專利名稱：一種用于植物栽培的led照明裝置的制作方法
一種用于植物栽培的LED照明裝置技術領域
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和照明技術領域，具體涉及一種用于植物栽培的LED照明裝置。
背景技術：
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展，人工光源補充或取代自然光進行植物栽培照明已經(jīng) 變得常見。由于近年來LED技術的快速發(fā)展以及LED自身的優(yōu)勢，采用LED光源研究 人工光照對植物生長的影響已經(jīng)成為當前國際國內(nèi)在這一領域中的研究熱點。
光照對于植物生長的影響參數(shù)包括光譜、光照強度、調(diào)制光的頻率和占空 比，因此如果有一種用于植物栽培的LED照明裝置，可以靈活調(diào)節(jié)LED光照的這幾個參 數(shù)，那么對于這一領域的研究工作是具有重要應用價值的。從目前已有報道來看，這樣 的裝置還不多見。另外，為了盡可能將所有的LED光全部照射在植物上，也即提高照明 系統(tǒng)的光學效率，優(yōu)良的光學設計也必不可少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服一般植物栽培LED照明裝置調(diào)節(jié)能力有限、光學效率不 高的缺陷，提供一種高光學效率，能靈活調(diào)節(jié)LED光照的光譜、強度、頻率和占空比的 用于植物栽培的LED照明裝置。
本發(fā)明提出的用于植物栽培的LED照明裝置，包括LED驅(qū)動控制器1、散熱器 2、鋁基板3、LED光源4、光學元件5、擱架6和擱板7，其中的LED驅(qū)動控制器1、散熱 器2、鋁基板3、LED光源4和光學元件5組成一個照明系統(tǒng)，LED驅(qū)動控制器1和LED 光源4電連接，采用脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié)LED光源4工作電流的大小、頻率和占空比，從 而調(diào)節(jié)LED光源4光輸出的大小、頻率和占空比；LED光源4焊接在鋁基板3上，鋁基 板3安裝在散熱器2上；每一個LED光源4前面都安裝有一個光學元件5，LED光源4 發(fā)出的光線通過光學元件5集中均勻地照射在擱板7上；所述照明系統(tǒng)安裝在擱架6的頂 端，擱架6呈梯形，幾塊擱板7自上而下安裝在擱架6上。
本發(fā)明中，所述LED光源4有兩種類型，一種為波長630nm左右的大功率紅光 LED,另一種為波長460nm左右的大功率藍光LED，LED光源4可以為其中一種或是這 兩種LED的組合。一般植物對光的吸收波峰在660nm和450nm處，但由于這兩種波長 的LED價格很高，因此采用成本相對較低的波長為630nm和460nm的LED。
本發(fā)明中，當所述的LED光源4為兩種LED的組合時，有兩個LED驅(qū)動控制 器1分別與兩種LED電連接，各自單獨調(diào)節(jié)兩種LED的電流，從而控制照在擱板7上的 藍光和紅光的比例。LED驅(qū)動控制器1采用目前比較成熟的脈寬調(diào)制(PWM)技術。
本發(fā)明中，所述光學元件5可以為反射器或透鏡。光線經(jīng)過反射器反射或透鏡 折射后變?yōu)橐粋€矩形的均勻光斑，光斑大小剛好能自上而下覆蓋每個擱板7。
本發(fā)明結(jié)構簡單，構思新穎，可靈活調(diào)節(jié)植物所受LED光照的大小、頻率和占空比，并且具有較高的光學效率，且成本較低，解決了一般植物栽培LED照明裝置調(diào)節(jié) 能力有限、光學效率不高的缺陷，可廣泛應用于LED植物栽培研究領域。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構圖示。
圖中標號1為LED驅(qū)動控制器，為光學元件，6為擱架，7為擱板。2為散熱器，3為鋁基板，4為LED光源，具體實施方式
下面通過實施例結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
實施例1 如圖1所示，LED驅(qū)動控制器1、散熱器2、鋁基板3、LED光源4 和光學元件5組成一個照明系統(tǒng)，照明系統(tǒng)安裝在擱架6的頂端，擱架6呈梯形，幾塊擱 板7自上而下安裝在擱架6上。擱架6和擱板7均采用不銹鋼材料。植物放置在擱板7上。
在照明系統(tǒng)中，LED光源4采用相同數(shù)量的紅光LED和藍光LED，相同數(shù)量的 紅光LED和藍光LED均勻焊接在鋁基板3上，其波長分別為630nm和460nm，鋁基板3 安裝在散熱器2上。
有兩個LED驅(qū)動控制器1，分別與使用紅光LED和藍光LED的兩個LED光源 4電連接，采用脈寬調(diào)制方式分別調(diào)節(jié)兩種LED工作電流的大小、頻率和占空比。
每一個LED光源4前面都安裝有一個光學元件5，光學元件5為內(nèi)壁鍍鋁、開口 為方形的塑料反射器，LED光源4發(fā)出的光通過光學元件5收集后，集中均勻地照射在 擱板7上的植物上面。
本發(fā)明的工作過程如下將所栽培的植物自上而下均勻放置在各擱板7上，設置兩個LED驅(qū)動控制器1，調(diào) 節(jié)紅光LED和藍光LED電流的大小比例為2 1，而頻率和占空比都為IO4Hz和50%。 LED光源4發(fā)出的熱量通過鋁基板3傳導到散熱器2，通過散熱器2散熱。LED光源4 發(fā)出的紅光和藍光通過各自光學元件5出射后混合在一起，并均勻照射在植物上。植物 在這種LED光照下其生長效率會產(chǎn)生明顯變化。權利要求
1.一種用于植物栽培的LED照明裝置，包括LED驅(qū)動控制器(1)、散熱器(2)、鋁基 板(3)、LED光源⑷、光學元件(5)、擱架(6)和擱板(7)，其特征在于LED驅(qū)動控 制器(1)、散熱器(2)、鋁基板(3)、LED光源(4)和光學元件(5)組成一個照明系統(tǒng)， LED驅(qū)動控制器(1)和LED光源(4)電連接，采用脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié)LED光源(4)工作 電流的大小、頻率和占空比，調(diào)節(jié)LED光源(4)光輸出的大小、頻率和占空比；LED光 源(4)焊接在鋁基板(3)上，鋁基板(3)安裝在散熱器(2)上；每一個LED光源(4)前 面都安裝有一個光學元件(5)，LED光源⑷發(fā)出的光線通過光學元件(5)集中均勻地照 射在擱板(7)上；照明系統(tǒng)安裝在擱架(6)的頂端，擱架(6)呈梯形，幾塊擱板(7)自上 而下安裝在擱架(6)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于植物栽培的LED照明裝置，其特征在于所采用的 LED光源(4)為波長630nm左右的大功率紅光LED，另一種為波長460nm左右的大功率 藍光LED中一至兩種。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于植物栽培的LED照明裝置，其特征在于當LED光源 ⑷為大功率紅光LED和大功率藍光LED組合時，大功率紅光LED和大功率藍光LED 分別連接各自的LED驅(qū)動控制器(1)，兩個LED驅(qū)動控制器(1)各自單獨調(diào)節(jié)大功率紅 光LED和大功率藍光LED的電流，控制照在擱板(7)上的藍光和紅光的比例。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于植物栽培的LED照明裝置，其特征在于所述光學元 件(5)為反射器或透鏡中任一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和照明技術領域，具體涉及一種用于植物栽培的LED照明裝置。包括LED驅(qū)動控制器，散熱器，鋁基板，LED光源，光學元件，擱架和擱板。LED驅(qū)動控制器、散熱器、鋁基板、LED光源和光學元件組成一個照明系統(tǒng)，安裝在擱架的頂端，擱架呈梯形，幾塊擱板自上而下安裝在擱架上。照明系統(tǒng)中，LED驅(qū)動控制器和LED光源電連接，采用脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié)LED光源工作電流的大小、頻率和占空比，從而調(diào)節(jié)LED光源光輸出的大小、頻率和占空比；LED光源焊接在鋁基板上，鋁基板安裝在散熱器上；每一個LED光源前面都安裝有一個光學元件，LED光源發(fā)出的光通過光學元件集中均勻地照射在擱板上。本發(fā)明結(jié)構簡單，構思新穎，可靈活調(diào)節(jié)植物所受LED光照的大小、頻率和占空比，并且具有較高的光學效率。
文檔編號F21V17/00GK102022675SQ20101052243
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權日2010年10月28日
發(fā)明者劉木清, 周小麗, 張萬路, 沈海平, 蔣曉波, 顧鑫 申請人:復旦大學