CN111768721A - 一种具有双向数据传输的四线内封ic的led灯珠 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，包括：LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片、封装载体和封装胶；电源转换芯片通过金属导线分别连接所述双向数据传输IC芯片和LED发光单元，双向数据传输IC芯片的并行输出引脚通过金属导线连接LED发光单元；封装载体上还设有四个金属导电焊盘，LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片固定设置在金属导电焊盘上，封装胶将所述LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片固定在封装载体上。本发明的技术方案解决了现有技术中的一颗LED灯珠损坏，影响该颗灯珠后面所有灯珠的正常使用的问题，有效避免影响全局LED显示，同时具有布线简单等优点。

Description

一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠
技术领域
本发明涉及双向数据传输LED显示技术领域，具体而言，尤其涉及一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠。
背景技术
目前为防止LED灯珠级联时一颗LED灯珠损坏，影响该颗灯珠后面所有灯珠的正常使用，大多采用六线驱动，即当LED灯珠出现问题时，使用备用输入信号线进行信号的传输，避免影响全局LED显示，此种方式线路布线较复杂。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠。本发明采用的技术手段如下：
一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，包括：LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片、封装载体和封装胶；
所述电源转换芯片通过金属导线分别连接所述双向数据传输IC芯片和LED发光单元，所述双向数据传输IC芯片的并行输出引脚通过金属导线连接所述LED发光单元；所述封装载体上还设有四个金属导电焊盘，所述LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片固定设置在所述金属导电焊盘上，所述封装胶将所述LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片固定在封装载体上。
进一步地，所述LED发光单元包括R、G、B三种LED发光单元
进一步地，所述双向数据传输IC芯片的内部包括：电性连接的OSC1晶振、OSC2晶振、输出驱动器、PWM生成器、移位寄存器、锁存器、计数器；所述OSC1晶振用于本级数据处理，从而驱动所述LED发光单元；所述OSC2晶振用于数据转发处理，实现数据的级联。
进一步地，所述双向数据传输IC芯片还包括：数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I、电源正极VDD、电源负极GND、空脚NC，ROUT输出、GOUT输出以及BOUT输出八个引脚。
进一步地，所述四个金属导电焊盘分别连接所述数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I、电源正极VDD以及电源负极GND。
进一步地，所述双向数据传输IC芯片采用归零码进行信号传输，逐个通道控制输出电流，无限级联。
进一步地，所述四线内封IC的LED灯珠还连接控制器，所述控制器包括SDA引脚和SDB引脚，所述SDA引脚连接所述双向数据传输IC芯片的数据信号双向端口SDI/O，所述SDB引脚连接所述双向数据传输IC芯片的数据信号双向端口SDO/I，通过控制器控制数据信号双向端口的数据传输进而驱动所述LED发光单元。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，解决了一颗LED灯珠损坏，影响该颗灯珠后面所有灯珠的正常使用的问题，有效避免影响全局LED显示，同时具有布线简单等优点。
基于上述理由本发明可在双向数据传输LED显示等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明装置背面结构示意图。
图2为本发明双向数据传输IC芯片的内部结构图。
图3为本发明双向数据传输IC芯片的脚位图。
图4为本发明装置正面结构示意图。
图5为本发明控制器端的数据信号传输时序图。
图6为本发明装置的应用电路示意图。
图中：1、LED发光单元；2、双向数据传输IC芯片；3、电源转换芯片；4、金属导电焊盘；A、从SDI/O数据信号的传输方向；B、从SDO/I数据信号的传输方向。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明提供了一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，包括：LED发光单元1、双向数据传输IC芯片2、电源转换芯片3、封装载体和封装胶；电源转换芯片3通过金属导线分别连接双向数据传输IC芯片2和LED发光单元1，双向数据传输IC芯片2的并行输出引脚通过金属导线连接LED发光单元1；封装载体上还设有四个金属导电焊盘4，LED发光单元1、双向数据传输IC芯片2、电源转换芯片3固定设置在金属导电焊盘4上，封装载体上的各个引脚之间通过绝缘体间隔，封装胶将LED发光单元1、双向数据传输IC芯片2、电源转换芯片3固定在封装载体上。
双向数据传输IC芯片2采用归零码进行信号传输，可逐通道控制输出电流，无限级联，采用双向数据冗余传输，实现当一个LED灯珠出现问题时，数据还可以继续传输，从而避免了影响全屏显示。具体实施时，双向数据传输IC芯片2采用5V供电电压，如图2所示，双向数据传输IC芯片2的内部包括：电性连接的OSC1晶振、OSC2晶振、输出驱动器、PWM生成器、移位寄存器、锁存器、计数器以及移位寄存器选通信号EN_IO、EN_OI；如图3所示，双向数据传输IC芯片2包括：数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I、电源正极VDD、电源负极GND、空脚NC，ROUT输出、GOUT输出以及BOUT输出八个引脚。本实施例中，选用两个晶振，OSC1晶振主要用于本级数据处理，从而驱动LED发光单元1；OSC2晶振主要用于数据转发处理，实现数据的级联。具体的工作原理：数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I输入的数据经过数据转发处理中各自的移位寄存器进行串行数据移位，当数据传送结束时，数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I端口会持续一段时间的高电平，双向数据传输IC芯片2内部进行高电平计时，当达到一定时间时使能选通信号，从而使本级数据处理中移位寄存器的数据传送到锁存器进行并行输出。
如图4所示，为四线内封IC的LED灯珠正面结构示意图，包括数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I、电源正极VDD以及电源负极GND，其分别连接四个金属焊盘4。
具体实施时，四线内封IC的LED灯珠还连接控制器，控制器包括SDA引脚和SDB引脚，SDA引脚连接双向数据传输IC芯片2的数据信号双向端口SDI/O，SDB引脚连接双向数据传输IC芯片2的数据信号双向端口SDO/I，通过控制器控制数据信号双向端口的数据传输进而驱动LED发光单元1。如图5所示，为控制器端的数据信号传输时序图。控制器端在奇数时钟周期更新SDA线上的传输数据，在偶数周期更新SDB引脚上的传输数据，从而保证数据刷新不冲突；数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I在进行数据传送之后，要持续一段时间的高电平作为移位寄存器选通信号；SDA引脚连的串行数据如果采用0123…N顺序，为保证LED发光单元1显示正确，SDB引脚中的数据传输需要采用N…3210顺序。
具体实施时，优选的，电源转换芯片3可宽电压输入，输入电压范围为9-40V,可以转换为5V输出电压给双向数据传输IC芯片2以及LED发光单元1供电。
具体实施时，优选的，LED发光单元1包括R、G、B三种LED发光单元。。
为了验证本发明装置的有效性，如图6所示，为发明的应用电路示意图。图6中的A为从SDI/O数据信号的传输方向，B为从SDO/I数据信号的传输方向。具体的工作原理如下：
控制器的SDA引脚连接第一级双向数据传输IC芯片的数据信号双向端口SDI/O，控制器的SDB引脚连接最后一级双向数据传输IC芯片的数据信号双向端口SDO/I，数据信号双向端口SDI/O输入的数据分成两部分，其中一部分通过双向数据传输IC芯片并行输出至R、G、B三种LED发光单元1，另一部分则传送至数据信号双向端口SDO/I，传送给下一级双向数据传输IC芯片。控制器从数据信号双向端口SDO/I输入的数据同样分成两部分，其中一部分通过双向数据传输IC芯片并行输出至R、G、B三种LED发光单元1，另一部分则传送至数据信号双向端口SDI/O，传送给下一级双向数据传输IC芯片。由于采用双向端口数据传输，当LED灯珠出现问题时，即若数据信号双向端口SDI/O的输入数据发生中断，数据信号双向端口SDO/I的输入数据还会继续进行数据的级联传输，从而避免了影响全屏显示。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，包括：LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片、封装载体和封装胶；
所述电源转换芯片通过金属导线分别连接所述双向数据传输IC芯片和LED发光单元，所述双向数据传输IC芯片的并行输出引脚通过金属导线连接所述LED发光单元；所述封装载体上还设有四个金属导电焊盘，所述LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片固定设置在所述金属导电焊盘上，所述封装胶将所述LED发光单元、双向数据传输IC芯片、电源转换芯片固定在封装载体上。
2.根据权利要求1所述的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，所述LED发光单元包括R、G、B三种LED发光单元。
3.根据权利要求1所述的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，所述双向数据传输IC芯片的内部包括：电性连接的OSC1晶振、OSC2晶振、输出驱动器、PWM生成器、移位寄存器、锁存器、计数器；所述OSC1晶振用于本级数据处理，从而驱动所述LED发光单元；所述OSC2晶振用于数据转发处理，实现数据的级联。
4.根据权利要求1所述的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，所述双向数据传输IC芯片采用双向数据冗余传输，包括：数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I、电源正极VDD、电源负极GND、空脚NC，ROUT输出、GOUT输出以及BOUT输出八个引脚。
5.根据权利要求1所述的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，所述四个金属导电焊盘分别连接所述数据信号双向端口SDI/O、数据信号双向端口SDO/I、电源正极VDD以及电源负极GND。
6.根据权利要求1所述的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，所述双向数据传输IC芯片采用归零码进行信号传输，逐个通道控制输出电流，无限级联。
7.根据权利要求1所述的具有双向数据传输的四线内封IC的LED灯珠，其特征在于，所述四线内封IC的LED灯珠还连接控制器，所述控制器包括SDA引脚和SDB引脚，所述SDA引脚连接所述双向数据传输IC芯片的数据信号双向端口SDI/O，所述SDB引脚连接所述双向数据传输IC芯片的数据信号双向端口SDO/I，通过控制器控制数据信号双向端口的数据传输进而驱动所述LED发光单元。
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