CN101650899A - Led单元板和led显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED单元板和LED显示装置，所述LED单元板包括一PCB板，PCB板上设置电源线、信号线和至少一安装位；安装位设置为双适配管脚接口，用于固定适配连接至少两个第一集成电路控制芯片，或用于固定适配连接至少一个第二集成电路控制芯片；所述双适配管脚接口包括电源线管脚接口、信号线管脚接口、以及各LED发光二极管的控制线路管脚接口；所述第二集成电路控制芯片还设置有至少一FPGA功能模块。至少两LED单元板组成所述LED显示装置。本发明在更换控制单元时，无需更换PCB板，重新布线，即可实现多种不同功能的显示要求，节约材料，本发明产品无需打样即可现货供应，满足需求。

Description

LED单元板和LED显示装置

技术领域

本发明涉及一种LED照明装置，特别涉及一种LED单元板，采用该LED单元板的LED显示装置。

背景技术

现阶段，各种电子产品中电路板的设计已经变得尤为重要。电路板上，通常含有电源接口、信号输入接口及信号输出接口，并且会连接有各种电子器件，例如连接有电阻、电容、电感线圈、电源芯片、驱动芯片、输入控制芯片、输出控制芯片，逻辑控制芯片等等，以实现电路板不同的功能。目前，如何更优化芯片间的连线，及如何更加节省电路板的面积，是在电路板设计时需要重点考虑的。

目前，电路板设计的过程中通常根据已确定元件及功能的需要，考虑预留焊盘的位置，如果电路板制作完成后，想要实现其他功能或芯片连接，只能重新更换电路板。这样就会造成成本的巨大浪费。

并且，现阶段，各种显示装置，尤其显示屏的制作一般都需要经过打样，经客户确认后才能量产，一般的打样周期都需要比较长的，从打样到成品需要的时间也非常长。并且一个显示屏的制作因其生产工艺以及其组成不同，需要不同的生产厂家生产，因此，各组成部分的兼容性也成为该显示屏的显示效果的一大难题。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在同一PCB板上能实现多种不同功能的LED单元板，和通过采用该LED单元板快速实现不同显示效果的LED显示装置。

本发明的技术方案如下：一种LED单元板，其中，包括一PCB板，所述PCB板上设置电源线、信号线和至少一安装位；所述安装位设置为双适配管脚接口，用于固定适配连接至少两个第一集成电路控制芯片，或用于固定适配连接至少一个第二集成电路控制芯片；所述双适配管脚接口包括电源线管脚接口、信号线管脚接口、以及各LED发光二极管的控制线路管脚接口；所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片设置一控制模块，用于分别控制各LED发光二极管；并且，所述第二集成电路控制芯片还设置有至少一FPGA功能模块。

所述的LED单元板，其中，所述双适配管脚接口还包括至少一功能线路管脚接口；所述功能线路至少为以下线路其中之一：级联报错功能线路、在线检测功能线路、逐点调整功能线路、逐列翻转功能线路、故障报告功能线路和黑屏保护功能线路。

所述的LED单元板，其中，所述双适配管脚接口设置为两排平行管脚接口。

所述的LED单元板，其中，任意两线路管脚接口之间的间距设为一距离集合的其中一项，所述距离集合是一固定值的1倍至N倍所组成的集合，N为大于1的任一自然数。

所述的LED单元板，其中，任意两相邻线路管脚接口之间的间距设置为相等，并且，各线路平行排布。

所述的LED单元板，其中，所述第二集成电路控制芯片设置至少以下功能模块其中之一：级联报错功能模块、在线检测功能模块、逐点调整功能模块、逐列翻转功能模块、故障报告功能模块和黑屏保护功能模块；并且，对应于设置的每一功能模块，所述双适配管脚接口设置对应的功能线路管脚接口。

所述的LED单元板，其中，各LED发光二极管的控制线路管脚接口，包括至少一红色LED发光二极管、至少一绿色LED发光二极管和至少一蓝色LED发光二极管的控制线路管脚接口。

所述的LED单元板，其中，还包括一适配安装所述PCB板的模具，所述模具设置至少一用于安装所述PCB板的安装位，并且，在对于所述PCB板上各凸起部件的位置，对应设置有安装空位。

一种LED显示装置，其中，包括至少两LED单元板，所述LED单元板为上述任一所述的LED单元板，各LED单元板相互固定，并且，相互电连接和信号连接。

所述的LED显示装置，其中，各LED单元板的形状和大小相同，并且，各LED单元板之间的排布方式相同。

采用上述方案，本发明通过在LED单元板的PCB板上，设置可安装不同功能的集成电路控制芯片的安装位，使在同一PCB板上，可以实现不同功能的显示要求，无需重新更换PCB板，重新布线等，节约材料，因此，本发明中的LED单元板和采用该LED单元板的LED显示装置等产品，无需打样即可实现现货供应，满足需求。

附图说明

图1是本发明中LED单元板实施方式一的示意图；

图2是本发明中LED单元板实施方式二的示意图；

图3是本发明中LED显示装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种LED单元板，所述LED单元板包括一PCB板101，所述PCB板101上至少设置电源线、信号线和至少一安装位。

所述PCB板101上，还可以根据实际需要设置其他电子元器件，例如，设置若干电阻组合，以防止某元器件电流过大而烧坏，或设置电容等；所述电源线，用于为PCB板101上的电子元器件提供电压来源；并且，还可以设置地线，用于将PCB板101产生的多余电流或强电势导入大地，另外，地线还可以根据实际需要设置多条，以防止多余电流或强电势对人体造成伤害。

在所述PCB板101上还设置至少一组LED发光二极管，各LED发光二极管用于显示图形、文字、字母、动画等；所述信号线，用于传递LED控制信号，并通过所述LED控制信号来使各LED发光二极管按照要求工作。

所述安装位设置为双适配管脚接口104，所述双适配管脚接口104可以用于固定适配连接两个或两个以上的第一集成电路控制芯片103，或用于固定适配连接一个或一个以上的第二集成电路控制芯片102。

对应于所述电源线和所述信号线，所述双适配管脚接口104设置有电源线管脚接口和信号线管脚接口，例如，设置电源线的输入管脚接口和输出管脚接口、地线输出管脚接口、信号线的输入管脚接口和输出管脚接口；并且，所述双适配管脚接口，还设置有各LED发光二极管的控制线路管脚接口。

所述电源管脚接口，用于接通两个所述第一集成电路控制芯片103或者一个所述第二集成电路控制芯片102与所述电源线路之间的电连接，使所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片具有电压来源；所述信号线管脚接口，用于将所述信号线路传递的LED控制信号，输入给两个所述第一集成电路控制芯片103或一个第二集成电路控制芯片102，由两个所述第一集成电路控制芯片103或一个所述第二集成电路控制芯片102，根据所述LED控制信号，并且，通过各LED发光二极管的控制管脚接口，来控制各LED发光二极管，使各LED发光二极管实现显示文字、图形、字母、动画等效果。

所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片为两种具有不同控制效果的集成电路控制芯片；例如，所述第一集成电路控制芯片为市面上的通用集成电路控制芯片，在一PCB板上，需要两个所述通用集成电路控制芯片同时使用，才能用于控制各LED发光二极管；所述第二集成电路控制芯片可以为专用集成电路控制芯片，仅用一所述第二集成电路控制芯片，即可独立用于控制各LED发光二极管。

并且，在安装所述第一集成电路控制芯片103和所述第二集成电路控制芯片102可以完全重叠设置，也可以部分重叠设置；所述重叠，可以仅仅是物理位置的重叠，管脚互不重合，即，所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片不共用任一管脚接口；更好的是，所述重叠，不仅仅是物理位置的重叠，还共用若干管脚接口，或者共用全部管脚接口。例如，所述第一集成电路控制芯片103和所述第二集成电路控制芯片102，可以不共用所述双适配管脚接口，也可以部分共用所述双适配管脚接口。

例如，所述第一集成电路控制芯片103可以与所述双适配管脚接口的所有管脚接口相固定连接，如电源线管脚接口、信号线管脚接口等等，也可以与所述双适配管脚接口的部分管脚接口相连接。同理，所述第二集成电路控制芯片102可以与所述双适配管脚接口的所有管脚接口相固定连接；或者，与所述双适配管脚接口的部分管脚接口相固定连接。

并且，所述第二集成电路控制芯片还设置有至少一FPGA(Field-Programmable Gate Array)功能模块。FPGA是英文Field-ProgrammableGate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分

通过设置FPGA功能模块，将所述第二集成电路控制芯片的，数字逻辑电路与模拟电路分开设置，一个第二集成电路控制芯片可以支持多片恒流驱动，改变了通用集成电路控制芯片中，数字逻辑电路与模拟电路一体设置的结构；使第二集成电路控制芯片相对于第一集成电路芯片，具有更高的灰度等级，使由各LED发光二极管组成的LED显示装置，具有高清或标清的显示效果；并且，具有高达四倍高扫描频率，使所述LED显示装置显示更加流畅，在拍摄不容易产生扫描线，FPGA功能模块还能实现调光调色能力，即调节各LED发光二极管的亮度，或通过亮度来调节所述LED显示装置的发光色域。

由于所述双适配管脚接口具有双适配性，不仅可以适配两个市面上的通用集成电路控制芯片，即两个所述第一集成电路控制芯片；并还可以适配一个专用集成电路控制芯片，即一个所述第二集成电路控制芯片；无需更换PCB板，即可实现不同集成电路控制芯片的功能，节约资源，并且，本实施例PCB板具有很强的兼容性，无需根据控制效果打样，节省大量时间，可以现货供应。

实施例2

在上述各例的基础上，所述双适配管脚接口还包括至少一功能线路接口；如，所述功能线路至少为以下线路其中之一：级联报错功能线路，即通过该线路与个人电脑连接，可发现判断级联的各集成电路控制控制芯片是否发生故障；在线检测功能线路，即通过在线检测功能电路，可以在线检测各LED发光二极管是否发生故障；逐点调整功能线路，即通过线路可以实现调整各LED发光二极管的亮度，使显示均一化；逐列翻转功能线路，即通过逐列翻转的方式实现各LED发光二极管的点亮，使点亮时间缩短；故障报告功能线路，通过该线路还报告发生的故障；以及黑屏保护功能线路，使LED显示装置在长期使用中，实现自我保护功能。

并且，可以在所述第二集成电路控制芯片设置至少以下功能模块其中之一：级联报错功能模块、在线检测功能模块、逐点调整功能模块、逐列翻转功能模块、故障报告功能模块和黑屏保护功能模块；并且，对应于设置的每一功能模块，所述双适配管脚接口设置对应的功能线路接口。

例如，可以在所述第二集成电路控制芯片中，设置逐点调整功能模块，则所述双适配管脚接口则至少设置一逐点调整功能管脚接口，使所述安装位在安装适配第二集成电路控制芯片时，可以实现所述第二集成电路控制芯片的逐点调整功能；同时，所述双适配管脚接口还可以设置其他功能模块管脚接口，如，在线检测管脚接口、黑屏保护功能管脚接口等，只要所述第二集成电路控制芯片中设置的功能模块，能通过其对应的功能线路管脚接口来实现其功能即可。

实施例3

在上述各例的基础上，所述双适配管脚接口可以设置为两排平行管脚接口，各管脚接口分别与所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片相对应，即所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片的管脚均设置为两排平行的管脚。或者，第一集成电路控制芯片的管脚排列也可以为三角形、正方形、长方形、菱形、圆形或其他形状，第二集成电路控制芯片的管脚排列为对应两个上述第一集成电路控制芯片的管脚排列形状，所述双适配管脚接口还可以设置为与上述管脚排列形状相符合的双适配管脚接口。例如，所述第一集成电路控制芯片的管脚排列为三角形，两个第一集成电路控制芯片的管脚排列为一近似菱形，第二集成电路控制芯片的管脚排列为与上述近似菱形相对应的菱形，所述双适配管脚接口也为上述近似菱形。

对于所述双适配管脚接口的同一列的相邻管脚接口，将其间距设为一距离集合的其中一项，所述距离集合是一固定值的1倍至N倍所组成的集合，N为大于1的任一自然数；即两排平行管脚接口中，同一列的相邻管脚接口，间距可以相等也可以不等，间距可以为一固定值的1倍、2倍、3倍甚至更多倍。

更具体地说，同一管脚接口之间的间隔可以相等，也可以不等，但是总是一个标准值的倍数，例如，固定值为1个管脚接口的标准焊盘间距，某一集成电路控制芯片中，管脚1和管脚2之间距离为1倍固定值，管脚2和管脚3之间距离为3倍固定值，管脚3和管脚4之间距离为2倍固定值，管脚4和管脚5之间距离为2倍固定值，管脚5和管脚6之间距离为5倍固定值，以此类推。这样可以实现灵活的共用一个焊点、一处连接位、或一个元件，例如，共用一个电阻或电容。

最优选地，任意两相邻线路管脚接口之间的间距设置为相等，即为某一固定值，并且，各线路为平行排布，这样可以使各管脚接口排布简单、并且，布线合理，相互不容易造成干扰。

实施例4

在上述各例基础，所述双适配管脚接口，还包括至少一红色LED发光二极管、至少一绿色LED发光二极管和至少一蓝色LED发光二极管的控制线路管脚接口。

例如，所述双适配管脚接口设置一个或多个红色LED发光二极管的控制线路管脚接口、一个或多个绿色LED发光二极管的控制线路管脚接口和一个或多个蓝色LED发光二极管的控制线路管脚接口，并且，各控制线路管脚接口的比例设为1∶1∶1；或者，所述双适配管脚接口设置一个或多个红色LED发光二极管的控制线路管脚接口、一个或多个绿色LED发光二极管的控制线路管脚接口和一个或多个蓝色LED发光二极管的控制线路管脚接口，并且，各控制线路管脚接口的比例设为2∶1∶1；由于红色LED发光二极管的发光效率相对比较低，因此，将各控制线路管脚接口的比例设为2∶1∶1，可以提高红色LED发光二极管的发光比例，由各色LED发光二极管组成的LED显示装置显示效果更好。

实施例5

如图2所示，在上述各例基础上，本实施例中，所述LED单元板还包括一模具201，所述模具201是与上述各例中的各PCB板101相适配的模具，用于安装上述各例中的各PCB板101，

所述模具201设置至少一安装位，所述安装位用于安装以上各例所述的PCB板101，所述安装位与所述PCB板101上设置的定位单元一一对应，通过所述定位单元与所述安装位相配合，实现将所述PCB板固定在所述模具上，所述模具对所述PCB板起到防水、防尘、防触电等保护作用。例如，安装位可以为一特定位置、与固定所述PCB板的固定螺钉对应，或，安装位为卡槽，与所述PCB板上的卡扣相适配，或所述安装位为螺公，与所述PCB板上的螺母相适配。

并且，所述模具201在对于所述PCB板101上各凸起部件的位置，对应设置有安装空位，例如，所述PCB板上一般凸起部件为各LED发光二极管，即所述模具在与各LED发光二极管相对应的位置上，设置与各LED发光二极管对应数量的安装空位，所述安装空位用于安装各LED发光二极管，例如，安装空位为一大小与LED发光二极管一致的安装孔，所述安装孔使各LED发光二极管可以伸出所述模具外，用于显示各图形、文字、字母和动画等。

实施例6

如图3所示，在上述各例的基础上，本实施例提供了一种LED显示装置，所述LED显示装置包括两个或两个以上的LED单元板，每一LED单元板包括PCB板101，适配安装所述PCB板的一模具201，设置在所述PCB板上的至少一组LED发光二极管、电源线、信号线、地线、至少一安装位和固定在所述安装位的至少一控制单元。

各组LED发光二极管包括至少一LED发光二极管，各LED发光二极可以为红色、绿色或蓝色LED发光二极管，各LED发光二极管用于显示图形、文字、字母、动画等；所述信号线，用于传递LED控制信号，并通过所述LED控制信号来使各LED发光二极管按照要求工作。

所述PCB板为上述各例中任一所述的PCB板，并且所述模具也为上述各例中所述的模具，用于适配安装所述PCB板。

所述控制单元，可以为两个所述第一集成电路控制芯片，也可以为一个第二集成电路控制芯片，用于分别控制设置在所述PCB板上的各LED发光二极管。

并且，各LED单元板的形状和大小相同，例如，可以为三角形、四边形、五边形、六边形、圆形、椭圆形、星星形等。

并且，各LED单元板之间的排布方式相同，即组成LED单元板的各LED单元的排布方式可以设置为相同，例如，在每一LED单元内，均设置1红色LED发光二极管、1绿色LED发光二极管和1蓝色LED发光二极管，并且，各LED发光二极管均呈三角形排布；或者，在每一LED单元内，均设置2红色LED发光二极管、1绿色LED发光二极管和1蓝色LED发光二极管，并且，各LED发光二极管均呈四边形排布。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种LED单元板，其特征在于，包括一PCB板，所述PCB板上设置电源线、信号线和至少一安装位；

所述安装位设置为双适配管脚接口，用于固定适配连接至少两个第一集成电路控制芯片，或用于固定适配连接至少一个第二集成电路控制芯片；

所述双适配管脚接口包括电源线管脚接口、信号线管脚接口、以及各LED发光二极管的控制线路管脚接口；

所述第一集成电路控制芯片和所述第二集成电路控制芯片设置一控制模块，用于分别控制各LED发光二极管；

并且，所述第二集成电路控制芯片还设置有至少一FPGA功能模块。

2、根据权利要求1所述的LED单元板，其特征在于，所述双适配管脚接口还包括至少一功能线路管脚接口；所述功能线路至少为以下线路其中之一：级联报错功能线路、在线检测功能线路、逐点调整功能线路、逐列翻转功能线路、故障报告功能线路和黑屏保护功能线路。

3、根据权利要求1所述的LED单元板，其特征在于，所述双适配管脚接口设置为两排平行管脚接口。

4、根据权利要求1所述的LED单元板，其特征在于，任意两线路管脚接口之间的间距设为一距离集合的其中一项，所述距离集合是一固定值的1倍至N倍所组成的集合，N为大于1的任一自然数。

5、根据权利要求4所述的LED单元板，其特征在于，任意两相邻线路管脚接口之间的间距设置为相等，并且，各线路平行排布。

6、根据权利要求1所述的LED单元板，其特征在于，所述第二集成电路控制芯片设置至少以下功能模块其中之一：级联报错功能模块、在线检测功能模块、逐点调整功能模块、逐列翻转功能模块、故障报告功能模块和黑屏保护功能模块；并且，对应于设置的每一功能模块，所述双适配管脚接口设置对应的功能线路管脚接口。

7、根据权利要求1所述的LED单元板，其特征在于，各LED发光二极管的控制线路管脚接口，包括至少一红色LED发光二极管、至少一绿色LED发光二极管和至少一蓝色LED发光二极管的控制线路管脚接口。

8、根据权利要求1至7任一所述的LED单元板，其特征在于，还包括一适配安装所述PCB板的模具，所述模具设置至少一用于安装所述PCB板的安装位，并且，在对于所述PCB板上各凸起部件的位置，对应设置有安装空位。

9、一种LED显示装置，其特征在于，包括至少两LED单元板，所述LED单元板为权利要求1至8任一所述的LED单元板，各LED单元板相互固定，并且，相互电连接和信号连接。

10、根据权利要求9所述的LED显示装置，其特征在于，各LED单元板的形状和大小相同，并且，各LED单元板之间的排布方式相同。

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