一种软硬结合的户外大型led显示屏及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种软硬结合的户外大型LED显示屏及其制作方法，所述LED显示屏由多块柔性LED电路板、多条挤压铝型材、信号控制板、大电流控制板和外部支架组成；其中：每块所述柔性LED电路板均包括LED灯珠、第一电源连接铆钉孔和第一信号连接焊盘，同一块柔性LED电路板上的多个LED灯珠并联；每条所述挤压型铝材设有与所述多个第一电源连接铆钉孔相对应的多个第二电源连接铆钉孔，每条挤压型铝材均通过连接件固定到外部支架上；在所述LED显示屏上，所述多块柔性LED电路板等间距的纵向排列，所述多条挤压铝型材等间距的横向排列，通过导电铆钉连接所述第一电源连接铆钉孔和第二电源连接铆钉孔。
【专利说明】丨勺多颗120串联，而每颗120不能通过较大[对每颗120实现快速控制。这种120组件，
3天和晚上的显示要求。在白天太阳光环境乏，整体功率达到数万瓦特。这种功耗表示乏计显示屏面上提供有效导线，满足电流要
而且尺码多种，要能够合理价格，利用自动
输，如何合理地分析生产，是一个挑战。
到目的地，方便现场安装，是一个挑战。由多块柔性LED电路板、多条挤压铝型材、信号控制板、大电流控制板和外部支架组成；其中:
[0016]每块所述柔性LED电路板均呈长条形，并且每块柔性LED电路板均包括LED灯珠、第一电源连接铆钉孔和第一信号连接焊盘，同一块柔性LED电路板上的多个LED灯珠并联；
[0017]每条所述挤压铝型材均呈长条形，每条所述挤压型铝材设有与所述多个第一电源连接铆钉孔相对应的多个第二电源连接铆钉孔，每条挤压型铝材均通过连接件固定到外部支架上；
[0018]在所述LED显示屏上，所述多块柔性LED电路板等间距的纵向排列，所述多条挤压铝型材等间距的横向排列，通过导电铆钉连接所述第一电源连接铆钉孔和第二电源连接铆钉孔。
[0019]优选的，所述LED灯珠和第一电源连接铆钉孔交替的布置在每块所述柔性LED电路板上，并且每个所述LED灯珠和第一电源连接铆钉孔之间的距离相等。
[0020]优选的，所述第一信号连接焊盘布置在所述柔性LED电路板的一侧。
[0021]优选的，所述信号控制板包括与所述柔性LED电路板上的信号连接焊盘相对应的
第二连接焊盘。
[0022]优选的，所述信号控制板还包括对每个所述LED灯珠进行脉冲宽度调控和脉冲次数调控的高速度专用控制芯片以及分组串行转并行的扩展芯片。
[0023]优选的，所述大电流控制板包括场效应电路开关。
[0024]优选的，所述挤压铝型材的长度可以为2米、3米或者4米。
[0025]本发明还提供了一种制作软硬结合的户外大型LED显示屏的方法，所述方法具体包括以下步骤:
[0026]步骤(I)，制作多块长条形的柔性LED电路板；
[0027]制作的每块所述柔性LED电路板均包括的LED灯珠、第一电源连接铆钉孔和第一信号连接焊盘，同一块柔性LED电路板上的多个LED灯珠并联；
[0028]步骤⑵，制作信号控制板和大电流控制板；
[0029]所述信号控制板包括与所述柔性LED电路板上的信号连接焊盘相对应的第二连接焊盘，所述信号控制板还包括对每个所述LED灯珠进行脉冲宽度调控和脉冲次数调控的高速度专用控制芯片以及分组串行转并行的扩展芯片；所述大电流控制板包括场效应电路开关;
[0030]步骤(3)，制作多条长条形的挤压铝型材；
[0031]每条所述挤压铝型材均呈长条形，每条所述挤压型铝材设有与所述多个第一电源连接铆钉孔相对应的多个第二电源连接铆钉孔。
[0032]步骤(4)，按照现场要求，固定外部支架，确保整体结构稳固；
[0033]步骤(5)，安装全部挤压铝型材；
[0034]每条所述挤压铝型材均呈长条形，并且所述多条挤压铝型材等间距的横向排列，每条挤压型铝材均通过连接件固定到外部支架上；
[0035]步骤(6)，安装所述多块长条形的柔性LED电路板、信号控制板和大电流控制板。
[0036]优选的,所述柔性LED电路板能够卷起包装。[0037]优选的，每条挤压铝型材2的长度可以为2米、3米或者4米。
[0038]相比目前常用的模块式结构，本发明具有以下优点：
[0039](I)方便可靠生产
[0040](2)方便运输
[0041](3)方便现场安装
[0042](4)体积小，重量轻
[0043](5)容易维修
[0044](6)价格合理
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图I为根据本发明实施例的、柔性LED电路板的示意图。
[0046]图2为根据本发明实施例的、柔性LED电路板的圈起包装的示意图。
[0047]图3为根据本发明实施例的、信号控制板和大电流控制板的示意图。
[0048]图4(a)和图4(b)为根据本发明实施例的、利用高频率分布式脉冲控制LDE显示亮度的原理图。
[0049]图5为根据本发明实施例的、挤压铝型材的示意图。
[0050]图6为根据本发明实施例的、软硬结合的户外大型LED显示屏的完整结构图。
[0051]图7为根据本发明实施例的、外部支架的示意图。
[0052]图8为根据本发明实施例的、安装的挤压铝型材的示意图。
【具体实施方式】
[0053]下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。
[0054]本发明提出的一种软硬结合的户外大型LED显示屏主要由多块柔性LED电路板I、多条挤压铝型材2、信号控制板3、大电流控制板4和外部支架5和组成。
[0055]图I为根据本发明实施例的、柔性LED电路板的示意图。柔性电路板（FlexiblePCB)是目前常用的电子生产技术，利用柔性电路板（flexible PCB)，这种材料由于LED灯带的流行，成为价格合理，生产可靠的一种常用LED电路板。本设计是把同一条LED灯带上的RGB LED并联，由于只有3条线（R、G、B各一条线），所以每线电流都在O. 5A以下，这样方便生产。
[0056]如图I所示，本发明所提供的软硬结合的户外大型LED显示屏包括多块柔性LED电路板1，每块柔性LED电路板I均包括LED灯珠11、第一电源连接铆钉孔12和第一信号连接焊盘13，其中，所述LED灯珠11和第一电源连接铆钉孔12交替的布置在柔性LED电路板上，并且每个所述LED灯珠11和第一电源连接铆钉孔12之间的距离相等，所述第一信号连接焊盘13布置在所述柔性LED电路板I的一侧。
[0057]如前所述，本发明的同一块柔性LED电路板I上的多个RGB LED并联，这样只有3条线（R、G、B各一条线），所以每线电流都在O. 5A以下，方便生产。
[0058]图2为根据本发明实施例的、柔性LED电路板I的圈起包装的示意图。如图2所示，本发明可以对每块柔性LED电路板作出单独测试，可以卷起包装，方便运输。
[0059]图3为根据本发明实施例的、信号控制板和大电流控制板的示意图。如图3所示，其中，信号控制板3包括与柔性LED电路板上的第一信号连接焊盘13相对应的第二信号连接焊盘31，此外，所述信号控制板3还包括对每个LED灯珠进行脉冲宽度调控和脉冲次数调控的高速度专用控制芯片以及分组串行转并行的扩展芯片，其中，通过采用高速度专用控制芯片，对每一颗LED灯珠，同时做到脉冲宽度调控和脉冲次数调控，满足RGB全彩颜色控制要求，加上利用分组串行转并行的扩展芯片，使数百个控制信号能够在数毫米宽的长条电路板上完成。
[0060]下面根据图4(a)和图4(b)对通过信号控制板来控制LED灯的具体原理进行详细说明。
[0061]图4(a)和图4(b)为根据本发明实施例的、利用高频率分布式脉冲控制LDE显示亮度的原理图。
[0062]可以采用常规的硬件电路来产生本发明所采用的高频率分布式脉冲，优选的，本发明通过采用硬件电路单片机AT89S52和CPLD器件EPM7128SLC84的组合，产生本发明驱动LED显示阵列所需要的高频率分布式脉冲。
[0063]单片机AT89S52和CPLD器件EPM7128SLC84是本领域技术人员常用的器件，在此省略了该器件的电路连接示意图和对其产生高频率分布式脉冲的说明。
[0064]如图4(a)所示，其中，横坐标表示脉冲的持续时间，本发明选取的时钟控制精度为l/10000s，S卩，时钟周期为Ι/lOOOOs，其中，横坐标的坐标值为时钟的个数。
[0065]图4 (a)的上半部分表示扫描R0，Rl和R2行的LED的行扫描脉冲，下半部分分别表示亮度等级为256，128和I时的列扫描脉冲，需要说明的是，图3(a)只是示例性的画出了亮度为256，128和I的三个列扫描脉冲，但是实际上，对于每个行扫描脉冲来说，每列都有一个对应的列扫描脉冲。其中，只有当R0-R2行LED的扫描脉冲的电平为高，并且列扫描脉冲的电平为低时，相应的LED才会被点亮。通过控制列扫描脉冲的低电平的持续时间，可以控制点亮的LED的亮度。下面将对此进行详细说明。
[0066]如图4(a)所示，本发明采用分布式脉冲设计，通过高频率分布式脉冲产生电路来产生高频率分布式脉冲，所述高频率分布式脉冲分为行扫描脉冲和列扫描脉冲，所述行扫描脉冲的脉冲宽度（即，行扫描脉冲的高电平的持续时间）为一个时钟周期，所述时钟周期为O. 0001秒。利用所述行扫描脉冲对所述3X4的LED阵列进行逐行扫描，其中，扫描一行的LED仅需要一个时钟周期，那么扫描整个3 X 4的LED阵列则需要：3 X O. 0001秒=O. 0003秒，也就是3个时钟周期。由图3(a)也可以看出，扫描3X4的LED阵列的行扫描脉冲的脉冲周期为3个时钟周期，即，O. 0003秒。
[0067]在本发明中，在利用所述行扫描脉冲对所述3X4的LED阵列进行逐行扫描的同时，利用所述列扫描脉冲对所述3 X 4的LED阵列进行列扫描；其中，当某行扫描脉冲的电平为高，并且某列扫描脉冲的电平为低时，会点亮对应于所述某行和某列交叉处的LED。由图4(a)显然可以看出，行扫描脉冲和列扫描脉冲同步的开始对LED阵列进行扫描。在本发明中，每个列扫描脉冲的低电平的持续时间均为一个时钟周期，通过控制列扫描脉冲的脉冲周期，来控制点亮的LED的亮度。
[0068]如图4(a)所示，对于最亮的（即，亮度等级为256级）的LED来说，在每次行扫描脉冲的电平为高时，该最亮的LED对应的列扫描脉冲的电平均为低，并且列扫描脉冲的低电平持续一个时钟周期，也就是说，每次行扫描到该LED时，在行扫描期间，该LED都点亮，所以该LED最亮。由图4(a)可以看出，对于最亮的LED来说，其列扫描脉冲的脉冲周期为3个时钟周期。由于每隔0.0003秒完成一次对整个3X4的LED阵列的扫描，并且每次扫描时，该最亮的LED都被点亮，所以该最亮的LED每秒会大概有：1/0. 0003~3333次闪动。
[0069]以此计算，对于半亮（即，亮度等级为128级）的LED来说，每隔一次行扫描脉冲的电平为高时，该半亮的LED对应的列扫描脉冲的电平为低。由图4(a)可以看出，对于半亮的LED来说，其列扫描脉冲的脉冲周期为6个时钟周期。由于每完成两次对整个3 X 4的LED阵列的扫描，该半亮的LED被点亮一次，所以，该半亮的LED每秒会大概有：1/0. 0006~1667次闪动。
[0070]由此可知，通过控制列扫描脉冲的脉冲周期，即可控制各种不同亮度的LED。另外，由图4(b)可知，亮度等级最低的（即，亮度等级为I)的LED的时钟周期为：256X3 = 768。也就是说，每768个时钟周期，该LED才被点亮一次，所以该LED的亮度最低，该亮度最低的LED每秒闪动的次数为：1/768X0.0001 ^ 13次。
[0071]也就是说，通过采用本发明的技术方案，只有亮度最低的LED才会每秒闪动13次，由于每秒闪动13次的LED是整个LED阵列中最暗的LED，因此，不会引起人眼有不舒适的感觉。
[0072]本发明的大电流控制板4包括场效应（MOSFET)电路开关，利用场效应（MOSFET)电路开关，能够对数百安倍的大电流，数十伏特电压，作出每秒钟一万次以上的开关，完成对大型户外LED显示屏的控制。MOSFET电路开关是本领域的公知技术，在此不再赘述。
[0073]图5为根据本发明实施例的、挤压铝型材的示意图。本发明的软硬结合的户外大型LED显示屏由多个挤压铝型材构成，图5仅示出了其中的一个挤压铝型材。如图5所示，所述挤压铝型材2上布置 有多个第二电源连接铆钉孔21，该多个第二电源连接铆钉孔21与柔性LED电路板I上的第一电源连接铆钉孔12相对应，通过如图5所示的导电铆钉51将所述第一电源连接铆钉孔12和第二电源连接铆钉孔21相连接并固定，从而使挤压型铝材2起到了导电的作用。此外，挤压型铝材2还能起到支撑的作用，如图5所示，每条挤压型铝材2均通过连接件22固定到外部支架5上。
[0074]本发明所提供的每条挤压铝型材2的长度可以按照运输规范来设定，例如，每条挤压铝型材2的长度可以为2米、3米或者4米。
[0075]图6为根据本发明实施例的、软硬结合的户外大型LED显示屏的完整结构图。如图6所示，本发明提出的一种软硬结合的户外大型LED显示屏主要由多块柔性LED电路板
I、多条挤压铝型材2、信号控制板3、大电流控制板4和外部支架5组成。其中，所述柔性LED电路板I和挤压铝型材2均呈长条形，并且所述柔性LED电路板I等间距的纵向排列，所述挤压铝型材2等间距的横向排列，每条挤压型铝材2均通过连接件22固定到外部支架5上；每块所述柔性LED电路板I上设有多个第一电源连接铆钉孔，每条所述挤压型铝材2设有与所述多个第一电源连接铆钉孔相对应的多个第二电源连接铆钉孔，通过导电铆钉51连接所述第一电源连接铆钉孔和第二电源连接铆钉孔。
[0076]本发明还提供了一种制作软硬结合的户外大型LED显示屏的方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0077]步骤（I)，制作多块长条形的柔性LED电路板；
[0078]如图I所示，制作的每块所述柔性LED电路板均包括的LED灯珠、第一电源连接铆I长条形，并且所述多条挤压铝型材等间距到外部支架上。
120电路板、信号控制板和大电流控制板。暫本发明所提供的软硬结合的户外大型120
I'于本领域的普通技术人员，依据本发明的芒之处，本说明书内容不应理解为对本发明
【权利要求】
1.一种软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏由多块柔性LED电路板、多条挤压铝型材、信号控制板、大电流控制板和外部支架组成；其中： 每块所述柔性LED电路板均呈长条形，并且每块所述柔性LED电路板均包括LED灯珠、第一电源连接铆钉孔和第一信号连接焊盘，同一块所述柔性LED电路板上的多个LED灯珠并联； 每条所述挤压铝型材均呈长条形，每条所述挤压型铝材均设有与所述多个第一电源连接铆钉孔相对应的多个第二电源连接铆钉孔，每条所述挤压型铝材均通过连接件固定到外部支架上； 在所述LED显示屏上，所述多块柔性LED电路板等间距的纵向排列，所述多条挤压铝型材等间距的横向排列，通过导电铆钉连接所述第一电源连接铆钉孔和第二电源连接铆钉孔。
2.根据权利要求1所述的软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述LED灯珠和第一电源连接铆钉孔交替的布置在每块所述柔性LED电路板上，并且每个所述LED灯珠和第一电源连接铆钉孔之间的距离相等。
3.根据权利要求2所述的软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述第一信号连接焊盘布置在所述柔性LED电路板的一侧。
4.根据权利要求1所述的软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述信号控制板包括与所述柔性LED电路板上的信号连接焊盘相对应的第二连接焊盘。
5.根据权利要求4所述的软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述信号控制板还包括对每个所述LED灯珠进行脉冲宽度调控和脉冲次数调控的高速度专用控制芯片以及分组串行转并行的扩展芯片。
6.根据权利要求1所述的软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述大电流控制板包括场效应电路开关。
7.根据权利要求1所述的软硬结合的户外大型LED显示屏，其特征在于，所述挤压铝型材的长度可以为2米、3米或者4米。
8.一种制作软硬结合的户外大型LED显示屏的方法，所述方法具体包括以下步骤： 步骤（I)，制作多块长条形的柔性LED电路板； 制作的每块所述柔性LED电路板均包括的LED灯珠、第一电源连接铆钉孔和第一信号连接焊盘，同一块柔性LED电路板上的多个LED灯珠并联； 步骤（2)，制作信号控制板和大电流控制板； 所述信号控制板包括与所述柔性LED电路板上的信号连接焊盘相对应的第二连接焊盘，所述信号控制板还包括对每个所述LED灯珠进行脉冲宽度调控和脉冲次数调控的高速度专用控制芯片以及分组串行转并行的扩展芯片；所述大电流控制板包括场效应电路开关; 步骤（3)，制作多条长条形的挤压铝型材； 每条所述挤压铝型材均呈长条形，每条所述挤压型铝材设有与所述多个第一电源连接铆钉孔相对应的多个第二电源连接铆钉孔。 步骤（4)，按照现场要求，固定外部支架，确保整体结构稳固； 步骤（5)，安装全部挤压铝型材；每条所述挤压铝型材均呈长条形，并且所述多条挤压铝型材等间距的横向排列，每条挤压型铝材均通过连接件固定到外部支架上； 步骤(6)，安装所述多块长条形的柔性LED电路板、信号控制板和大电流控制板。
9.根据权利要求8所述的制作软硬结合的户外大型LED显示屏的方法，其特征在于，所述柔性LED电路板能够卷起包装。
10.根据权利要求8所述的制作软硬结合的户外大型LED显示屏的方法，其特征在于，每条挤压铝型材2的长度可以为2米、3米或者4米。
【文档编号】G09F9/33GK103839493SQ201410005864
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】王知康, 劉紀美, 劉召軍, 曹偉強, 庄永漳, 廖維雄, 黃嘉銘 申请人:罗盛