RU2245003C1

RU2245003C1 - Information display device

Info

Publication number: RU2245003C1
Application number: RU2003136341/28A
Authority: RU
Inventors: Б.С. Сергеев (RU); Б.С. Сергеев; Е.О. Савельев (RU); Е.О. Савельев
Original assignee: Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-01-20

Abstract

FIELD: instrumentation-making industry.

SUBSTANCE: proposed device that can be used, for instance, in advertisement boarding to display static or moving images is provided with newly introduced ac voltage supply, second MxN light-emitting diodes, and M capacitors inserted between each of second power leads of M switches and cathodes of respective M first groups of light-emitting diodes.

EFFECT: reduced power requirement for displaying visual information.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для питания источников света, не отнесенным к другим подклассам, и может быть использовано в визуальных системах отображения информации, в частности в рекламных щитах для показа статических или движущихся изображений.The invention relates to devices for powering light sources, not assigned to other subclasses, and can be used in visual information display systems, in particular in billboards for displaying static or moving images.

Известны устройства для отображения информации (телевизоры или мониторы компьютеров), содержащие электронно-лучевые трубки, у которых изображение на экране формируется за счет отклонения пучка электронов электрическим или магнитным полем (Донченко А.Л. Ремонт зарубежных мониторов: Книга 2. - М.: "СОЛОН-Р", 2000. - С.115, схема TNPA0917X). Недостатком этого устройства является сложность и высокая стоимость, а также невысокая яркость изображения, не позволяющая использовать его для установки на открытом воздухе, например, для рекламных целей.Known devices for displaying information (TVs or computer monitors), containing cathode ray tubes, in which the image on the screen is formed due to the deviation of the electron beam by an electric or magnetic field (Donchenko A.L. Repair of foreign monitors: Book 2. - M .: "SOLON-R", 2000. - P.115, scheme TNPA0917X). The disadvantage of this device is the complexity and high cost, as well as the low brightness of the image, which does not allow using it for outdoor installations, for example, for advertising purposes.

Более эффективными являются устройства отображения информации, выполненные на светодиодах (Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебн. пособие. - М.: ИП РадиоСофт, 2001. - С.113, рис.4.1). Недостатком подобных устройств является их сложность и высокая стоимость, так как для управления каждым из светодиодов требуется иметь специальный отдельный ключ.More effective are information display devices made on LEDs (Bystrov Yu.A. Optoelectronic devices and devices: Textbook. - M .: IP RadioSoft, 2001. - P.113, Fig. 4.1). The disadvantage of such devices is their complexity and high cost, since to control each of the LEDs it is required to have a special separate key.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство отображения информации, содержащее схему управления, М первых и N вторых ключей, а также светодиодную матрицу, состоящую из M×N светодиодов, управление которой осуществляется меньшим количеством ключей (Применение оптоэлектронных приборов: Пер. с англ./С.Г.Гейг, Д.Эванс, М.Ходдап, Х.Сорен-сен. - М.: Радио и связь, 1981. - С.63, рис.2.37).Closest to the proposed technical solution is an information display device containing a control circuit, M first and N second keys, as well as an LED matrix consisting of M × N LEDs, which are controlled by fewer keys (Application of optoelectronic devices: Transl. From English. / S.G. Geig, D. Evans, M. Hoddap, H. Soren-sen. - M.: Radio and communications, 1981. - P.63, Fig.2.37).

Недостатком этого устройства является значительная потребляемая мощность, так как для формирования требуемой величины электрического тока, протекающего через единичные светодиоды светодиодной матрицы, используются активные резисторы, рассеивающие бесполезную мощность потерь. Это препятствует применению подобного устройства при больших площадях отображаемой информации, когда количество используемых светодиодов велико.The disadvantage of this device is the significant power consumption, since active resistors dissipating the useless power of losses are used to generate the required amount of electric current flowing through the single LEDs of the LED matrix. This prevents the use of such a device for large areas of displayed information, when the number of LEDs is large.

Целью изобретения является снижение мощности, потребляемой устройством.The aim of the invention is to reduce the power consumed by the device.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены источник переменного напряжения, вторые M×N светодиодов и М конденсаторов.This goal is achieved by the fact that an alternating voltage source, second M × N LEDs and M capacitors are introduced into the device.

Сущность изобретения заключается в том, что М конденсаторов включены между каждым из вторых силовых выводов вторых М ключей и катодами соответствующих М первых групп светодиодов, а точка объединения вторых силовых выводов вторых N ключей соединена с потенциальным полюсом источника переменного напряжения, причем катод каждого из M×N вторых светодиодов подключен к аноду соответствующего из M×N первых светодиодов, а анод каждого из M×N вторых светодиодов - к катоду соответствующего из M×N первых светодиодов.The essence of the invention lies in the fact that M capacitors are connected between each of the second power terminals of the second M keys and the cathodes of the corresponding M first groups of LEDs, and the point of association of the second power terminals of the second N keys is connected to the potential pole of the AC voltage source, the cathode of each of M × N second LEDs are connected to the anode of the corresponding M × N first LEDs, and the anode of each of M × N second LEDs is connected to the cathode of the corresponding M × N first LEDs.

На чертеже приведена схема устройства отображения информации.The drawing shows a diagram of a display device information.

Устройство содержит М первых ключей 1.1,...1.i,...1.М, подключенных между общим полюсом 2 схемы и соответствующими первыми выводами конденсаторов 3.1,...3.i,...3.М. Вторые выводы этих конденсаторов соединены с катодами первых 4.(N.1),...4.(N.i),...4.(N.M) светодиодов и анодов вторых 5.(N.1),...5.(N.i),...5.(N.M) светодиодов соответственно и далее - с аналогичными катодами и анодами первых и вторых светодиодов последующих светодиодных групп. Управляющие входы первых 1.1,...1.i,...1.М и вторых 7,1,...7.k,...7.N ключей подключены к выходам схемы управления 6. Первые силовые выводы первых вторых силовых ключей 7.1,...7.k,...7.N соединены с анодами первых светодиодов 4.(1.1),...4.(1.i),...4.(1.M),...4.(k.1),...4.(k.i),....4.(k.M),..4.(N.1),...4.(N.i),...4.(N.M) соответственно, а каждый из анодов указанных диодов подключен к катодам вторых светодиодов 5.(1.1),...5.(1.i),.....5.(1.M),...5.(k.1),...5.(k.i),...5.(k.M). Вторые силовые выводы вторых ключей 7.1,...7.k,...7.N соединены с потенциальным полюсом 8 источника переменного напряжения.The device contains the M first keys 1.1, ... 1.i, ... 1.M connected between the common pole 2 of the circuit and the corresponding first terminals of the capacitors 3.1, ... 3.i, ... 3.M. The second terminals of these capacitors are connected to the cathodes of the first 4. (N.1), ... 4. (Ni), ... 4. (NM) LEDs and anodes of the second 5. (N.1), ... 5. (Ni), ... 5. (NM) LEDs, respectively, and further, with similar cathodes and anodes of the first and second LEDs of subsequent LED groups. The control inputs of the first 1.1, ... 1.i, ... 1.M and second 7.1, ... 7.k, ... 7.N keys are connected to the outputs of the control circuit 6. The first power outputs of the first second power switches 7.1, ... 7.k, ... 7.N are connected to the anodes of the first LEDs 4. (1.1), ... 4. (1.i), ... 4. (1.M), ... 4. (k.1), ... 4. (ki), .... 4. (kM), .. 4. (N.1), ... 4. (Ni) ,. ..4. (NM), respectively, and each of the anodes of these diodes is connected to the cathodes of the second LEDs 5. (1.1), ... 5. (1.i), ..... 5. (1.M), ... 5. (k.1), ... 5. (ki), ... 5. (kM). The second power terminals of the second switches 7.1, ... 7.k, ... 7.N are connected to the potential pole 8 of the AC voltage source.

Устройство отображения информации работает следующим образом.The information display device operates as follows.

Рассмотрим работу устройства на примере свечения следующей пары светодиодов светодиодной матрицы: первого 4.(k.i) и второго 5.(k.i), так как принципы работы остальных светодиодов аналогичны.Consider the operation of the device by the example of the glow of the following pair of LEDs of the LED matrix: the first 4. (k.i) and second 5. (k.i), since the principles of operation of the remaining LEDs are similar.

Первый ключ 1.i включается при появлении на его управляющем входе сигнала от схемы управления 6, которая одновременно с этим формирует сигнал на управляющем входе ключа 7.k, что также вызывает его включение. Это обусловливает подключение источника переменного напряжения с потенциальным 8 и общим 2 полюсами через конденсатор 3.i к параллельно включенным светодиодам: первому 4.(k.i) и второму 5.(k.i). Так как полярность включения этих светодиодов встречная, то протекание переменного тока через них обеспечивается как при положительной, так и при отрицательной полярности источника переменного напряжения. В частности, если на потенциальном полюсе 8 источника переменного напряжения присутствует положительная полярность напряжения, то ток будет протекать через светодиод 4.(k.i), а при отрицательной полярности - через светодиод 5.(k.i). Очевидно, что если частота переменного напряжения будет достаточно велика, например 50 Гц и выше, то протекание обоих направлений тока создаст эффект непрерывного свечения одновременно двух светодиодов.The first key 1.i is turned on when a signal from the control circuit 6 appears on its control input, which simultaneously forms a signal at the control input of the key 7.k, which also causes it to turn on. This leads to the connection of an AC voltage source with a potential of 8 and a total of 2 poles through a capacitor 3.i to parallel-connected LEDs: the first 4. (k.i) and the second 5. (k.i). Since the turn-on polarity of these LEDs is opposite, the flow of alternating current through them is ensured both with positive and negative polarity of the alternating voltage source. In particular, if at the potential pole 8 of the AC voltage source there is a positive polarity of the voltage, then the current will flow through the LED 4. (k.i), and with a negative polarity through LED 5. (k.i). Obviously, if the frequency of the alternating voltage is sufficiently high, for example, 50 Hz and higher, then the flow of both directions of the current will create the effect of a continuous glow of two LEDs simultaneously.

Значение тока, протекающего через светодиоды, определяется величиной емкости, включенной последовательно с парой светодиодов. Увеличение емкости или увеличение величины переменного напряжения приводит к возрастанию тока, а значит к увеличению яркости свечения соответствующей пары светодиодов.The value of the current flowing through the LEDs is determined by the value of the capacitance, connected in series with a pair of LEDs. An increase in capacitance or an increase in the magnitude of an alternating voltage leads to an increase in current, and therefore to an increase in the brightness of the glow of the corresponding pair of LEDs.

Следовательно, для обеспечения свечения той или иной пары светодиодов необходимо одновременное включение одного из первых и одного из вторых ключей 1.1,...1.i,...1.М и 7.1,...7.k,...7.N соответственно. При использовании высокой частоты переменного напряжения возможно одновременное включение нескольких пар светодиодов при помощи временной логической выборки групп светодиодов соответствующими первыми и вторыми ключами, что реализуется схемой управления 6.Therefore, to ensure the glow of a particular pair of LEDs, it is necessary to simultaneously turn on one of the first and one of the second keys 1.1, ... 1.i, ... 1.M and 7.1, ... 7.k, ... 7 .N respectively. When using a high frequency of alternating voltage, it is possible to simultaneously turn on several pairs of LEDs using a temporary logical selection of groups of LEDs with the corresponding first and second keys, which is implemented by control circuit 6.

В качестве ключей 1.1,...1.i,...1.М и 7.1,...7.k,...7.N могут быть применены тиристоры или диодные выпрямительные мосты, в диагональ которых включен биполярный или МДП транзистор.As the keys 1.1, ... 1.i, ... 1.M and 7.1, ... 7.k, ... 7.N, thyristors or diode rectifier bridges can be used, the diagonal of which includes bipolar or MIS transistor.

Таким образом, в рассматриваемом устройстве формирование величины тока, протекающего через светодиоды, осуществляется при помощи конденсаторов, в которых отсутствуют активные потери мощности.Thus, in the device under consideration, the formation of the magnitude of the current flowing through the LEDs is carried out using capacitors in which there are no active power losses.

Следовательно, мощность, потребляемая устройством отображения информации, снижается.Therefore, the power consumed by the information display device is reduced.

Claims

An information display device containing a control circuit, M first and N second keys, the control inputs of which are connected to the outputs of the control circuit, as well as an LED matrix consisting of the first M × N LEDs, with the cathodes in each of the M groups of the first LEDs of the LED matrix, consisting of 1.i, ... ki, ... Ni of the first LEDs are combined, and in each of the N groups of LED matrixes of the first LEDs 1.i, ... ki, ... Ni, the anodes are connected and connected to the corresponding first power the conclusions of the second N keys, the second conclusions of which are combined interconnected, and the first power terminals of the first M keys are connected to the common pole of the device, characterized in that an alternating voltage source, second M × N LEDs and M capacitors are added to it, which are connected between each of the second power terminals of the second M keys and cathodes of the respective M first groups of LEDs, and the point of association of the second power terminals of the second N keys is connected to the potential pole of the AC voltage source, and the cathode of each of the M × N second input LEDs is connected it is adjacent to the anode of the corresponding from M × N first LEDs, and the anode of each of M × N of the second input LEDs is to the cathode of the corresponding from M × N first LEDs.