專利名稱：一種led顯示系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED顯示系統(tǒng)，具體但并非專有地用于安裝在一個或多個交通信號燈燈具中。
背景技術：
當前使用的多數(shù)交通信號燈燈具裝配有石英鹵素燈泡、或者是帶有相關聯(lián)的反射器和透鏡的效率甚至更低的球狀白熾燈。當交通信號燈被要求始終連續(xù)運行并且一個鹵素球狀燈泡的平均壽命被限定為約5000小時的時候，則必須應用連續(xù)更換燈泡的方案。盡管交通信號燈殼體的外殼是非常牢固耐用的且具有二十年的平均壽命期望，而包含在該外殼內(nèi)的石英鹵素色燈顯示卻是相當高維護費用的，因為它不是被完全密封的而因此需要以規(guī)則的間隔來清理反射器和透鏡表面。同樣，燈泡內(nèi)的精小元件在受到碰撞時是非常易于破損的。因此已經(jīng)試圖要將石英鹵素燈泡替換成具有固態(tài)光源的發(fā)光二極管(LED)。因為以上理由，石英鹵素交通信號燈在世界范圍內(nèi)的大多數(shù)國家(如果不是所有國家)中正在被替代為LED。目前，實現(xiàn)這的唯一方式是每個燈具以其整體來被替代，而不僅僅是包含在其中的球狀燈泡。這典型地涉及從一個柱上拆除每一樣東西以便使這個替換物能夠安裝并且由于需要采用以下措施中的一個或多個而不可避免地引起不便，這些措施是在一個相關的交叉路口處將整套燈關閉，分派交通監(jiān)管員來指揮交通；使用重型提升設備并且阻斷受影響的交通車道。同樣，石英鹵素燈殼體具有二十年的期望壽命并且在它們被替換時總體上是處于良好的狀態(tài)。丟棄這些燈具殼體是重大的資源浪費，更不必說是不良的生態(tài)學實踐。盡管如上所述，被用來替換石英鹵素燈的現(xiàn)有的LED也有其自身的問題，這在于特別是在夏季期間，這些石英鹵素燈會由于過熱而易于失效。本發(fā)明的一個目的是提供一種LED顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)可以克服或改善以上問題或者該系統(tǒng)將至少提供一個有用的替代物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在此提供了一種LED顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)包括一個板,該板具有一個陣列的LED ；用于選擇性地對提供到該板的功率進行改變的裝置；以及檢測裝置，該檢測裝置被適配以便啟用或解除啟用這些LED中的一個或多個。在一個優(yōu)選的實施方案中，該板是其上安裝了這些LED的一個印 刷電路板。該功率改變裝置可以包括一個或多個驅(qū)動電路，該一個或多個驅(qū)動電路被適配以便由一個微處理器來控制或者被結(jié)合在其中。該功率改變裝置可以被適配為在一個恒定的電流上運行。該功率改變裝置優(yōu)選被適配以便準許不同尺寸的一個或多個板。每個驅(qū)動電路優(yōu)選能夠在一個預定的時間上改變這些LED的亮度或者在如所希望的一個預定的時間段上改變這些LED的亮度。舉例來說，該驅(qū)動電路可以能夠根據(jù)一個階梯輪廓使這些LED逐漸變暗。優(yōu)選的是，如果這些LED中的一個或多個已經(jīng)失效，則該驅(qū)動電路可以有能力使這些LED中的其余部分以一個希望的亮度水平保持啟用。更優(yōu)選的是，當這些LED中多于一個預定百分比的部分已經(jīng)失效時，該驅(qū)動電路被適配以便使這些LED中的其余部分解除啟用。甚至更優(yōu)選的是，該預定百分比為百分之20。該驅(qū)動電路可以被適配以便使得這些LED在可變的時間長度上閃亮。在一個優(yōu)選實施方案中，該檢測裝置可以是與該微處理器通信。該檢測裝置可以包括一個按鈕或者該檢測裝置可以被連接到其上，當該按鈕被啟用時它被適配以便使得這些LED —個預定的時間段上閃亮。任選的是，該檢測裝置包括以下各項中的一個或多個，它們是一個熱量檢測設備；一個運動檢測設備或聲音檢測設備。舉例來說，該運動檢測設備可以包括一個絆線(trip wire)，當該絆線被觸發(fā)時它被適配以便啟用一個用于道路使用者的電子顯示板。該微處理器可以是被編程的以便不同的參數(shù)能夠被設定并且能夠被改變來用于啟用和解除啟用該驅(qū)動電路。該微處理器可以是被編程的以便通過控制不止一個驅(qū)動電路來操作多色的多個LED。每個驅(qū)動電路優(yōu)選地是負責用于在一個所選定的板上的這些LED的運行。該LED顯不系統(tǒng)優(yōu)選的是由一個AC或DC電源供電。優(yōu)選的是,該電源是一種印刷電路板(PCB)的散熱的LED驅(qū)動器。任選的是,該LED顯不系統(tǒng)包括一個額外的驅(qū)動電路，該額外的驅(qū)動電路被適配以便控制一個較大的LED板或一個額外的LED板。任選的是，該印刷電路板包括一個雙列直插封裝(DIP)的開關，該開關被適配以便定制用于制特定情況的LED的行為或者以便控制額外的軟件功能。


本發(fā)明可以由一個優(yōu)選的實施方案的以下非限定的說明得到更好地理解，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個LED顯示系統(tǒng)的底面的示意平面圖；圖2是一個電路圖，展示了圖I的LED顯示系統(tǒng)的這些驅(qū)動電路以及微處理器；并且圖3是圖2的一個簡化版本的簡圖。
具體實施例方式參見圖I, 一個LED顯不系統(tǒng)10包括一個板12,該板具有一個陣列的LED (位于板12的另一側(cè)上并且因此是不可見的)以及用于選擇性地對提供到板12的功率進行改變的 裝置。在這個實施方案中，板12是一個其上安裝了這個陣列的LED的印刷電路板。轉(zhuǎn)向圖2和圖3，該功率改變裝置包括被結(jié)合在一個微處理器中的多個驅(qū)動電路。該微處理器是一個控制器卡14的形式，該控制器卡被電連接到板12上(參見圖I)?？刂破骺?4在一個恒定電流上運行并且它能夠準許不同尺寸的板。在本實施方案，每個板被連接到一個控制器卡14上并且由其驅(qū)動。該控制器卡14經(jīng)由多個金屬隔離件而用螺釘擰接到板12上。這種安排既能緊固LED板12又能對其供電而又將實際部件的數(shù)目保持在最小。
控制器卡14包括一個帶有驅(qū)動電路的微芯片16，它能夠執(zhí)行不同的主要功能。該驅(qū)動電路能夠?qū)哂袃蓚€不同尺寸的，即直徑200mm和300mm的板供電。該功率輸出被增加而用于較大尺寸的板。本發(fā)明的LED顯示系統(tǒng)還包括一個用于啟用或解除啟用這些LED的檢測裝置。在本實施方案中，該檢測裝置是一個按鈕(未示出)的形式，該按鈕與微處理器通信。當被行人啟用時，該按鈕發(fā)送一個信號到該驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路使得這些LED在一個預定的時間段上閃亮?？梢钥紤]的是代替按鈕或除按鈕之外，該檢測裝置可以包括以下各項中的一個或多個，它們是一個熱量檢測設備；一個運動檢測設備或聲音檢測設備。舉例來說，一個運動檢測設備可以包括一個使用觸發(fā)輸入20的絆線，該絆線被定位在與一組交通信號燈相距某一距離處。通過這樣一種安排，接近該組交通信號燈的車輛將觸發(fā)該絆線，這將發(fā)送一個電信號給該驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路將進而啟用一個電子顯示板，該顯示板被提供以便為車輛駕駛員產(chǎn)生一個可視的信號。該可視信號可以是一個限速標志或是一個指示前方 發(fā)生事故的告警標志。該微處理器包括一種可編程的觸發(fā)輸入20。該輸入20有待由一個外部觸發(fā)器(如以上說明的按鈕)產(chǎn)生，并且它被編程為發(fā)送一個電信號給微芯片16以便啟用或調(diào)節(jié)這些LED的亮度。該微處理器還能夠?qū)υ擈?qū)動電路進行控制以便使得這些LED在可變的時間長度上閃亮。這是有益的在于為寬且長的道路通常希望的是使得這些標志能夠閃亮一個較長的時間段以便致使這些標志更能引起道路使用者的注意。該LED顯示系統(tǒng)10由一個電源18供電，該電源能夠如所希望的產(chǎn)生交流電流和直流電流(AC或DC)中的任一個。電源18是一個印刷電路板(PCB)，該電路板是散熱器冷卻的以便在將熱量消散和分散從而減少這些LED過熱的可能性上是有效的。該LED顯示系統(tǒng)10能夠準許帶有一個5至28V的AC電源或12V的DC電源。這允許交通信號燈由一個供應常規(guī)240V AC的變壓器、一個電池或太陽能電池板來供電。這在提供一個具有增強的多功能性和可移植性的交通管理系統(tǒng)方面是有利的。在這個實施方案中，一個印刷電路板(PCB)的散熱的LED驅(qū)動器22是由微芯片16來控制的并且它還被電連接到電源18上。散熱器被提供和設計為有效地消散熱量以便減小這些LED過熱的可能性。在此提供了散熱的LED驅(qū)動器22以便將額外的功率提供至板12。該微處理器還包括一個輸出區(qū)段連接24，該連接由微芯片16控制以便對提供到用于三種顏色即(紅、黃和綠)中的一個顏色所選或指定的驅(qū)動電路上的功率進行控制。這些微處器被編程為通過對三個驅(qū)動電路進行控制來運行多色的LED，這些驅(qū)動電路各自負責操作在一個所選定的板上負責顯示一個所選定的顏色的這些LED。此外，該微處理器具有與LED驅(qū)動器22通信的一個額外的驅(qū)動器26。該額外的驅(qū)動器26被提供用來對以上說明的較大的300mm的板或一個額外的LED板進行控制。該額外的LED板可以被定制用于顯示例如用于騎自行車者的標志或限速標志。任選的是，該微處理器包括一個按鈕28，該按鈕被設計為無論何時按鈕被按下它就獲悉一個新電壓并產(chǎn)生用于微芯片16對這些LED亮度進行調(diào)節(jié)的一個信號。該微處理器被編程為在一個預定的時間改變這些LED的亮度或者如令人希望的在預定時間段上改變其亮度。舉例來說，該驅(qū)動電路能夠根據(jù)一種階梯輪廓來逐漸地使這些LED變暗。當這些LED中的一個或多個已經(jīng)失效時，該驅(qū)動電路使這些LED中的其余部分以所希望的亮度水平保持啟用。另外，當這些LED中的多于一個預定百分比的部分已經(jīng)失效時，該驅(qū)動電路被編程來將這些LED中的剩余部分解除啟用。除以上之外，該微處理器可以被遠程編程以便使得不同的參數(shù)能夠被設定并且被改變而用于該驅(qū)動電路的啟用和解除啟用。該微處理器具有一個被電連接到微芯片16上的雙列直插封裝(DIP)的開關30。該DIP開關30被設計以便定制該LED的行為用于多種特定的情形或者它被設計用來控制額外的軟件功能。
應該認識到，本發(fā)明的LED顯示系統(tǒng)能夠被改裝進入一個現(xiàn)有的交通信號燈具殼體中以便替換鹵素球狀燈泡?，F(xiàn)在已經(jīng)在某些細節(jié)上詳細說明了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，對于本領域普通技術人員應該清楚的是該LED顯示系統(tǒng)可以提供至少以下優(yōu)點I.它消除了對于大量實際部件的需要，由此增強了可靠性并減少了能量損失；2.它能夠驅(qū)動不同尺寸的板并且因此減少了生產(chǎn)和組裝的費用而增加了多功能性；3.它使得交通信號燈的色燈顯示能夠被軟件驅(qū)動，從而允許相對于功能性和可操作性的更大的靈活性；4.它基本上減小了由于過熱而引起的LED失效的可能性；并且5.它是可改裝到一個現(xiàn)有的交通信號燈燈具上以便替換鹵素球狀燈泡。本領域的普通技術人員應該認識到，在此說明的本發(fā)明除了那些特別說明之外是可以變化和修改的。所有這類變化和修改都被認為是在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)，其實質(zhì)是由以上說明所確定的。工業(yè)實用件本發(fā)明的LED顯示系統(tǒng)是可工業(yè)應用的，這是在于它是可改裝到一個現(xiàn)有的交通信號燈燈具上從而使得一個交通信號燈的色燈顯示能夠被軟件驅(qū)動，從而允許了相對于功能性和可操作性的更大的靈活性。它還基本上減小了由于過熱而引起的LED失效的可能性。此外，它能夠驅(qū)動不同尺寸的板而消除了對于大量實際部件的需要。
權利要求
1.一種LED顯不系統(tǒng)，包括 一個板，該板具有一個陣列的LED ； 用于選擇性地對提供到該板的功率進行改變的裝置；以及 檢測裝置，該檢測裝置被適配以便啟用或解除啟用這些LED中的一個或多個。
2.如權利要求I所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該板是一個印刷電路板，在該印刷電路板上安裝了這些LED。
3.如權利要求I或2中任一項所述的LED顯示系統(tǒng),其中該功率改變裝置包括一個或多個驅(qū)動電路，該一個或多個驅(qū)動電路被適配以便由一個微處理器來控制或者被結(jié)合在其中。
4.如以上權利要求中任何一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該功率改變裝置被適配以便在一個恒定電流上運行。
5.如以上權利要求中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該功率改變裝置被適配以便準許不同尺寸的一個或多個板。
6.如權利要求3至5中任何一項所述的LED顯不系統(tǒng),其中每個驅(qū)動電路能夠在一個預定的時間上改變這些LED的亮度或者在如所希望的一個預定的時間段上改變這些LED的亮度。
7.如權利要求3至6中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該驅(qū)動電路能夠根據(jù)一個階梯輪廓使這些LED逐漸變暗。
8.如權利要求3至7中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中當這些LED中的一個或多個失效時，該驅(qū)動電路能夠使這些LED中的其余部分以一個希望的亮度水平保持啟用。
9.如權利要求3至8中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中當這些LED中多于一個預定百分比的部分失效時，該驅(qū)動電路被適配以便使這些LED中的其余部分解除啟用。
10.如權利要求9所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該預定百分比大致為百分之20。
11.如權利要求3至10中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該驅(qū)動電路被適配以便使得這些LED在可變的時間長度上閃亮。
12.如權利要求3至11中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該檢測裝置是與該微處理器通信。
13.如以上權利要求中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該檢測裝置包括一個按鈕或者該檢測裝置被連接到其上，當該按鈕被啟用時它被適配以便使得這些LED在一個預定的時間段上閃亮。
14.如以上權利要求中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該檢測裝置包括以下各項中的一個或多個，它們是一個熱量檢測設備；一個運動檢測設備或聲音檢測設備。
15.如權利要求14所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該運動檢測設備包括一個絆線，當該絆線被觸發(fā)時它被適配以便啟用一個用于道路使用者的電子顯示板。
16.如權利要求3至15中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該微處理器是可編程的以便不同的多個參數(shù)能夠被設定并且能夠被改變來用于啟用和解除啟用該驅(qū)動電路。
17.如權利要求3至16中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該微處理器是可編程的以便通過控制不止一個驅(qū)動電路來操作多色的多個LED。
18.如權利要求3至17中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中每一個驅(qū)動電路是負責在一個所選定的板上的這些LED的運行。
19.如權利要求3至18中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該LED顯示系統(tǒng)包括一個額外的驅(qū)動電路，該額外的驅(qū)動電路被適配以便控制一個較大的LED板或一個額外的LED板。
20.如以上權利要求中任一項所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該LED顯示系統(tǒng)是由一個交流(AC)或直流(DC)電源供電。
21.如權利要求20所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該電源是一種印刷電路板(PCB)的散熱的LED驅(qū)動器。
22.如權利要求21所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該印刷電路板包括一個雙列直插封裝的(DIP)開關，該開關被適配以便定制該LED行為的。
23.一種如在此通過參見這些附圖中的任一個來說明的LED顯示系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED顯示系統(tǒng)(10)，該顯示系統(tǒng)包括一個板(12)和檢測裝置(20)。該LED顯示系統(tǒng)(10)還包括用于選擇性地對提供到該板(12)的功率進行改變的裝置(14)。該板(12)具有一個陣列的LED。該檢測裝置(20)被適配以便啟用或解除啟用這些LED中的一個或多個。
文檔編號H05B33/08GK102640565SQ201080050294
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權日2009年9月16日
發(fā)明者邁克爾·斯科·昌·曾 申請人:電子研究私人有限公司