CN116723606B - 一种基于串联系统的断点续传模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于串联系统的断点续传模块，包括电源模块和LED串联模块；所述电源模块的电压电流输出端和LED串联模块的电压电流输入端相连，LED串联模块用于在前后串联的LED芯片单元发生供电或电信号传输异常时，重新在电源模块和GND端建立电传输通路。本发明通过信号线采用断点续传的方式以及创新的LED串联模块设计，使得任何一个单一节点处的电源出现问题，系统仍能正常工作。

Description

一种基于串联系统的断点续传模块

技术领域

本发明涉及LED的电子电路领域，且更具体的地涉及一种基于串联系统的断点续传模块。

背景技术

为了提高LED灯带系统的可靠性，本领域引入了并联系统，信号线使用级联的连接方式，且信号线可以采用断点续传的方式。这样可以使得系统中任何一个IC损坏后，只要信号线工作正常，仍然不影响其他IC的正常工作。

然而在LED实际的生产中，串联系统依然有大量的产量。问题在于，在串联系统中，虽然信号线可以仿照并联系统那样使用断点续传的方式来提高可靠性，然而整个串联路径上的某一处发生电源故障，仍然会导致整个串联系统的崩溃。

因此，本领域亟需在所述串联系统中开发一种提高串联系统稳定性的技术方案，以防止整个串联路径上某一处发生电源故障导致整个串联系统崩溃。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明为了解决现有的技术中存在的单电源的某一处损坏导致整个串联系统的崩溃的缺点，而提出的一种基于串联系统的断点续传模块。此种电源断点续传的方案，使得任何一个单一节点处的电源出现问题，系统仍能正常工作。

为了实现上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

一种基于串联系统的断点续传模块，其特征在于，包括，

电源模块（1）和LED串联模块（2）以及GND端；

LED串联模块（2）位于电源模块（1）和GND端之间；

LED串联模块（2），用于将串联的多个LED芯片单元集成、互连在一起，并使能串联的多个LED芯片单元陆续进入工作状态，其中，每个LED芯片单元包括LED灯珠芯片、控制芯片；

并且，

LED串联模块（2），还用于在前后串联的LED芯片单元发生供电或电信号传输异常时，重新在电源模块（1）和GND端建立电传输通路。

优选的，

LED串联模块（2）还包括侦测单元和使能单元；

其中，

所述侦测单元，用于侦测LED串联模块中是否出现前后串联的LED芯片单元发生供电或电信号传输异常；

所述使能单元，用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能备用电传输通路。

优选的，

对于直接连接电源模块的第N LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

VDD1端连接电源模块的供电端，VSS端连接前级第N-1 LED芯片单元的VDD1端。

优选的，

对于直接连接电源模块的第N LED芯片单元，

VDD2端处于悬空状态或者共接VDD1端。

优选的，

对于直接连接GND的第1 LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

VSS端连接GND端；

VDD1端连接后级第2 LED芯片单元的VSS端；

VDD2端连接后级第2 LED芯片单元的VDD1端。

优选的，

对于所有LED芯片单元中，除直接连接电源模块的第N LED芯片单元以及直接连接GND的第1 LED芯片单元之外，其余中间串联的任一第i LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

VSS端连接前级第i-1 LED芯片单元的VDD1端；

VDD1端连接后级第i+1 LED芯片单元的VSS端；

VDD2端连接后级第i+1 LED芯片单元的VDD1端。

优选的，

对于任一LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

LED串联模块（2），还用于在前后串联的N个LED芯片单元之间：

沿第1 LED芯片单元的VSS端，第1 LED芯片单元的VDD1端，第2 LED芯片单元的VSS端，第2 LED芯片单元的VDD1端，……，第N-1 LED单元的VSS端，第N-1 LED单元的VDD1端，第N LED芯片单元的VSS端，第N LED芯片单元的VDD1端，建立正常状态下的电传输通路。

优选的，

默认正常状态下，

LED串联模块（2），还用于使得所有LED芯片单元的VDD2端失能，VDD2端所对应的备用电传输通路无电流流过。

优选的，

所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能正常状态下的电传输通路中的一部分正常通路，并将该部分正常通路与一部分备用电传输通路形成完整通路。

优选的，

对于前后串联的N个LED芯片单元中的第2 LED芯片单元至第N-1 LED芯片单元中的任一中间LED芯片单元，

所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到任一中间LED芯片单元出现VDD1开路、或VSS端开路、或VDD1与VSS端短路、或VDD2与VSS端短路异常的情况下，使能备用电传输通路。

本发明区别于现有技术积极有益的技术效果在于：本发明通过信号线采用断点续传的方式以及围绕LED串联模块的电路结构创新，实现了一种新的基于串联系统的断点续传模块，任何一个单一节点处的电源出现问题，例如，当任何一个LED芯片单元损坏后信号线出现所谓“问题”，依然不影响其他LED芯片单元的正常工作，整个系统仍能正常工作。本发明提高了LED串联系统的稳定性，应用方便，使用便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明基于串联系统的断点续传模块的四个LED芯片单元间线路连接方式的总体架构图；

图2为本发明基于串联系统的断点续传模块LED串联模块中控制芯片与LED稳压模块间连接方式结构示意图；

图3（a）、图3（b）为本发明基于串联系统的断点续传模块内部两个稳压模块实现方式的结构示意图；

图4（a）至图4（e）为本发明基于串联系统的断点续传模块在正常状态和不同异常状态下的电传输通路示意图；

附图标记：1、电源模块；2、LED串联模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1至图4（e），对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于串联系统的断点续传模块，其中基于串联系统的断点续传模块的总体架构为：

电源模块1和LED串联模块2以及GND端；

LED串联模块2位于电源模块1和GND端之间；

LED串联模块2，用于将串联的多个LED芯片单元集成、互连在一起，并使能串联的多个LED芯片单元陆续进入工作状态，其中，每个LED芯片单元包括LED灯珠芯片、控制芯片；

并且，

LED串联模块2，还用于在前后串联的LED芯片单元发生供电或电信号传输异常时，重新在电源模块1和GND端建立电传输通路。

由于上述实施例中的LED串联模块2使能串联的多个LED芯片单元陆续进入工作状态，所以，这意味着，现有技术中的传统手段可能面临某个LED芯片单元的端子发生故障导致整个串联的模块无法工作的情况。而上述实施例的关键则在于，前后串联的LED芯片单元发生供电或电信号传输异常时，重新在电源模块1和GND端建立电传输通路。

在另一个实施例中，

LED串联模块2还包括侦测单元和使能单元；

其中，

所述侦测单元，用于侦测LED串联模块中是否出现前后串联的LED芯片单元发生供电或电信号传输异常；

所述使能单元，用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能备用电传输通路。

在另一个实施例中，

每个LED芯片单元包括VDD1端、VDD2端、VSS端，其中VSS端用于连接GND，VDD1或VDD2端则用于受电。

如图2、图3（a）、图3（b）所示，一种基于串联系统的断点续传模块，包括基于串联系统的断点续传模块的LED串联模块结构，其中：

对于任一LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

LED串联模块2，还用于在前后串联的N个LED芯片单元之间：

沿第1 LED芯片单元的VSS端，第1 LED芯片单元的VDD1端，第2 LED芯片单元的VSS端，第2 LED芯片单元的VDD1端，……，第N-1 LED单元的VSS端，第N-1 LED单元的VDD1端，第N LED芯片单元的VSS端，第N LED芯片单元的VDD1端，建立正常状态下的电传输通路。

由于一串LED芯片单元形成所述串联系统，而本发明中对于信号线采用断点续传的方式连接；当任何一个LED芯片单元损坏后导致供电或信号传输出现问题，示例性的，LED串联模块可以跳过原定的某个VSS与VDD1的通路，转为VSS到VDD2通路，从而不影响其他LED芯片单元的正常工作。

图2中，控制芯片用于控制输出电压与电流，具有LED开路保护、LED短路保护、芯片过温保护、过压保护、欠压保护和FB短路保护等。

图2中，稳压模块用于将波动较大和达不到要求的电源电压稳定在设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。

示例性的，所述控制芯片的输出端与LED灯带和稳压模块的输入端相连，为LED灯带和稳压模块提供控制信号。

示例性的，稳压模块可以包括第一稳压模块和第二稳压模块，其中，第一稳压模块的一端与VDD1连接，第二稳压模块的一端与VDD2连接，至于第一稳压模块、第二稳压模块的另一端，其连接方式取决于第一稳压模块与第二稳压模块是并联模式还是串联模式。参见图3（a）、图3（b），其图3（a）、图3（b）分别代表了两种实施方式，其中，

图3（a）中两个稳压模块并联，第二稳压模块的稳压值略大于第一稳压模块的两倍，正常工作时不开启；

图3（b）中两个稳压模块串联，第二稳压模块的稳压值略大于第一稳压模块，正常工作时不开启。

对于以上两种实施方式，可以根据需要灵活选择并联模式还是串联模式，从而提高本发明中稳压模块配置灵活的特点。特别说明如下：由于电源与地的对偶性，采用一个VDD和两个VSS可以达到同样的效果。

示例性的，所述电源模块1中的电源芯片可以为开关电源芯片，用于控制升压变换器、降压变换器、反相器等。例如，当芯片内部的开关管导通时，电流经变压器初级线圈，耦合变压器的集电极和发射极流到地，变压器初级线圈存储能量，当耦合变压器的开关断开时，变压器初级线圈回路断开，能量耦合到变压器的次级线圈，对变压器次级的输出电压进行取样，并将取样电压经电阻分压后送到芯片比较器反相输入至输入引脚，确保输出电压的稳定。

示例性的，所述LED灯带可以为软灯条。具体而言，控制电路与LED点光源共用一个电源，控制电路与RGB芯片集成在一个封装的元器件中，构成一个完整的外控像素点，内置信号整形电路，任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出，保证线路波形畸变不会累加，内置上电复位和掉电复位电路，每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216即1677万种颜色的全真色彩显示。

示例性的，所述LED灯带内置恒流驱动芯片，用于对LED进行恒流驱动，通过实时逐周期检测控制真实输出电流。具体而言，通过电路负载回路中串接一个小一点的电阻，电阻上面通过电流的话会产生压降，用三极管或者运算放大器去检测电阻上的电压并控制调整三极管的导通程度就可以控制电阻上的压降借以控制负载的电流恒定。

在另一个实施例中，参见图4（a）至图4（e），其中图4（a）代表正常情况，图4（b）至图4（e）代表4种异常情况，其中：

接通电源模块1，电源模块1开始为整个LED串联模块2供电；

图4（a）正常情况下，电流从LED灯带的VDD1通路走，LED灯带的VDD2作为备选通路，无电流流过；

图4（b）当出现异常情况1即VDD1开路，假设chip2的VDD1开路：chip1和chip2的VDD2通路将被启用，以保证chip2和整个串联通路工作；

图4（c）当出现异常情况2即VSS开路，假设chip3的VSS开路：此时chip2的VDD2的将被启用，连通上下的芯片，使串联系统能够工作；此时chip3因无电源通路而不工作；

图4（d）当出现异常情况3即VDD1和VSS短路，假设chip3的VDD1和VSS短路：此时相当于chip2直接绕过chip3与chip4相连，chip3无电流流过，不工作，其他芯片不受影响，工作正常；

图4（e）拓展的，还可以出现异常情况4，VDD2和VSS短路，假设chip3的VDD2和VSS短路：此时相当于chip3的VSS与chip4的VDD1相连，chip3和chip4被bypass，不工作，其他芯片正常。

以此，本发明对于前后串联的N个LED芯片单元中的第2 LED芯片单元至第N-1 LED芯片单元中的任一中间LED芯片单元，

所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到任一中间LED芯片单元出现VDD1开路、或VSS端开路、或VDD1与VSS端短路、或VDD2与VSS端短路异常的情况下，使能备用电传输通路。

在一个实施例下，即默认正常状态下，

LED串联模块2，还用于使得所有LED芯片单元的VDD2端失能，VDD2端所对应的备用电传输通路无电流流过。

在另一个实施例中，存在一种情形：

所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能正常状态下的电传输通路中的一部分正常通路，并将该部分正常通路与一部分备用电传输通路形成完整通路。

在另一个实施例中，存在另一种情形：

所有前后级涉及的VDD1至VSS的电传输通路出现异常，但是VSS端本身电位正常，所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能所有LED芯片单元中前后级连接的VDD2至VSS端所对应的通路，从而启用所有VDD2端对应的备用电传输通路形成完整通路。此时，第1 LED芯片单元的VSS端连接GND，第N LED芯片单元的VDD2连接至电源模块，而所有LED芯片单元的VDD1端均处于悬空状态。

综上，本发明通过信号线采用断点续传的方式以及围绕LED串联模块的电路结构创新，实现了一种新的基于串联系统的断点续传模块，任何一个单一节点处的电源出现问题，例如，当任何一个LED芯片单元损坏后信号线出现所谓“问题”，依然不影响其他LED芯片单元的正常工作，整个系统仍能正常工作。本发明提高了LED串联系统的稳定性，应用方便，使用便捷。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (3)

1.一种基于串联系统的断点续传模块，其特征在于，包括，

电源模块（1）和LED串联模块（2）以及GND端；

LED串联模块（2）位于电源模块（1）和GND端之间；

LED串联模块（2），用于将串联的多个LED芯片单元集成、互连在一起，并使能串联的多个LED芯片单元陆续进入工作状态，其中，每个LED芯片单元包括LED灯珠芯片、控制芯片；

并且，

LED串联模块（2），还用于在前后串联的LED芯片单元发生供电异常时，重新在电源模块（1）和GND端建立电传输通路；

其中，

LED串联模块（2）还包括侦测单元和使能单元；

其中，

所述侦测单元，用于侦测LED串联模块中是否出现前后串联的LED芯片单元发生供电异常；

所述使能单元，用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能备用电传输通路；

对于直接连接电源模块的第N LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

VDD1端连接电源模块的供电端，VSS端连接前级第N-1 LED芯片单元的VDD1端；

对于直接连接电源模块的第N LED芯片单元，

VDD2端处于悬空状态或者共接VDD1端；

对于直接连接GND的第1 LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

VSS端连接GND端；

VDD1端连接后级第2 LED芯片单元的VSS端；

VDD2端连接后级第2 LED芯片单元的VDD1端；

对于所有LED芯片单元中，除直接连接电源模块的第N LED芯片单元以及直接连接GND的第1 LED芯片单元之外，其余中间串联的任一第i LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

VSS端连接前级第i-1 LED芯片单元的VDD1端；

VDD1端连接后级第i+1 LED芯片单元的VSS端；

VDD2端连接后级第i+1 LED芯片单元的VDD1端；

对于任一LED芯片单元，其包括：

VDD1端、VDD2端以及VSS端；

其中，默认正常状态下，

LED串联模块（2），还用于在前后串联的N个LED芯片单元之间：

沿第1 LED芯片单元的VSS端，第1 LED芯片单元的VDD1端，第2 LED芯片单元的VSS端，第2 LED芯片单元的VDD1端，……，第N-1 LED单元的VSS端，第N-1 LED单元的VDD1端，第NLED芯片单元的VSS端，第N LED芯片单元的VDD1端，建立正常状态下的电传输通路；

对于前后串联的N个LED芯片单元中的第2 LED芯片单元至第N-1 LED芯片单元中的任一中间LED芯片单元，

所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到任一中间LED芯片单元出现VDD1开路、或VSS端开路、或VDD1与VSS端短路、或VDD2与VSS端短路异常的情况下，使能备用电传输通路；

其中，

所述的一种基于串联系统的断点续传模块，其用于防止整个串联路径上某一处发生电源故障导致整个串联系统崩溃，使得任何一个单一节点处的电源出现问题，系统仍能正常工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于串联系统的断点续传模块，其特征在于：

默认正常状态下，

LED串联模块（2），还用于使得所有LED芯片单元的VDD2端失能，VDD2端所对应的备用电传输通路无电流流过。

3.根据权利要求1所述的一种基于串联系统的断点续传模块，其特征在于：

所述使能单元，还用于在侦测单元侦测到异常的情况下，使能正常状态下的电传输通路中的一部分正常通路，并将该部分正常通路与一部分备用电传输通路形成完整通路。