WO2018160098A1 - Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной передачей данных - Google Patents

Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной передачей данных Download PDF

Info

Publication number
WO2018160098A1
WO2018160098A1 PCT/RU2018/000034 RU2018000034W WO2018160098A1 WO 2018160098 A1 WO2018160098 A1 WO 2018160098A1 RU 2018000034 W RU2018000034 W RU 2018000034W WO 2018160098 A1 WO2018160098 A1 WO 2018160098A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
low
profile
led module
led
circuit board
Prior art date
Application number
PCT/RU2018/000034
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Алексей Викторович ШТОРМ
Original Assignee
Алексей Викторович ШТОРМ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Викторович ШТОРМ filed Critical Алексей Викторович ШТОРМ
Publication of WO2018160098A1 publication Critical patent/WO2018160098A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H33/00—Forming counted batches in delivery pile or stream of articles
    • B65H33/06—Forming counted batches in delivery pile or stream of articles by displacing articles to define batches

Definitions

  • the invention relates to the field of devices for presenting changing information material and can be used to create video screens.
  • the prior art device device running line (US5990802A, G09F9 / 33, 05/18/1998).
  • the creeping line module is a board with end-to-end LEDs and LED drivers.
  • the LED module there is a microcontroller that has
  • Data is transmitted from the computer to the microcontroller, which transmits control signals to the LED drivers.
  • Drivers in accordance with the control signal supply current to the LEDs. Disadvantages: the need to use connectors for data transmission; large thickness of the LED module due to the use of through-mounting LEDs; the complexity of mounting through-mounting LEDs; dense packaging is not possible due to the use of pass-through LEDs.
  • the LED module is a circuit board with electrically conductive tracks. Chips of LEDs are placed along the entire front surface of the printed circuit board, which are connected to the conductive tracks using thin conductors. On the rear side of the board are pin conductive contacts. The size of the LED matrix is 8x8 LEDs. Disadvantages: due to the fact that instead of LEDs, LED chips are used, no
  • pin contacts increase the height of the LED matrix up to 10 mm, which eliminates the possibility of dense packaging; due to the need for continuous filling of the front surface with a compound, it is not possible to place one LED chip between others, this reduces the packing density; as the size of the matrix increases, the reliability of such modules will be low, so the matrix size must be limited.
  • a LED display device with the ability to control brightness (US20060227085A1, H04N17 / 04, 04.25.2003) is known.
  • the LED surface of the display consists of RGB LEDs, with each LED having a photosensitive sensor.
  • the sensor is used to measure the luminous flux emitted by each LED.
  • the photosensitive sensor is a photodiode. Photodiodes are used to calibrate the brightness of the screen when first turned on and during use to restore the original light output
  • degrading LEDs Disadvantages: the need to use connectors for data transmission; large thickness of the LED module due to the use of through-mounting LEDs; Due to the design features of the LED module, it is not possible to place some
  • a device of a distributed wireless LED screen is known from the prior art (CN83401002, G09F 9/33, G09G 3/32, G09G 3/14, 11/15/2007).
  • the display system consists of a wireless controller and many wireless LED modules. When the device is operating, fragments of the image are preliminarily transmitted to the LED modules through a wireless controller and stored inside the LED module. Then, with the help of synchronous control signals received through the wireless controller, the picture is displayed simultaneously on all LED modules, forming a complete image.
  • LED modules are complex devices consisting of a sealed enclosure with LED matrices, power supplies and video controllers located inside; the minimum thickness of such modules starts from several tens of millimeters, which eliminates high packing density; the need to provide high
  • LED screens due to the design features, have a large mass of video surfaces and a large packaging volume.
  • packing density is a few square meters
  • the weight is usually several tens of kilograms per square meter of video surface.
  • Modern technologies can reduce weight, increase density and reduce packaging volume by several tens of times, which allows to reduce the cost of delivery by the same amount.
  • Standard LED modules are a complex structure, for the assembly of which various types of equipment are needed.
  • the LED module consists of a board with LEDs, behind which are installed connectors for supplying power and signals.
  • the board is placed in a plastic case, and the front side of the board with LEDs is filled with a compound, a rubber gasket is installed behind the perimeter of the LED module.
  • This technology for the production of LED modules requires specialized production lines and equipment.
  • the packing density of such modules remains low due to outdated production technology. Placing such modules in the LED screen is a time-consuming operation, since each module has several power and signal connectors, and is also screwed to the LED screen body
  • detachable contacts in LED screens can reach several thousand per square meter.
  • one of the main reasons for reducing the reliability of complex electronic systems is the low reliability of the connectors connecting various electronic components.
  • In most LED module designs there is the problem of efficient distribution of electric current. Due to the low voltage and large input current reaching several tens of amperes, it is necessary to install powerful power terminals on each LED module, directly around which there is a strong heating of the circuit board conductors due to the high current density. Such local overheating of printed circuit boards leads to overheating of the LEDs, which reduces their life.
  • the tasks to which this invention is directed are: to ensure a high packing density of several hundred square meters of video surface per cubic meter of packaging; packaging simplification; ensuring the production of LED modules on conventional surface mount lines without the use of specialized equipment; refusal of manual labor when assembling LED modules;
  • LED modules reducing the current load on the printed circuit boards of LED modules and lowering the operating temperature of LED modules; weight reduction of LED modules per square meter
  • the low-profile LED module consists of a printed circuit board (1) and LEDs (2) located on the front side of the printed circuit board. On the rear side of the circuit board are low-profile power contacts (3, 4). Low-profile power contacts can be implemented as surface-mounted electronic components (4), well
  • Data receivers can operate in the optical or microwave range of electromagnetic waves.
  • Data receivers consist of a receiver and a demodulator.
  • Optical data receivers use photodiodes (6) as a receiving device for modulated optical radiation.
  • Microwave data receivers use low-profile microwave antennas as a receiving device for modulated microwave radiation (7).
  • Demodulators amplify the input signal received from the receiving device, extract a useful signal from it, which is converted to digital form.
  • Data transmitters consist of a digital signal modulator and a transmitting device.
  • a digital signal modulator for optical data transmission by modulated optical radiation, one or more LEDs can be used as a transmitting device (5).
  • a transmitting device For microwave data transmission, one or more can be used as a transmitting device
  • Modulators convert the input digital signal into an analog signal suitable for transmission through a transmitting device, and also amplify it to the required level.
  • One low-profile microwave antenna (7) can be used to receive and transmit data through modulated microwave radiation.
  • the microwave antenna (7) can be implemented as a track of a printed circuit board or as a flat surface mount component soldered to a printed circuit board.
  • the LED module may contain low-profile connectors.
  • a video controller that controls the LED module.
  • LED driver microcircuits (8) that control the LEDs (2).
  • the placement of electronic components on the back of the printed circuit board (1) is selected so that during packaging these electronic components are placed between the LEDs (2) .
  • the placement of LEDs (2) on the surface of the printed circuit board (1) is selected so that when packaging the LEDs (2) of the adjacent LED modules are located between each other, and the placement of electronic components on the rear side of the printed circuit board (1) of the LED modules is selected so that when packing the electronic components of the neighboring LED modules are placed between each other.
  • the figures (1, 2, 3, 4) depict embodiments of the LED module.
  • the figure (2) shows an LED module with low-profile power contacts in the form of conductive components of surface mounting and low-profile power contacts in the form of tracks of a printed circuit board, with a microwave antenna for receiving and transmitting data.
  • the figure (3) shows an LED module with low-profile power contacts in the form of PCB tracks, with an LED for data transfer and a photodiode for receiving data.
  • the figure (4) shows an LED module with low-profile power contacts in the form of PCB tracks, with an LED for data transmission and a microwave antenna in the form of PCB tracks for receiving data.
  • the figures (5, 7, 8, 10) show a method of laying LED modules with alternating directions of the LED surface
  • the figures (6, 9) show a method of stacking LED modules in one direction
  • LED rear view module with photo diode for reception and LED for data transfer.
  • LED rear view module with a microwave antenna for receiving data and with an LED for data transmission. 5. Laying of LED modules with alternating directions of the LED surface with the location of the LEDs between the LEDs of the adjacent LED module.
  • the low-profile LED module consists of a printed circuit board (1) and LEDs (2) located on the front side of the printed circuit board. Low profile contacts are located on the back of the circuit board. nutrition (3, 4). Low-profile power contacts can be implemented as surface-mounted electronic components (4), well
  • Data receivers can operate in the optical or microwave range of electromagnetic waves.
  • Data receivers consist of a receiver and a demodulator.
  • Optical data receivers use photodiodes as a receiving device for modulated optical radiation (6).
  • Microwave data receivers use low-profile microwave antennas as a receiving device for modulated microwave radiation (7).
  • Demodulators amplify the input signal received from the receiving device, extract a useful signal from it, which is converted to digital form.
  • Data transmitters consist of a digital signal modulator and a transmitting device.
  • a digital signal modulator for optical data transmission by modulated optical radiation, one or more LEDs can be used as a transmitting device (5).
  • a transmitting device For microwave data transmission, one or more can be used as a transmitting device
  • Modulators convert the input digital signal into an analog signal suitable for transmission through a transmitting device, and also amplify it to the required level.
  • One low-profile microwave antenna (7) can be used to receive and transmit data through modulated microwave radiation.
  • the microwave antenna (7) can be implemented as a track of a printed circuit board or as a flat surface mount component soldered to a printed circuit board.
  • the LED module may contain low-profile connectors.
  • a video controller is located that controls the LED module.
  • LED driver microcircuits (8) that control the LEDs (2).
  • the placement of electronic components on the back of the printed circuit board (1) is selected so that during packaging these electronic components are placed between the LEDs (2) .
  • the placement of the LEDs (2) on the surface of the printed circuit board (1) is selected so that when packing the LEDs (2) of adjacent LED modules are located between each other, and the placement of electronic components on the back side of the printed circuit board (1) of the LED modules is selected so that when packaging the electronic components of adjacent LED modules are placed between each other.
  • the device is manufactured as follows:
  • the LED module is a printed circuit board (1) with LEDs (2) soldered in front, with LED driver chips (8) located at the back of the printed circuit board (1) and other electronic
  • LED modules are manufactured using industry standard electronics assembly methods.
  • a printed circuit board (1) is manufactured. Solder paste is applied to the circuit board (1).
  • electronic components (2, 4, 5, 6, 8) are installed on the printed circuit board using surface-mounted component placement machines. Then the board passes into the furnace for reflowing the solder, where the solder is melted and electronic components (2, 4, 5, 6, 8)
  • soldered to the surface of the printed circuit board (1) The same operation is performed on the other side of the printed circuit board (1), only the melting point of the solder is selected lower than on the front side so that the already soldered electronic components (2, 4, 5, 6, 8) do not solder.
  • Low-profile power contacts in the form of surface mounted components (4) can be made of metal tape by
  • Low profile power contacts in the form of printed tracks boards (3) are formed by etching the printed circuit board (1).
  • a galvanic coating that is not subject to oxidation is applied.
  • the internal microcircuits are programmed through the low-profile programming connector, as well as automatic testing of the operation of the LED module.
  • Low-profile LED modules are used in LED screens, where data is exchanged with the central controller via
  • LED modules receive power through the profile elements of the housing, which are in electrical contact with
  • the receivers of these LED modules can receive a microwave signal using low-profile microwave antennas (7) or an optical signal using photodiodes (6).
  • the received signal with the help of a demodulator is digitized.
  • the LED module controllers convert the input signal into a sequence of pulses that control the LED drivers (8).
  • Drivers of LEDs (8) regulate the strength of the current passing through the LEDs (2) in accordance with the control signal, forming a picture of the video image on the LED surface.
  • High density packaging is used to transport LED modules.
  • the first way to densely package low-profile LED modules (figures 6, 9): LED modules are stacked one after another in succession, while the LED surfaces of the LED modules are directed in one direction, and the electronic components of the LED modules (8) are placed between the LEDs (2) of the adjacent LED modules .
  • the second way of tightly packing low-profile LED modules ( Figures 5, 7, 8, 10): LED modules are stacked with alternating directions of the LED surface so that the LED surfaces of adjacent LED modules are directed towards each other, and the LEDs (2) of the LED modules are placed between
  • the LED modules When packaged in boxes, the LED modules can rotate 90 or 90 degrees in the axis perpendicular to the surface of the previous LED modules. 180 degrees or move along the surface of the previous LED modules, to place electronic components between the electronic components of the previous LED module. A polymer film is laid between the LED modules, which prevents damage to the LED modules due to friction against each other during

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области устройств для представления меняющегося информационного материала и может быть использовано для создания видеоэкранов. Низкопрофильный светодиодный модуль состоит из печатной платы и светодиодов, припаянных с передней стороны печатной платы. На задней стороне печатной платы расположены контакты питания, реализованные в виде дорожек печатной платы или в виде плоских токопроводящих компонентов поверхностного монтажа. На задней стороне печатной платы размещаются беспроводные низкопрофильные приемники данных, посредством которых в светодиодный модуль поступают данные для видеотрансляции. Для обеспечения высокой плотности упаковки в несколько сотен квадратных метров на кубометр упаковки электронные компоненты размещаются на поверхности печатных плат светодиодных модулей таким образом, чтобы при упаковке попадать между электронными компонентами соседнего модуля. Техническим результатом является обеспечение высокой плотности упаковки видеоповерхности на один кубический метр упаковки.

Description

Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной
передачей данных
Изобретение относится к области устройств для представления меняющегося информационного материала и может быть использовано для создания видеоэкранов.
Из существующего уровня техники известно устройство модуля бегущей строки (US5990802A, G09F9/33, 18.05.1998). Модуль бегущей строки представляет собой плату со светодиодами сквозного монтажа и драйверами светодиодов. В светодиодном модуле присутствует микроконтроллер, который имеет
уникальный адрес. Данные передаются с компьютера на микроконтроллер, который передает управляющий сигналы драйверам светодиодов. Драйверы в соответствии с управляющим сигналом подают ток на светодиоды. Недостатки: необходимость использовать разъемы для передачи данных; большая толщина светодиодного модуля из-за использования светодиодов сквозного монтажа; сложность монтажа светодиодов сквозного монтажа; невозможно обеспечить плотную упаковку из-за использования светодиодов сквозного монтажа.
Из существующего уровня техники известно устройство светодиодного модуля для светодиодного экрана (US 445132A, G09F9/33, 13.06.1980). Светодиодный модуль представляет собой печатную плату с электропроводящими дорожками. По всей передней поверхности печатной платы размещены чипы светодиодов, которые соединены с токопроводящими дорожками с помощью тонких проводников. С задней стороны платы размещены штыревые токопроводящие контакты. Размер светодиодной матрицы - 8x8 светодиодов. Недостатки: из-за того что вместо светодиодов использованы светодиодные чипы, нет
возможности отремонтировать матрицу в случае выхода светодиода из строя; штырьевые контакты увеличивают высоту светодиодной матрицы до 10 мм, что исключает возможность плотной упаковки; из-за необходимости сплошной заливки передней поверхности компаундом, не возможно размещение одних светодиодных чипов между другими, это снижает плотность упаковки; при увеличении размера матрицы надежность таких модулей будет низкой, поэтому размер матрицы приходится ограничивать.
Из существующего уровня техники известно устройство светодиодный дисплея с возможностью контроля яркости (US20060227085A1, H04N17/04, 25.04.2003). Светодиодная поверхность дисплея состоит из светодиодов RGB, при этом каждый светодиод имеет светочувствительный датчик. Датчик используется для измерения светового потока, излучаемого каждым светодиодом. Светочувствительный датчик представляет собой фотодиод. Фотодиоды используется для калибровки яркости экрана при первом включении и во время эксплуатации, чтобы восстановить исходный световой поток
деградирующих светодиодов. Недостатки: необходимость использовать разъемы для передачи данных; большая толщина светодиодного модуля из-за использования светодиодов сквозного монтажа; из-за конструктивных особенностей светодиодного модуля не возможно размещение одних
светодиодов между другими, это снижает плотность упаковки.
Из существующего уровня техники известно устройство распределенного беспроводного светодиодного экрана (CN83401002, G09F 9/33, G09G 3/32, G09G 3/14, 15.11.2007). Система отображения состоит из беспроводного контроллера и множества беспроводных светодиодных модулей. При работе устройства фрагменты изображения предварительно передаются на светодиодные модули через беспроводной контроллер и сохраняются внутри светодиодного модуля. После чего с помощью синхронных сигналов управления, поступающих через беспроводной контроллер, картинка отображается одновременно на всех светодиодных модулях, формируя цельное изображение. Недостатки:
светодиодные модули представляют собой сложные устройства, состоящие из герметичного корпуса с размещенными внутри светодиодными матрицами, блоками питания и видеоконтроллерами, минимальная толщина подобных модулей начинается с нескольких десятков миллиметров, что исключает высокую плотность упаковки; необходимость обеспечивать высокую
пропускную способность беспроводного канала связи из-за того, что все модули управляются одним контроллером; при использовании больших светодиодных экранов придется использовать несколько видеоконтроллеров, это влечет за собой необходимость синхронизации работы соседних
видеоконтроллеров или создания системы электромагнитных экранов для разграничения сигналов от соседних видеоконтроллеров; при больших размерах экрана устройство имеет низкую помехозащищенность; существует возможность взлома системы через беспроводной канал связи и
несанкционированной трансляции произвольного изображения.
Современный бизнес стремится к глобализации, компаниям для того, чтобы быть конкурентоспособными и расти, требуется присутствовать на
международном рынке. Особое значение приобретает эффективная логистика и быстрая доставка товара клиенту в любую точку Земного шара. Скорость доставки имеет важное значение для дорогих товаров, так как для их производства берутся кредиты, проценты за которые начисляются, пока товар не доставлен клиенту. Чтобы ускорить доставку светодиодных модулей, необходимо использовать авиатранспорт. Для снижения стоимости доставки требуется минимальный вес и минимальный объем упаковки.
Большинство светодиодных экранов из-за особенностей конструкции имеют большую массу видеоповерхности и большой объем упаковки. Обычно плотность упаковки составляет нескольких квадратных метров
видеоповерхности на кубометр упаковки. При этом вес обычно составляет несколько десятков килограммов на квадратный метр видеоповерхности.
Современные технологии позволяют снизить массу, поднять плотность и снизить объем упаковки в несколько десятков раз, что позволяет во столько же раз снизить стоимость доставки.
Стандартные светодиодные модули представляют собой сложную конструкцию, для сборки которой нужны различные типы оборудования. Светодиодный модуль состоит из платы со светодиодами, сзади которой устанавливаются разъемы для подачи питания и сигналов. Плата размещается в пластиковом корпусе, а передняя сторона платы со светодиодами заливается компаундом, сзади по периметру светодиодного модуля устанавливается резиновая прокладка. Такая технология производства светодиодных модулей требует специализированных производственных линий и оборудования. Плотность упаковки таких модулей остается низкой из-за устаревшей технологии производства. Размещение таких модулей в светодиодном экране - трудоемкая операция, так как каждый модуль имеет несколько разъемов питания и сигналов, а также прикручивается к корпусу светодиодного экрана
несколькими болтами. В каждом квадратном метре - несколько десятков подобных модулей, что и дает высокую трудоемкость сборки светодиодных экранов. Эта же устаревшая технология мешает организовать массовое автоматизированное производство.
Одна из существенных проблем современных светодиодных экранов, которую не удалось пока решить ни одному производителю, - это большое количество кабельных соединений между светодиодными модулями. Количество
разъемных контактов в светодиодных экранах может достигать нескольких тысяч на квадратный метр. Как известно, одной из основных причин снижения надежности сложных электронных систем является низкая надежность разъемов, соединяющих различные электронные блоки. Чем больше разъемных контактов, тем ниже надежность электронной системы. Для обеспечения высокой надежности передачи данных в светодиодных экранах используют качественные и дорогие разъемы, это значительно повышает стоимость экрана. В большинстве конструкций светодиодных модулей существует проблема эффективного распределения электрического тока. Из-за низкого напряжения и большого входного тока, достигающего нескольких десятков ампер, приходится устанавливать на каждый светодиодный модуль мощные силовые клеммы, непосредственно вокруг которых происходит сильный нагрев проводников печатных плат из-за высокой плотности тока. Такой локальный перегрев печатных плат ведет к перегреву светодиодов, что снижает их ресурс.
Задачами, на решение которых направлено данное изобретение, являются: обеспечение высокой плотности упаковки в несколько сотен квадратных метров видеоповерхности на один кубический метр упаковки; упрощение упаковки; обеспечение производства светодиодных модулей на обычных линиях поверхностного монтажа без использования специализированного оборудования; отказ от ручного труда при сборке светодиодных модулей;
уменьшение количества контактов внутри светодиодного экрана для
повышения надежности; повышение надежности передачи данных
светодиодным модулям; снижение токовой нагрузки на печатные платы светодиодных модулей и понижение температуры работы светодиодных модулей; снижение веса светодиодных модулей на квадратный метр
видеоповерхности .
Поставленные задачи решаются следующим образом
Низкопрофильный светодиодный модуль состоит из печатной платы (1) и светодиодов (2), расположенных с передней стороны печатной платы. На задней стороне печатной платы расположены низкопрофильные контакты питания (3, 4). Низкопрофильные контакты питания могут быть реализованы в виде электронных компонентов поверхностного монтажа (4), хорошо
проводящих электрический ток, которые припаиваются к печатной плате, или в виде дорожек печатной платы (3) с отсутствием электроизолирующего покрытия. Низкопрофильные контакты питания (3, 4) равномерно
распределяются по поверхности печатной платы, что снижает плотность тока в дорожках печатной платы, рядом с ними и устраняет возможный перегрев печатной платы.
На задней стороне печатной платы размещаются приемники данных,
предназначенные для приема видеоданных, используемых для отображения светодиодным модулем. Приемники данных могут работать в оптическом или микроволновом диапазоне электромагнитных волн. Приемники данных состоят из приемного устройства и демодулятора. Оптические приемники данных используют в качестве приемного устройства модулированного оптического излучения фотодиоды (6). Микроволновые приемники данных используют в качестве приемного устройства модулированного микроволнового излучения низкопрофильные микроволновые антенны (7). Демодуляторы усиливают входящий сигнал, полученный из приемного устройства, выделяют из него полезный сигнал, который преобразуют в цифровую форму.
На задней стороне печатной платы размещаются передатчики данных, предназначенные для обеспечения обратной связи с центральным
видеоконтроллером и передачи служебной информации. Передатчики данных состоят из модулятора цифрового сигнала и передающего устройства. Для оптической передачи данных посредством модулированного оптического излучения в качестве передающего устройства могут использоваться один или несколько светодиодов (5). Для микроволновой передачи данных в качестве передающего устройства может использоваться одна или несколько
низкопрофильных микроволновых антенн (7). Модуляторы преобразуют входной цифровой сигнал в аналоговый сигнал, пригодный для передачи через передающее устройство, а также усиливают его до необходимого уровня.
Одна низкопрофильная микроволновая антенна (7) может использоваться для приема и передачи данных посредством модулированного микроволнового излучения. Микроволновая антенна (7) может быть реализована в виде дорожки печатной платы или виде плоского компонента поверхностного монтажа, припаянного к печатной плате.
Для программирования внутреннего контроллера светодиодный модуль может содержать низкопрофильные разъемы. С задней стороны светодиодного модуля расположен видеоконтроллер, который управляет светодиодным модулем. С задней стороны также расположены микросхемы драйверов светодиодов (8), которые управляют светодиодами (2).
Для обеспечения плотной упаковки светодиодных модулей, в которой светодиодные поверхности всех светодиодных модулей направлены в одну сторону, при проектировании светодиодных модулей размещение электронных компонентов с задней стороны печатной платы (1) выбирается таким образом, чтобы при упаковке эти электронные компоненты размещались между светодиодами (2).
Для обеспечения плотной упаковки светодиодных модулей со встречным расположение светодиодных поверхностей при проектировании светодиодных модулей размещение светодиодов (2) на поверхности печатной платы (1) выбирается таким образом, чтобы при упаковке светодиоды (2) соседних светодиодных модулей располагались между друг другом, а размещение электронных компонентов с задней стороны печатной платы (1) светодиодных модулей выбирается таким образом, чтобы при упаковке электронные компоненты соседних светодиодных модулей размещались между друг другом.
Краткое описание чертежей
На фигурах (1, 2, 3, 4) изображены варианты реализации светодиодного модуля. На фигуре (2) показан светодиодный модуль с низкопрофильными контактами питания в виде токопроводящих компонентов поверхностного монтажа и низкопрофильными контактами питания в виде дорожек печатной платы, с микроволновой антенной для приема и передачи данных. На фигуре (3) показан светодиодный модуль с низкопрофильными контактами питания в виде дорожек печатной платы, со светодиодом для передачи данных и фотодиодом для прием данных. На фигуре (4) показан светодиодный модуль с низкопрофильными контактами питания в виде дорожек печатной платы, со светодиодом для передачи данных и микроволновой антенной в виде дорожки печатной платы для приема данных.
На фигурах (5, 7, 8, 10) показан способ укладки светодиодных модулей с чередованием направлений светодиодной поверхности
На фигурах (6, 9) показан способ укладки светодиодных модулей в одном направлении
Список фигур
1. Светодиодный модуль вид спереди.
2. Светодиодный модуль вид сзади с микроволновой антенной для передачи данных.
3. Светодиодный модуль вид сзади с фотодиодом для приема и светодиодом для передачи данных.
4. Светодиодный модуль вид сзади с микроволновой антенной для приема данных и со светодиодом для передачи данных. 5. Укладка светодиодных модулей с чередованием направлений светодиодной поверхности с расположением светодиодов между светодиодами соседнего светодиодного модуля.
6. Укладка светодиодных модулей в одном направлении с расположением электронных компонентов между светодиодами.
7. Укладка светодиодных модулей со смещением.
8. Укладка светодиодных модулей с чередованием направлений светодиодной поверхности с расположением светодиодов между светодиодами соседнего светодиодного модуля, вид сбоку.
9. Укладка светодиодных модулей в одном направлении с расположением электронных компонентов между светодиодами, вид сбоку.
10. Укладка светодиодных модулей со смещением, вид сбоку.
Список элементов, изображенных на фигурах
1. Печатная плата.
2. Светодиод.
3. Низкопрофильный контакт питания в виде дорожки печатной платы.
4. Низкопрофильный контакт питания в виде токопроводящего компонента поверхностного монтажа.
5. Светодиод оптического передатчика данных.
6. Фотодиод оптического приемника данных.
7. Микроволновая антенна.
8. Микросхема драйвер светодиодов.
Устройство
Низкопрофильный светодиодный модуль состоит из печатной платы (1) и светодиодов (2), расположенных с передней стороны печатной платы. На задней стороне печатной платы расположены низкопрофильные контакты питания (3, 4). Низкопрофильные контакты питания могут быть реализованы в виде электронных компонентов поверхностного монтажа (4), хорошо
проводящих электрический ток, которые припаиваются к печатной плате, или в виде дорожек печатной платы (3) с отсутствием электроизолирующего покрытия. Низкопрофильные контакты питания (3, 4) равномерно
распределяются по поверхности печатной платы, что снижает плотность тока в дорожках печатной платы, рядом с ними и устраняет возможный перегрев печатной платы.
На задней стороне печатной платы размещаются приемники данных,
предназначенные для приема видеоданных, используемых для отображения светодиодным модулем. Приемники данных могут работать в оптическом или микроволновом диапазоне электромагнитных волн. Приемники данных состоят из приемного устройства и демодулятора. Оптические приемники данных используют в качестве приемного устройства модулированного оптического излучения фотодиоды (6). Микроволновые приемники данных используют в качестве приемного устройства модулированного микроволнового излучения низкопрофильные микроволновые антенны (7). Демодуляторы усиливают входящий сигнал, полученный из приемного устройства, выделяют из него полезный сигнал, который преобразуют в цифровую форму.
На задней стороне печатной платы размещаются передатчики данных, предназначенные для обеспечения обратной связи с центральным
видеоконтроллером и передачи служебной информации. Передатчики данных состоят из модулятора цифрового сигнала и передающего устройства. Для оптической передачи данных посредством модулированного оптического излучения в качестве передающего устройства могут использоваться один или несколько светодиодов (5). Для микроволновой передачи данных в качестве передающего устройства может использоваться одна или несколько
низкопрофильных микроволновых антенн (7). Модуляторы преобразуют входной цифровой сигнал в аналоговый сигнал, пригодный для передачи через передающее устройство, а также усиливают его до необходимого уровня.
Одна низкопрофильная микроволновая антенна (7) может использоваться для приема и передачи данных посредством модулированного микроволнового излучения. Микроволновая антенна (7) может быть реализована в виде дорожки печатной платы или виде плоского компонента поверхностного монтажа, припаянного к печатной плате.
Для программирования внутреннего контроллера светодиодный модуль может содержать низкопрофильные разъемы. С задней стороны светодиодного модуля расположен видеоконтроллер, который управляет светодиодным модулем. С задней стороны также расположены микросхемы драйверов светодиодов (8), которые управляют светодиодами (2).
Для обеспечения плотной упаковки светодиодных модулей, в которой светодиодные поверхности всех светодиодных модулей направлены в одну сторону, при проектировании светодиодных модулей размещение электронных компонентов с задней стороны печатной платы (1) выбирается таким образом, чтобы при упаковке эти электронные компоненты размещались между светодиодами (2).
Для обеспечения плотной упаковки светодиодных модулей со встречным расположение светодиодных поверхностей при проектировании светодиодных модулей размещение светодиодов (2) на поверхности печатной платы (1) выбирается таким образом, чтобы при упаковке светодиоды (2) соседних светодиодных модулей располагались между друг другом, а размещение электронных компонентов с задней стороны печатной платы (1) светодиодных модулей выбирается таким образом, чтобы при упаковке электронные компоненты соседних светодиодных модулей размещались между друг другом.
Устройство изготавливается следующим образом:
Светодиодный модуль представляет собой печатную плату (1) с припаянными спереди светодиодами (2), с расположенными сзади печатной платы (1) микросхемами драйверами светодиодов (8) и другими электронными
компонентами. Светодиодные модули изготавливаются с помощью стандартных промышленных методов сборки электроники.
Сначала изготавливается печатная плата (1). На печатную плату (1) наносится паяльная паста. Далее на печатную плату устанавливаются электронные компоненты (2, 4, 5, 6, 8) с помощью машин размещения компонентов поверхностного монтажа. Затем плата проходит в печь для оплавления припоя, где припой расплавляется и электронные компоненты (2, 4, 5, 6, 8)
припаиваются к поверхности печатной платы (1). С другой стороны печатной платы (1) проделывается такая же операция, только температура плавления припоя выбирается ниже, чем с передней стороны, чтобы уже припаянные электронные компоненты (2, 4, 5, 6, 8) не отпаивались.
Низкопрофильные контакты питания в виде компонентов поверхностного монтажа (4) могут изготавливаться из металлической ленты методом
штамповки. Низкопрофильные контакты питания в виде дорожек печатной платы (3) формируются при травлении печатной платы (1). Для улучшения токопроводности на поверхности низкопрофильных контактов питания (3, 4) наносится гальваническое покрытие, не подверженное окислению.
После сборки светодиодного модуля происходит программирование внутренних микросхем через низкопрофильный разъем программирования, а также автоматическое тестирование работоспособности светодиодного модуля.
Работа устройс ва осуществляется следующим образом:
Низкопрофильные светодиодные модули используются в светодиодных экранах, где обмен данными с центральным контроллером идет по
беспроводным каналам связи. В таких экранах для питания провода не используются. Светодиодные модули получают питание через профильные элементы корпуса, которые находятся в электрическом контакте с
низкопрофильными контактами питания (3, 4) светодиодных модулей.
Приемники данных светодиодных модулей могут принимать микроволновый сигнал с помощью низкопрофильных микроволновых антенн (7) или оптический сигнал с помощью фотодиодов (6). Принятый сигнал с помощью демодулятора переводится в цифровую форму. Далее контроллеры светодиодных модулей преобразуют входящий сигнал в последовательность импульсов, управляющих драйверами светодиодов (8). Драйверы светодиодов (8) регулируют силу тока, проходящего через светодиоды (2) в соответствии с управляющим сигналом, формируя картинку видеоизображения на светодиодной поверхности.
Для транспортировки светодиодных модулей используется упаковка высокой плотности. Первый способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей (фигуры 6, 9): светодиодные модули укладываются один за другим последовательно, при этом светодиодные поверхности светодиодных модулей направлены в одну сторону, а электронные компоненты светодиодных модулей (8) размещаются между светодиодами (2) соседних светодиодных модулей. Второй способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей (фигуры 5, 7, 8, 10): светодиодные модули укладываются с чередованием направления светодиодной поверхности таким образом, что светодиодные поверхности соседних светодиодных модулей направлены навстречу друг другу, а светодиоды (2) светодиодных модулей размещаются между
светодиодами (2) соседних светодиодных модулей.
При упаковке в коробки светодиодные модули могут поворачиваться по оси, перпендикулярной поверхности предыдущих светодиодных модулей, на 90 или на 180 градусов или смещаться вдоль поверхности предыдущих светодиодных модулей, для размещения электронных компонентов между электронными компонентами предыдущего светодиодного модуля. Между светодиодными модулями прокладывается полимерная пленка, которая предотвращает повреждение светодиодных модулей из-за трения друг о друга при
транспортировке.

Claims

Формула
1. Низкопрофильный светодиодный модуль состоит из печатной платы и светодиодов, расположенных с передней стороны, характеризуется тем, что на задней стороне печатной платы расположены один или более
низкопрофильных контактов питания и один или более оптических приемников данных, которые принимают данные для отображения светодиодным модулем, передаваемые посредством модулированного оптического излучения.
2. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что в оптическом приемнике данных в качестве приемника оптического излучения используется фотодиод.
3. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что имеет в своем составе одну или более низкопрофильную микроволновую антенну, которая реализована в виде плоского компонента поверхностного монтажа, припаянного к печатной плате, и используется для передачи данных посредством модулированного микроволнового излучения микроволновым передатчиком.
4. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что имеет в своем составе одну или более низкопрофильную микроволновую антенну, которая реализована в виде дорожки на печатной плате и
используется для передачи данных посредством модулированного
микроволнового излучения, микроволновым передатчиком.
5. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что имеет в своем составе один или более светодиодов, которые используются для передачи данных посредством модулированного оптического излучения.
6. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что низкопрофильные контакты питания представляют собой дорожки печатной платы с отсутствием электроизолирующего покрытия.
7. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что светодиодный модуль имеет один или более низкопрофильный разъем для программирования и отладки.
8. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что на плате светодиодного модуля расположены видеоконтроллер и драйверы светодиодов.
9. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 1 характеризуется тем, что низкопрофильные контакты питания представляют собой электронные компоненты поверхностного монтажа, хорошо проводящие электрический ток, припаянные к печатной плате.
10. Низкопрофильный светодиодный модуль состоит из печатной платы и светодиодов, расположенных с передней стороны, характеризуется тем, что на задней стороне печатной платы расположены один или более
низкопрофильных контактов питания, и одна или более низкопрофильных микроволновых антенн, которые используются для приема данных для отображения светодиодным модулем, прередаваемых посредством
модулированного микроволнового излучения.
11. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что микроволновая антенна реализована в виде дорожки на печатной плате.
12. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что микроволновая антенна реализована в виде плоского компонента
поверхностного монтажа, припаянного к печатной плате.
13. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что микроволновая антенна служит также для передачи данных посредством модулированного микроволнового излучения.
14. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что низкопрофильные контакты питания представляют собой электронные компоненты поверхностного монтажа, хорошо проводящие электрический ток, припаянные к печатной плате.
15. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что низкопрофильные контакты питания представляют собой дорожки печатной платы с отсутствием электроизолирующего покрытия.
16. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что имеет в своем составе один или более светодиодов, которые используются для передачи данных посредством модулированного оптического излучения.
17. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что на плате светодиодного модуля расположены видеоконтроллер и драйверы светодиодов.
18. Низкопрофильный светодиодный модуль по п. 10 характеризуется тем, что светодиодный модуль имеет один или более низкопрофильный разъем для программирования и отладки.
19. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей характеризуется тем, что светодиодные модули укладываются один за другим последовательно, при этом светодиодные поверхности светодиодных модулей направлены в одну сторону, а электронные компоненты светодиодиодных модулей размещаются между светодиодами соседних светодиодноых модулей.
20. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 19 характеризуется тем, что при упаковке светодиодный модуль поворачивается по оси, перпендикулярной поверхности предыдущего светодиодного модуля, для размещения электронных компонентов между светодиодами предыдущего светодиодного модуля.
21. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 19 характеризуется тем, что при упаковке светодиодный модуль смещается вдоль поверхности предыдущего светодиодного модуля для размещения электронных компонентов между светодиодами предыдущего светодиодного модуля.
22. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 19 характеризуется тем, что между светодиодными модулями прокладывается полимерная пленка, которая предотвращает повреждение светодиодных модулей из-за трения друг о друга при транспортировке.
23. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей характеризуется тем, что светодиодные модули укладываются с чередованием направления светодиодной поверхности таким образом, что светодиодные поверхности соседних светодиодных модулей направлены навстречу друг другу, а светодиоды светодиодиодных модулей размещаются между
светодиодами соседних светодиодиодных модулей.
24. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 23 характеризуется тем, что расположение электронных компонентов с задней стороны платы светодиодного модуля позволяет размещать их между электронными компонентами с задней стороны платы соседнего светодиодного модуля.
25. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 23 характеризуется тем, что при упаковке светодиодный модуль поворачивается по оси, перпендикулярной поверхности предыдущего светодиодного модуля, для размещения электронных компонентов между электронными компонентами предыдущего светодиодного модуля.
26. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 23 характеризуется тем, что при упаковке светодиодный модуль смещается вдоль поверхности предыдущего светодиодного модуля для размещения электронных компонентов между электронными компонентами предыдущего светодиодного модуля.
27. Способ плотной упаковки низкопрофильных светодиодных модулей по п. 23 характеризуется тем, что между светодиодными модулями прокладывается полимерная пленка, которая предотвращает повреждение светодиодных модулей из-за трения друг о друга при транспортировке.
PCT/RU2018/000034 2017-02-28 2018-01-25 Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной передачей данных WO2018160098A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106682A RU2651254C1 (ru) 2017-02-28 2017-02-28 Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной передачей данных и способы его плотной упаковки
RU2017106682 2017-02-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018160098A1 true WO2018160098A1 (ru) 2018-09-07

Family

ID=61976572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000034 WO2018160098A1 (ru) 2017-02-28 2018-01-25 Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной передачей данных

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2651254C1 (ru)
WO (1) WO2018160098A1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101367629B1 (ko) * 2012-08-29 2014-02-27 한윤희 광고용 엘이디 모듈의 포장구조
WO2014189705A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 I/O Controls Corporation Vehicle sign display employing semiconductor lighting elements
EP3093834A1 (en) * 2015-04-24 2016-11-16 LG Electronics Inc. Display device using semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
US20160371047A1 (en) * 2008-01-04 2016-12-22 NanoLumens Acquisition, Inc Lightweight Unitary Display
US9538588B2 (en) * 2012-12-10 2017-01-03 Daktronics, Inc. Encapsulation of light-emitting elements on a display module
US9535649B2 (en) * 2008-01-04 2017-01-03 Nanolumens Acquisition, Inc. Mobile, personsize display system and method of use
US9585239B2 (en) * 2005-11-29 2017-02-28 GE Lighting Solutions, LLC Methods of manufacturing lighting assembly with thermal overmolding

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9585239B2 (en) * 2005-11-29 2017-02-28 GE Lighting Solutions, LLC Methods of manufacturing lighting assembly with thermal overmolding
US20160371047A1 (en) * 2008-01-04 2016-12-22 NanoLumens Acquisition, Inc Lightweight Unitary Display
US9535649B2 (en) * 2008-01-04 2017-01-03 Nanolumens Acquisition, Inc. Mobile, personsize display system and method of use
KR101367629B1 (ko) * 2012-08-29 2014-02-27 한윤희 광고용 엘이디 모듈의 포장구조
US9538588B2 (en) * 2012-12-10 2017-01-03 Daktronics, Inc. Encapsulation of light-emitting elements on a display module
WO2014189705A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 I/O Controls Corporation Vehicle sign display employing semiconductor lighting elements
EP3093834A1 (en) * 2015-04-24 2016-11-16 LG Electronics Inc. Display device using semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2651254C1 (ru) 2018-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9052092B2 (en) Sealed pixel assemblies, kits and methods
US8049230B2 (en) Apparatus and system for miniature surface mount devices
CN104145380A (zh) 提供触觉反馈的连接器
US9476579B2 (en) Relay connector and light source module provided with same
CN108054163A (zh) 半导体封装设备
CN103327667A (zh) 带有两条屏蔽接地线的柔性led像素串
CN104421715B (zh) 照明装置及对应方法
CN104217659A (zh) 新型led显示屏
US10561045B2 (en) Surface mount heatsink attachment
US7254032B1 (en) Techniques for providing EMI shielding within a circuit board component
EP4170636A1 (en) Display module and display apparatus having same
RU2606994C1 (ru) Устройство светодиодной ламели
RU2651254C1 (ru) Низкопрофильный светодиодный модуль с беспроводной передачей данных и способы его плотной упаковки
EP2286468A1 (en) Surface mount circuit board indicator
AU2008201050B2 (en) Electronic-component-mounting board
CN107046762A (zh) 用于膜上芯片封装的电路板
US20200041105A1 (en) System for the electrically connecting at least one light source to an electrical power supply system
KR101930854B1 (ko) 표시 장치용 엘이디 소자 모듈
AU2013225294A1 (en) An electric and/or electronic circuit including a printed circuit board, a separate circuit board and a power connector
CN213818364U (zh) 电路板、显示模组及显示屏
EP3871274B1 (en) Led package
CN210606407U (zh) 一种led显示装置及其构成的led显示屏
WO2018132032A1 (ru) Устройство светодиодной ламели с беспроводной передачей данных
WO2020067924A1 (ru) Магнитная система крепления модулей видеоэкранов с беспроводной передачей данных
US9035573B2 (en) Power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18761932

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18761932

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1