电,需要整流滤波后才能转化成适合LED工作的电压与电流值。EMI滤波整流是将电网输入的工频交流电压整流成单向的馒头波,及将高频谐波过滤掉。
本实施例的LED恒流电源中还包括负反馈电路,负反馈电路包括LED恒流采样电路,所述的LED恒流采样电路的输出接恒流控制电路,恒流控制电路根据LED恒流采样电路的输出调整PWM信号。
在LED灯轨1中,也有自己的稳压电路,将市电转换成处理装置也就是MCU等所需要的直流电源,该稳压电路包括对100~270V交流市电进行整流滤波的EMI滤波整流电路和AC-DC转换辅助电源,这里,AC-DC转换辅助电源是一种反激拓扑的小功率电源,用来将输入的100~277V交流电转化成12V的直流电给灯轨里的包括MCU在内的处理装置供电。LED灯轨1的输入是交流电,经EMI滤波整流电路滤波整流后变成141~390V的高压直流电,这个电压太高无流直接给MCU控制器供电,必须经过辅助电源降压后才能给MCU控制器使用。
本实施例中,这里LED灯轨中,处理装置中的MCU输出的就是PWM信号只是一个1KHz的定频信号,而控制LLC的是从45kHZ~300kHz的可变频信号,所以无法直接使用。因此,恒流控制电路是一个集采样,误差放大,与环路补偿于一体的电路,其作用是,采样输出给LED的电流,与设定值做比较与放大,再将这个放大后的误差信号与PFM比较器作比较,得到一组PFM信号驱动LLC半桥在设定的电流值所需的频率范围内工作。负反馈电路中,采样电路是采样输出给LED灯条的电流,在恒流控制电路中,采样信号用于修正PWM的占空比。
本实施例的组合式LED植物补光系统中,一根LED灯轨1下可以连接8根LED灯条2,LED灯轨1与市电相接,对市电进行转接,将市电采用工频电缆转接到各LED灯条2中,在各LED灯条2中进行整流滤波等形成LED所需要的恒流电源。另外,在LED灯轨1 中还产生控制各LED灯条2中功率的控制信号,利用信号电缆(RJ11)传送给LED灯条中。
本实施例中,沿LED灯轨1纵向滑动连接的LED灯条2的连接结构包括用于连接LED灯轨1和LED灯条2的搭扣3,包括:钩板3-1、压板3-2和挂板3-3。钩板3-1一端设有弯钩3-1-1,钩板3-1另一端设有带安装孔的钩板连接耳3-1-2。压板3-2一端设有压板连接耳3-2-1。压板连接耳3-2-1上平行设有钩板连接孔3-2-1-1和挂板连接孔3-2-1-2,钩板连接孔3-2-1-1设置在中部,挂板连接孔3-2-1-2设置在端部。为便于压紧压板3-2,本实施例优选的压板3-2的另一端设有弯折的手压部3-2-2。挂板3-3一端设有与主体垂直的挂片3-3-1,挂片3-3-1与挂板3-3主体呈L型,挂板3-3另一端设有带安装孔的挂板连接耳3-3-2。
钩板3-1的弯钩3-1-1与压板3-3的挂片3-3-1同向设置。压板连接耳3-2-1分别与钩板连接耳3-1-2和挂板连接耳3-3-2轴孔连接,形成钩板3-1绕压板3-2转动、压板3-2带动钩板3-1绕挂板3-3转动的结构。在本实施例中,钩板3-1与压板3-2通过钩板连接轴3-5活动连接。压板3-2与挂板3-3通过挂板连接轴3-4活动连接。为便于组装,本实施例优选的压板连接耳3-2-1的间距大于钩板连接耳3-1-2的间距,挂板连接耳3-3-2的间距大于压板连接耳3-2-1的间距,形成钩板3-1安装在压板3-2内、压板3-2安装在挂板3-3内的结构。
所述的LED灯轨1的表面设有与钩板3-1的弯钩3-1-1相对应的凸楞1-1。凸楞1-1的高度应满足弯钩3-1-1可以钩紧的尺寸要求。所述的LED灯条2的表面设有与挂板3-3的挂片3-3-1相对应的插槽2-1。搭扣3一端通过弯钩3-1-1与LED灯轨1的凸楞1-1钩接,搭扣3另一端通过挂片3-3-1与LED灯条2的插槽3-1插接。
对LED灯轨1与LED灯条2进行固定安装时,首先,按安装位置摆放LED灯轨1与LED灯条2;然后,将搭扣3的挂片3-3-1插入LED灯条2的插槽2-1内,并向前推进搭扣3,使弯钩3-1-1位于LED灯轨1的凸楞1-1上方;最后,将压板3-2的手压部3-2-2向下按压,压板3-2、钩板3-1相对挂板3-3转动过程中,弯钩3-1-1与LED灯轨1的凸楞1-1紧密贴合,通过搭扣3将LED灯轨1与LED灯条2固定形成一个整体。整个安装过程,简单、灵活、快捷、高效。
Claims (8)
- 一种组合式LED植物补光系统,包括LED灯轨(1)和沿LED灯轨(1)纵向滑动连接的至少一根LED灯条(2);其特征在于:在所述的LED灯轨(1)内还设置有接收遥控信号的遥控信号接收装置,对遥控信号接收装置接收的遥控信号进行处理产生控制各LED灯条(2)中LED功率的控制信号的处理装置,所述的处理装置分别与各LED灯条相连;所述的LED灯条(2)中设置有LED恒流电源和恒流控制电路,所述的恒流控制电路与所述的处理装置相连,接受处理装置发出的关于该LED灯条(2)的功率的控制信号对LED恒流电源进行控制。
- 根据权利要求1所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:在所述的处理装置中,将遥控信号中要求控制LED灯条(2)功率大小的信号转换成PWM信号发送到恒流控制电路,PWM信号的占空比为控制LED灯条(2)的最大功率的百分比。
- 根据权利要求2所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:所述的LED恒流电源包括EMI滤波整流电路、CRMPFC电路、LLC半桥谐振电路、输出整流滤波电路,市电经由EMI滤波整流电路滤波整流以后进入CRMPFC电路形成高压直流电信号进入LLC半桥谐振电路中,LLC半桥谐振电路的开关由恒流控制电路接收的PWM信号控制,LLC半桥谐振电路输出的谐振信号由输出整流滤波电路整流滤波后接LED。
- 根据权利要求3所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:还包括负反馈电路,所述的负反馈电路包括LED恒流采样电路,所述的LED恒流采样电路的输出接恒流控制电路,恒流控制电路根据LED恒流采样电路的输出调整PWM信号。
- 根据权利要求3所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:所述的LLC半桥谐振电路有两个谐振频率,一个在45KHz附近,一个在120KHz附近,工作频率在这两个谐振频率之间。
- 根据权利要求1至5中任一所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:沿LED灯轨(1)纵向滑动连接的LED灯条(2)的连接结构包括用于连接LED灯轨(1)和LED灯条(2)的搭扣,所述的搭扣(3)包括:钩板(3-1)、压板(3-2)和挂板(3-3),所述的钩板(3-1)一端设有弯钩(3-1-1),钩板(3-1)另一端设有带安装孔的钩板连接耳(3-1-2),压板(3-2)一端设有压板连接耳(3-2-1),压板连接耳(3-2-1)上平行设有钩板连接孔(3-2-1-1)和挂板连接孔(3-2-1-2),挂板(3-3)一端设有与主体垂直的挂片(3-3-1),挂板(3-3)另一端设有带安装孔的挂板连接耳(3-3-2),钩板(3-1)的弯钩(3-1-1)与压板(3-3)的挂片(3-3-1)同向设置,压板连接耳(3-2-1)分别与钩板连接耳(3-1-2)和挂板连接耳 (3-3-2)轴孔连接,形成钩板(3-1)绕压板(3-2)转动、压板(3-2)带动钩板(3-1)绕挂板(3-3)转动的结构,所述的LED灯轨(1)的表面设有与钩板(3-1)的弯钩(3-1-1)相对应的凸楞(1-1),所述的灯条(2)的表面设有与挂板(3-3)的挂片(3-3-1)相对应的插槽(2-1),搭扣(3)一端通过弯钩(3-1-1)与LED灯轨(1)的凸楞(1-1)钩接,搭扣(3)另一端通过挂片(3-3-1)与LED灯条(2)的插槽(2-1)插接。
- 根据权利要求6所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:所述的压板连接耳(3-2-1)的间距大于钩板连接耳(3-1-2)的间距,挂板连接耳(3-3-2)的间距大于压板连接耳(3-2-1)的间距。
- 根据权利要求6所述的组合式LED植物补光系统,其特征在于:所述的压板(3-2)的另一端设有弯折的手压部(3-2-2)。
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