具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈的製作方法
2023-05-18 17:28:21 1
專利名稱：具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明裝置，特別是涉及一種造型裝飾燈。
背景技術：
燈飾用來作為裝飾已經廣泛應用，在各種節慶通常會以相對應的代表物作為
裝飾，以增加歡樂氣氛；如在西方聖誕節，以各種傳統造型作為聖誕節裝飾燈， 例如馴鹿、聖誕樹、聖誕老人、雪人、禮品盒等。現有技術造型裝飾燈中可通過 內置驅動控制晶片對每個LED單獨控制，使裝飾燈變化多樣，使節日裝飾效果更 好，但現有技術中裝飾燈的驅動控制晶片 一般都是採用四根信號控制線路組成一 條傳輸通道進行控制，當該條傳輸通道發生故障時，傳輸信號中斷，將嚴重影響 LED發光，使裝飾燈不能正常工作；而且現有技術晶片的報錯功能， 一般都只能 通過指示燈進行糹艮錯，這種方式如在大型工程應用會顯得不夠直觀，增加檢測維 修的難度。
冗餘是指重複配置系統的一些部件，當系統發生故障時，冗餘配置的部件介 入並承擔故障部件的工作；容錯是指系統在其某一組件故障時仍能繼續正常工作 的功能，容錯功能一般是通過冗餘組件來實現。保證系統在某些組成部分出現故 障或差錯時仍能正常工作的技術稱為容錯技術。從系統的故障可分為兩類 一類 是"致命的"，不可能自行修復，例如系統的主要部件全部損壞；另一類是局部 的，可能被修復，例如部分元件失效、線路故障、偶然幹擾引起的差錯等。冗餘 容錯技術正是利用冗餘組件來構造一種能夠自動排除非致命性故障的技術。
發明內容
本發明是為了解決現有技術中的不足，特別提供了 一種具有冗餘容錯功能的 造型裝飾燈。
本發明的技術方案是具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，包括條索模型、設 置在條索模型上的發光體、設置在條索模型輪廓間的透光支撐層以及設置在透光 支撐層外的模型包覆層；所述發光體包括PCB板、設置在PCB板上的發光單元、 一根電源正極線路和一根電源負極線路，所述發光單元含有LED發光二極體和驅 動控制晶片；所述驅動控制晶片中至少包含有一個冗餘容^"驅動控制晶片，該芯 片具有至少兩對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端 的信號輸入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，所述冗餘容錯驅動控制 晶片具備至少兩根信號控制線路所提供的至少兩條並行且具有冗餘容錯功能的 控制信號傳輸通道，並通過所述至少兩根信號控制線路輸入控制信號來驅動控制 所述LED發光二極體發光。
所述控制信號通過冗餘容錯驅動控制晶片的信號輸入端輸入，由所述冗餘容 錯驅動控制晶片直接驅動控制所述LED發光二極體發光。
所述控制信號通過冗餘容錯驅動控制晶片的信號輸入端輸入，由冗餘容錯驅 動控制晶片控制所述其他驅動控制晶片，再由其他驅動控制晶片直接驅動所述 LED發光二極體發光。
所述冗餘容錯驅動控制晶片為180度雙向冗餘容錯驅動控制晶片，該晶片具 有兩對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸 入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，該晶片具備由相反傳輸方向的兩 根信號控制線路提供兩條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道，當其中 任何一條傳輸通道發生故障時，控制系統能自^r並實時將控制信號切換到另 一條並行的控制信號傳輸通道運行。
所述冗餘容錯驅動控制晶片為90度四向冗餘容錯驅動控制晶片，該晶片具 有四對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸 入端通過一才艮信號控制線路與信號輸出端連接，該晶片具備由互相垂直傳輸方向 的四根信號控制線路提供四條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道，當 其中任何一條傳輸通道發生故障時，控制系統能自檢並實時將控制信號切換到其 他三條並行的控制信號傳輸通道中任一條運行。
所述冗餘容錯驅動控制晶片具有報錯指示功能，當冗餘容錯驅動控制晶片本 身或者由其控制的其他驅動控制晶片發生錯誤時，冗餘容錯驅動控制晶片輸出錯 誤指示信號。
所述PCB板上設置有單個發光單元，所述發光單元之間通過所述一根電源正
極線路、所述一根電源負極線路和所述至少兩根信號控制線路製成的軟線相互連 4妄形成燈串。
所述PCB板上設置有2個或2個以上發光單元，所述發光單元之間通過所述 一根電源正極線路、所述一根電源負極線路和所述至少兩根信號控制線路相互連 接形成燈帶。
所述PCB板為柔性PCB板。
從以上技術方案可以看出，本發明具有如下有益效果採用冗餘容錯驅動控 制晶片串行連接，晶片具備至少兩條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通 道，控制信號具有一重以上的冗餘設計，當連接晶片其中一條控制信號傳輸通道 的信號控制線路發生故障時，控制信號還可以通過連接晶片其他並行的控制信號 傳輸通道的信號控制線路傳輸，不影響LED發光二極體及其他晶片的正常工作。
圖1為本發明的造型立體圖2為為本發明的結構分解圖3為本發明另一實施例結構分解圖4為本發明的成型原理示意圖5為本發明中組成發光體的燈串結構示意圖6為本發明中組成發光體的燈帶結構示意圖7為本發明中發光單元的PCB板電路圖8為本發明中晶片為90度四向冗餘容錯驅動控制晶片的連接示意圖； 圖9為本發明中發光單元的另一PCB板電路圖。
具體實施例方式
圖1為本發明中實施例為鹿造型的立體圖，該鹿造型體1表外覆有的包覆層 為似冰條狀透光的不規則膠條2,整個鹿造型更具立體的逼真性，通過內置驅動 控制晶片來獨立控制每個LED發光二極體發光，該驅動控制晶片包括有冗餘容錯 驅動控制晶片，具有冗餘容錯功能，不僅使造型裝飾燈顯示變化多樣，裝飾效果 更好，且能夠自動排除造型裝飾燈的某些非致命性故障，保持裝飾燈的正常工作。
圖2是本發明的透光支撐層與模型包覆層的分解圖，透光支撐層4為造型模 型1的條索3間分布的一層呈網格狀的透光PVC膠條，將透光PVC膠條或纏繞或 編織在造型體模型1的條索3間或條索3上，該膠條填充了條索3間的空隙，作 為條索3及發光體7外披覆的由透光的膠條編織成的支撐層4,發光體7通過綁 扎或其他方式固定在造型模型的條索3上，發光體7為若干發光單元之間通過一 根電源正極線路、 一根電源負極線路和至少兩根信號控制線路製成的軟線相互連 接形成燈串，也可為若干發光單元之間通過設置在柔性PCB板上的一根電源正極線路、 一根電源負極線路和至少兩根信號控制線路相互連接形成的燈帶。將模型
包覆層2採用透光的不規則膠條，最優選的實施例是將PVC或PE在熱熔狀態直 接澆注在透光支撐層4上，造成像水條堆積的不規則網格；也可以是預先經過模 型注塑塑成水條堆積的不規則網格，再縛結在條索3和透光支撐層4上，使立體 造型燈美觀。
圖3是本發明的透光支撐層為透光塑料膜層或板材。即是將透光支撐層41 設置為透光塑料膜層或板材，所用材料通常是軟質材料；可以在該塑料膜層或板 材41上繪出不同的裝飾圖案，同時通過驅動控制晶片來獨立控制每個LED發光 二極體發光，可以使發光體7實現各種色彩及亮度變化，增加了此造型裝飾燈的 可觀賞性和逼真性。例如，如果立體造型燈的鹿身上的支撐層是透光的塑料膜層 41時，可以在該塑料膜層上繪出梅花點，通過單線傳輸驅動控制晶片控制，可造 型出象梅花鹿一樣的逼真性和可觀賞性。
圖4是本發明的成型原理示意圖，本發明是膠粒5經過注塑機6熱融後擠出 成條狀直接澆注在條索及透光支撐層上的。
圖5為組成發光體的燈串的結構示意圖，在PCB板9上設置有單個發光單元 10，若干PCB板9上的發光單元10之間通過一才艮電源正才及線路11和一根電源負 極線路13並行電連接，並通過至少兩根信號控制線路12串行連接； 一根電源正 極線路11和一根電源負極線路13給發光單元內的電路4是供電壓，至少兩根信號 控制線路12輸入控制信號到發光單元內的驅動控制晶片中，由驅動控制晶片來 直接驅動控制發光單元內的LED發光二極體發光。為了使燈串具有柔性，可任意 彎曲造型，所述一根電源正極線路11 、所述一根電源負極線路13和所述至少兩 根信號控制線路12均製做成軟線。
圖6為組成發光體的燈帶的結構示意圖，在條形PCB板9上設置有2個或2個以上的發光單元10，條形PCB板9上的發光單元IO之間通過一根電源正極線 路ll、 一根電源負極線路13和至少兩根信號控制線路12相互連接形成燈帶；為 了使燈帶具有柔性，可任意彎曲造型，所述條形PCB板9採用柔性條形PCB板。
參照圖7,設置在PCB板9上的發光單元10包括LED發光二極體14和冗餘 容錯驅動控制晶片15a， LED發光二極體14包括紅色LED發光二極體R、綠色LED 發光二極體和藍色LED發光二極體，分別與R1、 R2、 R3串:^關；冗餘容錯驅動控 制晶片15a為180度雙向冗餘容錯驅動控制晶片，該晶片具有兩對並行的信號輸 入端和信號輸出端101和104、 103和102,每對信號輸入端和信號輸出端的信號 輸入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，該晶片具備由相反傳輸方向的 兩提供兩條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道；由於兩根信號控制線 路傳輸方向相反，當相鄰的冗餘容錯驅動控制晶片15a之間的兩條信號控制線路 同一端的一個信號輸入端和一個信號輸出端101和102,或103和104斷開時， 冗餘容錯驅動控制晶片15a可正常工作。通過信號控制線路12a和的信號輸 入端IOI、 103輸入同步控制信號，由冗餘容錯驅動控制晶片15a直接來驅動控 制LED發光二極體14發光。當其中任何一根信號控制線路12a或2b發生故障時， 控制系統能自檢並實時切換到晶片另 一條並行的控制信號傳輸通道運行，由與芯 片連接的另外一條控制信號傳輸通道連接的信號控制線路來傳輸控制信號。冗餘 容錯控制晶片15a具有報錯指示功能，當冗餘容錯驅動控制晶片15a本身發生錯 誤時，冗餘容錯驅動控制晶片15a通過線路17將錯誤信號數據包上傳到控制系 統，控制系統會根據晶片15a傳回的信息進行判斷，並顯示具體錯誤位置；冗餘 容錯控制晶片15a也可以通過外接一個LED指示燈顯示錯誤；冗餘容錯驅動控制 晶片15a通過至少兩根信號控制線路與相鄰的冗餘容錯驅動控制晶片串行級聯。
參照圖8,冗餘容錯控制晶片15a為90度四向冗餘容錯驅動控制晶片，該芯
10片具有四對並行的信號輸入端和信號輸出端101和106、 103和108、 105和102、 107和104，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根信號控制線路 與信號輸出端連接，該晶片具備由互相垂直傳輸方向的四根信號控制線路12a、 Ub、 Uc和Ud提供四條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道，由於四 根信號控制線路傳輸方向垂直，只要相鄰的冗餘容錯驅動控制晶片15a之間的兩 條信號控制線路同一端的一個信號輸入端和一個信號輸出端101和102，或103 和104，或105和106,或107和108其中任一能正常工作時，冗餘容^l普驅動控 制芯15a可正常工作；當與晶片15a的任何一條傳輸通道連接的信號控制線路發 生故障時，控制系統能自檢並實時切換到晶片的其他三條並行的控制信號傳輸通 道中任一條運行，由與晶片的另外三條控制信號傳輸通道連接的信號控制線路中 的一條來傳輸控制信號。
參照圖9, PCB板9上設置有一個冗餘容錯驅動控制晶片15a和若干其他驅 動控制晶片15b,冗餘容錯驅動控制晶片15a為180度雙向冗餘容錯驅動控制芯 片，該晶片不僅可以自身相互級聯，還可以控制外接的其他驅動控制晶片來驅動 燈點；冗餘容錯驅動控制晶片15a通過兩條並行且具有冗餘容錯功能的信號控制 線路12a和12b的信號輸入端101、 103輸入同步控制信號，由冗餘容錯驅動控 制晶片15a來控制其他驅動控制晶片15b,再由其他驅動控制晶片15b直接驅動 LED發光二極體14發光，根據實際需要，冗餘容^"驅動控制晶片15a也可為90 度四向冗餘容錯驅動控制晶片。其他驅動控制晶片15b通過四根信號控制線路組 成的一條傳輸通道16傳輸控制信號。冗餘容錯控制晶片15a具有報錯指示功能， 當冗餘容錯驅動控制晶片15a本身或由其控制的其他晶片15b發生錯誤時，冗餘 容錯驅動控制晶片15a通過線路17將錯誤信號數據包上傳到控制系統，控制系
統會根據晶片15a傳回的信息進行判斷，並顯示具體錯誤位置；冗餘容錯控制晶片15a也可以通過外接一個LED指示燈顯示錯誤；冗餘容^l晉驅動控制晶片15a通 過至少兩根信號控制線路與相鄰的冗餘容錯驅動控制晶片串行級聯。
以上所述實施方式僅用來說明本發明，但不限於此。在不偏離本發明構思的 條件下，所屬技術領域人員可做出適當變更調整，而這些變更調整也應納入本發 明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1、具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，包括條索模型、設置在條索模型上的發光體、設置在條索模型輪廓間的透光支撐層以及設置在透光支撐層外的模型包覆層；所述發光體包括PCB板、設置在PCB板上的發光單元、一根電源正極線路和一根電源負極線路，所述發光單元含有LED發光二極體和驅動控制晶片；其特徵在於所述驅動控制晶片中至少包含有一個冗餘容錯驅動控制晶片，該晶片具有至少兩對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，所述冗餘容錯驅動控制晶片具備至少兩根信號控制線路所提供的至少兩條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道，並通過所述至少兩根信號控制線路輸入控制信號來驅動控制所述LED發光二極體發光。
2、 根據權利要求1所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特徵在於 所述控制信號通過冗餘容錯驅動控制晶片的信號輸入端輸入，由所述冗餘容錯驅 動控制晶片直接驅動控制所述LED發光二極體發光。
3、 根據權利要求1所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特徵在於 所述控制信號通過冗餘容錯驅動控制晶片的信號輸入端輸入，由冗餘容錯驅動控 制晶片控制所述其他驅動控制晶片，再由其他驅動控制晶片直接驅動所述LED發 光二極體發光。
4、 根據權利要求1或2或3所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特 徵在於所述冗餘容錯驅動控制晶片為180度雙向冗餘容錯驅動控制晶片，該晶片具有兩對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信 號輸入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，該晶片具備由相反傳輸方向 的兩根信號控制線路提供兩條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道，當其中任何一條傳輸通道發生故障時，控制系統能自#:並實時將控制信號切換到另 一條並行的控制信號傳輸通道運行。
5、 根據權利要求1或2或3所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特 徵在於所述冗餘容錯驅動控制晶片為90度四向冗餘容錯驅動控制晶片，該芯 片具有四對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信 號輸入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，該晶片具備由互相垂直傳輸 方向的四根信號控制線路提供四條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通 道，當其中任何一條傳輸通道發生故障時，控制系統能自檢並實時將控制信號切 換到其他三條並行的控制信號傳輸通道中任一條運行。
6、 根據權利要求1或2或3所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特 徵在於所述冗餘容錯驅動控制晶片具有報錯指示功能，當冗餘容錯驅動控制芯 片本身或者由其控制的其他驅動控制晶片發生錯誤時，冗餘容錯驅動控制晶片輸 出錯誤指示信號。
7、根據權利要求l所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特徵在於所 述PCB板上設置有單個發光單元，所述發光單元之間通過所述一根電源正極線路、 所述一根電源負極線路和所述至少兩根信號控制線路製成的軟線相互連接形成 燈串。
8、根據權利要求l所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特徵在於 所述PCB板上設置有2個或2個以上發光單元，所述發光單元之間通過所述一根 電源正極線路、所述一根電源負極線路和所述至少兩根信號控制線路相互連接形成燈帶。
9、根據權利要求8所述的具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，其特徵在於所述PCB板為柔性PCB板。
全文摘要
本發明公開了一種具有冗餘容錯功能的造型裝飾燈，包括條索模型、發光體、透光支撐層以及模型包覆層；所述發光體包括PCB板、設置在PCB板上的發光單元、一根電源正極線路和一根電源負極線路，所述發光單元含有LED發光二極體和驅動控制晶片；所述驅動控制晶片中至少包含有一個冗餘容錯驅動控制晶片，該晶片具有至少兩對並行的信號輸入端和信號輸出端，每對信號輸入端和信號輸出端的信號輸入端通過一根信號控制線路與信號輸出端連接，所述冗餘容錯驅動控制晶片具備至少兩根信號控制線路所提供的至少兩條並行且具有冗餘容錯功能的控制信號傳輸通道，並通過所述至少兩根信號控制線路輸入控制信號來驅動控制所述LED發光二極體發光。
文檔編號F21S4/00GK101629685SQ20081011666
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月15日 優先權日2008年7月15日
發明者松 商 申請人:北京中慶微數字設備開發有限公司