CN101625089A

CN101625089A - 具有冗余容错功能的led软线灯

Info

Publication number: CN101625089A
Application number: CN200810116365A
Authority: CN
Inventors: 商松
Original assignee: Beijing Zhongqing Micro Digital Equipment Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhongqing Micro Digital Equipment Development Co Ltd
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-13

Abstract

本发明公开了一种具有冗余容错功能的LED软线灯，包括一内层座体、设置在内层座体上的若干发光单元和一透光包覆层；所述发光单元包括PCB板及设置在PCB板上的LED发光二极管和驱动控制芯片；所述驱动控制芯片通过信号控制线路输入控制信号，驱动控制所述LED发光二极管发光；所述驱动控制芯片中至少包含有一个冗余容错驱动控制芯片，该芯片具有至少两对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，所述冗余容错驱动控制芯片具备至少两根信号控制线路所提供的至少两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道。

Description

具有冗余容错功能的LED软线灯

技术领域

本发明涉及一种照明装置，特别是涉及一种LED软线灯。

背景技术

LED的高光效、低耗能的优点，已在各种装饰和广告行业得到广泛的应用。可弯折的LED装饰灯带是一种将多个LED设置在软性塑料带状支承上的装饰灯。该装饰灯由于结构尺寸小，可弯折，轻便易安装，所以它能被广泛地应用在各种建筑物轮廓，店铺门面，招牌图案等等的装饰场所。现有技术要么通过外控制方式控制LED发光，通过改变电流的大小对装饰灯内所有的LED统一控制，这种控制方法使的装饰灯的变化非常单一，装饰效果比较差；现有技术中也可以通过内置驱动控制芯片对每个LED单独控制，使装饰灯变化多样，装饰效果好，而现有技术中灯饰的驱动控制芯片一般都是采用一根或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LED灯饰不能正常工作；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。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足，特别提供：一种具有冗余容错功能的LED软线灯。

本发明的技术方案是：具有冗余容错功能的LED软线灯，包括一内层座体、设置在内层座体上的若干发光单元和一透光包覆层；所述内层座体含有一根电源正极线路和一根电源负极线路，并沿轴线方向设置在内层座体内；所述发光单元包括PCB板及设置在PCB板上的LED发光二极管和驱动控制芯片；所述驱动控制芯片通过信号控制线路输入控制信号，驱动控制所述LED发光二极管发光；所述驱动控制芯片中至少包含有一个冗余容错驱动控制芯片，该芯片具有至少两对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，所述冗余容错驱动控制芯片具备至少两根信号控制线路所提供的至少两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道。

所述控制信号通过冗余容错驱动控制芯片的信号输入端输入，由所述冗余容错驱动控制芯片直接驱动控制所述LED发光二极管发光。

所述控制信号通过冗余容错驱动控制芯片的信号输入端输入，由冗余容错驱动控制芯片控制所述其他驱动控制芯片，再由其他驱动控制芯片直接驱动所述LED发光二极管发光。

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，该芯片具有两对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，该芯片具备由相反传输方向的两根信号控制线路提供两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道，当其中任何一条传输通道发生故障时，控制系统均能自检并实时切换到另一条并行的控制信号传输通道运行。

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，该芯片具有四对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，该芯片具备由互相垂直传输方向的四根信号控制线路提供四条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道，当其中任何一条传输通道发生故障时，控制系统均能自检并实时切换到其他三条并行的控制信号传输通道中任一条运行。

所述冗余容错驱动控制芯片具有报错指示功能，当冗余容错驱动控制芯片本身或者由其控制的其他驱动控制芯片发生错误时，冗余容错驱动控制芯片输出错误指示信号。

所述内层座体沿轴线方向设有一纵向槽，所述发光单元放置在纵向槽内，与所述一根电源正极线路和所述一根电源负极线路电连接，并通过所述至少两根信号控制线路串行连接。

所述LED发光二极管为贴片式LED发光二极管。

所述贴片式LED发光二极管的发光平面与所述一根电源正极线路和所述一根电源负极线路所构成的平面相垂直。

所述纵向槽横截面为凸字形，所述贴片式LED发光二极管设置在单个电路板上再通过至少两根信号控制线路串行连接组成灯串，其中贴片式LED发光二极管容置于凸字形槽里的上部空间里，单个电路板容置于凸字形槽里的下部空间内。

从以上技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

采用冗余容错驱动控制芯片串行连接，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，当连接其中一条控制信号传输通道的信号控制线路发生故障时，控制信号还可以通过其他并行的控制信号传输通道传输，不影响LED发光二极管及其他芯片的正常工作。

附图说明

图1为本发明的外观示意图；

图2为为本发明软线灯灯体的可裁剪示意图；

图3为本发明贴片式LED发光二极管安装结构分解图；

图4为图3中发光单元翻转180度后的放大图；

图5为本发明的PCB板电路图；

图6为本发明中90度四向冗余容错驱动控制芯片之间连接结构图；

图7为本发明的另一PCB板电路图。

具体实施方式

图1是本发明的成品组装图，包括电源接头1、电源转换器2、与由若干LED发光单元7组成的灯体6a相连接的母接头和公接头4、一根电源正极线路5a、一根电源负极线路5b、至少两根信号控制线路5c、用来扩展灯体6a的倒刺的锥状插针8和塑料套管9a。一根电源正极线路5a、一根电源负极线路5b和信号控制线路5c均为由铜质线缆制成的线路，其中所述一根电源正极线路5a和所述一根电源负极线路5b由含2根或2根以上的多股铜胶线制成，所述至少两根信号控制线路5c分别由含1根的单股铜绞线制成。LED发光单元7内包含由PCB板、和设置在PCB板上的LED发光二极管和驱动控制芯片，驱动控制芯片中至少包括有一个冗余容错驱动控制芯片。LED发光单元与一根电源正极线路5a和一根电源负极线路5b作电连接，并通过信号控制线路5c输入控制信号到发光单元7内的驱动控制芯片中，由芯片驱动控制发光单元7内的LED发光二极管发光。电源转换器2用来将市电转换成LED发光单元7工作时所需的直流电压，灯体6a通过公接头4的两端的插针分别刺入电源转换器2之后的一根电源正极线路5a和一根电源负极线路5b内进行电连接，并在接逢处添加密封胶。再套上母接头3作防水处理。信号控制线路5c与外接的控制系统连接，并由控制系统输入控制信号。为了增加灯体部分的长度，可用倒刺的锥状插针8的两端的插针分别刺入灯体6a和灯体6b的电源正负极线和信号控制线作电连接，在连接处加上塑料套管9a保护电气接触良好，以此方法就可以制作使用者所需长度的灯体。其中塑料套管9b为灯体6b与下一个灯体相连接要使用的塑料套管9a的一部分。

参照图2，具有冗余容错功能的LED软线灯，由于若干发光单元7a、7b、7c、7d等是通过至少两根信号控制线路5c串联再并联于两根电源线5a、5b之间的，信号控制线路5c与两根电源线5a、5b均为由铜绞线制成的线路，因此，可以用剪刀15，在每两个单元之间的位置裁剪该LED软线灯，供给不同长度的使用场合。两LED软线灯之间也可以通过锥状插针相互驳接，或LED软线灯通过锥状插针与电源连接。

参照图3和图4，LED软线灯内的内层座体11含有一根电源正极线路5a和一根电源负极线路5b，在沿内层座体11轴线方向开有一个与电源线5a和5b相平行的纵向槽16，该纵向槽16的横截面为凸字形。每个发光单元7包括PCB板14、PCB板14上安装LED发光二极管13和驱动控制芯片12。LED发光二极管13为贴片式LED发光二极管，LED发光二极管是用长分子键聚合物封装的表面粘著型LED发光二极管；也可以是未经封装的发光LED发光二极管的晶片；或者是将LED发光二极管的封装胶体设置成扁形立方体的LED发光二极管。驱动控制芯片12中包含至少一个冗余容错驱动控制芯片，该芯片具有至少两对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，所述冗余容错驱动控制芯片具备至少两根信号控制线路所提供的至少两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道。所述若干发光单元通过至少两根信号控制线路5c串行连接组成灯串，并且发光单元7内的LED发光二极管13的发光面与所述两根电源正负极线路所构成的平面相垂直，其中贴片式LED发光二极管容置于凸字形槽里的上部空间里，单个电路板容置于凸字形槽里的下部空间内，在与LED发光二极管的发光面相平行的平面内，也就是在LED软线灯灯体的发光面平行的平面内，可完全自由地造型。所述单个PCB板内均含有一根电源正极线路、一根电源负极线路和至少两根信号控制线路，所述一根电源正极线路、一根电源负极线路分别与在内层座体内的一根电源正极线路5a、一根电源负极线路5b对应电连接，所述至少两根信号控制线路5c将若干发光单元相互连接组成灯串。连接并放置好的LED软线灯中，发光单元之间并行电连接，发光单元内冗余容错驱动控制芯片与相邻发光单元内的冗余容错驱动控制芯片串行连接。最后在所述内层座体11上经押出加工，完全包裹一层透光的包覆层10。

参照图5，发光单元包括设置在PCB板14上的LED发光二极管13和冗余容错驱动控制芯片12a，LED发光二极管13包括红色LED发光二极管R、绿色LED发光二极管G和蓝色LED发光二极管B，分别与电阻R1、R2、R3串联；PCB板14上设有一根电源正极线路5a，直接与LED发光二极管13连接；一根电源负极线路5b，直接与冗余容错驱动控制芯片12a连接；冗余容错芯片12a为180度双向冗余容错驱动控制芯片，该芯片具有两对并行的信号输入端和信号输出端101和104、103和102，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，该芯片具备由相反传输方向的两根信号控制线路501、502提供两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道；由于两根信号控制线路传输方向相反，当相邻的冗余容错驱动控制芯片12a之间的两条信号控制线路同一端的一个信号输入端和一个信号输出端101和102，或103和104同时断开时，冗余容错驱动控制芯片12a可正常工作。通过信号控制线路501和502的信号输入端101、103输入同步控制信号，由冗余容错驱动控制芯片12a直接来驱动控制LED发光二极管13发光。当冗余容错驱动控制芯片12a中连接任何一条控制信号传输通道的信号控制线路发生故障时，控制系统均能自检并实时切换到芯片的另一条并行的控制信号传输通道运行；冗余容错控制芯片12a具有报错指示功能，当冗余容错驱动控制芯片12a本身发生错误时，冗余容错驱动控制芯片12a通过线路17将错误信号数据包上传到控制系统，控制系统会根据芯片12a回传的信息进行判断，直接显示发生故障具体位置，报错方式直观，使检测维修非常方便；冗余容错控制芯片12a也可以通过外接一个LED指示灯显示错误。为了使软线灯整体具有柔性、可任意弯曲，可将若干发光单元通过将一根电源正极线路、一根电源负极线路和两根信号控制线路串行连接起来，并且将上述线路均制作成软线；也可采用柔性PCB板。

参照图6，冗余容错控制芯片12a为90度四向冗余容错驱动控制芯片，该芯片具有四对并行的信号输入端和信号输出端101和106、103和108、105和102、107和104，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，该芯片具备由互相垂直传输方向的四根信号控制线路501、502、503和504提供四条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道，由于四根信号控制线路传输方向垂直，只要相邻的冗余容错驱动控制芯片12a之间的两条信号控制线路同一端的一个信号输入端和一个信号输出端101和102，或103和104，或105和106，或107和108其中任一能正常工作时，冗余容错驱动控制芯12a可正常工作；当芯片12a的任何一条传输通道连接的信号控制线路发生故障时，控制系统均能自检并实时切换到芯片的其他三条并行的控制信号传输通道中任一条运行。

参照图7，PCB板14上设置有一个冗余容错驱动控制芯片12a和若干其他驱动控制芯片12b，冗余容错驱动控制芯片12a为180度双向冗余容错驱动控制芯片，该芯片不仅可以自身相互级联，还可以控制外接的其他驱动控制芯片来驱动灯点；冗余容错驱动控制芯片12a通过两条并行且具有冗余容错功能的信号控制线路501和502的信号输入端101、103输入同步控制信号，由冗余容错驱动控制芯片12a来控制其他驱动控制芯片12b，再由其他驱动控制芯片12b直接驱动LED发光二极管13发光，根据实际需要，冗余容错驱动控制芯片12a也可为90度四向冗余容错驱动控制芯片。其他驱动控制芯片12b通过四根信号控制线路组成的一条传输通道18传输控制信号。冗余容错控制芯片12a具有报错指示功能，当冗余容错驱动控制芯片12a本身或由其控制的其他芯片12b发生错误时，冗余容错驱动控制芯片12a通过线路17将错误信号数据包上传到控制系统，控制系统会根据芯片12a传回的信息进行判断，并显示具体错误位置；冗余容错控制芯片12a也可以通过外接一个LED指示灯显示错误；冗余容错驱动控制芯片12a通过至少两根信号控制线路与相邻PCB板上的冗余容错驱动控制芯片串行级联。

以上所述实施方式仅用来说明本发明，但不限于此。在不偏离本发明构思的条件下，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发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1、具有冗余容错功能的LED软线灯，包括一内层座体、设置在内层座体上的若干发光单元和一透光包覆层；所述内层座体含有一根电源正极线路和一根电源负极线路，并沿轴线方向设置在内层座体内；所述发光单元包括PCB板及设置在PCB板上的LED发光二极管和驱动控制芯片；所述驱动控制芯片通过信号控制线路输入控制信号，驱动控制所述LED发光二极管发光；

其特征在于：所述驱动控制芯片中至少包含有一个冗余容错驱动控制芯片，该芯片具有至少两对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，所述冗余容错驱动控制芯片具备至少两根信号控制线路所提供的至少两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道。

2、根据权利要求1所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述控制信号通过冗余容错驱动控制芯片的信号输入端输入，由所述冗余容错驱动控制芯片直接驱动控制所述LED发光二极管发光。

3、根据权利要求1所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述控制信号通过冗余容错驱动控制芯片的信号输入端输入，由冗余容错驱动控制芯片控制所述其他驱动控制芯片，再由其他驱动控制芯片直接驱动所述LED发光二极管发光。

4、根据权利要求1或2或3所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，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，该芯片具有两对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，该芯片具备由相反传输方向的两根信号控制线路提供两条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道，当其中任何一条传输通道发生故障时，控制系统均能自检并实时切换到另一条并行的控制信号传输通道运行。

5、根据权利要求1或2或3所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，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，该芯片具有四对并行的信号输入端和信号输出端，每对信号输入端和信号输出端的信号输入端通过一根信号控制线路与信号输出端连接，该芯片具备由互相垂直传输方向的四根信号控制线路提供四条并行且具有冗余容错功能的控制信号传输通道，当其中任何一条传输通道发生故障时，控制系统均能自检并实时切换到其他三条并行的控制信号传输通道中任一条运行。

6、根据权利要求1或2或3所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述冗余容错驱动控制芯片具有报错指示功能，当冗余容错驱动控制芯片本身或者由其控制的其他驱动控制芯片发生错误时，冗余容错驱动控制芯片输出错误指示信号。

7、根据权利要求1所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述内层座体沿轴线方向设有一纵向槽，所述发光单元放置在纵向槽内，与所述一根电源正极线路和所述一根电源负极线路电连接，并通过所述至少两根信号控制线路串行连接。

8、根据权利要求1所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述LED发光二极管为贴片式LED发光二极管。

9、据权利要求8所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述贴片式LED发光二极管的发光平面与所述一根电源正极线路和所述一根电源负极线路所构成的平面相垂直。

10、根据权利要求7所述的具有冗余容错功能的LED软线灯，其特征在于：所述纵向槽横截面为凸字形，所述贴片式LED发光二极管设置在单个电路板上再通过至少两根信号控制线路串行连接组成灯串，其中贴片式LED发光二极管容置于凸字形槽里的上部空间里，单个电路板容置于凸字形槽里的下部空间内。