CN101330788B - 一种集成双向冗余控制装置的led发光元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成双向冗余控制装置的LED发光元件，所述LED发光元件包括：双向冗余控制装置和LED芯片，将所述双向冗余控制装置、LED芯片及封装主体整体封装，制成含有电源线引脚、地线引脚和至少两个信号输入引脚的集成双向冗余控制装置的LED发光元件，所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件的引脚至少部分嵌入封装主体中。采用本发明所述的LED发光元件，其PCB布板结构简化、成本降低、使用更加方便。

Description

一种集成双向冗余控制装置的LED发光元件

技术领域

本发明属于LED发光元件技术领域，特别涉及一种集成双向冗余控制装置的LED发光元件。

背景技术

发光二极管的英文是Light Emitting Diode(LED)，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体材料就会发光，光的强弱与电流大小有关。多年来，LED一直在平板显示领域扮演着重要的角色，并且依靠其独特的高亮度、高强度、长寿命、可拼接使用、方便灵活等优点，使得它在大面积室内外显示，特别在体育，广告，金融、展览、交通等领域的应用相当广泛。

现阶段，LED灯的安装方式是一个或多个LED灯与一个或多个驱动电路分别进行连接，然后再去与控制电路进行连接。尤其是含有多个芯片的LED灯，每个芯片的阴极和阳极都需要和控制电路及电源进行连接，并且含有多根信号控制线，而且由于信号线数量较多，某条信号线出现故障，则会严重影响LED灯的控制，出现某LED灯不亮等情况。若需由大量LED灯组成一个平板显示屏，则LED灯的电路将十分复杂，增加了线缆以及灯具外部插件的成本，硬件利用率低，成本巨大，而且相应出现故障的几率也大大提高，如果某处或多处信号线出现故障，则会影响显示屏的整体效果。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足，特别涉及一种集成双向冗余控制装置的LED发光元件。

本发明技术方案如下：

一种集成双向冗余控制装置的LED发光元件，所述LED发光元件包括：

双向冗余控制装置，其包括电源线端、地线端、控制输出端和至少两个信号输入端；

至少一个LED芯片，与所述双向冗余控制装置的控制输出端相连。

将所述双向冗余控制装置、至少一个LED芯片及封装主体整体封装，制成含有电源线引脚、地线引脚和至少两个信号输入引脚的集成双向冗余控制装置的LED发光元件。其中，集成双向冗余控制装置的LED发光元件的引脚至少部分嵌入封装主体中。

所述至少两条信号输入引脚分别接收相同的第一控制信号，并传输给双向冗余控制装置，所述双向冗余控制装置检测至少两个信号输入引脚接收的第一控制信号是否正确，并可根据一个正确的第一控制信号以输出第二控制信号来控制所述至少一个LED芯片。

所述双向冗余控制装置还可包含至少两个信号输出端，则将所述双向冗余控制装置、至少一个LED芯片及封装主体整体封装后，所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件还含有至少两个信号输出引脚；所述至少两个信号输出引脚可与另一个集成双向冗余控制装置的LED发光元件的至少2个信号输入引脚进行连接，实现所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件间的级联。

所述封装主体中还含有散热基板，且所述散热基板与所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件整体封装，所述散热基板为铜制散热基板或铝制散热基板。

所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件中的双向冗余控制装置包括：

至少两个控制装置，与所述信号输入端对应连接，以分别接收所述第一控制信号，每个控制装置根据其接收的第一控制信号输出第二控制信号；

识别模块，检测输入所述至少两个控制装置中的所述第一控制信号是否正确，可将一个正确接收所述第一控制信号的控制装置输出的第二控制信号输出至驱动模块；

至少一个驱动模块，其控制输出端与显示装置相连，接收来自识别模块的第二控制信号，并控制所述的显示装置。

所述识别模块包括：

判断模块，与所述信号输入端连接，并分别接收其上传输的控制信号来判断所述第一控制信号的传输是否正确，并输出判断信号；

选择模块，分别与所述至少两个控制装置及至少一个驱动模块连接，接收所述至少两个控制装置输出的第二控制信号，并根据所述判断信号，将一个正确接收所述第一控制信号的控制装置输出的第二控制信号输出至所述至少一个驱动模块。

所述双向冗余控制装置中的驱动模块之间可进行级联，且每个驱动模块都可含有至少一个以上的控制输出端。

当所述判断模块检测输入每个控制装置中的第一控制信号都是错误时，识别模块控制选择模块禁止向驱动模块输入信号。

所述判断模块是通过预先存储在内的第一控制信号的传输协议来判断输入所述至少两个控制装置中的第一控制信号是否正确。

所述至少一个LED芯片可为LED红色芯片、LED绿色芯片或LED蓝色芯片，或者是它们的任意组合；所述至少一个LED芯片可分成一个或一个以上的LED芯片组，芯片组中LED芯片的连接关系为串联、并联或混联。

本发明的有益效果如下：

1、通过双向冗余控制装置与LED芯片的集成，可以使PCB电路板布板时结构简化，成本降低、减小PCB电路板的大小，增强了控制的灵活性。

2、采用集成有双向冗余控制装置的LED发光元件，可以使一个LED发光元件显示红、绿、蓝等多种颜色，而且电路连接相对简易。

3、采用集成有双向冗余控制装置的LED发光元件，大大降低了LED发光元件的故障率，增强了其显示的可靠性。

4、由于将双向冗余控制装置与LED芯片整体进行了封装，双向冗余控制装置所散发出来的热量可直接从LED芯片的散热装置中散热，减少了双向冗余控制装置散热的散热装置，降低了成本。

附图说明

图1为本申请实施例1的示意图；

图2为本申请实施例2的示意图；

图3为本申请实施例3的示意图；

图4为本申请实施例4的示意图；

图5为本申请实施例双向冗余控制装置的示意图；

图6为本申请实施例双向冗余控制装置的另一种示意图。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。

实施例1

参照附图图1，图5，本实施例中采用一颗红色LED芯片105，与双向冗余控制装置107的控制输出端106进行连接；且该LED芯片105的阳极端与双向冗余控制装置107的电源线端110相连，其阴极端与控制输出端106连接，然后采用环氧树脂进行封装，制成集成双向冗余控制装置的LED发光元件100。此外，封装主体中还有安装有铝制基板，同时为红色LED芯片105和双向冗余控制装置107进行散热，热量通过集成双向冗余控制装置的LED发光元件100的引脚散出。

所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件100含有一个电源线引脚103、一个地线引脚104，2根信号输入引脚1011和1012。用户界面102与处理装置101连接，该LED发光元件100的2根信号输入引脚1011和1012与处理装置101连接。

其中双向冗余控制装置107包括一个控制装置201、另一个控制装置204、一个驱动电路205和识别模块200。所述识别模块200包含判断模块202和选择模块203。

本实施例中，系统操作时，管理员通过操作用户界面102，从而控制处理装置101从信号输入端1011和信号输入端1012输出第一控制信号。通过地址配置和数据传输协议(如DMX协议)，从而将第一控制信号流中的数据分配给控制装置201和控制装置204。

识别模块200中的判断模块202对该2个第一控制信号流进行匹配检测，具体来说，该判断模块预存该第一控制信号流的传输协议规则或算法，通过该传输协议规则检测该2个第一控制信号流是否符合该传输协议，若相同则，传输正确，若不同，则传输不正确。

该判断模块进行匹配检测后，输出判断信号给选择模块203，选择模块203根据判断信号，将一个正确的第一控制信号的控制输出端输出第二控制信号给驱动模块205，进而控制红色LED芯片105。

在本实施例中，不论信号输入端1011和1012任一出现故障，都不会影响该LED发光元件100的正常工作。

实施例2

参照附图图2和图6，本实施例中采用一颗红色LED芯片和一颗蓝色LED芯片串接组成一个LED芯片组105，蓝色LED芯片的阳极端与双向冗余控制装置107的电源线相连，红色LED芯片的阴极端与控制输出端106连接，然后采用环氧树脂进行封装，制成集成双向冗余控制装置的LED发光元件100。

所述LED发光元件100含有一个电源线引脚103、一个地线引脚104，2个信号输入引脚1011和1012，2个信号输出引脚1013和1014。用户界面102与处理装置101连接，该LED发光元件的2个信号输入引脚1011和1012与处理装置101连接；另外，通过2个信号输出引脚1013和1014可与另一个LED发光元件100进行级联。

本实施例其余原理与第1实施例相同，在此不再赘述。

实施例3

参照附图图3和图5，本实施例中

四颗红色LED芯片两两并联再串行连接在一起，组成一个红色LED芯片组105′与双向冗余控制装置107的一个控制输出端106′连接，同理，还有一个蓝色LED芯片组105″与一个绿色LED芯片组105″′分别与另外2个控制输出端106″和106″′相连。

本实施例其余原理与第1实施例相同，在此不再赘述。

实施例4

参照附图图4和图5，本实施例与实施例1不同之处在于：一个红色LED芯片组105″′的阳极端与双向冗余控制装置107的控制输出端106″′连接；两个串联的蓝色LED芯片组成一个蓝色LED芯片组105″，它的阳极端与双向冗余控制装置107的控制输出端106″连接，一个绿色LED芯片105′的阳极端与双向冗余控制装置107的控制输出端106′连接，所述一个红色LED芯片组105″′、一个蓝色LED芯片组105″和一个绿色LED芯片105′的阴极端分别和双向冗余控制装置107的地线104相连。

本实施例其余原理与第1实施例相同，在此不再赘述。

通过以上实施例对本发明进行了进一步揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各元件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (12)

1.一种集成双向冗余控制装置的LED发光元件，其特征在于，所述LED发光元件包括：

双向冗余控制装置，其包括电源线端、地线端、控制输出端和至少两个信号输入端；

至少一个LED芯片，与所述双向冗余控制装置的控制输出端相连；

将所述双向冗余控制装置、至少一个LED芯片及封装主体整体封装，制成含有电源线引脚、地线引脚和至少两个信号输入引脚的集成双向冗余控制装置的LED发光元件；

所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件的引脚至少部分嵌入封装主体中；

所述至少两个信号输入引脚分别接收相同的第一控制信号，并传输给双向冗余控制装置，所述双向冗余控制装置检测至少两个信号输入引脚接收的第一控制信号是否正确，并根据一个正确的第一控制信号以输出第二控制信号来控制所述至少一个LED芯片。

2.根据权利要求1所述的LED发光元件，其特征在于：所述双向冗余控制装置还包含至少两个信号输出端，则将所述双向冗余控制装置、至少一个LED芯片及封装主体整体封装后，所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件还含有至少两个信号输出引脚；

所述信号输出引脚与另一个集成双向冗余控制装置的LED发光元件的信号输入引脚连接，实现所述集成双向冗余控制装置的LED发光元件间的级联。

3.根据权利要求1或2所述的LED发光元件，其特征在于：所述封装主体中还含有散热基板。

4.根据权利要求3所述的LED发光元件，其特征在于：所述散热基板 为铜制散热基板或铝制散热基板。

5.根据权利要求1或2所述的LED发光元件，其特征在于，所述双向冗余控制装置包括：

至少两个控制装置，与所述信号输入端对应连接，以分别接收所述第一控制信号，每个控制装置根据其接收的第一控制信号输出第二控制信号；

识别模块，检测输入所述至少两个控制装置中的所述第一控制信号是否正确，将一个正确接收所述第一控制信号的控制装置输出的第二控制信号输出至驱动模块；

至少一个驱动模块，其控制输出端与LED芯片相连，接收来自识别模块的第二控制信号，并控制所述至少一个LED芯片。

6.根据权利要求5所述的LED发光元件，其特征在于，所述识别模块包括：

判断模块，与所述信号输入端连接，并分别接收其上传输的控制信号来判断所述第一控制信号的传输是否正确，并输出判断信号；

选择模块，分别与所述至少两个控制装置及至少一个驱动模块连接，接收所述至少两个控制装置输出的第二控制信号，并根据所述判断信号，将一个正确接收所述第一控制信号的控制装置输出的第二控制信号输出至所述至少一个驱动模块。

7.根据权利要求5所述的LED发光元件，其特征在于：所述双向冗余控制装置中的驱动模块之间进行级联，且每个驱动模块都含有至少一个以上的控制输出端。

8.根据权利要求6所述的LED发光元件，其特征在于：当所述判断模块检测输入每个控制装置中的第一控制信号都是错误时，识别模块控制选择模块禁止向驱动模块输入信号。

9.根据权利要求6所述的LED发光元件，其特征在于：所述判断模块是通过预先存储在内的第一控制信号的传输协议来判断输入所述至少两个 控制装置中的第一控制信号是否正确。

10.根据权利要求1或2所述的LED发光元件，其特征在于：所述至少一个LED芯片为LED红色芯片、LED绿色芯片或LED蓝色芯片，或者是它们的任意组合。

11.根据权利要求10所述的LED发光元件，其特征在于：所述至少一个LED芯片分成一个或一个以上的LED芯片组。

12.根据权利要求11所述的LED发光元件，其特征在于：所述LED芯片组中LED芯片的连接关系为串联、并联或混联。 

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