专利名称：一种led显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED显示系统，具体但并非专有地用于安装在一个或多个交通信号灯灯具中。
背景技术：
当前使用的多数交通信号灯灯具装配有石英卤素灯泡、或者是带有相关联的反射器和透镜的效率甚至更低的球状白炽灯。当交通信号灯被要求始终连续运行并且一个卤素球状灯泡的平均寿命被限定为约5000小时的时候，则必须应用连续更换灯泡的方案。尽管交通信号灯壳体的外壳是非常牢固耐用的且具有二十年的平均寿命期望，而包含在该外壳内的石英卤素色灯显示却是相当高维护费用的，因为它不是被完全密封的而因此需要以规则的间隔来清理反射器和透镜表面。同样，灯泡内的精小元件在受到碰撞时是非常易于破损的。因此已经试图要将石英卤素灯泡替换成具有固态光源的发光二极管(LED)。因为以上理由，石英卤素交通信号灯在世界范围内的大多数国家(如果不是所有国家)中正在被替代为LED。目前，实现这的唯一方式是每个灯具以其整体来被替代，而不仅仅是包含在其中的球状灯泡。这典型地涉及从一个柱上拆除每一样东西以便使这个替换物能够安装并且由于需要采用以下措施中的一个或多个而不可避免地引起不便，这些措施是在一个相关的交叉路口处将整套灯关闭，分派交通监管员来指挥交通；使用重型提升设备并且阻断受影响的交通车道。同样，石英卤素灯壳体具有二十年的期望寿命并且在它们被替换时总体上是处于良好的状态。丢弃这些灯具壳体是重大的资源浪费，更不必说是不良的生态学实践。尽管如上所述，被用来替换石英卤素灯的现有的LED也有其自身的问题，这在于特别是在夏季期间，这些石英卤素灯会由于过热而易于失效。本发明的一个目的是提供一种LED显示系统，该显示系统可以克服或改善以上问题或者该系统将至少提供一个有用的替代物。
发明内容
根据本发明的一个方面，在此提供了一种LED显示系统，该显示系统包括一个板,该板具有一个阵列的LED ；用于选择性地对提供到该板的功率进行改变的装置；以及检测装置，该检测装置被适配以便启用或解除启用这些LED中的一个或多个。在一个优选的实施方案中，该板是其上安装了这些LED的一个印 刷电路板。该功率改变装置可以包括一个或多个驱动电路，该一个或多个驱动电路被适配以便由一个微处理器来控制或者被结合在其中。该功率改变装置可以被适配为在一个恒定的电流上运行。该功率改变装置优选被适配以便准许不同尺寸的一个或多个板。每个驱动电路优选能够在一个预定的时间上改变这些LED的亮度或者在如所希望的一个预定的时间段上改变这些LED的亮度。举例来说，该驱动电路可以能够根据一个阶梯轮廓使这些LED逐渐变暗。优选的是，如果这些LED中的一个或多个已经失效，则该驱动电路可以有能力使这些LED中的其余部分以一个希望的亮度水平保持启用。更优选的是，当这些LED中多于一个预定百分比的部分已经失效时，该驱动电路被适配以便使这些LED中的其余部分解除启用。甚至更优选的是，该预定百分比为百分之20。该驱动电路可以被适配以便使得这些LED在可变的时间长度上闪亮。在一个优选实施方案中，该检测装置可以是与该微处理器通信。该检测装置可以包括一个按钮或者该检测装置可以被连接到其上，当该按钮被启用时它被适配以便使得这些LED —个预定的时间段上闪亮。任选的是，该检测装置包括以下各项中的一个或多个，它们是一个热量检测设备；一个运动检测设备或声音检测设备。举例来说，该运动检测设备可以包括一个绊线(trip wire)，当该绊线被触发时它被适配以便启用一个用于道路使用者的电子显示板。该微处理器可以是被编程的以便不同的参数能够被设定并且能够被改变来用于启用和解除启用该驱动电路。该微处理器可以是被编程的以便通过控制不止一个驱动电路来操作多色的多个LED。每个驱动电路优选地是负责用于在一个所选定的板上的这些LED的运行。该LED显不系统优选的是由一个AC或DC电源供电。优选的是,该电源是一种印刷电路板(PCB)的散热的LED驱动器。任选的是,该LED显不系统包括一个额外的驱动电路，该额外的驱动电路被适配以便控制一个较大的LED板或一个额外的LED板。任选的是，该印刷电路板包括一个双列直插封装(DIP)的开关，该开关被适配以便定制用于制特定情况的LED的行为或者以便控制额外的软件功能。
本发明可以由一个优选的实施方案的以下非限定的说明得到更好地理解，在附图中图I是根据本发明的一个LED显示系统的底面的示意平面图；图2是一个电路图，展示了图I的LED显示系统的这些驱动电路以及微处理器；并且图3是图2的一个简化版本的简图。
具体实施例方式参见图I, 一个LED显不系统10包括一个板12,该板具有一个阵列的LED (位于板12的另一侧上并且因此是不可见的)以及用于选择性地对提供到板12的功率进行改变的 装置。在这个实施方案中，板12是一个其上安装了这个阵列的LED的印刷电路板。转向图2和图3，该功率改变装置包括被结合在一个微处理器中的多个驱动电路。该微处理器是一个控制器卡14的形式，该控制器卡被电连接到板12上(参见图I)。控制器卡14在一个恒定电流上运行并且它能够准许不同尺寸的板。在本实施方案，每个板被连接到一个控制器卡14上并且由其驱动。该控制器卡14经由多个金属隔离件而用螺钉拧接到板12上。这种安排既能紧固LED板12又能对其供电而又将实际部件的数目保持在最小。
控制器卡14包括一个带有驱动电路的微芯片16，它能够执行不同的主要功能。该驱动电路能够对具有两个不同尺寸的，即直径200mm和300mm的板供电。该功率输出被增加而用于较大尺寸的板。本发明的LED显示系统还包括一个用于启用或解除启用这些LED的检测装置。在本实施方案中，该检测装置是一个按钮(未示出)的形式，该按钮与微处理器通信。当被行人启用时，该按钮发送一个信号到该驱动电路，该驱动电路使得这些LED在一个预定的时间段上闪亮。可以考虑的是代替按钮或除按钮之外，该检测装置可以包括以下各项中的一个或多个，它们是一个热量检测设备；一个运动检测设备或声音检测设备。举例来说，一个运动检测设备可以包括一个使用触发输入20的绊线，该绊线被定位在与一组交通信号灯相距某一距离处。通过这样一种安排，接近该组交通信号灯的车辆将触发该绊线，这将发送一个电信号给该驱动电路，该驱动电路将进而启用一个电子显示板，该显示板被提供以便为车辆驾驶员产生一个可视的信号。该可视信号可以是一个限速标志或是一个指示前方 发生事故的告警标志。该微处理器包括一种可编程的触发输入20。该输入20有待由一个外部触发器(如以上说明的按钮)产生，并且它被编程为发送一个电信号给微芯片16以便启用或调节这些LED的亮度。该微处理器还能够对该驱动电路进行控制以便使得这些LED在可变的时间长度上闪亮。这是有益的在于为宽且长的道路通常希望的是使得这些标志能够闪亮一个较长的时间段以便致使这些标志更能引起道路使用者的注意。该LED显示系统10由一个电源18供电，该电源能够如所希望的产生交流电流和直流电流(AC或DC)中的任一个。电源18是一个印刷电路板(PCB)，该电路板是散热器冷却的以便在将热量消散和分散从而减少这些LED过热的可能性上是有效的。该LED显示系统10能够准许带有一个5至28V的AC电源或12V的DC电源。这允许交通信号灯由一个供应常规240V AC的变压器、一个电池或太阳能电池板来供电。这在提供一个具有增强的多功能性和可移植性的交通管理系统方面是有利的。在这个实施方案中，一个印刷电路板(PCB)的散热的LED驱动器22是由微芯片16来控制的并且它还被电连接到电源18上。散热器被提供和设计为有效地消散热量以便减小这些LED过热的可能性。在此提供了散热的LED驱动器22以便将额外的功率提供至板12。该微处理器还包括一个输出区段连接24，该连接由微芯片16控制以便对提供到用于三种颜色即(红、黄和绿)中的一个颜色所选或指定的驱动电路上的功率进行控制。这些微处器被编程为通过对三个驱动电路进行控制来运行多色的LED，这些驱动电路各自负责操作在一个所选定的板上负责显示一个所选定的颜色的这些LED。此外，该微处理器具有与LED驱动器22通信的一个额外的驱动器26。该额外的驱动器26被提供用来对以上说明的较大的300mm的板或一个额外的LED板进行控制。该额外的LED板可以被定制用于显示例如用于骑自行车者的标志或限速标志。任选的是，该微处理器包括一个按钮28，该按钮被设计为无论何时按钮被按下它就获悉一个新电压并产生用于微芯片16对这些LED亮度进行调节的一个信号。该微处理器被编程为在一个预定的时间改变这些LED的亮度或者如令人希望的在预定时间段上改变其亮度。举例来说，该驱动电路能够根据一种阶梯轮廓来逐渐地使这些LED变暗。当这些LED中的一个或多个已经失效时，该驱动电路使这些LED中的其余部分以所希望的亮度水平保持启用。另外，当这些LED中的多于一个预定百分比的部分已经失效时，该驱动电路被编程来将这些LED中的剩余部分解除启用。除以上之外，该微处理器可以被远程编程以便使得不同的参数能够被设定并且被改变而用于该驱动电路的启用和解除启用。该微处理器具有一个被电连接到微芯片16上的双列直插封装(DIP)的开关30。该DIP开关30被设计以便定制该LED的行为用于多种特定的情形或者它被设计用来控制额外的软件功能。
应该认识到，本发明的LED显示系统能够被改装进入一个现有的交通信号灯具壳体中以便替换卤素球状灯泡。现在已经在某些细节上详细说明了本发明的一个优选实施方案，对于本领域普通技术人员应该清楚的是该LED显示系统可以提供至少以下优点I.它消除了对于大量实际部件的需要，由此增强了可靠性并减少了能量损失；2.它能够驱动不同尺寸的板并且因此减少了生产和组装的费用而增加了多功能性；3.它使得交通信号灯的色灯显示能够被软件驱动，从而允许相对于功能性和可操作性的更大的灵活性；4.它基本上减小了由于过热而引起的LED失效的可能性；并且5.它是可改装到一个现有的交通信号灯灯具上以便替换卤素球状灯泡。本领域的普通技术人员应该认识到，在此说明的本发明除了那些特别说明之外是可以变化和修改的。所有这类变化和修改都被认为是在本发明的范围和精神之内，其实质是由以上说明所确定的。工业实用件本发明的LED显示系统是可工业应用的，这是在于它是可改装到一个现有的交通信号灯灯具上从而使得一个交通信号灯的色灯显示能够被软件驱动，从而允许了相对于功能性和可操作性的更大的灵活性。它还基本上减小了由于过热而引起的LED失效的可能性。此外，它能够驱动不同尺寸的板而消除了对于大量实际部件的需要。
权利要求
1.一种LED显不系统，包括 一个板，该板具有一个阵列的LED ； 用于选择性地对提供到该板的功率进行改变的装置；以及 检测装置，该检测装置被适配以便启用或解除启用这些LED中的一个或多个。
2.如权利要求I所述的LED显示系统，其中该板是一个印刷电路板，在该印刷电路板上安装了这些LED。
3.如权利要求I或2中任一项所述的LED显示系统,其中该功率改变装置包括一个或多个驱动电路，该一个或多个驱动电路被适配以便由一个微处理器来控制或者被结合在其中。
4.如以上权利要求中任何一项所述的LED显示系统，其中该功率改变装置被适配以便在一个恒定电流上运行。
5.如以上权利要求中任一项所述的LED显示系统，其中该功率改变装置被适配以便准许不同尺寸的一个或多个板。
6.如权利要求3至5中任何一项所述的LED显不系统,其中每个驱动电路能够在一个预定的时间上改变这些LED的亮度或者在如所希望的一个预定的时间段上改变这些LED的亮度。
7.如权利要求3至6中任一项所述的LED显示系统，其中该驱动电路能够根据一个阶梯轮廓使这些LED逐渐变暗。
8.如权利要求3至7中任一项所述的LED显示系统，其中当这些LED中的一个或多个失效时，该驱动电路能够使这些LED中的其余部分以一个希望的亮度水平保持启用。
9.如权利要求3至8中任一项所述的LED显示系统，其中当这些LED中多于一个预定百分比的部分失效时，该驱动电路被适配以便使这些LED中的其余部分解除启用。
10.如权利要求9所述的LED显示系统，其中该预定百分比大致为百分之20。
11.如权利要求3至10中任一项所述的LED显示系统，其中该驱动电路被适配以便使得这些LED在可变的时间长度上闪亮。
12.如权利要求3至11中任一项所述的LED显示系统，其中该检测装置是与该微处理器通信。
13.如以上权利要求中任一项所述的LED显示系统，其中该检测装置包括一个按钮或者该检测装置被连接到其上，当该按钮被启用时它被适配以便使得这些LED在一个预定的时间段上闪亮。
14.如以上权利要求中任一项所述的LED显示系统，其中该检测装置包括以下各项中的一个或多个，它们是一个热量检测设备；一个运动检测设备或声音检测设备。
15.如权利要求14所述的LED显示系统，其中该运动检测设备包括一个绊线，当该绊线被触发时它被适配以便启用一个用于道路使用者的电子显示板。
16.如权利要求3至15中任一项所述的LED显示系统，其中该微处理器是可编程的以便不同的多个参数能够被设定并且能够被改变来用于启用和解除启用该驱动电路。
17.如权利要求3至16中任一项所述的LED显示系统，其中该微处理器是可编程的以便通过控制不止一个驱动电路来操作多色的多个LED。
18.如权利要求3至17中任一项所述的LED显示系统，其中每一个驱动电路是负责在一个所选定的板上的这些LED的运行。
19.如权利要求3至18中任一项所述的LED显示系统，其中该LED显示系统包括一个额外的驱动电路，该额外的驱动电路被适配以便控制一个较大的LED板或一个额外的LED板。
20.如以上权利要求中任一项所述的LED显示系统，其中该LED显示系统是由一个交流(AC)或直流(DC)电源供电。
21.如权利要求20所述的LED显示系统，其中该电源是一种印刷电路板(PCB)的散热的LED驱动器。
22.如权利要求21所述的LED显示系统，其中该印刷电路板包括一个双列直插封装的(DIP)开关，该开关被适配以便定制该LED行为的。
23.一种如在此通过参见这些附图中的任一个来说明的LED显示系统。
全文摘要
本发明涉及一种LED显示系统(10)，该显示系统包括一个板(12)和检测装置(20)。该LED显示系统(10)还包括用于选择性地对提供到该板(12)的功率进行改变的装置(14)。该板(12)具有一个阵列的LED。该检测装置(20)被适配以便启用或解除启用这些LED中的一个或多个。
文档编号H05B33/08GK102640565SQ201080050294
公开日2012年8月15日 申请日期2010年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者迈克尔·斯科·昌·曾 申请人:电子研究私人有限公司