[实用新型]一种用于植物照明的LED封装集成光源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子发光源技术领域，特别涉及一种用于植物照明的 LED封装集成光源。

背景技术

光照是植物生长的必备条件，但太阳光的强度随着地理纬度、季节和 天气状况而变化，所以往往会出现光照不足，以至光照条件达不到植物生 长需要的情况。

依据相关资料研究可知,影响植物生长的光照分为光质(光谱/波长) 和光强(即光的亮度，光的效率)。如图1所示，不同光质的光对植物生 长有不同的影响，波长在300-1100NM的范围对植物光合作用具有显著的 促进作用。如图3和图4所示，不同光强的光对植物生长有不同的影响， 不同植物对光强的要求也不同。并且植物的光合作用分为光合作用明反应 和光合作用暗反应，要满足植物正常光合作用的光强要求，这其中又分为 光补偿点与光饱和点。当光强低于光补偿点时，植物进行光合作用暗反应。 当光强高于光补偿点时，植物进行光合作用明反应。另外，光强越大，植 物光合成速率越快，直到光饱和点后达到植物光合成作用的最高效率。

针对光照不足的情况，补光使用的传统灯具主要是荧光灯、金属卤化 物灯、高压钠灯和白炽灯。这些传统光源的光谱是依据人眼对光的适应性 所选择的，其光谱光源含有许多不必要的波长，对植物的生长促进较少， 同时还具有能耗高、寿命短、易破碎和含汞对环境污染等存在许多的缺点。 LED发光二级管的灯具是目前最新的技术，由III-V族化合物组成。如 GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等固体半导体光源作为发 光材料，形成PN结。当两端加上正向电压时，半导体中的载流子发生复 合，放出过剩的能量激发光子发射可见光。LED灯具作为第四代新型照明 光源，具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、发 热量少、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要优点。LED 植物助长灯，是通过将蓝光与红光led光源封装在一起得到灯具，通过调 节红、蓝LED光源的比例控制光谱变化。相关研究表明，植物中除含有 大量的叶绿素、类胡萝卜素和花青素外，还含有一些微量的光敏受体，例 如光敏色素、隐花色素和紫外光B受体。其中，光敏色素是植物体内最重 要、研究得最为深入的一种光敏受体，它对红光和远红光吸收有逆转效应。 光敏色素有两种可以互相转化的形式：吸收红光(R)的Pr型(最大吸收峰 在红光区的660nm)和吸收远红光(FR)的Pfr型(最大吸收峰在远红光 区的730nm)，Pr是生理钝化型，Pfr是生理活化型。Pr和Pfr的吸收 光谱在可见光波段上有相当多的重叠，因此在自然光照下植物体内同时存 在着Pfr型和Pr型两种形式的光敏色素，Pfr光敏色素总量(Ptot＝Pr+Pfr) 只占有一定的比例(Pfr/Ptot)，这个比例在饱和远红光下为0.025，在 饱和白光下为0.6，当这个比例发生变化时，可以引起植物体内的生理变 化。

20世纪40年代，以小球藻为材料研究不同光质的量子产率，发现大 于680nm的远红光虽然仍可被叶绿素吸收，但量子产额急剧下降，这种现 象被称为红降现象。1957年，爱默生观察到小球藻在用远红光照射时补加 一点稍短波长的光(例如650NM)，则量子产额大增，比这两种波长的光 单独照射的总和还要高。这种在长波远红光之外再加上较短波长的光可以 促进光合作用效率大大提高的现象被称为双光增益效应或称爱默生增益 效应。相关实验证据和理论研究都证明，远红光在植物生长过程中，具有 相当高的应用价值。

现有技术的LED植物生长灯分为以下两种方式: