植物照明产品研发须遵循的最重要的原则

如果番茄、黄瓜等能得到充足的水分，最重要的是充足的自然光照，那么它们的生长就会很好。

但对于LED来说，植物在人造光下栽培是一个有趣的新应用。这些微小的光源再一次证明，它们绝对不是简单改造卤素灯和节能灯。

每个LED照明解决方案都会对产品提出个性化要求：从消费应用的成本效益、商业照明的高色彩质量，再到全天候系统的耐用性。

在本文中，我们使用多个例子，说明目标产品开发中应遵循的最重要的原则。

长期以来，在人造光源下栽培植物引起了业界广泛的兴趣，不仅仅是因为城市空间有限，而且还因为能控制植物生长的条件。

由于发现花卉和果实的生长速度可以根据提供给植物的光谱而改变，所以园艺业所的兴趣大大增加。试想一下，情人节的时候需要培养多少花，或者想象一下供应商必须根据约定时间向超市提供新鲜水果和蔬菜的压力。

与园艺业和各个大学一起，欧司朗光电半导体和其他主要照明制造商为此调查了光线是如何影响不同植物的。

我们现在知道绿色植物基本上用蓝光（大约430到490nm）和红光（大约640到780nm），主要用于光合作用，因此用于产生能量，但也有其他吸收带，例如红外范围大约730nm（见图1）， 这个范围控制植物生长等等。

图1 植物的光吸收

正确的混合，加上临时增加适合于植物个体需求的某些波长，可以触发预期的效果。由于有确定的色谱和控制的灵活性，LED特别适合这种应用。

为了植物最佳的生长，必须提供上述波长范围的光照，并且不需要具有整体的白色外观。如果这些参数都被正确执行的话，植物可以在人造光线下的封闭空间中栽培，远离风雨。

同时，全方位的照明意味着植物在垂直生长上会消耗更少的能量，否则它们需要寻找阳光。相反，它们更多向外生长，产量更高。为植物创造一个良好的环境对灯具和LED构成了挑战。

由于商业温室中使用的洒水系统会产生高湿度，所以LED应该承受环境影响或者受到保护。肥料或杀虫剂污染的化学物质或灰层也可能渗透到LED灯具中。

图2 红光和蓝光对植物生长有积极的影响

● 产品开发的重要参数：稳定性和输出

从这个以及其他应用领域出发，可以根据流明封装、光线质量和封装尺寸等许多细节，进行针对性产品研发。

LED封装在两个参数上基本上不同，即输出级别和“稳定性”。LED组件的“稳定性”不仅包括增强可靠性，而且包括特定应用中所需的操作温度和环境参数。

稳定性低的LED可以具有非常长的使用寿命，但是仅在中等条件下。更高的稳定性几乎意味着更复杂、更昂贵的材料、更复杂的工艺，因此成本更高。因此在大多数情况下，应根据LED特定应用的稳定性来选择部件。

输出级别或每个封装发出的光量是另一个关键因素。在线性或面板灯具中使用大量单个小流明封装的LED。要求定向光或甚至特定分布光的应用中，会使用大流明封装，更适合作为二次光学的“点光源”。在中间，有一系列经典的灯和灯具，通过少量的中程流明封装或一个大的流明封装来实现以前白炽灯的标准化光通量。

● 为应用选择正确的LED

经验表明，许多针对特定应用而进行优化的LED也可以非常成功地应用于其他领域中，只需稍作修改，甚至根本不需要修改。

为了在通用照明的所有领域中定义适合的LED封装，就需要根据输出级别和封装稳定性方面进行区分。但是，LED市场上已经确立的技术创新和改进不能被忽视。

园艺照明等新的应用领域正向产品开发者提出他们不得不去克服的新挑战。上面的结果表明，尽管对于几乎所有已确立的应用都存在适当的LED，但是这并不排除将来可能存在更适合的LED，或者出现到目前为止还没有被考虑的领域。