多LED灯珠的灯及LED显示器的制作方法

本实用新型涉及LED领域，特别是多LED灯珠的灯及LED显示器

背景技术：

装饰灯是居家、节庆、公共场所夜景装饰等必不可少的电子装饰产品，市场规模极 其庞大。

目前市场上的 LED 灯串，发光件由普通 LED 灯珠组成，第一种是灯串只能长亮，亮 灯模式单一 ；第二种带有控制器，多路输出，发光件也由普通 LED 灯珠组成，每一路控制一 组或多组变化，每一路的变化是统一的，比较呆板 ；第三种，采用 RGB 也内置控制芯片灯珠， 也是二个灯珠外延引脚，但只能实现自动循环交替变化亮灯模式，而且每一种亮灯模式只 能短时间停留，用户不能自主选定某种预置的亮灯模式，而且自动变化亮灯模式会让人视 觉上有种炫晕感 ；第四种，采用无极双色灯珠，也是二个灯珠外延引脚，采用输入端电流方 向切换的原理实现亮灯模式的变化，但这种变化是由灯串配置的控制器来实现的，只能这 二种颜色的变化，不能实现由灯珠内置 LED 芯片控制光线合成带来的颜色的变化 ；第五种， RGB 灯珠也内置控制芯片，灯串亮灯模式变化丰富，但灯珠有三到四个外延引脚，其中一到 二个引脚为信号脚，带有信号线，灯串生产复杂困难，成本高昂。

CN 105114850A公开了一种可选定发光模式的LED灯串，属于LED装饰照明技术领域。它包括电源线正极和电源线负极、控制器、灯串输入正极、灯串输入负极、灯串组和电连接导线，所述的电源线正极、电源线负极一端分别接直流电源正极和负极，另一端分别电连接控制器输入端，控制器输出端分别电连接灯串输入正极和灯串输入负极，所述灯串组包括至少一串子灯串，灯串组包括至少一个可选定发光LED灯珠，通电后，通过操作控制器，灯串上的每个可选定发光LED灯珠按设定的多种亮灯模式亮灯。本发明可以根据客户需求选用一种或多种具有多种亮灯模式的可选定发光LED灯珠，实现同步控制同一种类灯珠的多种亮灯模式，其亮灯效果变化多样，实现人们个性化的亮灯需求。

CN 104637414 A公开了一种 LED 显示器，其包括多个 LED灯点以及若干光纤 ；每一所述 LED灯点电连接至 少一所述光纤的始端部 ；各所述光纤的末端部规 则排列为点阵分布的显示像素点。采用上述方案， 本发明巧妙利用光纤进行显示，相较于 LED 灯，光纤自身具有较小的宽度，使得显示器的点间距能够低于目前 LED灯点自身宽度，不受 LED灯点自身宽度的限制，从而可以做成点间距小于 1 毫米的 LED 显示屏，在此基础上还能够制备厚度小于1毫米的 LED 显示器，具有很高的市场应用价值。

CN 104347609 A公开了一种本发明涉及一种多色 LED 灯，包括底座，所述底座中部设置有公共阴极端子，所述公共阴极端 子顶部设置有绿色LED芯片、红色 LED芯片、蓝色LED 芯片，所述底座两端分别设置有绿光阳极、红光阳极、蓝光阳极，所述绿光阳极、红光阳极、蓝光 阳极分别通过引线与之对应的绿色LED 芯片、红色LED 芯片、蓝色 LED 芯片连接，所述底座与透明 外壳形成封闭结构。本发明结构简单、制造成本低廉、通过绿色LED芯片、红色 LED芯片、蓝色LED 芯片的调色，可以实现不同颜色的发光。

总之，目前市场上的所有装饰灯串或显示器控制LED灯珠需要使用数量非常多的电线和与控制电线是否通电的电气元件。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供多LED灯珠的灯及LED显示器，使用较小数量的电线和与控制电线是否通电的电气元件。

为达上述优点，本实用新型提供一种多LED灯珠的灯，包括多路LED灯珠，其特征在于：所述多LED灯珠的灯包括N根主线，和两路LED灯珠组成的双路LED灯珠单元；

所述N为大于等于3的整数，双路LED灯珠单元的数量为大于等于2；

所述双路LED灯珠单元中的上路LED灯珠正极引线与下路LED灯珠负极引线电连接并与一根主线电连接，上路的LED灯珠负极引线与下路的LED灯珠正极引线的电连接并与另一根主线电连接。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，每一根所述主线与一放大电路连接，所述放大电路与控制器电连接。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述N为3，所述双路LED灯珠单元的数量为2或3。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述双路LED灯珠单元的数量为N*（N-1）/2。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述放大电路包括一个PNP晶体管、一个第一NPN晶体管，一个第二NPN晶体管；所述PNP晶体管的基级分别与所述第一NPN晶体管的集电极电连接，所述PNP晶体管的发射极与直流电正极电连接，所述PNP晶体管的集电极与所述第二NPN晶体管的集电极电连接，所述PNP晶体管的基级、所述第一NPN晶体管的集电极电连接之间有电阻，所述第一NPN晶体管和第二NPN晶体管的发射极与直流电负极电连接。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述控制器为MCU单片机。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述第一NPN晶体管和所述第二NPN晶体管的基极分别与控制器的管脚电连接，所述控制器用于控制向第二NPN晶体管的基极输出电流。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述放大电路与另一所述放大电路并联。

在本实用新型的多LED灯珠的灯的一个实施例中，所述控制器用于储存向第二NPN晶体管的基极输出电流的时间间隔，对应路LED灯珠按照对应时间间隔亮灭。

本实用新型还提供一种LED显示器，其包括如任一上述的多LED灯珠的灯。

在本实用新型的多LED灯珠的灯及LED显示器中，双路LED灯珠单元中的上路LED灯珠正极引线与下路LED灯珠负极引线电连接并与一根主线电连接，上路的LED灯珠负极引线与下路的LED灯珠正极引线的电连接并与另一根主线电连接。可以使用较小数量的电线和与控制电线是否通电的电气元件。

附图说明

图1所示为本实用新型第一实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。

图2所示为本实用新型第一实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的控制电路图。

图3所示为本实用新型第二实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。

图4所示为本实用新型第三实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。

图5所示为本实用新型第一实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的控制电路图。

图6所示为本实用新型第四实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1所示为本实用新型第一实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的结构构图。请参见图1，图1所示的多LED灯珠的灯及LED显示器具有可以分开控制的第一路L1、第二路L2、第三路L3、第四路L4、第五路L5、第六路L6，共6路LED灯珠，和与控制电路电连接的主线E1、主线E2、主线E3。

第一路L1的LED灯珠正极引线与第二路L2的LED灯珠负极引线电连接，第一路L1的LED灯珠负极引线与第二路L2的LED灯珠正极引线的电连接，组成第一双路LED灯珠单元C1。第三路L3和第四路L4、第五路L5和第六路L6分别组成与第一双路LED灯珠单元C1相同的第二双路LED灯珠单元C2、第三双路LED灯珠单元C3。

为了能够区分双路LED灯珠单元中的两路灯珠方向，将两路灯珠按图中方向分为上路LED灯珠(对应奇数路)和下路LED灯珠(对应偶数路)。上路LED灯珠正极引线与下路LED灯珠负极引线电连接并与一根主线电连接，上路的LED灯珠负极引线与下路的LED灯珠正极引线的电连接并与另一根主线电连接

第一双路LED灯珠单元C1的两端分别与主线E1、主线E2电连接；

第二双路LED灯珠单元C2的两端分别与主线E1、主线E3电连接；

第三双路LED灯珠单元C3的两端分别与主线E2、主线E3电连接。

3个双路LED灯珠单元C1、C2、C3根据电流的方向不同所点亮的灯不同。具体的主线E1作为正极时，主线E2作为负极时，第一双路LED灯珠单元C1的第一路L1的LED灯珠工作，而主线E1作为负极时，主线E2作为正极时，第一双路LED灯珠单元C1的第二路L2的LED灯珠工作；

相似的第二双路LED灯珠单元C2、第三双路LED灯珠单元C3能够根据所电连接主线E1、E2、E3所输出的电流方向不同使不同路的LED灯珠工作。具体的：

主线E1输出正极，主线E2输出负极第三路L3工作；

主线E1输出负极，主线E2正极输出第四路L4工作；

主线E2输出正极，主线E3输出负极第五路L3工作；

主线E2输出负极，主线E3正极输出第六路L4工作。

可以看出，由于在同一时间内主线E1、E2、E3只能输出正极或负极，在同一时间内只能控制点亮双路LED灯珠单元C1、C2、C3中的一盏灯。但是主线E1、E2、E3的正负极切换间隔一旦端于肉眼的识别能力。如主线E1、E2、E3的正负极切换间隔少于0.042秒或0.021秒，这个缺点就不会影响用户体验。

虽然在本实施例中能够控制6路LED灯珠，但在实际使用中可以去除部分路的LED灯珠，如采用3根主线控制4路、5路、6路LED灯。

图2所示为本实用新型第一实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的控制电路图。请参见图2，控制电路图包括3对放大电路和控制器，放大电路用于放大控制器的输出电流。3对放大电路并联电连接，第一对放大电路包括一个PNP晶体管Q1、Q2、Q3、第一NPN晶体管Q5、Q6、Q7，第二NPN晶体管Q10、Q11、Q12。

PNP晶体管Q1、Q2、Q3的基级分别与第一NPN晶体管的集电极电连接，PNP晶体管Q1、Q2、Q3的发射极与直流电正极电连接，PNP晶体管Q1、Q2、Q3的集电极与第二NPN晶体管Q10、Q11、Q12的集电极电连接，PNP晶体管Q1、Q2、Q3的基级、第一NPN晶体管的集电极电连接之间有电阻R1、R2、R3，第一NPN晶体管Q5、Q6、Q7和第二NPN晶体管Q10、Q11、Q12的发射极与直流电负极电连接。

每一放大电路中，主线电连接在PNP晶体管与第二NPN晶体管Q10、Q11、Q12之间。PNP晶体管Q1、Q2、Q3和第一NPN晶体管Q5、Q6、Q7和第二NPN晶体管Q10、Q11、Q12的基极OUT1，OUT2，OUT3，OUT4，OUT5，OUT6分别与控制器的管脚电连接。

控制器（图未示）为单片机如MCU单片机，MCU管脚控制基极OUT1，OUT2，OUT3，OUT4，OUT5，OUT6来实现第一个桥(Q1、Q11),第二个桥(Q1,Q12)第三个桥(Q3,Q11),第四个桥(Q2,Q10)，第五个桥(Q3,Q10)，第六个桥(Q2,Q12)通断。如MCU打开OUT1和OUT6关闭其余端口，则实现第一个桥的大通，点亮第一路L1,其余类推。

MCU单片机可以储存控制输出基极OUT1，OUT2，OUT3，OUT4，OUT5，OUT6的电流间隔，达到6路LED灯按照OUT1，OUT2，OUT3，OUT4，OUT5，OUT6对应的灯珠亮灭间隔。在本实用新型的其他实施例中，单片机仅作为控制是否向对应第二NPN晶体管的基极输出电流的开关，单片机与具有手机或电脑电连接，单片机接收手机或电脑的指令，按照指令向对应的第二NPN晶体管基极按照指令中的设定间隔输出电流。

图3所示为本实用新型第二实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。请参见图3，本实施例中，每路的LED灯珠中，每路LED灯珠的数量为两个，在其他实施例中每路LED灯珠的数量为多个。

图4所示为本实用新型第三实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。请参见图3，本实施例的主线数量为N根，N为大于等于3的整数。

双路LED灯珠单元C1的两端与N根主线中的两根电连接，则双路LED灯珠单元C的数量最多可以是组合=N*(N-1)/2，可以控制的LED灯珠的路数为N*（N-1）路，对应的放大电路的数量为N个，N个放大电路可以并联，控制器的数量可以根据控制器的能力为多个或一个。

图5所示为本实用新型第三实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的控制电路图。 在本实施例中，有N个放大电路A1、A2……AN，放大电路中：

图中上方位置的PNP晶体管Q1、Q3、Q5……Q2N-1的集电极分别与图中下方位置的NPN晶体管Q2、Q4、Q5……Q2N的集电极电连接，PNP晶体管的发射极与直流电正极电连接，NPN晶体管发射极与直流电负极电连接。PNP晶体管的NPN晶体管的基极与控制器电连接。

本实施例多LED灯珠的灯及LED显示器LED灯珠的控制方法如下：

控制器设定对放大电路的基极OUT1、OUT2、……QUT2N的信号发送时间和长度，即小电流发送时间和电流时长，在同一时间内同一放大电路的一个基极输出小电流；

对放大电路的基极OUT1、OUT2、……QUT2N的信号发送时间和长度，具体的包括：对每个基极信号发送时间和信号长度，

每个基极信号发送时间和信号长度为若干个k，如：对基极OUT1信号发送时间为第T1a、第T2a……第Tka,发送时间对应的信号长度可以是T1b、T2b……Tkb。

发送时间可以使用距离控制器的启动时间长度，控制器的启动时间为0ms。

当然控制器对每个基极的信号发送时间和长度可以是周期性的。

N根主线与PNP晶体管或NPN晶体管的集电极电连接，双路LED灯珠单元的两端与N根主线中的两根电连接；

控制器对基极按照设定的时间发送信号；PNP晶体管或NPN晶体管放大电流使双路LED灯珠单元中的LED灯珠工作。

具体的如：控制器基极OUT1、OUT4发送小电流、主线E1正，E1负，第一路L1的LED灯珠工作；

控制器基极OUT2、OUT3发送小电流、主线E1负，E1正，第二路L2的LED灯珠工作。

在本实用新型的其他实施例中，控制器还可以调整基极发送的信号强弱，即小电流的大小。

请参见图1、2，参考第一实施例说明，如主线的数量为3根，基极的数量为6个，可以控制6路led灯珠。控制器对每个基极的信号发送时间和长度是周期性的，一个周期的长度为500毫秒。

OUT1、OUT6的信号发送时间和信号长度为分别为第100ms（毫秒）和90ms，主线E1正、E2负，第一路L1的LED灯珠工作；

OUT2、OUT5的信号发送时间和信号长度为分别为第200ms和90ms，主线E1负、E2正，第二路L2的LED灯珠工作；

OUT1、OUT7的信号发送时间和信号长度为分别为第300ms和90ms，主线E1正、E3负，第三路L3的LED灯珠工作；

OUT3、OUT5的信号发送时间和信号长度为分别为第400ms和90ms，主线E1负、E3正，第四路L4的LED灯珠工作；

OUT3、OUT6的信号发送时间和信号长度为分别为第500ms（毫秒）和90ms，主线E2负、E3正，第五路L5的LED灯珠工作；

OUT2、OUT7的信号发送时间和信号长度为分别为第600ms和90ms，主线E2正、E3负，第六路L6的LED灯珠工作。

在一个周期第一路L1、第二路L2、第三路L3、第四路L4、第五路L5、第六路L6的LED灯珠依次交替工作。

图6所示为本实用新型第四实施例的多LED灯珠的灯及LED显示器的LED灯珠与主线的电连接关系图。本实用新型的第一、二、三实施例采用的LED灯珠为单色LED灯珠。

请参见图4，本实施例中选用的LED灯珠为三色LED灯珠，三色LED灯珠也常被称为RGBLED灯珠，其具有一公共阴极（负极）p，三阳极（正极）a、b、c，该三色LED灯珠已被现有技术所公开，请参见CN 105114850A。

图中上路LED灯珠的一正极引线c与下路LED灯珠的一负极引线p电连接，上路的LED灯珠的一负极引线p与下路的LED灯珠的一正极引线c电连接，组成双路LED灯珠单元C。

本实施例中主线的数量至少是6根，以主线的数量6根时双路LED灯珠单元C，在本申请前面的实施例理解的基础上，本实施例中关键在于公共阴极是否与电源负极连通，双路LED灯珠单元C1的两个负极引线p与6根主线中的两根电连接，双路LED灯珠单元的其余四个正极引线c的分别其余四根主线电连接。

可以推理得出当主线的数量为N个是，N大于等于6，双路LED灯珠单元C的两个公共负极引线p与N根主线中的两根电连接，双路LED灯珠单元的其余四个正极引线c的分别其余的任意四根主线电连接，则双路LED灯珠单元C的数量最多可以是组合=N*(N-1)/2，可以控制的LED灯珠的路数为N*（N-1）路，对应的放大电路的数量为N个，N个放大电路可以并联，控制器的数量可以根据控制器的能力为多个或一个。

虽然本实施例仅介绍了三色LED灯珠一公共阴极p，三阳极a、b、c的电路结构和原理，但是根据前面的介绍当三色LED灯珠具有一公共阳极，三阴极的同样能够按照本申请的电路结构和原理实现本申请的目的。

当三色LED灯珠具有一公共阳极，三阴极时，LED灯珠的一正极引线与下路LED灯珠的一负极引线电连接，上路的LED灯珠的一负极引线与下路的LED灯珠的一正极引线电连接，组成双路LED灯珠单元。关键在于公共阳极是否与电源正极连通。

双路LED灯珠单元C的两个公共阳极与N根主线中的两根电连接，双路LED灯珠单元的其余四个负极引线c的分别其余的任意四根主线电连接，则双路LED灯珠单元C的数量最多可以是组合=N*(N-1)/2。

在本实用新型中，LED灯珠具有LED芯片。

在本实用新型的其他实施例中，多个LED灯珠中一LED灯珠与另一LED灯珠的颜色不同。

在本实用新型的其他实施例中，多LED灯珠的灯为灯带或彩灯。在本实用新型的一个实施例中。

综上，本实用新型的多LED灯珠的灯及LED显示器至少具有以下的优点:

在本实用新型的多LED灯珠的灯及LED显示器中，由于双路LED灯珠单元C1的两端与N根主线中的两根电连接，则双路LED灯珠单元C的数量最多可以是组合=N*(N-1)/2，可以控制的LED灯珠的路数为N*（N-1）路。可以想象100根主线就可以控制9900路LED灯珠，极大的减少了电线的数量，500根主线就可以控制249500路LED灯珠。目前每平方LED显示器的LED灯珠数量基本在60000左右。

此外本申请的另外一个重要的意义在于，多LED灯珠的灯及LED显示器由于LED灯珠，LED灯珠与LED灯珠之间的间距比现有技术中的LED灯珠与LED灯珠之间的间距更小，或比现有技术中使用体积跟小的但亮度相同的LED灯珠。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。