一种高效环保智能农业光源植物灯的制作方法

1.本发明涉及到植物灯领域，尤其涉及一种高效环保智能农业光源植物灯。


背景技术：

2.实验表明:植物光合作用只吸收太阳辐射光谱中5%左右的光谱辐射，而其中以波长400~ 520nm的蓝光以及610~720nm的红色光对光合作用贡献最大，因此，蓝光和红光被称为光肥，这是继“化学肥料”之后的一类新型环保性“物理肥料”，所以，人工模拟植物作用的最佳光谱具有肥效和药效的功能，给发展高效生态农业赋予了新的意义，目前，很多温室/大棚依然采用高压钠灯作为补光光源，一般高压钠灯红蓝光占比为7%和3%，其余不可利用的绿黄光占90%，而植物用高压钠灯的红、蓝光谱占40%和9%，剩余无用光占51%，此比例依然达不到植物光合作用吸收的适当比例另外高压钠灯普遍使用寿命为15000小时；虽比荧光灯、白炽灯寿命要长，但是作为耗时较长补光用光源，还是不够，而且高压钠灯功耗高，发热量大，整灯温度可达数百度，严重不适宜近距离照射植物，更要注意的是，目前市场上大量的高光效钠灯冒充植物用高压钠灯来卖，不但不能促进植物生长，反而高耗电的同时，阻碍了植物的生长。而且高压钠灯光污染严重，紫外辐射、频闪效应以及钠汞污染等，已被国家严令禁止进出口。


技术实现要素：

3.为了克服传统的植物灯耗能效率低等问题，本发明提供了一种高效环保智能农业光源植物灯，lvd 无极灯植物生长灯发射光谱与叶绿素吸收光谱相吻合，光照渗透率更强发光效率比高压钠灯高40
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50%，比高压钠灯节电75%；而且整体红蓝比例以7
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9:1高更优越，使用寿命10万小时是高压钠灯的5倍以上；与此同时，无极灯灯温小于80℃，适宜植物近距离照射；同时无极灯使用固态汞齐，无污染绿色环保；最重要的是配合lvd当前最先进的智能远程控制系统实现不同植物生长方案一键设置；使植物种植变得更加便捷智能。
4.本发明采用如下技术方案：一种高效环保智能农业光源植物灯，包括电源辅助供电系统、输入过电压保护系统、数字全桥驱动系统、mcu管理系统，所述电源辅助供电系统由emc系统和外部电路为主芯片提供电路电源，所述输入过电压保护系统为主芯片提供控制信号，所述数字全桥驱动系统在电路中提供稳定性，所述15千伏高压控制系统和电流检测系统在电路中检测电流和让点火电压达到7
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17kv，所述数字全桥驱动系统能提高该电路的稳定性，所述mcu管理系统的主芯片在电路中作为通信通道对输入信号和pwm输出信号进行反馈。
5.所述电源辅助供电系统输入电压180
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260vac,输入电压l与n从保险线经f1与f2保险丝，经过vr1压敏电阻，经过lb2共模电感，经电容cy1,cy2,cy3,cy4共模干扰，经共模电感lb1，经cx1和cx2电容减少共模干扰，经r79电阻与r68电阻、电阻r72及三极管q8，继电器k1和组成缓冲作用减少浪涌，经电器k1,然后经第三节滤波电容c12到整流桥堆rb2整流器d25xb80芯片把交流变成直流输出，电容cx1外接第一引脚经二极管d13，电阻r25、r27和r28
后接地，第二引脚接电源vs经电容e6接地，第三引脚接电阻r24和二极管d12外接+301v电源经电容e5后接地。
6.所述电源辅助供电系统外界电路电容cy4第一引脚经二极管d14和二极管d13并联，第二引脚接电阻r23和r26后经二极管d15的负极并接地，第三引脚接电容c14后接地，第四引脚接电阻r30后接地，第五引脚接pnp型三极管q7的基极，所述三极管q7的集电极接过零检测，发射极接地，所述网络接口cn2管脚1接地，管脚2第一引线经电容c20后接地，第二引线接+15v电源，第三引线经电接电容e7的正极后接地，所述网接口cn1管脚3接+11.7v电源，管脚1接地，管脚1和管脚3并联接电容c13后接地，所述芯片jp4的管脚1接+301v电源，管脚3和管脚5、管脚8接地，管脚6接+12v电源，管脚9接+15v电源，管脚11接+11.7v电源，管脚12接地。
7.所述输入过电压保护系统由1500w输入电压过压检测电路和1500w电流过零保护电路组成，所述1500w输入电压过压检测电路输入电压通过d14与d15二极管整流后，第一引脚经电阻r110、r111和r108后接地，第二引脚经e6电容电压检测过压网络, 经vs与单片机jp57pin后给mcu管理中心，第三引脚通过电阻r112经二极管d17整流后接+301v电源经滤波电容e7后接地，所述500w电流过零保护电路由输入信号经电阻r87、r88和r93与d13二极管和三极管组q11过零检测点与单片机jp58pin后反馈mcu管芯片。
8.所述数字全桥驱动系统稳压二极管z1、z2、z3和z4及电阻r4、r7、r5和r10是保护全桥mos管q1、q5、q2和q6 驱动栅极被损坏，二极管d3、d5、d4和d6 及电容c10、c4、c5和c11 防止全桥输出浪涌损坏mos管，电阻r12、r13保护电路并接地，电阻r14、r15、r16和r17分别接二极管z3的负极并接地，电感l1和电容c8、c7组成高压谐振点火电路， 电压达到8kv
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15kv ，tb1电感是电流检测电感，r9电阻与c3电容及二极管d2和r8电阻组成一个输出电流检测网络，r60是输出零点电流检部份，所述单片机jp2管脚1接+15v电源，管脚2接lo
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l引脚，管脚4接地，管脚5接hi
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l引脚，管脚10、11和12接地，管脚13接lo
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r引脚，管脚15接地，管脚16接hi
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r引脚，所述单片机jp3管脚4接单片机jp2的7管脚，管脚5接单片机的ip2的8管脚，管脚7接vs引脚，管脚8经过零检测信号，管脚9接+15v并电源由电容e4滤波后接地，管脚10接地，管脚11第一引线接is引脚并由电容c10滤波后接地，第二引线接滑动触电电位器rw1和电阻r18后接地，管脚13接继电器引脚，管脚15第一引线接+5v电源，第二引线接串口u1，第三引线经电容c9和c11后接地，所述串口u1管脚vo接+5v电源，管脚gnd接地，管脚vin接电阻r19和二极管d7、d8、d9及d10后接+15v电源，所述单片机jp1管脚1接+300v电源，管脚3接+400v电源，管脚7接dr引脚，管脚9经电阻r7后接地，管脚11接地，管脚12接+12v电源，所述1500w驱动系统经整流桥堆rb2整流器把300v和400v交流变成直流输出，dbr桥堆是保护q1升压mos管与d1快恢复二极升二压极管， 电容e3和e2起滤纹波作用，t1和t2是升压电感， r1、r5、r2和r6电阻与三极管q2、q3组成驱动电路，+12v电源经稳压二极管z1并由电容e1滤波并接地，电阻r3、r4在电路中保护三极管q2、q3。
9.所述mcu管理系统cn1是串行接口，r69电阻为dc输入限流电阻，r70,r71和r82电阻为阻尼电阻作用是信号输出防干扰，为通信接口留的接口，c47,c46c49电容是滤波作用，c36是5v滤波电容，c40,c41电容与r61电阻是3v滤波，c28,c30电容与r53电阻是上拉3.3v滤波，c32,c33电容与电阻r55是滤波3.3v电源，r78电阻与q9三极管组成一个温度保护网络，单片机jp5的3pin、4pin、13pin和14pin引脚是mcu管理输出全桥mos管输出pwm驱动控制信
号，1pin引脚是pfc电压检测信号接口，7pin 引脚输入电压检测信号的输入给mcu管理中心，8pin引脚是零电压检测信号给mcu管理中心，16pin引脚是mcu零电流检测信号，z6稳压二极管与r59电阻是pfc电压检测网络系统，r63电阻是阻尼电阻起防干扰作用，r65,r67是mcu输出pwm限流电阻，r64是mcu输出信号的限流电阻，u3芯片是信号放大运放控制器输出信号到ic引脚 ，r52电阻与c27电容和u3芯片、2pin管脚及1pin管脚组成一个积分网络，起信号传输延时作用，r51电阻是第运放反馈信号输出起稳定作用，r60电阻把u2信号传输给mcu去管理，r54电阻把所检测的信号给u3芯片的2pin管脚，r57电阻为下拉电阻，电容c38为u3芯片5pin管脚起滤波作用，d12二极管和u5芯片驱动ic供电，r92电阻是把mcu的pwm的信号传输出给u5芯片的4pin管脚，三极管q12与r96电阻和r97起保护作用，r99电阻把mcu的pwm驱动信号传输出u5 芯片的2pin管脚，r94电阻吸收峰值电流与电压用限流电阻与u4芯片是mcuu6芯片(stm32l108)的看门狗系统， mcuu6芯片经管脚21pin和22pin侦测信号给u2芯片 ,c5电容是供电滤波电容，r92,r96电阻是信号阻尼作用，c62电容是滤波作用，c64、c65和c66电容是滤波作用，u6是智能管理中心芯片，x1晶振与c59,c52电容组一个8mhz谐振频率电路。
10.有益效果：本发明基于种1500w智能全桥数字植物灯，在原有的植物灯市场中做出了产品的改进，极大地提高了植物灯的利用效率，在电路中有以下优点：1、减少浪电流，保护后面的mos管，2、emc 减少干扰，3、电路电源交流成直流，4、有电流峰值检测电路，5、电压输出保护网络，6、输出有电流检测网络、有零电流检测网络保护mos管，7、点火电压达到7kv
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17kv，直接体现的作用：1、提高驱动效率，2、全桥驱动能提高产品的稳定性，3、保护过压输入电压，提搞安全隐患。
附图说明
11.图1为电源辅助供电系统；图2为输入过电压保护系统；图3为数字全桥驱动系统；图4为mcu管理系统。
具体实施方式
12.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
13.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
14.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为
了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
15.如图1至图4所示，一种基于种1500w智能全桥数字植物灯，包括包括电源辅助供电系统、输入过电压保护系统、数字全桥驱动系统、mcu管理系统，所述电源辅助供电系统由emc系统和外部电路为主芯片提供电路电源，所述输入过电压保护系统为主芯片提供控制信号，所述数字全桥驱动系统在电路中提供稳定性，所述15千伏高压控制系统和电流检测系统在电路中检测电流和让点火电压达到7
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17kv，所述数字全桥驱动系统能提高该电路的稳定性，所述mcu管理系统的主芯片在电路中作为通信通道对输入信号和pwm输出信号进行反馈。
16.如图1所示，所述电源辅助供电系统输入电压180
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260vac,输入电压l与n从保险线经f1与f2保险丝，经过vr1压敏电阻，经过lb2共模电感，经电容cy1,cy2,cy3,cy4共模干扰，经共模电感lb1，经cx1和cx2电容减少共模干扰，经r79电阻与r68电阻、电阻r72及三极管q8，继电器k1和组成缓冲作用减少浪涌，经电器k1,然后经第三节滤波电容c12到整流桥堆rb2整流器d25xb80芯片把交流变成直流输出，电容cx1外接第一引脚经二极管d13，电阻r25、r27和r28后接地，第二引脚接电源vs经电容e6接地，第三引脚接电阻r24和二极管d12外接+301v电源经电容e5后接地，所述电源辅助供电系统外界电路电容cy4第一引脚经二极管d14和二极管d13并联，第二引脚接电阻r23和r26后经二极管d15的负极并接地，第三引脚接电容c14后接地，第四引脚接电阻r30后接地，第五引脚接pnp型三极管q7的基极，所述三极管q7的集电极接过零检测，发射极接地，所述网络接口cn2管脚1接地，管脚2第一引线经电容c20后接地，第二引线接+15v电源，第三引线经电接电容e7的正极后接地，所述网接口cn1管脚3接+11.7v电源，管脚1接地，管脚1和管脚3并联接电容c13后接地，所述芯片jp4的管脚1接+301v电源，管脚3和管脚5、管脚8接地，管脚6接+12v电源，管脚9接+15v电源，管脚11接+11.7v电源，管脚12接地。
17.如图2所示，所述输入过电压保护系统由1500w输入电压过压检测电路和1500w电流过零保护电路组成，所述1500w输入电压过压检测电路输入电压通过d14与d15二极管整流后，第一引脚经电阻r110、r111和r108后接地，第二引脚经e6电容电压检测过压网络, 经vs与单片机jp57pin后给mcu管理中心，第三引脚通过电阻r112经二极管d17整流后接+301v电源经滤波电容e7后接地，所述500w电流过零保护电路由输入信号经电阻r87、r88和r93与d13二极管和三极管组q11过零检测点与单片机jp58pin后反馈mcu管芯片。
18.如图3所示，所述数字全桥驱动系统稳压二极管z1、z2、z3和z4及电阻r4、r7、r5和r10是保护全桥mos管q1、q5、q2和q6 驱动栅极被损坏，二极管d3、d5、d4和d6 及电容c10、c4、c5和c11 防止全桥输出浪涌损坏mos管，电阻r12、r13保护电路并接地，电阻r14、r15、r16和r17分别接二极管z3的负极并接地，电感l1和电容c8、c7组成高压谐振点火电路， 电压达到8kv
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15kv ，tb1电感是电流检测电感，r9电阻与c3电容及二极管d2和r8电阻组成一个输出电流检测网络，r60是输出零点电流检部份，所述单片机jp2管脚1接+15v电源，管脚2接lo
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l引脚，管脚4接地，管脚5接hi
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l引脚，管脚10、11和12接地，管脚13接lo
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r引脚，管脚15接地，管脚16接hi
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r引脚，所述单片机jp3管脚4接单片机jp2的7管脚，管脚5接单片机的ip2的8管脚，管脚7接vs引脚，管脚8经过零检测信号，管脚9接+15v并电源由电容e4滤波后接地，管脚10接地，管脚11第一引线接is引脚并由电容c10滤波后接地，第二引线接滑动触电电位器rw1和电阻r18后接地，管脚13接继电器引脚，管脚15第一引线接+5v电源，第二引
线接串口u1，第三引线经电容c9和c11后接地，所述串口u1管脚vo接+5v电源，管脚gnd接地，管脚vin接电阻r19和二极管d7、d8、d9及d10后接+15v电源，所述单片机jp1管脚1接+300v电源，管脚3接+400v电源，管脚7接dr引脚，管脚9经电阻r7后接地，管脚11接地，管脚12接+12v电源，所述1500w驱动系统经整流桥堆rb2整流器把300v和400v交流变成直流输出，dbr桥堆是保护q1升压mos管与d1快恢复二极升二压极管， 电容e3和e2起滤纹波作用，t1和t2是升压电感， r1、r5、r2和r6电阻与三极管q2、q3组成驱动电路，+12v电源经稳压二极管z1并由电容e1滤波并接地，电阻r3、r4在电路中保护三极管q2、q3。
19.如图4所示，所述mcu管理系统cn1是串行接口，r69电阻为dc输入限流电阻，r70,r71和r82电阻为阻尼电阻作用是信号输出防干扰，为通信接口留的接口，c47,c46c49电容是滤波作用，c36是5v滤波电容，c40,c41电容与r61电阻是3v滤波，c28,c30电容与r53电阻是上拉3.3v滤波，c32,c33电容与电阻r55是滤波3.3v电源，r78电阻与q9三极管组成一个温度保护网络，单片机jp5的3pin、4pin、13pin和14pin引脚是mcu管理输出全桥mos管输出pwm驱动控制信号，1pin引脚是pfc电压检测信号接口，7pin 引脚输入电压检测信号的输入给mcu管理中心，8pin引脚是零电压检测信号给mcu管理中心，16pin引脚是mcu零电流检测信号，z6稳压二极管与r59电阻是pfc电压检测网络系统，r63电阻是阻尼电阻起防干扰作用，r65,r67是mcu输出pwm限流电阻，r64是mcu输出信号的限流电阻，u3芯片是信号放大运放控制器输出信号到ic引脚 ，r52电阻与c27电容和u3芯片、2pin管脚及1pin管脚组成一个积分网络，起信号传输延时作用，r51电阻是第运放反馈信号输出起稳定作用，r60电阻把u2信号传输给mcu去管理，r54电阻把所检测的信号给u3芯片的2pin管脚，r57电阻为下拉电阻，电容c38为u3芯片5pin管脚起滤波作用，d12二极管和u5芯片驱动ic供电，r92电阻是把mcu的pwm的信号传输出给u5芯片的4pin管脚，三极管q12与r96电阻和r97起保护作用，r99电阻把mcu的pwm驱动信号传输出u5 芯片的2pin管脚，r94电阻吸收峰值电流与电压用限流电阻与u4芯片是mcuu6芯片(stm32l108)的看门狗系统， mcuu6芯片经管脚21pin和22pin侦测信号给u2芯片 ,c5电容是供电滤波电容，r92,r96电阻是信号阻尼作用，c62电容是滤波作用，c64、c65和c66电容是滤波作用，u6是智能管理中心芯片，x1晶振与c59,c52电容组一个8mhz谐振频率电路。