一种用于植物生长的LED全谱可调光源装置，涉及半导体固态照明光源。本发明专利技术中的电源为控制系统和驱动电路提供电能并受到控制系统的控制；控制系统提供数据输入、数据输出、运算处理、存储和时钟的智能化管制并为驱动电路提供调光数据，对光源光谱功率分布、光子通量强度、光周期进行调整的依据数据由外部输入到控制系统内的储存器内；驱动电路为发光体提供稳恒直流或者脉宽调制电源；发光体的基本单元由若干数量的UV-B、UV-A、蓝光、绿光、黄光、红光和远红光LED组成。本发明专利技术具备植物生长所需的全波段光照条件，并且它能够根据不同植物在不同生长阶段对光源的不同要求，调整光源的光谱功率分布、光子通量强度和光周期，为植物生长提供最佳的光照条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体固态照明光源，特别是用于植物生长的LED全谱可调光源装置。
技术介绍
用于植物生长的人工光源已广泛用于温室内蔬菜、水果、花卉等作物的栽培。这些人工光源可以在没有日光条件下单独使用，或者在日光不足的条件下作为补光使用，帮助植物正常生长。常见的人工光源有白炽灯、荧光灯、高压钠灯或汞灯等。但是，这些传统植 物生长光源的光谱功率分布固定，光通量强度的可调范围较小，并不能与植物生长所需的理想光源条件相匹配，更何况不同植物在不同生长阶段对光源的需求也存在差异，这样便造成了光源的浪费。此外，这些人工光源在电光转换效率和使用寿命等方面也存在劣势。相比上述传统植物生长光源，LED光源在诸多方面都表现出明显的优势，如节能、环保、长寿命、体积小、抗震、防水防潮、低压直流驱动、可脉宽调制PWM输出等优点。LED是一种光谱较窄，单色性较好的半导体固态光源，其光谱半高宽约为15 30nm，光谱峰值波长覆盖从紫外光到近红外光的所有区域范围。根据Haitz定理，未来LED产业将以每10年光功率增加20%、价格下降10%的方式快速增长。因此，LED光源不仅可以克服传统植物生长光源的缺点，而且具有良好的市场发展潜力。现有技术中，使用LED作为植物生长光源已有许多国内、外专利进行过报道。如美国专利专利号为 US6921182B2 的 EFFICIENT LED LAMP FOR ENHACING COMMERCIAL ANDHOME PLANT GROWTH公开了由两种不同光束角、不同峰值波长的红光LED和蓝光LED组成的促进植物生长灯；又如中国专利公开号为CN1596606A的《高效节能LED植物生态灯》公开了一种由蓝光LED或红光LED或蓝光和红光LED组合形成的植物生长光源。上述技术仅使用了蓝光和红光LED作为生长光源，主要考虑到了这些光源对光合作用的贡献，但却忽略了其它波段光谱对植物生理机能(如气孔的开闭、叶绿体迁移、种子发芽、秧苗生根、光形态反应、避荫反应、成花诱导等等)的影响。根据相关文献(I.Vanninen et al. , Annals of Applied Biology, Vol. 157,Pages: 393-414，2010)报道，植物对光源的吸收具有“波段选择性”。在日光光谱中，对植物能够施加影响的波长区域为28(T800nm波段范围。进一步地，又可将上述波段分为以下七部分① UV-B(28(T320nm)、② UV-A(32(T390nm)、③蓝光(390 500)、④绿光(50(T580nm)、⑤黄光(58(T600nm)、⑥红光(60(T700nm)、⑦远红光(70(T800nm)。另据相关文献报道(Y.L. Jiao et al. , Natural Reviews Genetics, Vol. 8, Is. 3, Pages:217-230，2007)，植物(高等植物)对光源的“波段选择性”与其具有的各种光感受器密不可分。植物体内的光感受器至少可以分为四个种类=UV-B光感受器、向光素、隐花色素和光敏素，它们负责有选择性对28(T800nm波长范围内的光线进行感知，具体的波段分布如图I所示。这些感知器会将外界环境的光照信息传导给植物体的基因调控网络，进而影响生长、发育、遗传性状表达等生理特征。另一方面，各种波段光源之间的比例也会影响植物生长。不同植物在不同生长阶段对光源的光谱功率分布、光子通量强度、光周期的需求是不同的。但是，现有技术中的LED光源都没有照顾到上述植物在光谱波段、不同生长阶段及对各种光特性进行调节的需求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中LED植物生长光源的缺点，本专利技术的目的是提供一种用于植物生长的LED全谱可调光源装置。它具备植物生长所需的全波段光照条件，并且它能够根据不同植物在不同生长阶段对光源的不同要求，调整光源的光谱功率分布、光子通量强度和光周期，为植物生长提供最佳的光照条件。为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现 一种用于植物生长的LED全谱可调光源装置，其结构特点是，它包括电源、控制系统、驱动电路和发光体。电源为控制系统和驱动电路提供电能并受到控制系统的控制；控制系统提供数据输入、数据输出、运算处理、存储和时钟的智能化管制并为驱动电路提供调光数据，对光源光谱功率分布、光子通量强度、光周期进行调整的依据数据由外部输入到控制系统内的储存器内；驱动电路为发光体提供稳恒直流或者脉宽调制电源；发光体的基本单元由若干数量的UV-B、UV-A、蓝光、绿光、黄光、红光和远红光LED组成。在上述用于植物生长的LED全谱可调光源装置中，所述发光体基本单元中的UV-B、UV-A、蓝光、绿光、黄光、红光和远红光LED的数量均可取0，1，2，3，4，5…的非负整数。UV-B LED的峰值波长范围是28(T320nm;UV-A LED的峰值波长范围是32(T390nm ;蓝光LED的峰值波长范围是39(T500nm;绿光LED的峰值波长范围是50(T580nm ;黄光LED的峰值波长范围是58(T600nm;红光LED的峰值波长范围是60(T700nm ;远红光LED的峰值波长范围是 70(T800nm。在上述用于植物生长的LED全谱可调光源装置中，所述控制系统内的储存器为具有数据储存功能的EEPROM或Flash的IC芯片或者模块。本专利技术由于采用了上述结构，通过选择发光体中各种LED的峰值波长位置、数量配比、正向电流强度、PWM等参数来实现对光源光谱功率分布、光子通量强度和光周期(24小时)的调节，使之兼顾植物的光合作用和其它生理机能的健康发展，为不同植物在不同生长阶段提供最佳光照条件。本专利技术的突出技术效果在于，它不仅具有节能、环保、长寿命等LED光源的普遍优点，它还具备全谱可调的性能特点，为植物生长提供智能、高效、全面的光照营养。此外，由于LED光源可最大限度地给予植物最长的光照时间，故采用本专利技术亦可加快植物生长，缩短植物的培育和收获周期。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明 图I为植物体内各种光感受器的波段响应范围； 图2为本专利技术装置的结构示意 图3为本专利技术发光体基本单元的线条状光源举例； 图4为本专利技术发光体基本单元的面光源举例； 图5为本专利技术中发光体和被栽培植株的空间位置示意图。具体实施方式、参看图2，本专利技术装置包括电源、控制系统、驱动电路和发光体。电源为控制系统和驱动电路提供电能并受到控制系统的控制；控制系统提供数据输入、数据输出、运算处理、存储和时钟的智能化管制并为驱动电路提供调光数据，对光源光谱功率分布、光子通量强度、光周期进行调整的依据数据由外部输入到控制系统内的EEPROM或Flash等具有数据储存功能的IC芯片或者模块内；驱动电路为发光体提供稳恒直流或者脉宽调制电源；发光体的基本单元由若干数量的UV-B、UV-A、蓝光、绿光、黄光、红光和远红光LED组成。发光体基本单元中的UV-B、UV-A、蓝光、绿光、黄光、红光和远红光LED的数量均可取0，1，2，3，4，5…的非负整数。UV-B LED的峰值波长范围是28(T320nm ;UV_A LED的峰值波长范围是32(T390nm ；蓝光LED的峰值波长范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马亮，
申请(专利权)人：同方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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