CN104978905B - 超低功耗led信息显示屏及led显示模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超低功耗LED信息显示屏，其包括显示模块，所述显示模块包括LED显示模组，LED显示模组包括电路基板和安装在电路基板上的LED灯珠，所述LED灯珠为照明级LED灯珠，所述LED显示模组还包括光学透镜，所述光学透镜罩设在所述LED灯珠上并固定在所述电路基板上。本发明采用照明级LED灯珠代替传统的指示灯级LED灯珠，能有效减少整屏LED灯珠的数量，实现同等发光效率情况下的用电功耗的有效降低；其光学透镜能够放大单颗LED灯珠的显示面积，再通过光学透镜的折射效应，将光线聚集到所需的显示角度范围内，达到传统方案中多颗LED灯珠亮度和显示效果，进一步降低用电功耗。

Description

超低功耗LED信息显示屏及LED显示模组

技术领域

本发明涉及情报板领域，尤其涉及一种可用作高速公路上的情报板的超低功耗LED信息显示屏，同时还相应涉及一种LED显示模组。

背景技术

目前全国多数的高速公路均已按设计规范，沿线布设了各类LED信息显示屏(也即情报板)，包括龙门架情报板、F型情报板、立柱式情报板、隧道内的悬挂式情报板，可变限速标志、可变路径显示屏等。通过LED信息显示屏，可以实行对行驶高速公路的司乘人员的行车安全提示，包括紧急交通安全信息、交通疏导信息、天气预警提示、交通政策宣传等。可以说，通过布设LED信息显示屏，有效提高了高速公路司乘人员的行车安全、提高了高速公路运营管理单位的运营管理水平。

但在实际使用过程中，还存在需市电供电，使用地域有局限的缺点：LED情报板虽然采用了节能的LED技术，但由于LED情报板一般都很大，像龙门架情报板要十米多长，一米多宽，需要成千上万个LED灯珠(一般为指示灯级的LED灯珠)，因此，单个屏的实际功耗还是很高，一般都要好几十千瓦。因此，目前需采用市电供电，且运行成本较高。

而在高速公路重要的垭口、山区路段，大量存在陡坡、急弯。受局部地形小气候影响，又特别容易结冰或路面湿滑。但由于远离城镇，难以架设供电线路。而这些大型情报板耗电较高，很难采用太阳能或风力进行供电。因此造成这些重要路段反而很少能安装情报板进行行车安全提示。

另外，国家“十二五”规划创新性定位是“绿色发展规划”，绿色发展是指将环境保护作为实现可持续发展重要支柱的一种新型发展模式。因此，即使是在能进行市电供电的区域，选用绿色节能产品，实现节能减排，也是今后高速公路建设单位需要考虑的。

因此，当前形势下，如何有效降低高速公路LED信息显示屏功耗、打破地域限制，是摆在高速公路行业相关单位面前的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种超低功耗的LED信息显示屏，以克服现有技术中LED信息显示屏由于功耗过高而带来的各种问题和局限。

本发明提出的一种超低功耗LED信息显示屏，包括显示模块，所述显示模块包括LED显示模组，所述LED显示模组包括电路基板和安装在电路基板上的LED灯珠，所述LED灯珠为照明级LED灯珠；所述LED显示模组还包括光学透镜，所述光学透镜罩设在所述LED灯珠上并固定在所述电路基板上。

优选的，所述LED灯珠贴片式固定在所述电路基板上。

优选的，所述LED灯珠配光采用2200K色温。

优选的，还包括低功耗管理机、开关电源和显示控制模块；所述低功耗管理机分别与所述开关电源、显示控制模块电连接，所述开关电源与所述显示控制模块电连接，所述显示控制模块与所述LED显示模组电连接。

优选的，所述开关电源的个数以及显示控制模块的个数与所述显示模块的个数相等，且一个显示控制模块对应与一个显示模块上的所有LED显示模组电连接。

优选的，所述低功耗管理机还通过以太网与监控中心连接。

优选的，还包括电源模块，所述电源模块与所述低功耗管理机电连接。

优选的，所述开关电源为输出电压为2V的开关电源。

优选的，所述电源模块具体为太阳能电源模块或风能电源模块。

相应的，本发明还提出了一种超低功耗LED显示模组，其包括电路基板和安装在电路基板上的LED灯珠，所述LED灯珠为照明级LED灯珠，其贴片式固定在所述电路基板上；所述LED显示模组还包括光学透镜，所述光学透镜罩设在所述LED灯珠上并固定在所述电路基板上。

有益效果：本发明提出的一种超低功耗LED信息显示屏，其采用照明级LED灯珠代替传统的指示灯级LED灯珠，在同等功率条件下，照明级LED灯珠的发光效率能达到普通指示灯LED的2～3倍，因此采用照明级LED灯珠可以提高单颗LED灯珠的发光效率，有效减少整屏LED灯珠的数量，实现同等发光效率情况下的用电功耗的有效降低；此外，本发明的光学透镜能够放大单颗LED灯珠的显示面积，实现一颗LED灯珠代替传统多颗LED灯珠的发光范围；再通过光学透镜的折射效应，将光线聚集到所需的显示角度范围内，达到传统方案中多颗LED灯珠亮度和显示效果，从而进一步大幅度降低了用电功耗。

附图说明

图1是LED信息显示屏实施例一中显示模块及LED显示模组的整体结构示意图。

图2是LED信息显示屏实施例一中LED显示模组的具体结构示意图。

图3是LED信息显示屏实施例二的工作原理图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。

LED信息显示屏实施例一

请参阅图1至图2，本实施例提出的一种超低功耗LED信息显示屏，包括显示模块100，所述显示模块100包括LED显示模组110，所述LED显示模组110包括电路基板111和安装在电路基板上的LED灯珠112，所述LED灯珠112为照明级LED灯珠；所述LED显示模组110还包括光学透镜113，所述光学透镜113罩设在所述LED灯珠112上并固定在所述电路基板111上。

本实施例中，LED信息显示屏的显示模块100的个数通常为多个(本实施例中“多个”指2个以上)，图1中示出了8个显示模块100，但可以理解的是显示模块100的个数可以根据具体需要进行设计，这里不对其个数做具体限制；同样，每个显示模块100包括的LED显示模组110的个数通常为多个，图1中每个显示模块100示出了4排共16个LED显示模组110，但可以理解的是每个显示模块100包括的LED显示模组110的个数可以根据具体需要进行设计，这里不对其个数做具体限制；同理，每个LED显示模组110包括的LED灯珠112以及光学透镜113的个数通常为多个，图2中LED显示模组110示出了64个LED灯珠112以及光学透镜113，但可以理解的是每个LED显示模组110包括的LED灯珠112以及光学透镜113的个数可以根据具体需要进行设计，这里不对其个数做具体限制。

在具体制作时，本实施例可采用贴片式将所述LED灯珠112固定在所述电路基板111上，通过全贴片的流水线进行全自动生产，有效保证LED信息显示屏(情报板)各显示模块100发光方向的一致性。在LED灯珠112的配光方面，优选采用2200K的色温，另外也可以根据需要，改为琥珀色，但采用2200K色温可使发光效率最高。

实施例一至少具备如下有益效果：

A、在同等功率条件下，照明级LED灯珠的发光效率能达到普通指示灯LED的2～3倍，因此采用照明级LED灯珠可以提高单颗LED灯珠的发光效率，减少整屏LED灯珠的数量，实现同等发光效率情况下的用电功耗的有效降低。

B、光学透镜能够放大单颗LED灯珠的显示面积，实现一颗LED灯珠代替传统多颗LED灯珠的发光范围；通过光学透镜的折射效应，能够将光线聚集到所需的显示角度范围内，达到传统方案中多颗LED灯珠亮度和显示效果，从而进一步大幅度降低了用电功耗。

C、LED灯珠采用全贴片工艺，可进行全自动生产。

传统的LED信息显示屏需要插灯机(或人工)进行插灯作业，将LED灯珠按要求进行排列后进行焊接，由于工艺原因，灯珠的排列不可能做到非常一致，所以传统模式下，LED信息显示屏的各LED显示模组发光的方向一致性很难保证。本实施例可采用全贴片的流水线进行全自动生产，能有效保证LED信息显示屏各LED显示模组发光的方向一致性。同时，自动化生产，可以有效提高产品质量，减少生产过程中人为介入导致的质量下降。

D、提高产品使用寿命。

由于生产工艺的改进，使产品质量更加稳定。同时，由于贴片式生产，因此显示模块的背板不需要采用传统的跳线方式，而采用更为稳定的板卡连接方式。传统模式下，由于跳线很容易老化，因此，一般使用寿命约为5年，后期因跳线老化，经常需要维修更换。采用新的生产工艺后，不需要使用跳线，减少了故障节点。

LED信息显示屏实施例二

请结合图1和图2并参阅图3，实施例二跟实施例一的区别仅在于，实施例二的LED信息显示屏还包括低功耗管理机200、开关电源300和显示控制模块400；所述低功耗管理机200分别与所述开关电源300、显示控制模块400电连接，所述开关电源300与所述显示控制模块400电连接，所述显示控制模块400与所述LED显示模组110电连接。

具体地，所述开关电源300的个数以及显示控制模块400的个数与所述显示模块100的个数相等，且一个显示控制模块400对应与一个显示模块100上的所有LED显示模组110电连接。

本实施例采用模块化管理，多个LED显示模组110组成一个显示模块100，多个显示模块100组成LED信息显示屏的整体显示架构。在使用时，低功耗管理机200根据(监控中心500发来的)当前发布信息需点亮的LED点阵信息，实时判断所需投入的供电功率，选择合适数量的LED显示模组110，通过对应的开关电源300进行电压转换(将市电转换成LED显示模组110的工作电压)，并控制对应的显示控制模块400对所选的LED显示模组110进行供电，而不需要启用的LED显示模组110则切断其供电回路，这样就能做到按需供电，减少多余的供电额外损耗。此外，本实施例的开关电源300可以使用输出电压为2V的开关电源即可(单色的贴片式LED所需的工作电压较低)，而无需像现有技术一样使用输出电压为5V的开关电源。

本实施例中，所述低功耗管理机200还通过以太网与监控中心500连接，监控中心500通过以太网将发布信息传达至低功耗管理机200，低功耗管理机200判断该发布信息所需投入的供电功率，并通过对应的开关电源300、显示控制模块400控制合适数量的LED显示模组110进行显示。

进一步，本实施例还可包括电源模块600，所述电源模块600与所述低功耗管理机200电连接，所述电源模块600用于给LED信息显示屏提供电源，其具体可以是太阳能电源模块或风能电源模块，也可以是风能光能互补模块等。

实施例二除了具备实施例一的全部有益效果之外，还进一步具备以下有益效果：

E、由传统采用5V开关电源，改为2V开关电源，更匹配LED的电压要求，因此，提高了供电的效率，降低供电损耗。

F、采用模块化管理，低功耗管理机200根据当前发布信息需点亮的LED点阵信息，实时判断所需投入的供电功率，选择合适数量的LED显示模组110，通过对应的开关电源300进行电压转换，并控制对应的显示控制模块400对所选的LED显示模组110进行供电，而不需要启用的LED显示模组110则切断其供电回路，做到按需供电，减少多余的供电额外损耗。

G、系统采用太阳能、风能作为电源，直接产生低压直流电源(12V或24V)进行供电。这样，与原有的220v交流供电模式相比，则减少了转换的损耗，提高了用电效率。

采用实施例二的方案，经测算，LED信息显示屏的整体功耗为同样显示规格的传统LED情报板的15％～18％，按10米×1米32点阵的龙门架来说，传统模式下日常功耗约为6kw，同等配置下实施例二的日常功耗约仅为0.9kw。

同时，由于各LED显示模组110能做到按需供给，在节能减排的同时，也有利于增加LED灯珠112的使用寿命。使得LED信息显示屏的寿命大大提高，整体相对于传统的LED信息显示屏可以增加约60％的使用年限，即达到8年以上的使用寿命。

LED显示模组实施例

本实施例提出一种超低功耗LED显示模组，同样可参阅图2，其包括电路基板111和安装在电路基板上的LED灯珠112，所述LED灯珠112为照明级LED灯珠，其贴片式固定在所述电路基板111上；所述LED显示模组还包括光学透镜113，所述光学透镜113罩设在所述LED灯珠112上并固定在所述电路基板111上。

本实施例的有益效果与上述LED信息显示屏实施例一的有益效果对应一致。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种超低功耗LED信息显示屏，包括显示模块，所述显示模块包括LED显示模组，所述LED显示模组包括电路基板和安装在电路基板上的LED灯珠，其特征在于，所述LED灯珠为照明级LED灯珠；所述LED显示模组还包括光学透镜，所述光学透镜罩设在所述LED灯珠上并固定在所述电路基板上；

所述LED灯珠贴片式固定在所述电路基板上；

还包括低功耗管理机、开关电源和显示控制模块；所述低功耗管理机分别与所述开关电源、显示控制模块电连接，所述开关电源与所述显示控制模块电连接，所述显示控制模块与所述LED显示模组电连接，其中，所述开关电源为输出电压为2V的开关电源；

所述开关电源的个数以及显示控制模块的个数与所述显示模块的个数相等，且一个显示控制模块对应与一个显示模块上的所有LED显示模组电连接。

2.根据权利要求1所述的超低功耗LED信息显示屏，其特征在于，所述LED灯珠配光采用2200K色温。

3.根据权利要求1所述的超低功耗LED信息显示屏，其特征在于，所述低功耗管理机还通过以太网与监控中心连接。

4.根据权利要求1所述的超低功耗LED信息显示屏，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述低功耗管理机电连接。

5.根据权利要求4所述的超低功耗LED信息显示屏，其特征在于，所述电源模块具体为太阳能电源模块或风能电源模块。