CN201252672Y - 一种具有冗余容错功能的染色灯单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有冗余容错功能的染色灯单元，包括PCB板、一电源正极线、一电源负极线、染色LED发光二极管、至少一个驱动控制芯片；所述驱动控制芯片包含一冗余容错驱动控制芯片；所述冗余容错驱动控制芯片设置至少两信号控制线，用于并行传输控制信号；所述信号控制线含一主信号控制线和至少一从信号控制线；所述冗余容错驱动控制芯片根据所述主信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管；所述冗余容错驱动控制芯片设置冗余容错功能模块，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据所述从信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

Description

一种具有冗余容错功能的染色灯单元

技术领域

本实用新型涉及一种照明装置，特别是涉及一种染色灯单元。

背景技术

现有技术的染色灯一般都是通过加上色纸或换色器，以达到染色的效果；也有通过将LED发光二极管的封装胶体部分染上特定的颜色，以此制作出除红、绿、蓝三基色以外的其他颜色的LED发光二极管。通过加上色纸或换色器制作的染色灯存在结构复杂、体积大、操作不方便等缺点；而通过将LED发光二极管的封装胶体部分染上特定的颜色的染色灯颜色只能显示固定色温的单色光，灯的显示非常单一，装饰效果不够好。

并且，现有技术中灯饰的驱动控制芯片一般都是采用四根信号控制线路组成一条传输通道进行控制，当该条传输通道发生故障时，传输信号中断，将严重影响LED发光，使装饰灯不能正常工作；而且现有技术芯片的报错功能，一般都只能通过指示灯进行报错，这种方式如在大型工程应用会显得不够直观，增加检测维修的难度。

冗余是指重复配置系统的一些部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作；容错是指系统在其某一组件故障时仍能继续正常工作的功能，容错功能一般是通过冗余组件来实现。保证系统在某些组成部分出现故障或差错时仍能正常工作的技术称为容错技术。从系统的故障可分为两类：一类是“致命的”，不可能自行修复，例如系统的主要部件全部损坏；另一类是局部的，可能被修复，例如部分元件失效、线路故障、偶然干扰引起的差错等。冗余容错技术正是利用冗余组件来构造一种能够自动排除非致命性故障的技术。

但是，现有技术染色灯的驱动控制芯片没有冗余容错功能，无法自动排除非致命性故障，因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种加入冗余容错驱动控制芯片，具有冗余容错功能的染色灯单元。

本实用新型的技术方案是：一种具有冗余容错功能的染色灯单元，包括PCB板、设置在PCB板上的一电源正极线和一电源负极线、与所述电源正、负极线分别电连接的染色LED发光二极管、以及至少一个驱动控制染色LED发光二极管的驱动控制芯片；所述驱动控制芯片包含一冗余容错驱动控制芯片，所述冗余容错驱动控制芯片分别与所述染色LED发光二极管、所述电源正极线和所述电源负极线电连接；所述冗余容错驱动控制芯片设置至少两信号控制线，用于并行传输控制信号；所述信号控制线含一主信号控制线和至少一从信号控制线；所述冗余容错驱动控制芯片根据所述主信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管；所述冗余容错驱动控制芯片设置冗余容错功能模块，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据所述从信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

所述的染色灯单元，所述冗余容错功能模块包括：至少两个控制装置，包括一主控制装置和至少一从控制装置，分别对应连接所述主信号控制线和各从信号控制线，各控制装置分别接收来自信号控制线的第一控制信号，输出第二控制信号；判断模块，分别与各信号控制线连接，用于判断各控制装置所接收的第一控制信号是否正确，并输出判断信号，用于指示正确接收所述第一控制信号的各控制装置；选择模块，分别与各控制装置连接，用于接收各第二控制信号，并根据所述判断信号，选择输出的第二控制信号，以驱动控制所述染色LED发光二极管。

所述的染色灯单元，所述选择模块还用于当所述主控制装置所接收的第一控制信号正确时，选择其输出的第二控制信号；并且，当所述主控制装置所接收的第一控制信号错误时，选择所接收第一控制信号正确的任一从控制装置，采用其输出的第二控制信号。

所述的染色灯单元，所述染色灯单元仅设置一冗余容错驱动控制芯片。

所述的染色灯单元，所述染色灯单元包含至少两个驱动控制芯片；并且，所述驱动控制芯片包括一个冗余容错驱动控制芯片和至少一个第一驱动控制芯片；所述冗余容错驱动控制芯片发送所述控制信号到所述第一驱动控制芯片，由所述第一驱动控制芯片驱动控制所述染色LED发光二极管。

所述的染色灯单元，所述冗余容错驱动控制芯片为180度双向冗余容错驱动控制芯片；所述180度双向冗余容错驱动控制芯片设置传输方向相反的一主信号控制线和一从信号控制线，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据所述从信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

所述的染色灯单元，所述冗余容错驱动控制芯片为90度四向冗余容错驱动控制芯片；所述90度四向冗余容错驱动控制芯片设置传输方向相互垂直的一主信号控制线和三从信号控制线，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据各从信号控制线中，任一正确的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

所述的染色灯单元，所述冗余容错驱动控制芯片设置一报错指示模块，用于当所述冗余容错驱动控制芯片、与所述冗余容错驱动控制芯片连接的线路、或与所述冗余容错驱动控制芯片连接的其他器件任一发生错误时，输出错误指示信号。

所述的染色灯单元，所述染色LED发光二极管含有一个以上管芯。

所述的染色灯单元，所述管芯至少包括红色管芯、绿色管芯和蓝色管芯其中之一。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：染色灯单元内加入1个冗余容错驱动控制芯片，该芯片具备至少两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道，控制信号具有一重以上的冗余设计，当芯片其中的一条控制信号传输通道发生故障时，控制信号还可以通过芯片其他并行的控制信号传输通道运行，不影响与芯片连接的LED发光二极管和其他芯片的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型中实施例一的电路图；

图2为本实用新型中90度四向冗余容错驱动控制芯片的连接示意图；

图3为本实用新型中冗余容错芯片的冗余容错功能模块结构示意图；

图4为本实用新型中实施例二的电路图；

图5为本实用新型中LED发光二极管的示意图；

图6为本实用新型另一实施例中LED发光二极管的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施例进行说明。

如图1所示，PCB板4上设置有一根电源正极线路1和一根电源负极线路2、染色LED发光二极管6和一个冗余容错驱动控制芯片5a；电源正极线路1与LED发光二极管6直接电连接，染色LED发光二极管6另一端与冗余容错驱动控制芯片5a连接。冗余容错驱动控制芯片5a为180度双向冗余容错驱动控制芯片，该芯片5a设置传输方向相反的一主信号控制线3a和一从信号控制线3b。主信号控制线3a通过芯片5a的信号输入端101输入控制信号，从信号控制线路3b通过芯片5a的信号输入端103输入与主信号控制线相同且并行的控制信号。芯片5a根据主信号控制线3a输入的控制信号，驱动控制染色LED发光二极管6发光。当主信号控制线3a发生故障，所述芯片5a自动识别，并根据所述从信号控制线3b输入的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管6发光。冗余容错驱动控制芯片5a除了可以直接安装在PCB板上外，还可以封装在染色LED发光二极管6内，与染色LED发光二极管管芯组成一个带驱动控制芯片的染色LED发光二极管。由于两根信号控制线路3a和3b的传输方向相反，当芯片一端的信号输入端101和信号输出端102、或信号输入端103和信号输出端104断开时，冗余容错驱动控制芯片5a还可以根据另一端的信号输入端101、或信号输入端103输入控制信号来驱动控制染色LED发光二极管6发光，不影响冗余容错驱动控制芯片5a及与芯片5a连接的其他器件的正常工作。控制信号通过芯片5a的信号输出端102和104输出。

冗余容错驱动控制芯片5a可以根据设置的不同来驱动控制不同数量的LED发光二极管管芯发光，如采用北京中庆微数字设备开发有限公司生产的型号为ZQL2291的冗余容错驱动控制芯片，每个ZQL2291可驱动控制1到16个LED发光二极管管芯发光，每个LED发光二极管管芯都与一个电阻R1、或电阻R2、或电阻RX串联，以防止电流过大，将LED发光二极管管芯烧坏。冗余容错驱动控制芯片5a另一端与电源负极线路2连接。冗余容错驱动控制芯片5a内还具有报错指示功能模块，每个冗余容错驱动控制芯片5a具有一个报错输出端口，与数据线路7与连接，数据线路7与控制系统连接，控制系统与个人电脑PC连接；当与冗余容错驱动控制芯片5a连接的任一信号控制线发生故障时，冗余容错驱动控制芯片5a发出错误指示信号；错误指示信号通过数据线路7回传至控制系统，在与控制系统连接个人电脑PC上直接显示具体发生错误位置，还可以显示错误信息，报错方式直观，在大型的工程应用中可以节省大量的检测维修成本。冗余容错驱动控制芯片5a的报错输出端口，也可以直接连接一个LED报错指示灯，当发生错误时，报错指示灯接收来自芯片的错误指示信号并进行闪烁报错。

染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片5a可以通过一根电源正极线路1和一根电源负极线路2与相邻染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片并行连接，并通过两根信号控制线路3a和3b与相邻染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片串行连接。

如图2所示，冗余容错控制芯片5a为90度四向冗余容错驱动控制芯片，该芯片5a设置传输方向相互垂直的一主信号控制线3a和三从信号控制线，例如，三从信号控制线包含第一从信号控制线3b、第二从信号控制线3c和第三从信号控制线3d。主信号控制线3a通过芯片5a的信号输入端101输入控制信号；第一从信号控制线路3b通过芯片5a的信号输入端103输入控制信号；第二从信号控制线路3c通过芯片5a的信号输入端105输入控制信号；第三从信号控制线路3d通过芯片5a的信号输入端107输入控制信号；通过芯片5a的信号输入端101、信号输入端103、信号输入端105和信号输入端107输入的四组控制信号分别为四组相同且并行的控制信号。芯片5a根据主信号控制线3a输入的控制信号，驱动控制染色LED发光二极管6发光。当主信号控制线3a发生故障，所述芯片5a自动识别，并根据所述第一从信号控制线3b输入的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管6发光。当主信号控制线3a与第一从信号控制线同时发生故障时，芯片5a根据第二从信号控制线3c输入的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管6发光；当第二从信号控制线3c也发生故障时，芯片5a根据第三从信号控制线3d输入的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管6发光。由于主信号控制线路3a、第一从信号控制线路3b、第二从信号控制线路3c、第三从信号控制线路3d四根线路传输方向相互垂直，冗余容错驱动控制芯片5a一端信号输入端101和信号输出端102，或信号输入端103和信号输出端104，或信号输入端105和信号输出端106，或信号输入端107和信号输出端108同时断开时，冗余容错驱动控制芯5a根据其他信号输入端输入的控制信号来正常驱动控制与其连接染色LED发光二极管发光，不影响染色灯单元的正常工作。染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片5a通过四根信号控制线路，包括信号控制线路3a、信号控制线路3b、信号控制线路3c和信号控制线路3d与相邻染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片串行连接。

如图3所示，冗余容错功能模块11包括至少两个控制装置，例如，所述至少两个控制装置含一主控制装置112和至少一从控制装置113，主控制装置112与主信号控制线连接，从控制装置113与从信号控制线连接；分别接收来自主信号控制线和从信号控制线相同且并行的第一控制信号，每个控制装置112或控制装置113根据其接收的第一控制信号输出第二控制信号；判断模块111分别与所述主信号控制线和从信号控制线连接，来判断主信号控制线和从信号控制输入的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114，分别与所述至少两个控制装置112和控制装置113连接，以接收所述至少两个控制装置112和控制装置113输出的第二控制信号，并根据判断模块111输出的判断信号进行选择。当主控制装置112接收所述第一控制信号正确，且输出的第二控制信号也同时正确时，选择模块114选择主控制装置112输出的第二控制信号，以驱动控制所述染色LED发光二极管6；当主控制装置112接收的第一控制信号或输出的第二控制信号错误，而第一从控制装置113接收的第一控制信号和输出的第二控制信号正确时，选择模块114将选择第一从控制装置113输出的第二控制信号，以驱动控制所述染色LED发光二极管6；当第一从控制装置113接收的第一控制信号或输出的第二控制信号也发生错误，而第二从控制装置接收的第一控制信号和输出的第二控制信号正确时，选择模块114将选择第二从控制装置输出的第二控制信号，以驱动控制所述染色LED发光二极管6；如此类推。

如图4所示，PCB板4上设置有1个冗余容错驱动控制芯片5a和至少1个其他驱动控制芯片5b，冗余容错驱动控制芯片5a不仅可以自身相互级联，还可以通过控制外接的其他驱动控制芯片，来驱动染色LED发光二极管发光。其他驱动控制芯片5b可以为现有技术中通过四根信号控制线路组成一条传输通道9来传输控制信号的驱动控制芯片，其他驱动控制芯片5b之间相互串行连接。冗余容错驱动控制芯片5a为180度双向冗余容错驱动控制芯片，该芯片5a设置传输方向相反的一主信号控制线3a和一从信号控制线3b。主信号控制线3a通过芯片5a的信号输入端101输入控制信号，从信号控制线路3b通过芯片5a的信号输入端103输入与主信号控制线相同且并行的控制信号。芯片5a根据主信号控制线3a输入的控制信号，控制其他驱动控制芯片5b，由其他驱动控制芯片5b驱动染色LED发光二极管6发光。当主信号控制线3a发生故障，所述芯片5a自动识别，并根据所述从信号控制线3b输入的控制信号，驱动控制其他驱动控制芯片5b来驱动染色LED发光二极管6发光。根据实际需要，冗余容错驱动控制芯片5a也可为90度四向冗余容错驱动控制芯片。冗余容错控制芯片5a具有报错指示功能模块。当与冗余容错驱动控制芯片5a本身、或与冗余容错驱动控制芯片5a连接的信号控制线路3a、信号控制线路3b、或由冗余容错驱动控制芯片5a控制的其他驱动控制芯片5b、或与其他驱动控制芯片5b连接的信号控制线路9发生错误时，报错指示功能模块输出错误指示信号，错误指示信号通过数据线路7上传到控制系统，控制系统会根据冗余容错驱动控制芯片5a传回的信息进行判断，并在个人电脑PC上显示具体发生错误位置；冗余容错驱动控制芯片5a也可以通过外接一个LED报错指示灯来闪烁指示错误；染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片5a通过至少两根信号控制线路与相邻染色灯单元内的冗余容错驱动控制芯片串行级联，染色灯单元内的其他驱动控制芯片5b与相邻染色灯单元内的其他驱动控制芯片并联。

如图5所示，本实用新型LED染色灯单元的染色效果可以采用单个染色LED发光二极管管芯6实现。LED发光二极管6只含有一个管芯，所述管芯可以为红色管芯6a、或绿色管芯6b、或蓝色管芯6c。将LED发光二极管6的封装胶体部分直接放置在相应颜色的油漆中染上颜色，可以达到改变LED发发光二极管发光色温的目的，从而达到需要的颜色的LED发发光二极管。另外也可以采用带有已染好颜色的胶体或染色玻璃对LED发发光二极管管芯进行封装，从而制成染色LED发光二极管6。通过驱动控制芯片独立控制每个LED发发光二极管的管芯发光，可以实现各种灯饰的闪烁变化效果。染色LED发光二极管6通过正极引脚8a和负极引脚8b插入PCB板中，正极引脚8a与PCB板上的电源正极线路电连接，负极引脚8b与驱动控制芯片电连接；也可以将驱动控制芯片封装在染色LED发光二极管6内，再将封装的染色LED发光二极管6安装在PCB板上。

如图6所示，本实用新型LED灯单元的染色效果，还可以通过改变同一LED发光二极管6内的2个或2个以上不同颜色的LED发光二极管的灰度等级，而得到的不同混光效果来实现。LED发光二极管内含有2个或2个以上的管芯，所述管芯可以为红色管芯6a、绿色管芯6b和蓝色管芯6c中的任意两种或为三种的组合；通过单线传输驱动控制芯片独立控制单个LED发光二极管6内的每个管芯发光，2个或2个以上不同颜色的管芯混光或混光后，再与染有颜色的染色LED发光二极管结合可以得到任何需要的颜色，从而达到染色LED发光二极管的效果，同时通过驱动控制芯片控制，可以使染色灯单元实现各种闪烁变化效果，装饰效果更好。LED发光二极管6通过正极引脚8a和负极引脚8b插入PCB板中，正极引脚8a与电源正极线路电连接，负极引脚8b与驱动控制芯片电连接；也可以将驱动控制芯片封装在LED发光二极管6内，再将封装的LED发光二极管6安装在PCB板上。

本实用新型的若干染色灯单元组合可以制成各种具体形状的染色装饰灯，如：LED染色灯串、LED染色像素灯等。

以上所述实施方式仅用来说明本实用新型，但不限于此。在不偏离本实用新型构思的条件下，所属技术领域人员可做出适当变更调整，而这些变更调整也应纳入本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1、一种具有冗余容错功能的染色灯单元，包括PCB板、设置在PCB板上的一电源正极线和一电源负极线、与所述电源正、负极线分别电连接的染色LED发光二极管、以及至少一个驱动控制染色LED发光二极管的驱动控制芯片；

其特征在于：

所述驱动控制芯片包含一冗余容错驱动控制芯片，所述冗余容错驱动控制芯片分别与所述染色LED发光二极管、所述电源正极线和所述电源负极线电连接；

所述冗余容错驱动控制芯片设置至少两信号控制线，用于并行传输控制信号；

所述信号控制线含一主信号控制线和至少一从信号控制线；所述冗余容错驱动控制芯片根据所述主信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管；

所述冗余容错驱动控制芯片设置冗余容错功能模块，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据所述从信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

2、根据权利要求1所述的染色灯单元，其特征在于：所述冗余容错功能模块包括：

至少两个控制装置，包括一主控制装置和至少一从控制装置，分别对应连接所述主信号控制线和各从信号控制线，各控制装置分别接收来自信号控制线的第一控制信号，输出第二控制信号；

判断模块，分别与各信号控制线连接，用于判断各控制装置所接收的第一控制信号是否正确，并输出判断信号，用于指示正确接收所述第一控制信号的各控制装置；

选择模块，分别与各控制装置连接，用于接收各第二控制信号，并根据所述判断信号，选择输出的第二控制信号，以驱动控制所述染色LED发光二极管。

3、根据权利要求2所述的染色灯单元，其特征在于：所述选择模块还用于当所述主控制装置所接收的第一控制信号正确时，选择其输出的第二控制信号；并且，当所述主控制装置所接收的第一控制信号错误时，选择所接收第一控制信号正确的任一从控制装置，采用其输出的第二控制信号。

4、根据权利要求1所述的染色灯单元，其特征在于：所述染色灯单元仅设置一冗余容错驱动控制芯片。

5、根据权利要求1所述的染色灯单元，其特征在于：所述染色灯单元包含至少两个驱动控制芯片；并且，所述驱动控制芯片包括一个冗余容错驱动控制芯片和至少一个第一驱动控制芯片；

所述冗余容错驱动控制芯片发送所述控制信号到所述第一驱动控制芯片，由所述第一驱动控制芯片驱动控制所述染色LED发光二极管。

6、根据权利要求1所述的染色灯单元，其特征在于：所述冗余容错驱动控制芯片为180度双向冗余容错驱动控制芯片；

所述180度双向冗余容错驱动控制芯片设置传输方向相反的一主信号控制线和一从信号控制线，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据所述从信号控制线传输的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

7、根据权利要求1所述的染色灯单元，其特征在于：所述冗余容错驱动控制芯片为90度四向冗余容错驱动控制芯片；

所述90度四向冗余容错驱动控制芯片设置传输方向相互垂直的一主信号控制线和三从信号控制线，用于自动识别所述主信号控制线是否发生故障，并根据各从信号控制线中，任一正确的控制信号，驱动控制所述染色LED发光二极管。

8、根据权利要求1至7任一所述的染色灯单元，其特征在于：所述冗余容错驱动控制芯片设置一报错指示模块，用于当所述冗余容错驱动控制芯片、与所述冗余容错驱动控制芯片连接的线路、或与所述冗余容错驱动控制芯片连接的其他器件任一发生错误时，输出错误指示信号。

9、根据权利要求1至7任一所述的染色灯单元，其特征在于：所述染色LED发光二极管含有一个以上管芯。

10、根据权利要求9所述的染色灯单元，其特征在于：所述管芯至少包括红色管芯、绿色管芯和蓝色管芯其中之一。

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