專利名稱：一種led顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED顯示系統(tǒng)，具體但并非專有地用于安裝在一個(gè)或多個(gè)交通信號(hào)燈燈具中。
背景技術(shù)：
當(dāng)前使用的多數(shù)交通信號(hào)燈燈具裝配有石英鹵素?zé)襞?、或者是帶有相關(guān)聯(lián)的反射器和透鏡的效率甚至更低的球狀白熾燈。當(dāng)交通信號(hào)燈被要求始終連續(xù)運(yùn)行并且一個(gè)鹵素球狀燈泡的平均壽命被限定為約5000小時(shí)的時(shí)候，則必須應(yīng)用連續(xù)更換燈泡的方案。盡管交通信號(hào)燈殼體的外殼是非常牢固耐用的且具有二十年的平均壽命期望，而包含在該外殼內(nèi)的石英鹵素色燈顯示卻是相當(dāng)高維護(hù)費(fèi)用的，因?yàn)樗皇潜煌耆芊獾亩虼诵枰砸?guī)則的間隔來清理反射器和透鏡表面。同樣，燈泡內(nèi)的精小元件在受到碰撞時(shí)是非常易于破損的。因此已經(jīng)試圖要將石英鹵素?zé)襞萏鎿Q成具有固態(tài)光源的發(fā)光二極管(LED)。因?yàn)橐陨侠碛?，石英鹵素交通信號(hào)燈在世界范圍內(nèi)的大多數(shù)國家(如果不是所有國家)中正在被替代為LED。目前，實(shí)現(xiàn)這的唯一方式是每個(gè)燈具以其整體來被替代，而不僅僅是包含在其中的球狀燈泡。這典型地涉及從一個(gè)柱上拆除每一樣?xùn)|西以便使這個(gè)替換物能夠安裝并且由于需要采用以下措施中的一個(gè)或多個(gè)而不可避免地引起不便，這些措施是在一個(gè)相關(guān)的交叉路口處將整套燈關(guān)閉，分派交通監(jiān)管員來指揮交通；使用重型提升設(shè)備并且阻斷受影響的交通車道。同樣，石英鹵素?zé)魵んw具有二十年的期望壽命并且在它們被替換時(shí)總體上是處于良好的狀態(tài)。丟棄這些燈具殼體是重大的資源浪費(fèi)，更不必說是不良的生態(tài)學(xué)實(shí)踐。盡管如上所述，被用來替換石英鹵素?zé)舻默F(xiàn)有的LED也有其自身的問題，這在于特別是在夏季期間，這些石英鹵素?zé)魰?huì)由于過熱而易于失效。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種LED顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)可以克服或改善以上問題或者該系統(tǒng)將至少提供一個(gè)有用的替代物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在此提供了一種LED顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)包括一個(gè)板,該板具有一個(gè)陣列的LED ；用于選擇性地對提供到該板的功率進(jìn)行改變的裝置；以及檢測裝置，該檢測裝置被適配以便啟用或解除啟用這些LED中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該板是其上安裝了這些LED的一個(gè)印 刷電路板。該功率改變裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，該一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路被適配以便由一個(gè)微處理器來控制或者被結(jié)合在其中。該功率改變裝置可以被適配為在一個(gè)恒定的電流上運(yùn)行。該功率改變裝置優(yōu)選被適配以便準(zhǔn)許不同尺寸的一個(gè)或多個(gè)板。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)選能夠在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間上改變這些LED的亮度或者在如所希望的一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段上改變這些LED的亮度。舉例來說，該驅(qū)動(dòng)電路可以能夠根據(jù)一個(gè)階梯輪廓使這些LED逐漸變暗。優(yōu)選的是，如果這些LED中的一個(gè)或多個(gè)已經(jīng)失效，則該驅(qū)動(dòng)電路可以有能力使這些LED中的其余部分以一個(gè)希望的亮度水平保持啟用。更優(yōu)選的是，當(dāng)這些LED中多于一個(gè)預(yù)定百分比的部分已經(jīng)失效時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路被適配以便使這些LED中的其余部分解除啟用。甚至更優(yōu)選的是，該預(yù)定百分比為百分之20。該驅(qū)動(dòng)電路可以被適配以便使得這些LED在可變的時(shí)間長度上閃亮。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該檢測裝置可以是與該微處理器通信。該檢測裝置可以包括一個(gè)按鈕或者該檢測裝置可以被連接到其上，當(dāng)該按鈕被啟用時(shí)它被適配以便使得這些LED —個(gè)預(yù)定的時(shí)間段上閃亮。任選的是，該檢測裝置包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)，它們是一個(gè)熱量檢測設(shè)備；一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測設(shè)備或聲音檢測設(shè)備。舉例來說，該運(yùn)動(dòng)檢測設(shè)備可以包括一個(gè)絆線(trip wire)，當(dāng)該絆線被觸發(fā)時(shí)它被適配以便啟用一個(gè)用于道路使用者的電子顯示板。該微處理器可以是被編程的以便不同的參數(shù)能夠被設(shè)定并且能夠被改變來用于啟用和解除啟用該驅(qū)動(dòng)電路。該微處理器可以是被編程的以便通過控制不止一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來操作多色的多個(gè)LED。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)選地是負(fù)責(zé)用于在一個(gè)所選定的板上的這些LED的運(yùn)行。該LED顯不系統(tǒng)優(yōu)選的是由一個(gè)AC或DC電源供電。優(yōu)選的是,該電源是一種印刷電路板(PCB)的散熱的LED驅(qū)動(dòng)器。任選的是,該LED顯不系統(tǒng)包括一個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)電路，該額外的驅(qū)動(dòng)電路被適配以便控制一個(gè)較大的LED板或一個(gè)額外的LED板。任選的是，該印刷電路板包括一個(gè)雙列直插封裝(DIP)的開關(guān)，該開關(guān)被適配以便定制用于制特定情況的LED的行為或者以便控制額外的軟件功能。


本發(fā)明可以由一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案的以下非限定的說明得到更好地理解，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)LED顯示系統(tǒng)的底面的示意平面圖；圖2是一個(gè)電路圖，展示了圖I的LED顯示系統(tǒng)的這些驅(qū)動(dòng)電路以及微處理器；并且圖3是圖2的一個(gè)簡化版本的簡圖。
具體實(shí)施例方式參見圖I, 一個(gè)LED顯不系統(tǒng)10包括一個(gè)板12,該板具有一個(gè)陣列的LED (位于板12的另一側(cè)上并且因此是不可見的)以及用于選擇性地對提供到板12的功率進(jìn)行改變的 裝置。在這個(gè)實(shí)施方案中，板12是一個(gè)其上安裝了這個(gè)陣列的LED的印刷電路板。轉(zhuǎn)向圖2和圖3，該功率改變裝置包括被結(jié)合在一個(gè)微處理器中的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。該微處理器是一個(gè)控制器卡14的形式，該控制器卡被電連接到板12上(參見圖I)。控制器卡14在一個(gè)恒定電流上運(yùn)行并且它能夠準(zhǔn)許不同尺寸的板。在本實(shí)施方案，每個(gè)板被連接到一個(gè)控制器卡14上并且由其驅(qū)動(dòng)。該控制器卡14經(jīng)由多個(gè)金屬隔離件而用螺釘擰接到板12上。這種安排既能緊固LED板12又能對其供電而又將實(shí)際部件的數(shù)目保持在最小。
控制器卡14包括一個(gè)帶有驅(qū)動(dòng)電路的微芯片16，它能夠執(zhí)行不同的主要功能。該驅(qū)動(dòng)電路能夠?qū)哂袃蓚€(gè)不同尺寸的，即直徑200mm和300mm的板供電。該功率輸出被增加而用于較大尺寸的板。本發(fā)明的LED顯示系統(tǒng)還包括一個(gè)用于啟用或解除啟用這些LED的檢測裝置。在本實(shí)施方案中，該檢測裝置是一個(gè)按鈕(未示出)的形式，該按鈕與微處理器通信。當(dāng)被行人啟用時(shí)，該按鈕發(fā)送一個(gè)信號(hào)到該驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路使得這些LED在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段上閃亮?？梢钥紤]的是代替按鈕或除按鈕之外，該檢測裝置可以包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)，它們是一個(gè)熱量檢測設(shè)備；一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測設(shè)備或聲音檢測設(shè)備。舉例來說，一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測設(shè)備可以包括一個(gè)使用觸發(fā)輸入20的絆線，該絆線被定位在與一組交通信號(hào)燈相距某一距離處。通過這樣一種安排，接近該組交通信號(hào)燈的車輛將觸發(fā)該絆線，這將發(fā)送一個(gè)電信號(hào)給該驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路將進(jìn)而啟用一個(gè)電子顯示板，該顯示板被提供以便為車輛駕駛員產(chǎn)生一個(gè)可視的信號(hào)。該可視信號(hào)可以是一個(gè)限速標(biāo)志或是一個(gè)指示前方 發(fā)生事故的告警標(biāo)志。該微處理器包括一種可編程的觸發(fā)輸入20。該輸入20有待由一個(gè)外部觸發(fā)器(如以上說明的按鈕)產(chǎn)生，并且它被編程為發(fā)送一個(gè)電信號(hào)給微芯片16以便啟用或調(diào)節(jié)這些LED的亮度。該微處理器還能夠?qū)υ擈?qū)動(dòng)電路進(jìn)行控制以便使得這些LED在可變的時(shí)間長度上閃亮。這是有益的在于為寬且長的道路通常希望的是使得這些標(biāo)志能夠閃亮一個(gè)較長的時(shí)間段以便致使這些標(biāo)志更能引起道路使用者的注意。該LED顯示系統(tǒng)10由一個(gè)電源18供電，該電源能夠如所希望的產(chǎn)生交流電流和直流電流(AC或DC)中的任一個(gè)。電源18是一個(gè)印刷電路板(PCB)，該電路板是散熱器冷卻的以便在將熱量消散和分散從而減少這些LED過熱的可能性上是有效的。該LED顯示系統(tǒng)10能夠準(zhǔn)許帶有一個(gè)5至28V的AC電源或12V的DC電源。這允許交通信號(hào)燈由一個(gè)供應(yīng)常規(guī)240V AC的變壓器、一個(gè)電池或太陽能電池板來供電。這在提供一個(gè)具有增強(qiáng)的多功能性和可移植性的交通管理系統(tǒng)方面是有利的。在這個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)印刷電路板(PCB)的散熱的LED驅(qū)動(dòng)器22是由微芯片16來控制的并且它還被電連接到電源18上。散熱器被提供和設(shè)計(jì)為有效地消散熱量以便減小這些LED過熱的可能性。在此提供了散熱的LED驅(qū)動(dòng)器22以便將額外的功率提供至板12。該微處理器還包括一個(gè)輸出區(qū)段連接24，該連接由微芯片16控制以便對提供到用于三種顏色即(紅、黃和綠)中的一個(gè)顏色所選或指定的驅(qū)動(dòng)電路上的功率進(jìn)行控制。這些微處器被編程為通過對三個(gè)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行控制來運(yùn)行多色的LED，這些驅(qū)動(dòng)電路各自負(fù)責(zé)操作在一個(gè)所選定的板上負(fù)責(zé)顯示一個(gè)所選定的顏色的這些LED。此外，該微處理器具有與LED驅(qū)動(dòng)器22通信的一個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)器26。該額外的驅(qū)動(dòng)器26被提供用來對以上說明的較大的300mm的板或一個(gè)額外的LED板進(jìn)行控制。該額外的LED板可以被定制用于顯示例如用于騎自行車者的標(biāo)志或限速標(biāo)志。任選的是，該微處理器包括一個(gè)按鈕28，該按鈕被設(shè)計(jì)為無論何時(shí)按鈕被按下它就獲悉一個(gè)新電壓并產(chǎn)生用于微芯片16對這些LED亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)的一個(gè)信號(hào)。該微處理器被編程為在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間改變這些LED的亮度或者如令人希望的在預(yù)定時(shí)間段上改變其亮度。舉例來說，該驅(qū)動(dòng)電路能夠根據(jù)一種階梯輪廓來逐漸地使這些LED變暗。當(dāng)這些LED中的一個(gè)或多個(gè)已經(jīng)失效時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路使這些LED中的其余部分以所希望的亮度水平保持啟用。另外，當(dāng)這些LED中的多于一個(gè)預(yù)定百分比的部分已經(jīng)失效時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路被編程來將這些LED中的剩余部分解除啟用。除以上之外，該微處理器可以被遠(yuǎn)程編程以便使得不同的參數(shù)能夠被設(shè)定并且被改變而用于該驅(qū)動(dòng)電路的啟用和解除啟用。該微處理器具有一個(gè)被電連接到微芯片16上的雙列直插封裝(DIP)的開關(guān)30。該DIP開關(guān)30被設(shè)計(jì)以便定制該LED的行為用于多種特定的情形或者它被設(shè)計(jì)用來控制額外的軟件功能。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的LED顯示系統(tǒng)能夠被改裝進(jìn)入一個(gè)現(xiàn)有的交通信號(hào)燈具殼體中以便替換鹵素球狀燈泡?，F(xiàn)在已經(jīng)在某些細(xì)節(jié)上詳細(xì)說明了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是該LED顯示系統(tǒng)可以提供至少以下優(yōu)點(diǎn)I.它消除了對于大量實(shí)際部件的需要，由此增強(qiáng)了可靠性并減少了能量損失；2.它能夠驅(qū)動(dòng)不同尺寸的板并且因此減少了生產(chǎn)和組裝的費(fèi)用而增加了多功能性；3.它使得交通信號(hào)燈的色燈顯示能夠被軟件驅(qū)動(dòng)，從而允許相對于功能性和可操作性的更大的靈活性；4.它基本上減小了由于過熱而引起的LED失效的可能性；并且5.它是可改裝到一個(gè)現(xiàn)有的交通信號(hào)燈燈具上以便替換鹵素球狀燈泡。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在此說明的本發(fā)明除了那些特別說明之外是可以變化和修改的。所有這類變化和修改都被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)，其實(shí)質(zhì)是由以上說明所確定的。工業(yè)實(shí)用件本發(fā)明的LED顯示系統(tǒng)是可工業(yè)應(yīng)用的，這是在于它是可改裝到一個(gè)現(xiàn)有的交通信號(hào)燈燈具上從而使得一個(gè)交通信號(hào)燈的色燈顯示能夠被軟件驅(qū)動(dòng)，從而允許了相對于功能性和可操作性的更大的靈活性。它還基本上減小了由于過熱而引起的LED失效的可能性。此外，它能夠驅(qū)動(dòng)不同尺寸的板而消除了對于大量實(shí)際部件的需要。
權(quán)利要求
1.一種LED顯不系統(tǒng)，包括 一個(gè)板，該板具有一個(gè)陣列的LED ； 用于選擇性地對提供到該板的功率進(jìn)行改變的裝置；以及 檢測裝置，該檢測裝置被適配以便啟用或解除啟用這些LED中的一個(gè)或多個(gè)。
2.如權(quán)利要求I所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該板是一個(gè)印刷電路板，在該印刷電路板上安裝了這些LED。
3.如權(quán)利要求I或2中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng),其中該功率改變裝置包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，該一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路被適配以便由一個(gè)微處理器來控制或者被結(jié)合在其中。
4.如以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該功率改變裝置被適配以便在一個(gè)恒定電流上運(yùn)行。
5.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該功率改變裝置被適配以便準(zhǔn)許不同尺寸的一個(gè)或多個(gè)板。
6.如權(quán)利要求3至5中任何一項(xiàng)所述的LED顯不系統(tǒng),其中每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路能夠在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間上改變這些LED的亮度或者在如所希望的一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段上改變這些LED的亮度。
7.如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該驅(qū)動(dòng)電路能夠根據(jù)一個(gè)階梯輪廓使這些LED逐漸變暗。
8.如權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中當(dāng)這些LED中的一個(gè)或多個(gè)失效時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路能夠使這些LED中的其余部分以一個(gè)希望的亮度水平保持啟用。
9.如權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中當(dāng)這些LED中多于一個(gè)預(yù)定百分比的部分失效時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路被適配以便使這些LED中的其余部分解除啟用。
10.如權(quán)利要求9所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該預(yù)定百分比大致為百分之20。
11.如權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該驅(qū)動(dòng)電路被適配以便使得這些LED在可變的時(shí)間長度上閃亮。
12.如權(quán)利要求3至11中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該檢測裝置是與該微處理器通信。
13.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該檢測裝置包括一個(gè)按鈕或者該檢測裝置被連接到其上，當(dāng)該按鈕被啟用時(shí)它被適配以便使得這些LED在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段上閃亮。
14.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該檢測裝置包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)，它們是一個(gè)熱量檢測設(shè)備；一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測設(shè)備或聲音檢測設(shè)備。
15.如權(quán)利要求14所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該運(yùn)動(dòng)檢測設(shè)備包括一個(gè)絆線，當(dāng)該絆線被觸發(fā)時(shí)它被適配以便啟用一個(gè)用于道路使用者的電子顯示板。
16.如權(quán)利要求3至15中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該微處理器是可編程的以便不同的多個(gè)參數(shù)能夠被設(shè)定并且能夠被改變來用于啟用和解除啟用該驅(qū)動(dòng)電路。
17.如權(quán)利要求3至16中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該微處理器是可編程的以便通過控制不止一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來操作多色的多個(gè)LED。
18.如權(quán)利要求3至17中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中每一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路是負(fù)責(zé)在一個(gè)所選定的板上的這些LED的運(yùn)行。
19.如權(quán)利要求3至18中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該LED顯示系統(tǒng)包括一個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)電路，該額外的驅(qū)動(dòng)電路被適配以便控制一個(gè)較大的LED板或一個(gè)額外的LED板。
20.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該LED顯示系統(tǒng)是由一個(gè)交流(AC)或直流(DC)電源供電。
21.如權(quán)利要求20所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該電源是一種印刷電路板(PCB)的散熱的LED驅(qū)動(dòng)器。
22.如權(quán)利要求21所述的LED顯示系統(tǒng)，其中該印刷電路板包括一個(gè)雙列直插封裝的(DIP)開關(guān)，該開關(guān)被適配以便定制該LED行為的。
23.一種如在此通過參見這些附圖中的任一個(gè)來說明的LED顯示系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED顯示系統(tǒng)(10)，該顯示系統(tǒng)包括一個(gè)板(12)和檢測裝置(20)。該LED顯示系統(tǒng)(10)還包括用于選擇性地對提供到該板(12)的功率進(jìn)行改變的裝置(14)。該板(12)具有一個(gè)陣列的LED。該檢測裝置(20)被適配以便啟用或解除啟用這些LED中的一個(gè)或多個(gè)。
文檔編號(hào)H05B33/08GK102640565SQ201080050294
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者邁克爾·斯科·昌·曾 申請人:電子研究私人有限公司