植物照明產品研發須考慮的兩大參數

如果番茄、黃瓜等能得到充足的水分，最重要的是充足的自然光照，那麼它們的生長就會很好。

但對於LED來說，植物在人造光下栽培是一個有趣的新應用。這些微小的光源再一次證明，它們絕對不是簡單改造鹵素燈和節能燈。

每個LED照明解決方案都會對產品提出個性化要求：從消費應用的成本效益、商業照明的高色彩質量，再到全天候系統的耐用性。

在本文中，我們使用多個例子，說明目標產品開發中應遵循的最重要的原則。

長期以來，在人造光源下栽培植物引起了業界廣泛的興趣，不僅僅是因為城市空間有限，而且還因為能控制植物生長的條件。

由於發現花卉和果實的生長速度可以根據提供給植物的光譜而改變，所以園藝業所的興趣大大增加。試想一下，情人節的時候需要培養多少花，或者想像一下供應商必須根據約定時間向超市提供新鮮水果和蔬菜的壓力。

與園藝業和各個大學一起，歐司朗光電半導體和其他主要照明製造商為此調查了光線是如何影響不同植物的。

我們現在知道綠色植物基本上用藍光（大約430到490nm）和紅光（大約640到780nm），主要用於光合作用，因此用於產生能量，但也有其他吸收帶，例如紅外範圍大約730nm（見圖1）， 這個範圍控制植物生長等等。

圖1 植物的光吸收

正確的混合，加上臨時增加適合於植物個體需求的某些波長，可以觸發預期的效果。由於有確定的色譜和控制的靈活性，LED特別適合這種應用。

為了植物最佳的生長，必須提供上述波長範圍的光照，並且不需要具有整體的白色外觀。如果這些參數都被正確執行的話，植物可以在人造光線下的封閉空間中栽培，遠離風雨。

同時，全方位的照明意味著植物在垂直生長上會消耗更少的能量，否則它們需要尋找陽光。相反，它們更多向外生長，產量更高。為植物創造一個良好的環境對燈具和LED構成了挑戰。

由於商業溫室中使用的洒水系統會產生高濕度，所以LED應該承受環境影響或者受到保護。肥料或殺蟲劑污染的化學物質或灰層也可能滲透到LED燈具中。

圖2 紅光和藍光對植物生長有積極的影響

產品開發的重要參數：穩定性和輸出

從這個以及其他應用領域出發，可以根據流明封裝、光線質量和封裝尺寸等許多細節，進行針對性產品研發。

LED封裝在兩個參數上基本上不同，即輸出級別和「穩定性」。LED組件的「穩定性」不僅包括增強可靠性，而且包括特定應用中所需的操作溫度和環境參數。

穩定性低的LED可以具有非常長的使用壽命，但是僅在中等條件下。更高的穩定性幾乎意味著更複雜、更昂貴的材料、更複雜的工藝，因此成本更高。因此在大多數情況下，應根據LED特定應用的穩定性來選擇部件。

輸出級別或每個封裝發出的光量是另一個關鍵因素。在線性或面板燈具中使用大量單個小流明封裝的LED。要求定向光或甚至特定分布光的應用中，會使用大流明封裝，更適合作為二次光學的「點光源」。在中間，有一系列經典的燈和燈具，通過少量的中程流明封裝或一個大的流明封裝來實現以前白熾燈的標準化光通量。

為應用選擇正確的LED

經驗表明，許多針對特定應用而進行優化的LED也可以非常成功地應用於其他領域中，只需稍作修改，甚至根本不需要修改。

為了在通用照明的所有領域中定義適合的LED封裝，就需要根據輸出級別和封裝穩定性方面進行區分。但是，LED市場上已經確立的技術創新和改進不能被忽視。

園藝照明等新的應用領域正向產品開發者提出他們不得不去克服的新挑戰。上面的結果表明，儘管對於幾乎所有已確立的應用都存在適當的LED，但是這並不排除將來可能存在更適合的LED，或者出現到目前為止還沒有被考慮的領域。

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