具有冗餘容錯功能的led軟線燈的製作方法
2023-04-30 06:47:36
專利名稱：具有冗餘容錯功能的led軟線燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明裝置，特別是涉及一種LED軟線燈。
背景技術：
LED的高光效、低耗能的優點，已在各種裝飾和廣告行業得到廣泛的應用。 可彎折的LED裝飾燈帶是一種將多個LED設置在軟性塑料帶狀支承上的裝飾燈。 該裝飾燈由於結構尺寸小，可彎折，輕便易安裝，所以它能被廣泛地應用在各種 建築物輪廓，店鋪門面，招牌圖案等等的裝飾場所。現有4支術要麼通過外控制方 式控制LED發光，通過改變電流的大小對裝飾燈內所有的LED統一控制，這種控 制方法使的裝飾燈的變化非常單一，裝飾效果比較差；現有技術中也可以通過內 置驅動控制晶片對每個LED單獨控制，使裝飾燈變化多樣，裝飾效果好，而現有 技術中燈飾的驅動控制晶片 一般都是釆用 一根或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LED燈飾不能正常工作；而且現有技術晶片的報錯功能， 一般都只能通 過指示燈進行報錯，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 一種具有冗餘容錯功能的 LED 4欠線燈。
本發明的技術方案是具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，包括一內層座體、 設置在內層座體上的若干發光單元和一透光包覆層；所述內層座體含有一根電源 正極線路和一根電源負極線路，並沿軸線方向設置在內層座體內；所述發光單元 包括PCB板及設置在PCB板上的LED發光二極體和驅動控制晶片；所述驅動控制 晶片通過信號控制線路輸入控制信號，驅動控制所述LED發光二極體發光;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佘容錯功能的控制信號傳輸通道。
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，控制系統均能自^r並實時切換到另 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4普驅動控制晶片，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，控制系統均能自^r並實時切換到其他三條並 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淨艮錯指示功能，當冗餘容^v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。
所述內層座體沿軸線方向設有一縱向槽，所述發光單元放置在縱向槽內，與 所述一根電源正極線路和所述一根電源負極線路電連接，並通過所述至少兩根信 號控制線路串行連接。
所述LED發光二極體為貼片式LED發光二極體。
所述貼片式LED發光二極體的發光平面與所述一根電源正極線路和所述一根 電源負極線路所構成的平面相垂直。
所述縱向槽橫截面為凸字形，所述貼片式LED發光二極體設置在單個電路板 上再通過至少兩根信號控制線路串行連接組成燈串，其中貼片式LED發光二極體 容置於凸字形槽裡的上部空間裡，單個電絲4反容置於凸字形槽裡的下部空間內。
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其他並行
的控制信號傳輸通道傳輸，不影響LED發光二極體及其他晶片的正常工作。
圖1為本發明的外觀示意圖2為為本發明軟線燈燈體的可裁剪示意圖3為本發明貼片式LED發光二4及管安裝結構分解圖4為圖3中發光單元翻轉180度後的放大圖5為本發明的PCB板電路圖6為本發明中90度四向冗餘容錯驅動控制晶片之間連接結構圖； 圖7為本發明的另一PCB板電路圖。
具體實施例方式
圖l是本發明的成品組裝圖，包括電源接頭l、電源轉換器2、與由若干LED 發光單元7組成的燈體6a相連接的母接頭和公接頭4、 一根電源正極線路5a、 一根電源負極線路5b、至少兩根信號控制線路5c、用來擴展燈體6a的倒刺的錐 狀插針8和塑料套管9a。 一根電源正極線路5a、 一根電源負極線路5b和信號控 制線路5c均為由銅質線纜製成的線路，其中所述一才艮電源正極線路5a和所述一 根電源負極線路5b由含2根或2根以上的多股銅膠線製成，所述至少兩根信號 控制線路5c分別由含1根的單股銅絞線製成。LED發光單元7內包含由PCB板、 和設置在PCB板上的LED發光二極體和驅動控制晶片，驅動控制晶片中至少包括 有一個冗餘容錯驅動控制晶片。LED發光單元與一根電源正極線路5a和一根電源 負極線路5b作電連接，並通過信號控制線路5c輸入控制信號到發光單元7內的 驅動控制晶片中，由晶片驅動控制發光單元7內的LED發光二極體發光。電源轉 換器2用來將市電轉換成LED發光單元7工作時所需的直流電壓，燈體6a通過公接頭4的兩端的插針分別刺入電源轉換器2之後的一根電源正極線路5a和一 根電源負極線路5b內進行電連接，並在接逢處添加密封膠。再套上母接頭3作防 水處理。信號控制線路5c與外接的控制系統連接，並由控制系統輸入控制信號。 為了增加燈體部分的長度，可用倒刺的錐狀插針8的兩端的插針分別刺入燈體6a 和燈體6b的電源正負極線和信號控制線作電連接，在連接處加上塑料套管9a保 護電氣接觸良好，以此方法就可以製作使用者所需長度的燈體。其中塑料套管9b 為燈體6b與下一個燈體相連接要使用的塑料套管9a的一部分。參照圖2,具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，由於若干發光單元7a、 7b、 7c、 7d等是通過至少兩根信號控制線路5c串聯再並聯於兩根電源線5a、 5b之間的， 信號控制線路5c與兩根電源線5a、 5b均為由銅絞線製成的線路，因此，可以用 剪刀15,在每兩個單元之間的位置裁剪該LED軟線燈，供給不同長度的使用場合。 兩LED軟線燈之間也可以通過錐狀插針相互駁接，或LED軟線燈通過錐狀插針與 電源連才矣。參照圖3和圖4, LED軟線燈內的內層座體11含有一根電源正極線路5a和 一根電源負極線3各5b,在沿內層座體11軸線方向開有一個與電源線5a和5b相 平行的縱向槽16,該縱向槽16的橫截面為凸字形。每個發光單元7包括PCB板 14、 PCB板14上安裝LED發光二極體13和驅動控制晶片12。 LED發光二極體13 為貼片式LED發光二極體，LED發光二極體是用長分子鍵聚合物封裝的表面粘著 型LED發光二極體；也可以是未經封裝的發光LED發光二極體的晶片；或者是將 LED發光二極體的封裝膠體設置成扁形立方體的LED發光二極體。驅動控制晶片 12中包含至少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4普功能的控制信號傳輸通道。所述若干發光單元通過至少兩根信號控制線路5c串行連接組成燈串，並且發光單元7內的LED 發光二極體13的發光面與所述兩根電源正負極線路所構成的平面相垂直，其中 貼片式LED發光二極體容置於凸字形槽裡的上部空間裡，單個電路板容置於凸字 形槽裡的下部空間內，在與LED發光二極體的發光面相平行的平面內，也就是在 LED軟線燈燈體的發光面平行的平面內，可完全自由地造型。所述單個PCB板內 均含有一根電源正極線路、 一根電源負極線路和至少兩根信號控制線路，所述一 衝艮電源正極線3各、 一才艮電源負極線路分別與在內層座體內的一片艮電源正極線if各 5a、 一根電源負極線路5b對應電連接，所述至少兩才艮信號控制線路5c將若干發 光單元相互連接組成燈串。連接並放置好的LED軟線燈中，發光單元之間並行電 連接，發光單元內冗餘容錯驅動控制晶片與相鄰發光單元內的冗餘容錯驅動控制 晶片串行連接。最後在所述內層座體11上經押出加工，完全包裹一層透光的包 覆層10。參照圖5,發光單元包括設置在PCB板14上的LED發光二極體13和冗餘容 錯驅動控制晶片12a, LED發光二極體13包括紅色LED發光二極體R、綠色LED 發光二極體G和藍色LED發光二極體B，分別與電阻R1、 R2、 R3串聯；PCB板14 上設有一根電源正極線路5a，直接與LED發光二極體13連接； 一根電源負極線 路5b，直接與冗餘容錯驅動控制晶片12a連接；冗餘容錯晶片12a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衝艮信號控制 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501、 502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12a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同時斷 開時，冗餘容錯驅動控制晶片12a可正常工作。通過信號控制線路5G1和502的 信號輸入端101、 103輸入同步控制信號，由冗餘容^"驅動控制晶片12a直接來 驅動控制LED發光二極體13發光。當冗餘容錯驅動控制晶片12a中連接任何一 條控制信號傳輸通道的信號控制線路發生故障時，控制系統均能自檢並實時切換 到晶片的另一條並行的控制信號傳輸通道運行；冗餘容^"控制晶片12a具有報錯 指示功能，當冗餘容錯驅動控制晶片12a本身發生錯誤時，冗餘容錯驅動控制芯 片12a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12a 回傳的信息進行判斷，直接顯示發生故障具體位置，報4昔方式直觀，使檢測維修 非常方便；冗餘容錯控制晶片12a也可以通過外接一個LED指示燈顯示錯誤。為 了使軟線燈整體具有柔性、可任意彎曲，可將若干發光單元通過將一根電源正極 線路、 一根電源負極線路和兩根信號控制線路串行連接起來，並且將上述線路均 製作成軟線；也可採用柔性PCB板。參照圖6,冗餘容錯控制晶片12a為90度四向冗餘容錯驅動控制晶片，該芯 片具有四對並4亍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501、 502、 503和504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12a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^[壬一能正常工作時，冗餘容4普驅動控 制芯12a可正常工作；當晶片12a的任何一條傳輸通道連接的信號控制線路發生 故障時，控制系統均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。參照圖7， PCB板14上設置有一個冗餘容錯驅動控制晶片12a和若干其他驅 動控制晶片12b,冗餘容錯驅動控制晶片12a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12a通過兩條並行且具有冗餘容錯功能的信號控制 線路501和502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12a來控制其他驅動控制晶片12b,再由其他驅動控制晶片12b直接驅動 LED發光二極體13發光，根據實際需要，冗餘容錯驅動控制晶片12a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12b通過四根信號控制線路組 成的一條傳輸通道18傳輸控制信號。冗餘容錯控制晶片12a具有報錯指示功能， 當冗餘容錯驅動控制晶片12a本身或由其控制的其他晶片12b發生錯誤時，冗餘 容錯驅動控制晶片12a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12a傳回的信息進行判斷，並顯示具體錯誤位置；冗餘容錯控制芯 片12a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12a通 過至少兩根信號控制線路與相鄰PCB板上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LED軟線燈，包括一內層座體、設置在內層座體上的若干發光單元和一透光包覆層；所述內層座體含有一根電源正極線路和一根電源負極線路，並沿軸線方向設置在內層座體內；所述發光單元包括PCB板及設置在PCB板上的LED發光二極體和驅動控制晶片；所述驅動控制晶片通過信號控制線路輸入控制信號，驅動控制所述LED發光二極體發光；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。
2、 根據權利要求1所述的具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，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LED軟線燈，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LED軟線燈，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^"驅動控制晶片，該芯 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，控制系統均能自檢並實時切換到另 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LED軟線燈，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，控制系統均能自^r並實時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LED軟線燈，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1所述的具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，其特徵在於所 述內層座體沿軸線方向設有一縱向槽，所述發光單元;^置在縱向槽內，與所述一 根電源正極線路和所述一根電源負極線路電連接，並通過所述至少兩根信號控制 線路串行連接。
8、 根據權利要求1所述的具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，其特徵在於所 述LED發光二極體為貼片式LED發光二極體。
9、 據權利要求8所述的具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，其特徵在於所述 貼片式LED發光二極體的發光平面與所述一根電源正極線路和所述一根電源負極 線^各所構成的平面相垂直。
10、根據權利要求7所述的具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，其特徵在於 所述縱向槽橫截面為凸字形，所述貼片式LED發光二極體設置在單個電路板上再 通過至少兩根信號控制線路串行連接組成燈串，其中貼片式LED發光二極體容置 於凸字形槽裡的上部空間裡，單個電-各板容置於凸字形槽裡的下部空間內。
全文摘要
本發明公開了一種具有冗餘容錯功能的LED軟線燈，包括一內層座體、設置在內層座體上的若干發光單元和一透光包覆層；所述發光單元包括PCB板及設置在PCB板上的LED發光二極體和驅動控制晶片；所述驅動控制晶片通過信號控制線路輸入控制信號，驅動控制所述LED發光二極體發光；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。
文檔編號F21S4/00GK101625089SQ20081011636
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月9日 優先權日2008年7月9日
發明者松 商 申請人:北京中慶微數字設備開發有限公司