專利名稱：紅藍(lán)雙基色集成led條式補(bǔ)光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適于作室內(nèi)環(huán)境的光合作用照射燈，具體是一種紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈。
背景技術(shù)：
CN202065806公開了本申請人的“紅藍(lán)兩色光LED條式補(bǔ)光燈”專利，是在一塊長 條式基板中排列兩行LED,第一行是紅光LED與藍(lán)光LED 間隔，第二行的色光與第一行相反，一一錯位排列，這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變，使用方便、制作成本低。但該燈由于是采用兩種單色光LED排列組合而成，導(dǎo)致紅光和藍(lán)光在空間混合不夠均勻，未能達(dá)到自然光照的理想狀態(tài)。并且該燈的紅藍(lán)光光通量比(R/B)不可調(diào)節(jié)，而不同的植物對R/B的需求差異較大，故該燈只能針對特定種類的植物補(bǔ)光，適用面狹窄。
實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈。解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是本用于室內(nèi)光合作用的紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括穩(wěn)壓電路、光照控制電路、數(shù)碼管顯示電路、恒流驅(qū)動電路和紅藍(lán)雙基色集成LED串并聯(lián)電路；硬件部分由上至下包括開關(guān)電源、LED光源控制器、散熱片、殼體、電路板和LED。LED均安裝在長條式電路板下側(cè)，呈兩行等間距均勻排列，各相鄰LED的中心行間距為I. 5cm,中心列間距為I. 5cm。散熱片分布在電路板另一側(cè)。LED>電路板和散熱片卡裝在殼體內(nèi)，一起形成條式補(bǔ)光燈管，燈管一端安有端蓋，另一端通過導(dǎo)線連接至LED光源控制器。該LED光源控制器配有5個LED燈管接口，可同時驅(qū)動和控制5盞LED條式補(bǔ)光燈管。所說的開關(guān)電源為隔尚式直流開關(guān)電源，輸入電壓為100-240V,輸出電壓為24V,輸出電流為0-3. 2A。所說的LED光源控制器包括增強(qiáng)型51單片機(jī)主控制芯片、數(shù)碼管顯示面板、按鍵陣列和定時開關(guān)模塊。所說的LED為紅藍(lán)雙基色集成LED，半值角V、直徑6mm，管腳4只。其中紅光波長637nm，帶寬12nm，發(fā)光強(qiáng)度23cd (坎德拉)，標(biāo)準(zhǔn)工作電流IOmA ;藍(lán)光波長459nm，帶寬16nm，發(fā)光強(qiáng)度6cd，標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA。本實(shí)用新型的有益效果是采用紅藍(lán)雙基色集成LED作為光源，保證紅藍(lán)光在LED燈珠內(nèi)部即均勻照射，與現(xiàn)有采用紅藍(lán)兩種單色光LED組合的補(bǔ)光燈相比，紅藍(lán)光光照均勻化程度得到提高；同時由于本補(bǔ)光燈使用同一種規(guī)格的LED，與現(xiàn)有使用紅光和藍(lán)光兩種規(guī)格LED組合的補(bǔ)光燈相比，空間排列和接線方式得以簡化，空間利用率得到提高。另外本補(bǔ)光燈的紅藍(lán)光光通量比(R/B)可精細(xì)調(diào)節(jié)，從而促進(jìn)光合作用和控制植株形態(tài)，而且本燈具為長條式結(jié)構(gòu)，能夠直接替代常規(guī)熒光燈，減輕了改裝工作量，具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電量低、使用壽命長、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型長條式電路板上LED分布示意圖。圖3為本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖作進(jìn)一步詳述參見圖1，在一殼體5中固定設(shè)置一塊長條式電路板8，電路板8上方配置散熱片6，一開關(guān)電源I的輸入端使用導(dǎo)線 與外部電源連接，開關(guān)電源I的輸出端通過導(dǎo)線2與LED光源控制器3連接，LED光源控制器3的輸出端通過導(dǎo)線4連接到燈頭內(nèi)的LED陣列9。LED陣列9全部固定在長條式電路板8上。如圖2所示，LED呈兩行等間距均勻排列，各相鄰LED的中心行間距為I. 5cm,中心列間距為I. 5cm。LED的紅光管腳和藍(lán)光管腳先串聯(lián)后并聯(lián)，然后分別接到各自的驅(qū)動電路中。選用的LED為紅藍(lán)雙基色集成LED，半值角7°、直徑6_，管腳4只。其中紅光波長637nm,帶寬12nm，發(fā)光強(qiáng)度23cd，標(biāo)準(zhǔn)工作電流IOmA ;藍(lán)光波長459nm，帶寬16nm，發(fā)光強(qiáng)度6cd，標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA。研究表明，植物吸收光譜的最強(qiáng)區(qū)域是波長為640-660nm的紅光部分和波長為430-450nm的藍(lán)光部分，藍(lán)光有利于植物葉片的生長，紅光有利于植物莖桿的生長，合適的紅光與藍(lán)光光通量比(R/B)是培育出形態(tài)健全的植物的必要條件。因此本補(bǔ)光燈采用紅藍(lán)雙基色LED作為光源，并且其R/B比可精細(xì)調(diào)節(jié)。對草本類26種、木本類7種、大田作物8種和人工氣象室20種光合作用曲線分析，其R/B比綜合平均為I. 84。所以本LED補(bǔ)光燈在標(biāo)準(zhǔn)工作電流下的R/B比設(shè)定為I. 84左右，具體可視植物栽培種類通過調(diào)節(jié)紅光或藍(lán)光LED的脈沖占空比，以達(dá)到調(diào)控R/B比的目的。參見圖3，本補(bǔ)光燈電路采用了低壓恒流源。220V交流電經(jīng)開關(guān)電源I后輸出24V直流電壓，一路接至穩(wěn)壓電路10，另一路接至恒流驅(qū)動電路11。24V電壓經(jīng)R1降壓，LM7805穩(wěn)壓后輸出至光照控制電路13，為單片機(jī)IC2提供可靠的工作電壓。恒流驅(qū)動電路11輸出恒定電流至紅藍(lán)雙基色集成LED串并聯(lián)電路12，同時點(diǎn)亮LED燈珠內(nèi)的紅光和藍(lán)光芯片。IC3、IC4為恒流驅(qū)動芯片，采用目前應(yīng)用廣泛、廉價且性能比較穩(wěn)定的PT4115。D1, D2為續(xù)流二極管，由于工作在高頻脈沖下，故采用肖特基二極管SS110。L1, L2是整流電感，設(shè)計為50 u H0 R2、R3為取樣電阻，控制PT4115輸出電流大小，一般用以下公式計算R = 0. 1/Iwt。由于紅光串并聯(lián)電路額定工作電流為IOOmA(以8顆串聯(lián)為I組，10組并聯(lián)為例，下同)，藍(lán)光串并聯(lián)電路額定工作電流為200mA，故紅光驅(qū)動電路中民取1.00 Q，藍(lán)光驅(qū)動電路中R3取0. 50Q。PT4115的DM端可外接PWM脈沖或直流電壓調(diào)光，由于本設(shè)計采用PWM技術(shù)調(diào)節(jié)紅藍(lán)光光照強(qiáng)度，故DM外接由LED光源控制器3輸出的PWM信號，頻率設(shè)置為1000Hz。參見圖3，本補(bǔ)光燈光照控制電路13采用增強(qiáng)型51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。24V電壓經(jīng)穩(wěn)壓電路10穩(wěn)壓后輸出至光照控制電路13，為單片機(jī)IC2提供可靠的5V工作電壓。IC1采用三端穩(wěn)壓器LM7805，IC2采用單片機(jī)STC89C52RC，內(nèi)部下載控制程序，以實(shí)現(xiàn)紅藍(lán)光光強(qiáng)調(diào)節(jié)。單片機(jī)的Pl. 3和Pl. 4管腳輸出分別接至IC3和IC4的DM端。按鍵TB1-TB4分別為紅光亮度增大鍵、紅光亮度減小鍵、藍(lán)光亮度增大鍵和藍(lán)光亮度減小鍵，接至PI. 5-P1. 7和Pl. I管腳，可以實(shí)現(xiàn)紅藍(lán)光0-100級范圍內(nèi)的任意亮度調(diào)節(jié)。C5和R4構(gòu)成單片機(jī)復(fù)位電路，在上電時對程序復(fù)位，C5可用10UF/25V電解電容，R4ffi IK精密電阻。C3XjPCR1構(gòu)成單片機(jī)振蕩電路，提供時間基準(zhǔn)，C3和C4可用22pF瓷片電容，CR1可用12MHz晶振。參見圖3，本補(bǔ)光燈的數(shù)碼管顯示電路14由四位七段LED共陽數(shù)碼管IC5和四只PNP型9012三極管組成。通過控制三極管通斷來輪流掃描四位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)動態(tài)掃描顯示。字型碼信息由單片機(jī)P2 口輸出，可實(shí)時顯 示紅光和藍(lán)光亮度等級，以方便調(diào)節(jié)R/B比。
權(quán)利要求1.一種紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括穩(wěn)壓電路(10)、光照控制電路(13)、數(shù)碼管顯示電路(14)、恒流驅(qū)動電路(11)和紅藍(lán)雙基色集成LED串并聯(lián)電路(12);硬件部分由上至下包括開關(guān)電源(1)、LED光源控制器(3)、散熱片(6)、殼體(5)、電路板(8)和LED (9)，LED (9)均安裝在長條式電路板(8)下側(cè)，呈兩行等間距均勻排列，各相鄰LED的中心行間距為I. 5cm,中心列間距為I. 5cm ;散熱片(6)分布在電路板⑶另一側(cè)，LED (9)、電路板⑶和散熱片(6)卡裝在殼體(5)內(nèi)，一起形成條式補(bǔ)光燈管，燈管一端安有端蓋(7)，另一端通過導(dǎo)線連接至LED光源控制器(3);該LED光源控制器(3)配有5個LED燈管接口，可同時驅(qū)動和控制5盞LED條式補(bǔ)光燈管。
2.如權(quán)利要求I所述的紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈，其特征是所說的開關(guān)電源(I)為隔離式直流開關(guān)電源，輸入電壓為100-240V，輸出電壓為24V，輸出電流為0-3. 2A。
3.如權(quán)利要求I所述的紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈，其特征是所說的LED光源控制器(3)包括增強(qiáng)型51單片機(jī)主控制芯片、數(shù)碼管顯示面板、按鍵陣列和定時開關(guān)模塊。
4.如權(quán)利要求I所述的紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈，其特征是所說的LED(9)為紅藍(lán)雙基色集成LED，半值角V、直徑6mm，管腳4只。其中紅光波長637nm，帶寬12nm，發(fā)光強(qiáng)度23cd，標(biāo)準(zhǔn)工作電流IOmA ;藍(lán)光波長459nm，帶寬16nm，發(fā)光強(qiáng)度6cd，標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA。
專利摘要一種紅藍(lán)雙基色集成LED條式補(bǔ)光燈，包括穩(wěn)壓電路(10)、光照控制電路(13)、數(shù)碼管顯示電路(14)、恒流驅(qū)動電路(11)和紅藍(lán)雙基色集成LED串并聯(lián)電路(12)；燈體由上至下包括開關(guān)電源(1)、LED光源控制器(3)、散熱片(6)、殼體(5)、電路板(8)和LED(9)，LED(9)均安裝在長條式電路板(8)下側(cè)，呈兩行等間距均勻排列。本補(bǔ)光燈采用紅藍(lán)雙基色集成LED作為光源，紅藍(lán)光光照均勻化程度得到提高，空間排列和接線方式得以簡化，空間利用率得到提高；同時本補(bǔ)光燈為長條式結(jié)構(gòu)，能夠直接替代常規(guī)熒光燈，減輕了改裝工作量，并且紅藍(lán)光光通量比(R/B)可精細(xì)調(diào)節(jié)，從而促進(jìn)光合作用和控制植株形態(tài)，具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電量低、使用壽命長、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號A01G9/20GK202791550SQ2012205200
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者周國泉, 徐一清 申請人:浙江農(nóng)林大學(xué)