專利名稱：具有冗余容錯功能的led像素燈及其組成的燈屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燈飾顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種像素燈及其組成的燈屏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)應(yīng)用最為廣泛的是大面積整塊電子顯示牌，由于其拆卸、運輸、安裝、維 修的不便，大有被小塊像素燈代替之勢，因為小塊像素燈可以根據(jù)需要組成各種 面積、各類形狀的屏體，也可以將若干像素燈組成顯示屏來顯示各種視頻、動畫 等。由于LED屏體具有元器件多、連線多、電源多、電路復雜，元器件眾多的特 點，保證不出問題需要系統(tǒng)具備非常高的可靠性。但在目前的工程技術(shù)水平條件 下，運行穩(wěn)定的重任完全依賴于在元器件選用、生產(chǎn)工藝的改進、生產(chǎn)質(zhì)量的控 制方面的投入。但因系統(tǒng)內(nèi)存在大量的元器件、無數(shù)的焊點等工藝環(huán)節(jié)，其中任 何一點微小的不良，都有可能引起最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性變化。其中的不可控因素難 以完全避免。
冗余是指重復配置系統(tǒng)的一些部件，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，冗余配置的部件介 入并承擔故障部件的工作；容錯是指系統(tǒng)在其某一組件故障時仍能繼續(xù)正常工作 的功能，容錯功能一般是通過冗余組件來實現(xiàn)。保證系統(tǒng)在某些組成部分出現(xiàn)故 障或差錯時仍能正常工作的技術(shù)稱為容錯技術(shù)。從系統(tǒng)的故障可分為兩類 一類 是"致命的"，不可能自行修復，例如系統(tǒng)的主要部件全部損壞；另一類是局部 的，可能被修復，例如部分元件失效、線路故障、偶然干擾引起的差錯等。冗余 容錯技術(shù)正是利用冗余組件來構(gòu)造一種能夠自動排除非致命性故障的技術(shù)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，特別提出了一種具有冗余容錯功
能的LED像素燈及其組成的LED像素燈屏。 本實用新型采用的技術(shù)方案如下
方案一具有冗余容錯功能的LED像素燈，由燈殼和燈體組成，燈體內(nèi)設(shè)置 有PCB板，PCB板上設(shè)有LED發(fā)光單元，包括至少一個發(fā)光二極管；驅(qū)動控制芯 片，控制LED發(fā)光二極管發(fā)光；與LED發(fā)光單元截止連接的一根電源正極線路和 與驅(qū)動控制芯片直接連接的一根電源負極線路，為像素燈內(nèi)電路提供電壓；所述 驅(qū)動控制芯片中至少包括有一個冗余容^"驅(qū)動控制芯片，該芯片具有至少兩對并 行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過 一根線路與信號輸出端連接，冗余容錯驅(qū)動控制芯片之間通過至少兩根線路所提 供的至少兩條并行且具有冗余容錯功能的信號控制線路相互連接。
控制信號通過冗余容錯驅(qū)動控制芯片的信號輸入端輸入，由所述冗余容錯驅(qū) 動控制芯片直接驅(qū)動控制所述LED發(fā)光單元發(fā)光。
控制信號通過冗余容錯驅(qū)動控制芯片的信號輸入端輸入，由冗余容錯驅(qū)動控 制芯片控制所述其他驅(qū)動控制芯片，再由其他驅(qū)動控制芯片直接驅(qū)動所述LED發(fā) 光單元發(fā)光。
所述冗余容錯驅(qū)動控制芯片為180度雙向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具 有兩對并行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸 入端通過一根線路與信號輸出端連接，該芯片由相反傳輸方向的兩根線路提供兩 條并行且具有冗余容錯功能的信號控制線路，當其中任何一條信號控制線路發(fā)生 故障時，控制系統(tǒng)均能自檢并實時切換到另一條并行的信號控制線路運行。
所述冗余容錯驅(qū)動控制芯片為90度四向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具有
6四對并行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入 端通過一根線路與信號輸出端連接，該芯片由互相垂直傳輸方向的四根線路提供 四條并行且具有冗余容^"功能的信號控制線路，當其中任何一條信號控制線路發(fā) 生故障時，控制系統(tǒng)均能自檢并實時切換到其他三條并行信號控制線路運行。 所述冗余容錯驅(qū)動控制芯片具有報錯指示功能模塊，所述報錯指示功能模塊
與控制系統(tǒng)或一外接LED指示燈連接。
所述的PCB板為單層PCB板，所述的LED發(fā)光單元和冗余容錯驅(qū)動控制芯片 分別設(shè)置在兩塊不同的單層PCB板上。設(shè)置有LED發(fā)光二極管的PCB板的后表面 兩端烊接有排針和排母，該排針和排母與設(shè)置有冗余容錯驅(qū)動控制芯片的PCB 板表面的排針和排母插接。
所述PCB板為雙層PCB板，所述LED發(fā)光單元設(shè)置在PCB板的前表面，所述 的冗余容錯驅(qū)動控制芯片設(shè)置在該PCB板的后表面，該冗余容錯驅(qū)動控制芯片穿 過PCB板與LED發(fā)光單元電連接。
方案二由上述具有冗余容錯功能的LED像素燈組成的燈屏，所述LED像素 燈的線路的端部分別設(shè)置有公座和母座，若干個所述LED像素燈通過所述公座和 母座相互插接，以此形成具有冗余容錯功能的LED像素燈屏。
所述具有冗余容錯功能的LED像素燈通過設(shè)置螺絲或直接焊接在固定物上。 .所迷固定物為固定框架、墻體、木板或其他安裝介質(zhì)。。 從以上技術(shù)方案可以看出，本實用新型具有如下有益效果 .1、采用冗余容錯驅(qū)動控制芯片串行連接，芯片具有至少兩條并行且具有冗余容 錯功能的信號控制線路，控制信號具有一重以上的冗余設(shè)計，當其中一制言號控 制哉路發(fā)生故障時，控制信號還可以通過其他并行的信號控制線路傳輸，不影響LED發(fā)光二極管及其他芯片的正常工作。
2、冗余容錯驅(qū)動控制芯片具有報錯指示功能，當冗余容錯驅(qū)動控制芯片本身或
者由其控制的其他驅(qū)動控制芯片發(fā)生錯誤時，冗余容錯驅(qū)動控制芯片可通過線路
將數(shù)據(jù)包上傳到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)會根據(jù)芯片傳回的信息進行錯誤位置判斷； 也可以通過外接LED指示燈顯示錯誤，使維修非常方便。
面美觀的同時，減少了橫向占用空間。

圖1為本實用新型中LED像素燈雙層PCB板的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型中LED像素燈兩單層PCB板連接示意圖3為本實用新型中LED像素燈PCB板電路圖4為本實用新型中LED像素燈PCB板另一電路圖5為本實用新型中90度四向冗余容錯驅(qū)動控制芯片連接結(jié)構(gòu)圖6為本實用新型中LED像素燈屏結(jié)構(gòu)示意圖7為本實用新型中LED像素燈屏另一結(jié)構(gòu)示意圖。
1、燈殼 2、LED發(fā)光單元 3、PCB板 4、冗余容錯驅(qū)動控制芯片 5、 線路 6、公座 7、母座 8、電源正極線路 91、 92、 93、 94、線號控制線路 10、 電源負極線路 11、固定物 12、 LED像素燈 13、排針和排母 14、錯誤回傳 線路15、驅(qū)動控制芯片 16、四根信號控制線路 101、 103、 105、 1G7、信號 輸入端 102、 104、 106、 108、信號輸出端具體實施方式
參見圖1， LED像素燈12由燈體和燈殼1組成，燈體內(nèi)設(shè)置有LED發(fā)光單元， LED發(fā)光單元2包括若干LED發(fā)光二極管，PCB板3為雙層PCB板，PCB板3上設(shè)
8置有電源正負極線路，LED發(fā)光單元2設(shè)置在PCB板3的前表面，根據(jù)控制的LED 發(fā)光二極管數(shù)量至少一個冗余容錯驅(qū)動控制芯片4設(shè)置在PCB板3的后表面，冗 余容錯驅(qū)動控制芯片4穿過PCB板3與LED發(fā)光單元2電連接，冗余容錯驅(qū)動控 制芯片4通過控制信號線路輸入控制信號來驅(qū)動LED發(fā)光單元2發(fā)光；LED像素 燈12的線路5端部分別設(shè)置有公座6和母座7,公座6與相鄰的LED像素燈的母 座連接，母座7與相鄰的LED像素燈的公座連接。
見圖2， PCB板3為單層PCB板，兩單層PCB板上均設(shè)置有電源正負極線路， PCB板31前表面設(shè)置有LED發(fā)光單元2, PCB板31后表面兩端焊接有排針和排母 13; PCB板32前表面設(shè)置有冗余容錯驅(qū)動控制芯片4和與PCB板31后表面對應(yīng) 的排針和排母13，排針和排母13與兩單層PCB板均電連接，兩塊PCB板通過對 應(yīng)的排針和排母13插接，由電源正負極線路提供電壓給PCB板31和PCB板32， 信號控制線路輸入控制信號到冗余容錯驅(qū)動控制芯片4中，再由冗余容錯驅(qū)動控 制芯片4通過PCB板上的設(shè)置的排針和排母13來控制PCB板31表面的LED發(fā)光 單元2發(fā)光。
見圖3， LED像素燈12內(nèi)的PCB板上設(shè)置有冗余容錯驅(qū)動控制芯片4,冗余 容錯驅(qū)動控制芯片4為180度雙向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具有對個并行 的信號輸入端和信號輸出端101和104、 103和102、，每對信號輸入端和信號輸
出端的信號輸入端通過一根線路與信號輸出端連接，該芯片由相反傳輸方向的兩 根線路提供兩條并行且具有冗余容錯能力的傳輸線路91、 92，由于兩根線路傳輸 方向相反，當相鄰的冗余容錯驅(qū)動控制芯片4之間的兩條信號控制線路的一個信 號輸入端和一個信號輸出端101和102,或103和104同時斷開時，冗余容錯驅(qū) 動控制芯片4可正常工作；冗余容錯驅(qū)動控制芯片4通過信號控制線路91和92 的信號輸入端101、 103輸入同步控制信號，由冗余容錯驅(qū)動控制芯片4直接來
9驅(qū)動控制LED發(fā)光單元2發(fā)光；LED發(fā)光單元2由紅色發(fā)光二極管R、綠色 發(fā)光二極管G、藍色發(fā)光二極管B組成，分別與Rl、 R2、 R3串聯(lián)； 一根電源正 極線路8和一根負極線路1G給電路提供電壓。當其中任何一條信號控制線路發(fā) 生故障時，控制系統(tǒng)均能自檢并實時切換到另一條并行信號控制線路運行；冗余 容錯控制芯片4具有報錯指示功能模塊，當冗余容錯驅(qū)動控制芯片4本身發(fā)生錯 誤時，冗余容錯驅(qū)動控制芯片4通過線路14將錯誤信號數(shù)據(jù)包上傳到控制系統(tǒng)，
'控制系統(tǒng)會根據(jù)芯片4傳回的信息進行的錯誤位置判斷，冗余容錯控制芯片4 也可以通過外接一個LED指示燈顯示錯誤；冗余容4晉驅(qū)動控制芯片4通過信號控 制線路與相鄰的LED像素燈內(nèi)PCB板上的冗余容錯驅(qū)動控制芯片4串行級聯(lián)。
見圖4, LED像素燈12內(nèi)的PCB板上設(shè)置有一個冗余容錯驅(qū)動控制芯片4， 冗余容錯驅(qū)動控制芯片4為180度雙向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，冗余容錯驅(qū)動控 制芯片4通過兩條并行且具有冗余容錯功能的信號控制線路91和92的信號輸入 端IOI、 103輸入同步控制信號，由冗佘容錯驅(qū)動控制芯片4來控制其他驅(qū)動控
'制芯片15,再由驅(qū)動控制芯片15直接驅(qū)動LED發(fā)光單元2發(fā)光;LED發(fā)光單元 2由紅色發(fā)光二極管R、綠色發(fā)光二極管G、藍色發(fā)光二極管B組成，分別與M、 R2、 R3串聯(lián)； 一根電源正極線路8和一根負極線路10給電路提供電壓。其他驅(qū) 動控制芯片15通過四根信號控制線路16級聯(lián);當其中任何一條傳輸線路的信號 輸入端IOI、 103或信號輸出端102、 104的發(fā)生故障時,控制系統(tǒng)均能自檢并實 時切換到另一條并行冗余線路的信號輸入端或信號輸出端運行；冗余容錯控制芯 片4具有報錯指示功能模塊，當冗余容錯驅(qū)動控制芯片4本身或由其控制的其他
'芯片發(fā)生錯誤時，冗余容錯驅(qū)動控制芯片4通過線路H將錯誤信號數(shù)據(jù)包上傳 到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)會根據(jù)芯片4傳回的信息進行的錯誤位置判斷，冗余容錯 控制芯片4也可以通過外接一個LED指示燈顯示錯誤；冗余容錯驅(qū)動控制芯片4
10通過信號控制線路與PCB板上相鄰的冗余容錯驅(qū)動控制芯片串行級聯(lián)。
見圖5，冗余容錯控制芯片7為90度四向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片 具有四對并行的信號輸入端和信號輸出端101和106、 103和108、 105和102、 107和104,每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根線路與信號輸
功能的信號控制線路91、 92、 93和94,于四根線路傳輸方向垂直，當相鄰的冗 余容錯驅(qū)動控制芯片7之間的兩條信號控制線路的一個信號輸入端和一個信號 輸出端101和102，或103和104,或105和106,或107和108其中任一能正 常工作時，冗余容錯驅(qū)動控制芯片7可正常工作；當信號傳輸線路91、 92、 93 和94其中任何一條線路發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)均能自檢并實時切換到其他三條 并行信號控制線路運行。
見圖6,在上述具有冗余容錯功能的LED像素燈的電源正負極線路、信號控 制線路及錯誤回傳線路的端部設(shè)置有公座和母座，若干個具有冗余容錯功能的 LED像素燈通過公座和母座相互插接，以此形成具有冗余容錯功能的LED像素燈 屏，燈屏為規(guī)則形狀的矩形LED像素燈屏，LED像素燈通過螺絲或直接焊接在固 定物ll上，固定物ll為固定框架、墻體、木板或其他安裝介質(zhì)。
見圖7，在上述具有冗余容錯功能的LED像素燈的電源正負極線路、信號控 制線路及錯誤回傳線路的端部設(shè)置有公座和母座，若干個具有冗余容錯功能的 LED像素燈通過公座和母座相互插接，以此形成具有冗余容^l昔功能的LED像素燈 屏，LED像素燈屏可以根據(jù)實質(zhì)需要為廣告、文字等不規(guī)則形狀的LED像素燈屏， 如文字LED; LED像素燈通過螺絲或直接焊接在固定物11上，固定物ll為固. 定框架、墻體、木板或其他安裝介質(zhì)。 .以上所述實施方式僅用來說明本實用新型，但不限于此。在不偏離本實用新
11型構(gòu)思的條件下，所屬技術(shù)領(lǐng)域人員可做出適當變更調(diào)整，而這些變更調(diào)整也應(yīng) 納入本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、具有冗余容錯功能的LED像素燈，由燈殼和燈體組成，燈體內(nèi)設(shè)置有PCB板，PCB板上設(shè)有LED發(fā)光單元，該LED發(fā)光單元包括至少一個發(fā)光二極管；驅(qū)動控制芯片，控制LED發(fā)光二極管發(fā)光；與LED發(fā)光單元直接連接的一根電源正極線路和與驅(qū)動控制芯片直接連接的一根電源負極線路；其特征在于所述驅(qū)動控制芯片中至少包括有一個冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具有至少兩對并行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根線路與信號輸出端連接，冗余容錯驅(qū)動控制芯片之間通過至少兩根線路所提供的至少兩條并行且具有冗余容錯功能的的信號控制線路相互連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于控制 信號通過冗余容錯驅(qū)動控制芯片的信號輸入端輸入，由所述冗余容錯驅(qū)動控制芯 片直接驅(qū)動控制所述LED發(fā)光單元發(fā)光。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于控制 信號通過冗余容錯驅(qū)動控制芯片的信號輸入端輸入，由冗余容^"驅(qū)動控制芯片控 制所述其他驅(qū)動控制芯片，再由其他驅(qū)動控制芯片直接驅(qū)動所述LED發(fā)光單元發(fā) 光。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于所述 冗余容錯驅(qū)動控制芯片為180度雙向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具有兩對并 行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根線路與信號輸出端連接，該芯片由相反傳輸方向的兩才艮線路提供兩條并行且 具有冗余容錯功能的信號控制線路，當其中任何一條信號控制線路故障時，控制 系統(tǒng)均能自檢并實時切換到另 一條并行的信號控制線路運行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于所述 冗余容錯驅(qū)動控制芯片為90度四向冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具有四對并 '行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過 一根線路與信號輸出端連接，該芯片由互相垂直傳輸方向的四根線路提供四條并 行且具有冗余容錯功能的信號控制線路，當其中任何一條信號控制線路發(fā)生故障 時，控制系統(tǒng)均能自^r并實時切換到其他三條并^"信號控制線路運行。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于所述 冗余容錯驅(qū)動控制芯片具有報錯指示功能模塊，所述報錯指示功能模塊與控制系 統(tǒng)或一外接LED指示燈連接。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于所述 的PCB板為單層PCB板，所述的LED發(fā)光單元和冗余容錯驅(qū)動控制芯片分別設(shè)置 在尚塊不伺的單層PCB板上。
8、 據(jù)權(quán)利要求7所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征奉于設(shè)置有 LED發(fā)光二極管的PCB板的后表面兩端焊接有排針和排母，該排針和排母與設(shè)置 有 冗余容錯驅(qū)動控制芯片的PCB板表面的排針和排母插接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余容錯功能的LED像素燈，其特征在于所述 PCB板為雙層PCB板，所述LED發(fā)光單元置在PCB板的前表面，所述的冗余容4醬 驅(qū)動控制芯片設(shè)置在該PCB板的后表面，該冗余容錯驅(qū)動控制芯片穿過PCB板與 LED發(fā)光單元電連接。
10、 一種由權(quán)利要求1所述具有冗余容錯功能的LED像素燈組成的燈屏，其特征 在于所述LED像素燈的線路的端部分別設(shè)置有公座和母座，若干個所迷LED像 素燈通過所述公座和母座相互插接，以此形成具有冗余容4晉功能的LED像素燈屏。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的燈屏，其特征在于所述具有冗余容錯功能的LED 像素燈通過設(shè)置螺絲或直接焊接在固定物上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11述的像素燈屏，其特征在于所述固定物為固定框架、墻 體、木板或其他安裝介質(zhì)。
專利摘要本實用新型公開了一種具有冗余容錯功能的LED像素燈及其組成的燈屏，LED像素燈由燈殼和燈體組成，燈體內(nèi)設(shè)置有PCB板，PCB板上設(shè)有LED發(fā)光單元、驅(qū)動控制芯片和電源正負極線路，所述驅(qū)動控制芯片中至少包括有一個冗余容錯驅(qū)動控制芯片，該芯片具有至少兩對并行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根線路與信號輸出端連接，冗余容錯驅(qū)動控制芯片之間通過至少兩根線路所提供的至少兩條并行且具有冗余容錯功能的信號控制線路相互連接；若干個所述LED像素燈通過在線路端部設(shè)置的公座和母座相互插接，形成LED像素燈屏。
文檔編號H05B37/04GK201274593SQ200820080459
公開日2009年7月15日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
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