專利名稱：一種內(nèi)嵌冗余容錯控制芯片的led像素筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED顯示的應用，具體地說，是涉及一種內(nèi)嵌冗余容 錯控制芯片的LED像素筒。
背景技術(shù)：
目前市場上所廣泛應用的像素筒，其普遍為以三種顏色的發(fā)光二極 管R、 G、 B (R為紅色發(fā)光二極管、B為藍色發(fā)光二極管、G為綠色發(fā)光二 極管)，作為一個發(fā)光點的基本單元，即一個像素，并通過塑封、灌膠形成 一個像素筒。以RGB像素筒為基本單元，組成LED顯示屏來完成顯示目的。
但是由于現(xiàn)有技術(shù)中芯片與芯片之間都是采用串行連接的，且驅(qū)動控 制芯片只有一條信號控制線路傳輸信號，當該信號控制線路斷開或發(fā)生其 他錯誤時，將會嚴重影響 與其連接的器件，導致與其連"l妄的芯片均無信號 輸入，LED發(fā)光二極管也都不能工作。
冗余是指重復配置系統(tǒng)的一些部件，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，冗余配置的 部件介入并承擔故障部件的工作；容錯是指系統(tǒng)在其某一組件故障時仍能 繼續(xù)正常工作的功能，容錯功能一般是通過冗余組件來實現(xiàn)。保證系統(tǒng)在 某些組成部分出現(xiàn)故障或差錯時仍能正常工作的技術(shù)稱為容錯技術(shù)。從系 統(tǒng)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(tǒng)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、偶然干擾引起的差錯等。冗余容錯技術(shù)正是利用冗余組件來構(gòu)造 一種能夠自動排除非致命性故障的技術(shù)。
同時由于內(nèi)嵌冗余容錯芯片，會帶來系統(tǒng)散熱負擔增加的技術(shù)問題， 因此，還沒有出現(xiàn)將冗余容錯技術(shù)應用到LED像素筒，同時解決散熱問題 的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)嵌冗
余容錯控制芯片的LED像素筒。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種內(nèi)嵌冗余容錯控制芯片的LED像素筒，包括透光外殼、燈體、金 屬散熱面罩；
所述透光外殼至少設(shè)置一散熱孔；
所述燈體設(shè)置有PCB板；設(shè)置在PCB板上的LED發(fā)光單元，包括 至少一個LED燈；芯片，控制LED發(fā)光單元發(fā)光；所述PCB板固定設(shè)置 在所述透光外殼的內(nèi)部；
所述芯片中至少包括有一個冗余容錯控制芯片；
所述冗余容錯控制芯片設(shè)置至少兩個信號輸入端以及與之數(shù)量相同的 信號輸出端、至少一個本地輸出端和仲裁模塊；通過各所述信號輸入端和 各所述信號輸出端設(shè)置至少兩個級聯(lián)通道，所述仲裁模塊用于判斷各級聯(lián) 通道的有效性，并采用有效級聯(lián)通道的輸出作為無效級聯(lián)通道的輸出；所 述本地輸出端連接到所述LED發(fā)光單元，用于控制其發(fā)光；
所述金屬散熱面罩由導熱金屬形成容納LED燈的網(wǎng)格狀面罩，與所述 PCB板固定連接。
所述的LED像素筒，所述透光外殼至少設(shè)置二散熱孔；所述PCB板固 定設(shè)置在所述透光外殼的內(nèi)部，其兩側(cè)至少設(shè)置一散熱孔。
所述的LED像素筒，各所述散熱孔對稱分布在所述PCB板的兩側(cè)。 所述的LED像素筒，所述LED燈至少采用圓形插件式發(fā)光二極管、半 圓圓柱形插件式發(fā)光二極管、橢圓形插件式發(fā)光二極管，半圓形插件式發(fā) 光二極管、扁圓形插件式光二極管、矩形插件式發(fā)光二極管、表貼式發(fā)光 二極管其中之一。
5所述的LED像素筒，每一所述本地輸出端分別連接并控制 一個LED燈。
所述的LED像素筒，還包括驅(qū)動芯片，其設(shè)置在所述冗余容錯控制芯 片的本地輸出端與所述LED發(fā)光單元之間，用于接收所述冗余容錯控制芯 片的控制信息，驅(qū)動所述LED發(fā)光單元發(fā)光。
所述的LED像素筒，所述LED發(fā)光單元包括一個紅色LED燈、 一個 藍色LED燈、 一個綠色LED燈；所述冗余容錯控制芯片設(shè)置三個本地輸出 端，分別與各個LED燈相連接。
所述的LED像素筒，所述冗余容錯控制芯片包括四個信號輸入端和四 個信號輸出端，構(gòu)成四個級4關(guān)通道。
所述的LED像素筒，還包括一指示單元；所述冗余容錯控制芯片設(shè)置 報錯指示端，其與所述指示單元相連，用于在所述冗余容錯控制芯片發(fā)生 故障時，輸出錯誤指示信號到所述指示單元。
所述的LED像素筒，其中，還包括一透鏡，所述透鏡與所述透光外殼 固定連接。
從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果
1、 采用冗余容錯控制芯片串行連接，芯片具有至少兩條并行且具有冗 余容錯功能的信號控制線路，控制信號具有一重以上的冗余設(shè)計，當其中 一條信號控制線路發(fā)生故障時，控制信號還可以通過其他并行的信號控制 線路傳輸，不影響LED發(fā)光二極管及其他芯片的正常工作。
2、 冗余容錯控制芯片具有報錯指示功能，當冗余容錯控制芯片本身發(fā) 生錯誤時，冗余容錯控制芯片可通過線路將數(shù)據(jù)包上傳到控制系統(tǒng)，控制 系統(tǒng)會根據(jù)芯片傳回的信息進行錯誤位置判斷；也可以通過外接LED指示 燈顯示錯誤，使維修非常方便。
3、 實現(xiàn)單燈亮度控制，方便對各燈點的亮度進行校正，實現(xiàn)更好的白 平衡效果。
4、 各LED燈可以與燈座活動連接，方便拆卸更換，并且可以根據(jù)需要更換LED燈的位置。


圖l-A是本發(fā)明實施例1的示意圖； 圖l-B是本發(fā)明金屬散熱面罩的示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例2的示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例3的示意圖； 圖4是本發(fā)明實施例4的示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細"i兌明。 實施例1
如圖l-A, —種內(nèi)嵌冗余容錯控制芯片的LED像素筒，包括透光外殼、 燈體和金屬散熱面罩，透光外殼殼體上設(shè)置至少一個散熱孔，進行對流散 熱，燈體內(nèi)設(shè)置有PCB板；設(shè)置在PCB板上的LED發(fā)光單元，包括至少一 個LED燈；芯片，該芯片用于控制LED發(fā)光單元發(fā)光，芯片可以設(shè)置在PCB 板上與LED燈相對的背面，芯片中至少包括有一個冗余容錯控制芯片，該 芯片設(shè)置至少兩個信號輸入端、至少兩個信號輸出端、至少一個本地輸出 端和仲裁模塊，所述信號輸入端和所述信號輸出端通過仲裁模塊相連接， 構(gòu)成至少兩個級聯(lián)信號通道，仲裁模塊根據(jù)線路信號頻率或者信號電壓等 等特征判斷所述級聯(lián)通道的有效性，并將無效級聯(lián)通道的輸出切換到有效 級聯(lián)通道的輸出，也即在無效級聯(lián)通道使用有效級聯(lián)通道的輸出信號作為 該無效級聯(lián)通道的輸出信號；金屬散熱面罩固定連接在PCB板上，金屬散 熱面罩可以使用導熱金屬壓鑄形成容納LED燈的網(wǎng)格狀面罩(如圖l-B所 示)，各網(wǎng)格之間相互獨立。這樣使用冗余容錯控制芯片提高了像素筒的容 錯能力，降低了像素筒的故障率，使用金屬散熱面罩將像素筒內(nèi)芯片和LED燈產(chǎn)生的熱量通過散熱孔傳導出去，避免部件過熱損壞。
優(yōu)選的，透光外殼至少設(shè)置二散熱孔，PCB板固定設(shè)置在透光外殼的 內(nèi)部，其兩側(cè)也至少設(shè)置一散熱孔，上述各散熱孔對稱分布在PCB板的兩 側(cè)，這樣能夠提高散熱效果；
為了增加光線透射率，或者取得某種光效(發(fā)散或者平行等)可以在透 光外殼內(nèi)部或者外部固定連接一光學透鏡，根據(jù)需要可以選擇凸透鏡或者 凹透鏡，也可以選擇有色透鏡等，可以使用透明樹脂，也可以使用有機玻 璃、壓克力等材料，滿足不同應用環(huán)境的需要，營造特殊光效。
為了方便安裝，可以在像素筒的外殼底部根據(jù)電路情況引出若干數(shù)量 的插接腳，比如可以設(shè)置五個插接腳，包括一個電源引腳、兩個輸入信號 引腳、兩個輸出信號引腳，用于即插即用的應用環(huán)境，同時方便更換。
又一個例子，上述LED像素筒還包括一 LED燈座，該LED燈座與PCB 板固定連接，可以使用螺絲固定，也可以通過錫焊固定，固定方式本發(fā)明 不作限制，LED燈與燈座活動連接，比如可以通過LED燈的管腳插接在上 述燈座上，或者使用帶有鏍口的LED旋接在上述燈座上，這樣，方便拆卸， 方便更換，并且燈與燈的位置可以互換。
又一個例子，上述LED像素筒中，芯片優(yōu)選采用板上幫定(BONDING) 封裝方式或者DIP封裝方式或者SOP封裝方式之一，節(jié)省PCB空間，同時 減少像素筒內(nèi)部熱源，避免像素筒過熱損壞。
又一個例子，上述LED像素筒，LED燈優(yōu)選采用圓形插件式發(fā)光二極 管、半圓柱形插件式發(fā)光二極管、橢圓形插件式發(fā)光二極管，半圓形插件 式發(fā)光二極管、扁圓形插件式光二極管、矩形插件式發(fā)光二極管、表貼式 發(fā)光二極管之一，采用上述形狀的發(fā)光二極管，成本低廉，散熱效果較好。
又一個例子，上述LED像素筒，像素筒內(nèi)的每一個LED燈單獨受控， 即每一個驅(qū)動輸出端單獨驅(qū)動一個LED燈，這樣可以對每一像素筒上的紅、 綠、藍色LED燈進行獨立的單燈亮度調(diào)整，單燈亮度調(diào)整便于實現(xiàn)較好的白平衡效果。
實施例2
如圖2所示為內(nèi)嵌冗余容錯芯片的像素筒在應用中的一種級聯(lián)結(jié)構(gòu)， 該芯片具有兩個并行的信號輸入端和兩個并行的信號輸出端，兩個信號輸 入端用于級聯(lián)控制信號1和級聯(lián)控制信號2的輸入，兩個信號輸出端用于 級聯(lián)控制信號1和級聯(lián)控制信號2輸出，該芯片由相反傳輸方向的兩根線 路提供兩條相同的信號控制線路，分別用于傳輸級聯(lián)控制信號1和級聯(lián)控 制信號2; LED發(fā)光單元由紅色發(fā)光二極管R、綠色發(fā)光二極管G、藍色發(fā) 光二極管B以及電阻R1、 R2、 R3組成，LED燈分別與R1、 R2、 R3串聯(lián)；電 源正極線路VCC和電源負極線路GND給電路提供電壓；上位控制系統(tǒng)發(fā)送 的控制信號1和控制信號2通過兩條信號輸入端輸入到冗余容錯控制芯片， 再由冗余容錯控制芯片的本地數(shù)據(jù)輸出端直接連接LED發(fā)光單元，驅(qū)動LED 發(fā)光單元發(fā)光；當控制信號線路其中任何一條線路發(fā)生故障時，冗余容錯 控制芯片內(nèi)部的仲裁模塊均能自檢并實時切換到另 一條控制信號線路運 行；冗余容錯控制芯片還具有報錯指示端，當冗余容錯控制芯片發(fā)生錯誤 時，冗余容錯控制芯片通過報錯指示端(圖中未示出)將錯誤信號發(fā)送給 指示單元，指示單元可以使用LED指示燈報警，也可以使用蜂鳴器報警， 維護人員根據(jù)LED燈的指示或者蜂鳴器的聲音信號即可知道故障位置，方 便檢修。。
實施例3
見圖3，與實施例2不同的是像素筒內(nèi)部集成了專用恒流驅(qū)動芯片， 該恒流驅(qū)動芯片與冗余容錯控制芯片本地輸出端相連，恒流驅(qū)動芯片的驅(qū) 動輸出端通過串接電阻與LED燈陰極相連，通過恒流驅(qū)動芯片，根據(jù)控制 芯片的本地輸出數(shù)據(jù)，完成LED燈的驅(qū)動，控制LED明暗變化。使用專用 驅(qū)動芯片的優(yōu)點是，驅(qū)動電流控制方便，工作穩(wěn)定，顯示效果較好。
實施例4見圖4，冗余容4普控制芯片四個信號輸入端、四個信號輸出端、三個本 地輸出端和仲裁模塊，所述信號輸入端和所述信號輸出端分別相連，構(gòu)成 四個級聯(lián)信號通道，所述仲裁模塊用于判斷所述級聯(lián)通道的有效性，并將 無效級聯(lián)通道的輸出切換到任意一個有效的級聯(lián)通道的輸出信號，該芯片 由傳輸方向互相垂直的四根線路提供四條控制信號線路分別傳輸控制信號 1、控制信號2、控制信號3和控制信號4，當控制信號線路中任何一條線 路發(fā)生故障時，仲裁模塊均能自檢并實時切換到其他三條并行的正常狀態(tài) 的級聯(lián)通道，當相鄰的冗余容錯控制芯片之間的至少一個信號輸入端和一 個信號輸出端能正常工作時，像素筒均可正常工作。因此，采用這種像素 筒組成的顯示屏故障率可以得到極大降低。
應當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以 改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護 范圍。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)嵌冗余容錯控制芯片的LED像素筒，其特征在于包括透光外殼、燈體、金屬散熱面罩；所述透光外殼至少設(shè)置一散熱孔；所述燈體設(shè)置有PCB板；設(shè)置在PCB板上的LED發(fā)光單元，包括至少一個LED燈；芯片，控制LED發(fā)光單元發(fā)光；所述PCB板固定設(shè)置在所述透光外殼的內(nèi)部；所述芯片中至少包括有一個冗余容錯控制芯片；所述冗余容錯控制芯片設(shè)置至少兩個信號輸入端以及與之數(shù)量相同的信號輸出端、至少一個本地輸出端和仲裁模塊；通過各所述信號輸入端和各所述信號輸出端設(shè)置至少兩個級聯(lián)通道，所述仲裁模塊用于判斷各級聯(lián)通道的有效性，并采用有效級聯(lián)通道的輸出作為無效級聯(lián)通道的輸出；所述本地輸出端連接到所述LED發(fā)光單元，用于控制其發(fā)光；所述金屬散熱面罩由導熱金屬形成容納LED燈的網(wǎng)格狀面罩，與所述PCB板固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED像素筒，其特征在于，所述透光外殼 至少設(shè)置二散熱孔；所述PCB板固定設(shè)置在所述透光外殼的內(nèi)部，其兩側(cè) 至少設(shè)置一散熱孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED像素筒，其特征在于，各所述散熱孔 對稱分布在所述PCB板的兩側(cè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED像素筒，其特征在于，所述LED燈至 少采用圓形插件式發(fā)光二極管、半圓圓柱形插件式發(fā)光二極管、橢圓形插 件式發(fā)光二極管，半圓形插件式發(fā)光二極管、扁圓形插件式發(fā)光二極管、矩形插件式發(fā)光二極管、表貼式發(fā)光二極管其中之一。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED像素筒，其特征在于，每一所述本地 輸出端分別連接并控制一個LED燈。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED像素筒，其特征在于還包括驅(qū)動芯 片，其設(shè)置在所述冗余容錯控制芯片的本地輸出端與所述LED發(fā)光單元之 間，用于接收所述冗余容錯控制芯片的控制信息，驅(qū)動所述LED發(fā)光單元 發(fā)光。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的LED像素筒，其特征在于所述 LED發(fā)光單元包括一個紅色LED燈、 一個藍色LED燈、 一個綠色LED燈；所 述冗余容錯控制芯片設(shè)置三個本地輸出端，分別與各個LED燈相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的LED像素筒，其特征在于所述 冗余容錯控制芯片包括四個信號輸入端和四個信號輸出端，構(gòu)成四個級聯(lián) 通道。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的LED像素筒，其特征在于還包 括一指示單元；所述冗余容錯控制芯片設(shè)置才艮4普指示端，其與所述指示單 元相連，用于在所述冗余容錯控制芯片發(fā)生故障時，輸出錯誤指示信號到 所述指示單元。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的LED像素筒，其特征在于還包 括一透鏡，所述透鏡與所述透光外殼固定連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)嵌冗余容錯控制芯片的LED像素筒，包括透光外殼、燈體、金屬散熱面罩；所述透光外殼至少設(shè)置一散熱孔，所述燈體設(shè)置有PCB板；設(shè)置在PCB板上的LED發(fā)光單元，包括至少一個LED燈；芯片，控制LED發(fā)光單元發(fā)光。采用冗余容錯芯片降低系統(tǒng)故障率，采用金屬散熱面罩很好地解決像素筒散熱問題。
文檔編號F21V15/00GK101592292SQ20091008329
公開日2009年12月2日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者松 商 申請人:北京中慶微數(shù)字設(shè)備開發(fā)有限公司