專利名稱：一種自動溫控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(yīng)用，具體地說，是涉及一種自動溫控LED像素筒。
背景技術(shù)：
目前市場上所廣泛應(yīng)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(lán)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(diǎn)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。由于像素筒元器件密集，發(fā)熱量較大，再加上有的像素筒在封閉環(huán)境 工作，因此系統(tǒng)散熱負(fù)擔(dān)較大，實(shí)踐中，大量LED像素筒的損壞都是由于溫度過高、散熱不 良引起的。因此現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

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，提供一種自動溫控LED像素筒。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種自動溫控LED像素筒，包括透光外殼、燈體和自動溫控電路、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一個驅(qū)動芯片；所述驅(qū)動芯片，包括一外接電阻輸入端和至少一驅(qū)動輸出端，所述外接電阻輸入 端用于設(shè)置輸出電流，所述驅(qū)動輸出端用于驅(qū)動所述LED發(fā)光單元發(fā)光；所述自動溫控電路包括一正溫度系數(shù)熱敏電阻和一限流電阻，所述熱敏電阻和限 流電阻串連連接在所述外接電阻輸入端和地之間，所述熱敏電阻和所述限流電阻設(shè)置在所 述PCB板上，所述熱敏電阻的居里點(diǎn)為50攝氏度至80攝氏度；所述金屬散熱面罩由導(dǎo)熱金屬形成容網(wǎng)格狀面罩，與所述PCB板固定連接，各所 述LED燈穿過所述金屬散熱面罩，固定設(shè)置在所述PCB板。所述的LED像素筒，所述熱敏電阻的居里點(diǎn)為60攝氏度。所述的LED像素筒，所述限流電阻采用阻值為100Ω-700Ω的電阻器。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。
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，所述LED發(fā)光單元包括一個紅色LED燈、一個藍(lán)色LED燈、一 個綠色LED燈；所述驅(qū)動芯片設(shè)置三個驅(qū)動輸出端，分別與各個LED燈相連接。所述的LED像素筒，還包括一指示單元；所述驅(qū)動芯片設(shè)置報(bào)錯指示端，其與所述 指示單元相連，用于在所述驅(qū)動芯片發(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，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、溫度升高時，熱敏電阻阻值升高，驅(qū)動輸出端的驅(qū)動電流隨之下降，緩解像素筒 溫度升高，能夠?qū)崿F(xiàn)像素筒動態(tài)、自動溫控功能。2、采用居里點(diǎn)為50°C -80°C的熱敏電阻，在像素筒溫度低于50°C -80°C時，熱 敏電阻阻值恒定，輸出驅(qū)動電流不會變化，像素筒能夠穩(wěn)定工作，在像素筒溫度升高到 50°C-80°C以上時，熱敏電阻阻值顯著升高，驅(qū)動電流顯著降低，像素筒溫度隨之降低或者 不再繼續(xù)升高。3、驅(qū)動芯片具有報(bào)錯指示功能，當(dāng)驅(qū)動芯片本身發(fā)生錯誤時，可以通過外接LED 指示燈或其他指示器件顯示錯誤，使維修非常方便。4、實(shí)現(xiàn)單燈亮度控制，方便對各燈點(diǎn)的亮度進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)更好的白平衡效果。


圖I-A是本發(fā)明實(shí)施例1的示意圖；圖I-B是本發(fā)明金屬散熱面罩的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的示意圖；圖3是本發(fā)明正溫度系數(shù)熱敏電阻阻值-溫度變化曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1參考圖1-A，圖1-B，圖2，一種自動溫控LED像素筒，包括透光外殼、燈體、自動溫控 電路和金屬散熱面罩，透光外殼殼體上設(shè)置至少一個散熱孔，進(jìn)行對流散熱，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，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驅(qū)動 芯片，該驅(qū)動芯片，包括一外接電阻輸入端(R EXT)和至少一驅(qū)動輸出端，所述外接電阻輸 入端用于根據(jù)電阻阻值的大小設(shè)置驅(qū)動輸出端輸出電流的大小，計(jì)算公式為Iot = Veext/ (R1+R2)，所述驅(qū)動輸出端輸出驅(qū)動信號給所述LED發(fā)光單元，控制LED發(fā)光單元發(fā)光。參考圖1-B，LED發(fā)光單元的各個LED燈穿過金屬散熱面罩上的透空孔設(shè)置。所述自動溫控電路包括一正溫度系數(shù)熱敏電阻R2和一限流電阻Rl，Rl串聯(lián)R2后 連接在所述外接電阻輸入端(R_EXT)和地(GND)之間，所述熱敏電阻和所述限流電阻設(shè)置 在所述PCB板上，可以檢測PCB板周邊器件(芯片、LED燈等)的溫度變化；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(dǎo)熱金屬壓鑄形成容納LED燈的網(wǎng)格狀面罩 (如圖I-B所示)，各網(wǎng)格之間相互獨(dú)立。這樣使用正溫度系數(shù)熱敏電阻能夠使像素筒的工作電流，在一定條件下，隨著溫度升高而降低，降低了像素筒的熱損壞故障率，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(dǎo)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)，這樣能夠增強(qiáng)對流，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(xué)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(jī)玻璃、壓克力等材料，滿足不同應(yīng)用環(huán)境的需 要，營造特殊光效。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(dú)受控，即每一個驅(qū)動 輸出端單獨(dú)驅(qū)動一個LED燈，這樣可以對每一像素筒上的紅、綠、藍(lán)色LED燈進(jìn)行獨(dú)立的單 燈亮度調(diào)整，單燈亮度調(diào)整便于實(shí)現(xiàn)較好的白平衡效果。實(shí)施例2如圖2所示為自動溫控像素筒在應(yīng)用中的一種電路結(jié)構(gòu)，驅(qū)動芯片采用帶有三個 驅(qū)動輸出端0UT1、0UT2和0UT3的恒流驅(qū)動芯片，該芯片13管腳為外接電阻輸入端R_EXT， 通過該管腳所連接的電阻阻值的大小調(diào)節(jié)其恒流輸出端0UT1、0UT2和0UT3的輸出電流大 小，公式為Iqut = VK EXT/(R1+R2)，其中Vk ext為R_EXT腳的電壓，Rl為限流電阻的阻值，R2為 熱敏電阻的阻值，LED發(fā)光單元由一個紅色發(fā)光二極管R、一個綠色發(fā)光二極管G、一個藍(lán)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(fù)極線路GND給電路提供電壓；上位控制系統(tǒng)發(fā)送時鐘信號(CKIN)、使能信號(OEIN)、 載入信號(LIN)和數(shù)據(jù)信號(DIN)，通過驅(qū)動輸出端0UT1、0UT2和0UT3輸出驅(qū)動信號控制 LED發(fā)光單元發(fā)光；驅(qū)動芯片還具有報(bào)錯指示端ERR，當(dāng)驅(qū)動芯片發(fā)生故障時，芯片通過報(bào) 錯指示端ERR(圖中未示出)將錯誤信號發(fā)送給指示單元，比如LED指示燈報(bào)警、蜂鳴器報(bào) 警，維護(hù)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(shí)施例3在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例優(yōu)選采用正溫度系數(shù)(PTC，positive temperature coefficient)熱敏電阻器R2，如圖3所示，為正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電 阻-溫度曲線，由于LED燈和LED驅(qū)動芯片的較佳工作溫度為50°C至80°C (如圖中A點(diǎn)和C點(diǎn)所示)，高于80°C則有損壞的危險(xiǎn)，因此在溫度升高到80°C之前，必須對溫度進(jìn)行控制， 因此優(yōu)選采用居里點(diǎn)為50°C至80°C，最佳的為60°C (如圖中B點(diǎn)所示)的PTC熱敏電阻
器ο正溫度系數(shù)熱敏電阻的一種，正溫度系數(shù)熱敏電阻其電阻值隨著PTC熱敏電阻本 體溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的增加，溫度越高，電阻值越大，目前已普遍采用的PTC熱敏電 阻器，一般是由BaTiO3為主晶相的材料，添加少量的稀土元素經(jīng)高溫?zé)Y(jié)的敏感陶瓷元件， 這種材料在溫度上升到居里點(diǎn)(正溫度特性的起點(diǎn)稱為居里點(diǎn))時，其阻值會以指數(shù)形式 增加，從而對電路進(jìn)行限制和保護(hù)。優(yōu)選的，限流電阻Rl采用阻值為100 Ω至700 Ω的電阻器，由于正常溫度下，熱敏 電阻器的阻值在300Ω左右，這樣與Rl串聯(lián)以后，形成一阻值為400 Ω至1ΚΩ的限流電阻 組合，驅(qū)動芯片13腳電壓為Vk ΕΧΤ，比如Vk ΕΧΤ為18. 8V左右，那么驅(qū)動芯片的輸出端正常溫 度下即可得到18毫安至50毫安的驅(qū)動電流，滿足高亮度LED的需要。這樣采用PTC熱敏電阻器，當(dāng)像素筒內(nèi)溫度升高到居里點(diǎn)時，熱敏電阻器R2的阻 值急劇升高，帶動驅(qū)動芯片的輸出電流降低，起到控制溫度繼續(xù)升高的作用，防止器件過熱 損壞。應(yīng)當(dāng)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(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動溫控LED像素筒，其特征在于包括透光外殼、燈體和自動溫控電路、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一個驅(qū)動芯片；所述驅(qū)動芯片，包括一外接電阻輸入端和至少一驅(qū)動輸出端，所述外接電阻輸入端用 于設(shè)置輸出電流，所述驅(qū)動輸出端用于驅(qū)動所述LED發(fā)光單元發(fā)光；所述自動溫控電路包括一正溫度系數(shù)熱敏電阻和一限流電阻，所述熱敏電阻和限流 電阻串連連接在所述外接電阻輸入端和地之間，所述熱敏電阻和所述限流電阻設(shè)置在所述 PCB板上，所述熱敏電阻的居里點(diǎn)為50攝氏度至80攝氏度；所述金屬散熱面罩由導(dǎo)熱金屬形成網(wǎng)格狀面罩，與所述PCB板固定連接，各所述LED燈 穿過所述金屬散熱面罩，固定設(shè)置在所述PCB板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED像素筒，其特征在于，所述熱敏電阻的居里點(diǎn)為60攝氏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED像素筒，其特征在于，所述限流電阻采用阻值為 100 Ω-700 Ω的電阻器。
4.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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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)。
6.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。
7.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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7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(lán)色LED燈、一個綠色LED燈；所述驅(qū)動芯片設(shè)置三個驅(qū)動輸出端，分別 與各個LED燈相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的LED像素筒，其特征在于，還包括一指示單元；所述 驅(qū)動芯片設(shè)置報(bào)錯指示端，其與所述指示單元相連，用于在所述驅(qū)動芯片發(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7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LED像素筒，包括透光外殼、燈體、金屬散熱面罩和自動溫控電路；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；所述自動溫控電路包括一熱敏電阻和一限流電阻，串連連接在所述外接電阻輸入端和地之間；采用自動溫控電路動態(tài)調(diào)整驅(qū)動輸出電流，降低LED像素筒溫度，采用金屬散熱面罩很好地解決像素筒散熱問題。
文檔編號F21Y101/02GK102003628SQ20091008423
公開日2011年4月6日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者商松 申請人:北京中慶微數(shù)字設(shè)備開發(fā)有限公司