一體式紅藍兩色LED組合補光燈制造技術

一種一體式紅藍兩色LED組合補光燈，包括變壓器降壓電路(9)、整流濾波電路(10)、恒流驅動電路(11)、兩色LED串聯電路(12)、光照控制電路(14)、光強檢測電路(13)和液晶顯示電路(15)；燈體由上至下包括電源連接線(1)、LED光源控制器(2)、散熱器(3)、殼體(4)、基板(5)、LED和光照傳感器(8)。LED分紅光、藍光兩色，均安裝在圓形基板的底面，LED以基板圓心為中心，呈內外兩環排列，內環六顆，外環十二顆，每環中紅光LED(6)與藍光LED(7)均一一間隔呈等間距的圓周排列。光照傳感器(8)安置在LED燈頭下方。本補光燈根據紅藍光光強分別檢測的結果來實現R/B比的精細調節，提高光合作用效果，具有誤差低、精度高、響應速度快、成本低、攜帶和安裝方便等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種適于作室內環境的光合作用照射燈，具體是ー種光源與光照度測定儀一體式的紅藍兩色LED組合補光燈。
技術介紹
本申請人在先申請的201220127650. 9“大功率紅藍兩色LED組合補光燈”專利，采用大功率LED組合燈，単位面積使用LED顆數少，結構簡單、可靠性強、散熱效果好。但該燈的紅藍光光照強度的比例(R/B)不可調節，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光，適用面狹窄。另外該燈本身未配置一體式的光照傳感器，無法測得紅光和藍光的光照強度，如要精確得到R/B的數據，則需另外借助其他光照度測定儀，安裝和使用極為不便。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供ー種一體式紅藍兩色LED組合補光燈。解決上述技術問題采用的技術方案是本用于室內光合作用的一體式紅藍兩色LED組合補光燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括變壓器降壓電路、整流濾波電路、恒流驅動電路和兩色LED串聯電路；硬件部分由上至下包括電源連接線、LED光源控制器、散熱器、殼體、基板和以基板圓心為中心，呈內外兩環排列的LED，LED分紅光、藍光兩色，均安裝在圓形基板的底面，內外兩環的LED中，內環六顆，外環十二顆，每環中紅光LED與藍光LED均一一間隔呈等間距的圓周排列。高度可調、實時檢測紅光與藍光光照強度的光照傳感器安置在LED燈頭下方。電路部分還增加了光照控制電路、光強檢測電路和液晶顯示電路。所說的紅光LED為發光角120°、直徑8mm、波長640nm和標準工作電流350mA的IW大功率LED ;藍光LED為發光角120°、直徑8mm、波長440nm和標準工作電流300mA的IW大功率LED。所說的基板直徑為120mm，紅光LED和藍光LED的中心點所圍成的圓周內環直徑為40mm,外環直徑為80mm。所說的光照傳感器包括紅光光強檢測傳感器和藍光光強檢測傳感器，采用波長為400 500nm的藍光2BU6硅光電池和波長為600 700nm的紅光2BU6硅光電池作為檢測元件。本技術的有益效果是本補光燈集光強調節和光強檢測于一體，將分體式改為一體式，攜帯和安裝方便，成本有所降低。根據紅、藍光光強分別檢測的結果來實現R/B比的精細調節，從而促進光合作用和控制植株形態。在滿足其生長所需光照前提下，最大程度的提高光能的利用率，具有誤差低、響應速度快、成本低、維護簡單等優點。附圖說明圖I為本技術結構示意圖。圖2為本技術圓形基板上紅、藍光LED分布示意圖。圖3為本技術電路原理圖。具體實施方式本技術下面結合實施例并參照附圖作進ー步詳述參見圖1，在ー殼體4中固定設置一塊圓形LED基板5,基板5上方配置一散熱器3, — LED光源控制器2與LED6、7及光照傳感器8相連，該控制器內部設置定時開關、按鍵開關和液晶顯示模塊，可實現定吋、日控、周控等功能，井能調節LED光強和顯示相關信息。大功率LED全部固定在圓形LED基板5上，如圖2所示，其中九顆紅光LED6串聯，九顆藍光LED7串聯，然后分別接到各自的驅動電路中。選用的紅光LED6為發光角120°、直徑8mm、波長640nm、標準工作電流350mA的IW大功率LED ;選用的藍光LED7為發光角120°、直徑8mm、波長440nm、標準工作電流·300mA的IW大功率LED ;將上述LED以基板圓心為中心，紅藍間隔均勻排列成內外兩環，內環六顆，外環十二顆，紅光LED和藍光LED的中心點所圍成的圓周內環直徑為40_，外環直徑為80mm。研究表明，植物吸收光譜的最強區域是波長為640 660nm的紅光部分和波長為430 450nm的藍光部分，藍光有利于植物葉片的生長，紅光有利于植物莖桿的生長，合適的紅光與藍光光通量比(R/B)是培育出形態健全的植物的必要條件。因此本補光燈采用紅光LED和藍光LED均勻組合而成，并且其R/B可精細調節。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補光燈在標準工作電流下的R/B比設定為I. 84左右，具體可視植物栽培種類通過調節紅光或藍光LED的脈沖占空比，以達到調控R/B比的目的；但要求在照明區域內R/B比盡可能均勻一致。植物的光合作用有兩個反應過程即明反應和暗反應。光合作用的明反應是放出氧氣的反應，暗反應是合成有機物供植物利用的反應，明反應需要光才能進行，而暗反應不需要光，在黑暗環境中進行。紅藍光的間歇照射可符合植物對明、暗反應的需求，有利于提高光合作用效果。因此本補光燈采用脈沖寬度調制(PWM)調光技術，使紅藍光間歇照射輸出，且比例可調，滿足作物需求。參見圖3，本補光燈電路采用了低壓恒流源，由變壓器降壓電路9、橋式整流濾波電路10、恒流驅動電路11，一起安裝在LED光源控制器2內。220V交流電經變壓器降壓電路9后進入橋式整流濾波電路10，然后提供約27V電壓至恒流驅動電路11，最終輸出至兩色LED串聯電路12。變壓器為成品電源變壓器，參數為220V/24V、25W。D1 D4為硅整流ニ極管，采用1N4007。C1是濾波電容，采用電解電容，型號為1000 μ F/50V。IC1UC2為恒流驅動芯片，采用目前應用廣泛、廉價且性能比較穩定的？了4115。05為為續流ニ極管，由于工作在高頻脈沖下，故采用肖特基ニ極管SS110。L1. L2是整流電感，設計為50 μ H。も、R2為取樣電阻，控制ΡΤ4115輸出電流大小，一般用以下公式計算R = O. 1/%υτ。由于紅光LED串聯電路額定工作電流為350mA，藍光LED串聯電路額定工作電流為300mA，故紅光LED驅動電路中R1取O. 286 Ω，藍光LED驅動電路中R2取O. 333 Ω。PT4115的DM端可外接PWM脈沖或直流電壓調光，由于本設計采用PWM技術調節紅藍光LED間歇照射時間比，故DM外接由LED光源控制器2輸出的PWM信號，頻率設置為IOOOHz。參見圖3，本補光燈光照控制電路14采用增強型51單片機實現。經橋式整流濾波電路10輸出的電壓接至芯片IC3，最終輸出5V電壓至芯片IC4供電。IC3采用三端穩壓器7805，1(；采用單片機STC12C5A60S，內部下載控制程序，以實現間歇照射。單片機的Pl. 3和Pl. 4管腳輸出分別接至IC1和IC2的DM端。按鍵TB1 TB4分別為紅光亮度增大鍵、紅光亮度減小鍵、藍光亮度増大鍵和藍光亮度減小鍵，接至Pl. 5 Pl. 7和Pl. I管腳，可控制輸出信號的占空比按10%檔位調節，以控制紅光LED和藍光LED間歇照射時間比。C2和R3構成單片機復位電路，在上電時對程序復位，C2可用10yF/25V電解電容，R3用IK精密電阻。C3、C4和CR1構成單片機振蕩電路，提供時間基準，C3和C4可用22pF瓷片電容，CR1可用12MHz晶振。參見圖3，本補光燈的光強檢測電路13采用波長為400 500nm的藍光2BU6硅光 電池BU1和波長為600 700nm的紅光2BU6硅光電池BU2作為檢測元件。檢測完畢后可將光照傳感器從燈頭下移開，不影響植物采光。所用硅光電池開路電壓約為2V，短路電流約為O. 2 μ A/lx，為了本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一體式紅藍兩色LED組合補光燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括變壓器降壓電路(9)、整流濾波電路(10)、恒流驅動電路(11)和兩色LED串聯電路(12)；硬件部分由上至下包括電源連接線(1)、LED光源控制器(2)、散熱器(3)、殼體(4)、基板(5)和以基板圓心為中心，呈內外兩環排列的LED，LED分紅光、藍光兩色，均安裝在圓形基板的底面，其特征是內外兩環的LED中，內環六顆，外環十二顆，每環中紅光LED(6)與藍光LED(7)均一一間隔呈等間距的圓周排列；高度可調、實時檢測紅光與藍光光照強度的光照傳感器(8)安置在LED燈頭下方，電路部分還增加了光照控制電路(14)、光強檢測電路(13)和液晶顯示電路(15)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周益民，周國泉，徐一清，
申請(專利權)人：浙江農林大學，
類型：實用新型
國別省市：