发光二级管（LED）越来越多地用于照明应用。为了控制多个发光二级管（LED）或任意其它可控的光源，本文件介绍了一种单线多LED的电力及控制系统。特别地，多个单独控制的LED单元以串联配置而布置，其由位于各串联的前端的控制单元控制。每个单独控制的LED单元可包括同样单独可控的多个LED。该前端控制单元沿单线提供电力和控制信号以驱动各串联中的所有的LED单元，其方式允许每个LED单元单独受控或以指定的组受控。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及串联排列的电子系统领域。特别地，本专利技术公开了用于提供电カ和控制信号以驱动串联线上的诸如发光二级管这样的电子元件的技术，但不限于此。
技术介绍
发光二级管(LEDs)是ー种非常节能的电子照明光源。早期的LED发射具有极小量的亮度的红光。然而，现代的LED如今能够生成跨越可见、紫外和红外波长的光。此外，现代的LED能够具备大量的电流，使得LED能够生成用作照明光源的足够的光。LED呈现出许多超过传统光源的优势，包括节能、更长的寿命、更大的耐用性、小的外形尺寸、以及非常快的开关速度。这些优势推动了 LED在各种各样的应用中的使用。然而，与传统的白炽灯和荧光灯光源相比，LED的前期成本仍然相对昂贵。此外，LED通常需要比传统的光源更精确的电流和热管理。第一代LED主要用作电子设备上的指示灯。由于其低能耗和小的外形尺寸，LED对于便携式电子设备来说已经是理想的。然而，在最近几年，新的LED颜色的可用性和亮度的増加允许LED用于许多新的应用。LED的小尺寸以及使用数字控制系统控制LED的开关的能力允许基于LED的显示系统的发展。特别地，单独控制的LED的ニ维阵列能够用于显示文字和图像。因此，LED如今为许多诸如在运动场馆和纽约时代广场见到的现代电子记分牌和超大型视频显示系统那样的大型视频显示系统提供光源。尽管已经证明了基于LED的显示系统能够很好地工作，创建这样的基于LED的视频显示系统所涉及的固有的困难和费用限制了基于LED的视频显示系统的发展。必须将周密计量并单独控制的电カ提供给创建基于LED的视频显示系统的LED ニ维阵列中的每ー个LED。构造ー个具有1920X1080像元(像素)分辨率的单色的高清晰度显示系统需要该系统提供2，073，600个具有周密受控的电カ的単独的LED。为了创建ー个多色高分辨率的显示系统，每个単独的像素需要三种不同顔色(红色、緑色以及蓝色)的LED，使得6，220，800个単独的LED必须接收周密受控的电力。因此，这种大型的视频显示系统的设计和制造既复杂又非常昂贵。由于控制如此多的独立的LED的挑战，基于LED的大型的视频显示系统花费数百万美元，使得只有诸如大型的体育场馆这样的非常高端的应用能够购买得起大型的基于LED的视频显示系统。用于其它情况的公共的视频显示系统通常使用与电视显示器相关的较小的常规显示技术，或使用诸如用于显示球队得分和比赛时间的仅具有有限的预先排列的LED图形的大型电子记分牌的简单得多的显示系统。因此，期望简化设计和构造基于LED的显示和照明系统的任务。附图说明在不一定按比例绘制的各附图中，相同的标号描述贯穿若干视图的基本上相同的组件。具有不同的字母后缀的相同的标号表示基本相同的组件的不同实例。各附图一般以示例而不是限制的方式示出在本申请中讨论的各种实施例。图I示出了计算机系统示例形式的机器的图示，在该计算机系统中可执行ー组用于引起该机器执行在此讨论的任一或多个方法的指令。图2A示出了本专利技术的单线多LED的控制系统的整体架构的框图。图2B示出了可发送至各LED単元的示例数据包。图3A示出了具有被调制为额定电流值的电流斜坡偏差的数字信息的时序图。图3B示出了具有被调制为额定电流值的正弦偏差的数字信息的时序图。图3C示出了具有被调制为额定电流值的电流跌落(dips)的数字信息的时序图。 图4A示出了第一实施例的LED线驱动器电路。图4B示出了第二实施例的LED线驱动器电路。图5A示出了使该LED线驱动器打开外部场效应晶体管是如何允许线路电流斜升(rampupward)的。图5B示出了使该LED线驱动器关闭外部场效应晶体管是如何允许线电流斜降I rampdownward)的。图5C示出了由图5A和5B的电路调制后的电流。图6A示出了理想的对称电流脉冲和非理想的电流脉沖。图6B通过图表示出了 FET开关时序计算机是如何工作的。图6C示出了一个单独的数据位周期期间各阶段的时间轴。图6D示出了当降低额定电流水平以节省能源时，斜坡模式调制的电流信号。图7示出了单独可控的LED单元的一个实施例。图8示出了描述了各单独可控的LED单元的电カ系统是如何运作的流程图。图9A示出了斜坡模式调制的数据周期错位问题。图9B示出了跌落模式调制的数据周期错位问题。图IOA示出了使用传统的脉冲宽度调制而创建的脉冲。图IOB示出了使用减少闪烁调制(reduced flicker modulation)系统而创建的脉冲。图IOC示出了減少闪烁调制系统输出图形的创建。图IOD示出了不完善的电流脉冲以及理想的方波脉冲。图IOE示出了在对脉冲进行重排列的各种不同的随机化之后，图IOC中的减少闪烁调制数据图形。图IlA示出了根据本专利技术的教导的第一可能的LED照明系统的框图。图IlB示出了图IlA的LED照明系统，其中，多LED照明器件由单个控制器控制。图12示出了根据本专利技术的教导的第二可能的LED照明系统的框图。图13示出了本专利技术的LED驱动系统，其实现为基于DMX-512A协议的舞台照明系统。图14示出了ー种应用，其中，单个LED线驱动器正驱动已被布置在八乘八阵列中的六十四个单独控制的LED单元。图15概念性地示出了如何将较小的模块化的ニ维阵列(图14中示出的)进行结合以创建较大的ニ维显示系统。图16示出了彼此平行悬挂以创建ニ维显示系统的若干串单独控制的LED単元。图17示出了描述部署、校准、以及运行由多串LED单元创建的显示系统的方法的流程图。图18示出了ー种数据流图，该数据流图描述了如何由LED显示系统模型对输入的视频信号进行解码和处理以生成驱动显示系统的控制命令，该显示系统是使用部署的LED串组创建的。具体实施例以下的详细描述包括对附图的引用，各附图形成该详细描述的一部分。各附图显示了根据示例性实施例的图解。这些在此称为“示例”的实施例描述得足够详细，以使本领 域的技术人员能够实施本专利技术。对本领域的技术人员来说显而易见的是，这些示例性实施例中的具体细节不是为了实施本专利技术所需要的。例如，尽管主要參考有效地发送电カ和数据以控制发光二级管(LED)的系统而公开了这些示例性实施例，本公开的教导还能够用于发送电力和数据以控制任意其它类型的电子设备。可对各示例的实施例进行组合，可使用其它的实施例，或在不脱离所请求的范围的情况下可作出结构上的、逻辑上的、以及电气上的改变。因此，不以限制的意义进行以下详细的描述，且上述范围由所附的权利要求书及其等同物限定。在本文件中，如在专利文件中普遍使用的那样，词语“ー个”或“一”包括一个或多于ー个。在此文件中，词语“或者”指但是无排他性的“或者”，这样的话，除非另外注明，“ A或者B”包括“是A而不是B”、“是B而不是A”、以及“A和B”。此外，本文件引用的所有出版物、专利、以及专利文件以參考的方式整体并入于此，如同単独以參考的方式并入。在本文件和那些以參考的方式并入的文件之间存在不一致的用法的情况下，被并入的參考中的用法应作为本文件的用法的补充；对不可调和的不一致用法，以本文件中的用法为准。计算机系统由于计算机系统通常用于控制LED照明及显示系统，本专利技术涉及计算机系统。图I示出了一种计算机系统100示例形式的机器的图示，该计算机系统可用于实现部分本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.ー种数字控制的串联组织系统，所述数字控制的串联组织系统包括 电源，其用于供应电カ； 线驱动器电路，所述线驱动器电路接收来自所述电源的电カ，所述线驱动器电路接收来自控制器系统的控制数据，所述线驱动器电路使用电流来驱动输出线，并且所述线驱动器将所述控制数据调制到所述电流上；以及 多个受控単元，其以串联布置耦合至所述输出线，所述受控単元利用分流器从所述输出线上的所述电流中抽拉运行电力，所述受控单元从所述输出线解调制所述控制数据，并且所述受控单元使用所述控制数据来控制至少ー个本地电路。2.如权利要求I所述的数字控制的串联组织系统，其中，所述至少ー个本地电路包括发光二级管驱动器电路。3.如权利要求I所述的数字控制的串联组织系统，其中，所述线驱动器使用电流的向上和向下斜坡来将所述控制数据调制到所述电流上。4.如权利要求I所述的数字控制的串联组织系统，其中，所述线驱动器使用电流从额定电流水平的定时跌落来将所述控制数据调制到所述电流上。5.如权利要求I所述的数字控制的串联组织系统，其中，所述受控単元包括多个照明设备，所述多个照明设备以近似关系而组织，使得可将由所述多个照明设备发射的不同颜色组合，以创建宽色谱。6.如权利要求I所述的数字控制的串联组织系统，其中，通过对本地电容器充电以及在所述本地电容器中存在足够的电力时将所述电流分流回所述输出线，所述受控单元从所述输出线上的所述电流中抽拉运行电力。7.如权利要求I所述的数字控制的串联组织系统，其中，所述受控単元使用所...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·派汀，黛尔·拜尔，下村努，
申请(专利权)人：尼欧弗科系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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