專利名稱：紅藍遠紅三色貼片led補光燈帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適于作室內(nèi)環(huán)境的光合作用照射燈，具體是一種紅藍遠紅三色貼片LED補光柔性燈帶。
背景技術(shù)：
CN202118681公開了本申請人的“紅藍遠紅外三色光LED條式補光燈”專利，是在一塊長條式基板上排列有3行LED,第一行與第三行均以紅光LED與藍光LED 間隔，顆數(shù)相等、光色錯位整齊排列，第二行全為遠紅外光LED，排列在每兩顆相鄰紅光LED與每兩顆相鄰藍光LED對角連線的交叉點上，這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變，使用方便、制作成本低。但該燈由于是采用剛性基板和圓型LED，補光時只能置于植物上方或四側(cè)，不能穿插于植株間或纏繞在植株上近距離地更具針對性地進行補光，并且該燈采用三種單色光LED排列組合而成，導致紅光、藍光和遠紅光在空間混合不夠均勻，未能達到自然光照的理想狀態(tài)。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實用新型要解決的問題是提供一種紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶。解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是本用于室內(nèi)光合作用的紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶，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)動電路和紅藍遠紅三色貼片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、防水透明PVC貼體套和LED。LED均安裝在防水透明PVC貼體套內(nèi)，呈兩行等間距均勻排列，各相鄰LED的中心行間距為I. Ocm,中心列間距為I. Ocm0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型51單片機主控制芯片、數(shù)碼管顯示面板、按鍵陣列和定時開關(guān)模塊。所說的LED為六腳紅藍遠紅三色貼片LED，其中紅光波長637mm，帶寬12nm，發(fā)光強度18cd (坎德拉)，標準工作電流IOmA ;藍光波長459nm，帶寬16nm，發(fā)光強度4cd，標準工作電流20mA ;遠紅光波長735nm，帶寬20nm，發(fā)光強度0. 4cd，標準工作電流50mA。本實用新型的有益效果是采用紅藍遠紅三色貼片LED作為光源，保證紅藍遠紅光在LED燈珠內(nèi)部即均勻照射，與現(xiàn)有采用紅藍遠紅三種單色光LED組合的補光燈相比，光照均勻化程度得到提高；同時由于本補光燈帶使用同一種規(guī)格的LED，與現(xiàn)有使用紅光、藍光和遠紅光三種規(guī)格LED組合的補光燈相比，空間排列和接線方式得以簡化，空間利用率得到提高。另外本補光燈帶的紅藍光光通量比(R/B)與紅光遠紅光光通量比(R/FR)均可精細調(diào)節(jié)，柔性可穿插或纏繞植株間，細化了不同植物及植物不同部位對不同光照強度的需求，提高了光合作用效果，具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電量低、使用壽命長、維護方便等優(yōu)點。
圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型下面結(jié)合實施例并參照附圖作進一步詳述參見圖1，一開關(guān)電源I的輸入端使用導線與外部電源連接，開關(guān)電源I的輸出端通過導線2與LED光源控制器3連接，LED光源控制器3的輸出端通過導線4連接到柔性燈帶內(nèi)的LED5。LED5全部固定在防水透明PVC貼體套6內(nèi)。LED5呈兩行等間距均勻排列，各相鄰LED的中心行間距為I. Ocm,中心列間距為1.0cm。LED的紅光、藍光和遠紅光管腳先串聯(lián)后并聯(lián)，然后分別接到各自的驅(qū)動電路中。選用的LED為六腳紅藍遠紅三色貼片LED，其中紅光波長637nm，帶寬12nm，發(fā)光強度18cd，標準工作電流IOmA ;藍光波長459nm，帶寬16nm，發(fā)光強度4cd，標準工作電流·20mA ;遠紅光波長735nm，帶寬20nm，發(fā)光強度0. 4cd，標準工作電流50mA。研究表明，植物吸收光譜的最強區(qū)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，波長為720-800nm的遠紅光有利增加植株高度，因此選用紅藍遠紅三色LED補光是有其科學依據(jù)的。合適的紅光與藍光光通量比(R/B)是培育出形態(tài)健全的植物的必要條件，因此本補光燈設計成R/B比可精細調(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1.84。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(diào)節(jié)紅光、藍光和紅外光LED的脈沖占空比，以達到調(diào)控R/B比和R/FR比的目的。參見圖2，本補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7，另一路接至恒流驅(qū)動電路8。24V電壓經(jīng)R1降壓，LM7805穩(wěn)壓后輸出至光照控制電路10，為單片機IC2提供可靠的工作電壓。恒流驅(qū)動電路8輸出恒定電流至紅藍遠紅三色貼片LED串并聯(lián)電路9，同時點亮LED燈珠內(nèi)的紅光、藍光和遠紅光芯片。1(3、1(；、1(5為恒流驅(qū)動芯片，采用目前應用廣泛、廉價且性能比較穩(wěn)定的？14115。D1^ D2, D3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, L3是整流電感，設計為50ii H。R2、R3、R4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/U。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)，藍光串并聯(lián)電路額定工作電流為200mA，遠紅光串并聯(lián)電路額定工作電流為500mA，故紅光驅(qū)動電路中R2取I. 00 Q，藍光驅(qū)動電路中R3取0. 50 Q，遠紅光驅(qū)動電路中&取0. 20Q。PT4115的DM端可外接PWM脈沖或直流電壓調(diào)光，由于本設計采用PWM技術(shù)調(diào)節(jié)紅藍遠紅光光照強度，故DM外接由LED光源控制器3輸出的PWM信號，頻率設置為 IOOOHz。參見圖2，本補光燈光照控制電路10采用增強型51單片機實現(xiàn)。24V電壓經(jīng)穩(wěn)壓電路7穩(wěn)壓后輸出至光照控制電路10，為單片機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STC89C52RC，內(nèi)部下載控制程序，以實現(xiàn)紅藍遠紅光光強調(diào)節(jié)。單片機的INTO、INTl和TO管腳輸出分別接至IC3、IC4和IC5的DIM端。按鍵TB1-TB6分別為紅光亮度增大鍵、紅光亮度減小鍵、藍光亮度增大鍵、藍光亮度減小鍵、遠紅光亮度增大鍵和遠紅光亮度減小鍵，接至PI. 1-P1. 7管腳，可以實現(xiàn)紅藍遠紅光0-10級范圍內(nèi)的任意亮度調(diào)節(jié)。C5和R5構(gòu)成單片機復位電路，在上電時對程序復位，C5可用10 u F/25V電解電容，R5用IK精密電阻。C3、C4和CR1構(gòu)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2，本補光燈的數(shù)碼管顯示電路11由四位七段LED共陽數(shù)碼管IC6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)碼管實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示。字型碼信息由單片機P2 口輸出，可實時顯示紅光、藍光和遠紅光的亮度等級，以方便調(diào)節(jié) R/B比和R/FR比。
權(quán)利要求1.一種紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括穩(wěn)壓電路(7)、光照控制電路(10)、數(shù)碼管顯示電路(11)、恒流驅(qū)動電路(8)和紅藍遠紅三色貼片LED串并聯(lián)電路(9);硬件部分由上至下包括開關(guān)電源(1)、LED光源控制器(3)、防水透明PVC貼體套(6)和LED (5)，LED (5)均安裝在防水透明PVC貼體套(6)內(nèi)，呈兩行等間距均勻排列，各相鄰LED (5)的中心行間距為I. 0cm，中心列間距為1.0cm。
2.如權(quán)利要求I所述的紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶，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所述的紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶，其特征是所說的LED光源控制器(3)包括增強型51單片機主控制芯片、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所述的紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶，其特征是所說的LED(5)為六腳紅藍遠紅三色貼片LED，其中紅光波長637nm，帶寬12nm，發(fā)光強度18cd，標準工作電流IOmA ;藍光波長459nm，帶寬16nm，發(fā)光強度4cd，標準工作電流20mA ;遠紅光波長735nm，帶寬20nm，發(fā)光強度0. 4cd，標準工作電流50mA。
專利摘要一種紅藍遠紅三色貼片LED補光燈帶，包括穩(wěn)壓電路(7)、光照控制電路(10)、數(shù)碼管顯示電路(11)、恒流驅(qū)動電路(8)和紅藍遠紅三色貼片LED串并聯(lián)電路(9)；燈體由上至下包括開關(guān)電源(1)、LED光源控制器(3)、防水透明PVC貼體套(6)和LED(5)，LED(5)呈兩行等間距均勻排列。本補光燈帶采用紅藍遠紅三色貼片LED作為光源，紅藍遠紅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；另外本補光燈帶的紅藍光光通量比(R/B)與紅光遠紅光光通量比(R/FR)均可精細調(diào)節(jié)，柔性可穿插或纏繞植株間，細化了不同植物及植物不同部位對不同光照強度的需求，提高了光合作用效果，具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電量低、使用壽命長、維護方便等優(yōu)點。
文檔編號F21V19/00GK202791563SQ20122052012
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