Устройство светодиодной ламели Российский патент 2017 года по МПК G09F9/33 

Изобретение относится к области устройств для представления меняющегося информационного материала и может быть использовано для создания устройств демонстрации наружной видеорекламы.

Из существующего уровня техники известно устройство светодиодного модуля для видеоэкранов (CN 202049690 U, G09F 9/33, 23.11.2011). Устройство содержит печатную плату с напаянными с передней стороны светодиодами. Печатная плата со светодиодами покрыта водонепроницаемым герметиком с двух сторон. Спереди установлена алюминиевая маска с отверстиями. Сзади установлена водонепроницаемая пластина. Вся конструкция скреплена с помощью винтов. Первым недостатком данного устройства является сложное устройство герметизации, которое включает покрытие модулей герметиком и водонепроницаемую пластину, через которую выводятся сигнальные разъемы. Такое устройство осложняет сборку и техническое обслуживание. Вторым недостатком данного устройства является большое количество винтов, которые используются в конструкции, что повышает сложность обеспечения гидроизоляции. Это решение не оптимально с точки зрения производства. Третьим недостатком данного устройства является использование алюминиевой маски, которая защищает переднюю сторону светодиодного модуля. Изготовление такой маски сложно и дорого по сравнению с изготовлением маски из пластика. Кроме того, алюминиевая маска потребует дополнительной окраски поверхности в черный цвет. Четвертым недостатком данного устройства является неэффективный способ передачи тепла от печатной платы со светодиодами к корпусу устройства. При использовании слоя герметика эффективность теплопередачи достаточно низкая из-за небольшого коэффициента теплопроводности герметика. При использовании ребер алюминиевого корпуса для отвода тепла возникает проблема обеспечения надежной электроизоляции поверхности печатной платы от алюминиевых ребер (на поверхности печатной платы обычно располагаются токопроводящие дорожки).

Из существующего уровня техники известно устройство светодиодного экрана (CN 201465464 U, G09F 9/33, 12.05.2010), в состав которого входят длинные и узкие светодиодные модули. Светодиодные модули данного экрана состоят из нескольких светодиодных лент, алюминиевого профиля и светового рассеивателя, который устанавливается спереди на алюминиевый профиль. Первым недостатком данного устройства является невозможность значительного увеличения количества светодиодов внутри светодиодного модуля. При увеличении плотности светодиодов на светодиодной ленте и одновременном увеличении длины ленты многократно возрастает поток данных, необходимых для трансляции видеоизображения высокого качества. Обеспечение передачи необходимого потока данных на расстояние более одного метра требует размещения сложных устройств приема и обработки данных по всей длине светодиодной ленты, что нецелесообразно с экономической и технологической точек зрения. Вторым недостатком данного устройства является невозможность увеличения длины светодиодного модуля более чем на 2 метра. Это обусловлено особенностями устройства светодиодной ленты. Токи в светодиодной ленте передаются по тонким проводникам, которые нанесены на поверхность ленты. При увеличении длины ленты ток возрастает настолько, что светодиодная лента перегревается и не может нормально функционировать. Обычно подобные решения используются в медиафассадах, где требуюется в 4-6 раз меньшая яркость и низкая плотность светодиодов, соответственно и токи внутри светодиодной ленты значительно ниже. Третьим недостатком данного устройства является большое количество внешних электрических соединений, которые требуется обеспечить при создании подобных светодиодных экранов. Большое количество внешних соединений создает две проблемы: повышение стоимости светодиодного экрана из-за необходимости размещать большое количество водозащищенных разъемов и кабелей; снижение надежности экрана из-за большого количества соединительных контактов и кабелей.

Из существующего уровня техники известно устройство светодиодного модуля (US 7936561 В1, H05K 7/20, 03.05.2011), в котором в качестве корпуса использован алюминиевый профиль. На поверхности алюминиевого профиля присутствуют ребра, которые обеспечивают эффективное рассеивание тепла, выделяемого светодиодами. Ток подводится к группе светодиодных модулей посредством изолированных проводов, уложенных в пазы алюминиевого профиля. Контакт плат с проводами осуществляется за счет вкручивания в провода саморезов, которые прорезают изоляцию и упираются в жилы проводов. Шляпки саморезов упираются в контактные площадки печатных плат светодиодных модулей, расположенных вокруг отверстий для саморезов, это создает электрический контакт между контактными площадками светодиодных модулей и жилами проводов. Электрический ток подается на провода и, проходя через саморезы, питает светодиодные модули. Первым недостатком данного устройства является большая вероятность повреждения токопроводящей жилы одним из саморезов, вследствие чего ток не будет подведен к последующим модулям. Вторым недостатком данного устройства является низкая надежность контакта самореза и жилы кабеля. В устройстве сложно обеспечить надежный контакт каждого самореза с токопроводящей жилой провода. Третьим недостатком данного устройства является отсутствие водозащиты светодиодных модулей, что препятствует использованию устройства в уличных условиях.

Из существующего уровня техники известно устройство светодиодных модулей со светодиодами поверхностного монтажа, в котором в качестве водонепроницаемого слоя использована прозрачная пленка (CN 101021982 A, G9F 9/33, 20.12.2006). Устройство содержит печатную плату с напаянными спереди светодиодами поверхностного монтажа, на поверхности платы размещается защитная пленка, а над пленкой размещена перфорированная крышка. Первым недостатком данного устройства является то, что водозащита обеспечивается для каждого светодиодного модуля в отдельности. Для обеспечения водозащиты соединительных проводов и вспомогательных электронных плат необходимо предусматривать дополнительные устройства. Вторым недостатком данного устройства является слабая водозащита по краям печатных плат светодиодных модулей.

Печатные платы могут в небольших количествах накапливать влагу, что может сказаться на сроке службы светодиодных модулей. Третьим недостатком данного устройства является необходимость крепления крышки с помощью болтов, что усложняет обеспечение водозащиты светодиодных модулей.

Современные светодиодные экраны - это сложные цифровые устройства, содержащие миллионы элементов и десятки тысяч электрических связей между модулями. Из-за большой сложности светодиодных экранов для обеспечения надежности и качества особое значение приобретает архитектура инженерных и электронных систем светодиодных экранов.

Светодиодная ламель - это узкая и длинная полоса, передняя поверхность которой покрыта светодиодами. Создание светодиодной ламели направлено на решение задачи создания нового типа светодиодных видеоэкранов для рекламной индустрии, состоящих из набора длинных (до 10 метров) светодиодных ламелей. Эти экраны будут обладать низким весом, простотой сборки и обслуживания. Ламельные светодиодные экраны будут использоваться для развертывания крупных цифровых рекламных сетей, где требуются светодиодные экраны стандартных размеров, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками.

До настоящего времени длинные и узкие светодиодные модули использовались в медиафасадах, где отдельный светодиодный модуль содержал одну линию светодиодов и длина модуля ограничивалась 2-мя метрами. Медиафасады имеют ряд конструктивных недостатоков: большое количество внешних соединений приводит к снижению надежности и повышению стоимости медиафасада; из-за конструктивных особенностей медиафасада сложно обеспечить высокую плотность размещения светодиодов на квадратный метр и высокое качество изображения. Так, в медиафасадах увеличение разрешения приводит к возрастанию количества отдельных светодиодных модулей и снижению надежности всего экрана, а из-за большого расстояния между светодиодными модулями медиафасады имеют низкую контрастность изображения.

В ламельном светодиодном экране, в отличие от медиафасадов, длина ламели равна высоте экрана и может достигать 10 метров. Кроме того, ламели могут содержать десятки линий светодиодов, а линии светодиодов могут располагаться на расстоянии всего лишь 2 мм друг от друга, что обеспечит высокую плотность размещения светодиодов на квадратный метр. Сложность создания длинных светодиодных ламелей для светодиодных экранов обусловлена сложностью передачи тока в сотни ампер с низким напряжением на расстояние больше 1 метра, а также сложностью обеспечения герметичности светодиодной ламели с сохранением минимального расстояния между отдельными светодиодами и с сохранением возможности простого технического обслуживания светодиодных модулей, входящих в состав светодиодной ламели.

Задачами, на решение которых направлено данное изобретение, являются:

возможность создания нового типа светодиодного экрана, состоящего из длинных светодиодных ламелей, обладающего более высокими эксплуатационными качествами, чем существующие технические решения; создание светодиодной ламели длиной до 10 метров с высокой плотностью диодов на квадратный метр поверхности; создание светодиодной ламели, которую можно эксплуатировать в условиях высокой влажности, больших ветровых нагрузок и больших перепадов температур; создание конструкции светодиодной ламели, позволяющей производить автоматизированную сборку; обеспечение простоты сборки и технического обслуживания светодиодной ламели.

Поставленные задачи решаются следующим образом:

светодиодная ламель состоит из группы светодиодных модулей (7). Светодиодные модули (7) представляют собой печатные платы (6) с расположенными спереди светодиодами (8), сзади на печатных платах светодиодных модулей расположены контактные площадки питания (14), выстроенные в продольные прямые линии. В начале и в конце каждого светодиодного модуля (7) размещены сигнальные разъемы (9). Светодиодные модули (7) объединяются в линию с помощью переходников (13), представляющих собой печатные платы (6) с входными и выходными разъемами (9), которые подключаются к разъемам (9) светодиодных модулей (7). В начале линии светодиодных модулей расположен входной переходник (28) с входным разъемом, через который подаются управляющие сигналы. В конце линии расположен переходник с терминаторами (29), который предназначен для подавления отражений высокочастотных цифровых сигналов от конца линии.

Дорожки печатных плат (6) в светодиодных модулях (7) и переходниках (13) соединяют между собой разъемы (9) таким образом, что на всей протяженности линии светодиодных модулей формируется единый управляющий канал, соединенный с входным разъемом. Управляющий сигнал может передаваться через печатную плату (6) светодиодного модуля (7) и переходник (13) к следующему светодиодному модулю (7), что позволяет транслировать цифровой видеосигнал на линию светодиодных модулей (7) без использования внешних соединительных проводов. Переходники (13) содержат видеоконтроллеры (12), которые управляют светодиодными модулями (7) и обмениваются данными через управляющий канал с центральным видеоконтроллером, расположенным вне светодиодной ламели.

Светодиодные модули (7) могут объединяться в линиию с помощью электропроводящих кабелей с входными и выходными разъемами на концах, которые подключаются к разъемам (9) светодиодных модулей (7). В этом случае видеоконтроллеры (12) могут размещаться непосредственно на светодиодных модулях (7).

Корпус светодиодной ламели состоит из двух типов токопроводящих профилей: внутренних (2) и внешних (1); они служат проводниками электрического тока для электропитания светодиодных модулей (7) и изолированы друг от друга с помощью электроизоляционного слоя (3). Внешний токопроводящий профиль (1) содержит один или несколько пазов (5) для размещения внутренних токопроводящих профилей (2). Внешний токопроводящий профиль (1) может содержать одну или более труб (21), предназначенных для увеличения прочности профиля при изгибе. В качестве электроизоляционного слоя (3) между токопроводящими профилями (1, 2) может использоваться электроизоляционная пленка или электроизоляционное покрытие, которое наносится на поверхность внешнего (1) или внутреннего (2) токопроводящего профиля. Электроизоляционный слой (3) выполняется из материала с хорошей теплопроводностью и служит для передачи тепла от светодиодного модуля (7) к внешнему токопроводящему профилю (1). Внешний токопроводящий профиль (1) содержит продольные охлаждающие ребра (22) с внешней стороны для увеличения тепловыделения и служит радиатором для охлаждения светодиодных модулей (7).

Внешний токопроводящий профиль (7) содержит выступы (26) с контактными поверхностями (4) с передней стороны, предназначенные для передачи электрического тока светодиодным модулям (7). Контактные поверхности (4) токопроводящих профилей имеют гальваническое покрытие, обладающее низким сопротивлением электрическому току, не подверженное образованию оксидной пленки, препятствующей прохождению электрического тока. Контакт с внешним источником тока может быть обеспечен за счет приложения электродов или припайки проводов к концам внешнего (1) и внутреннего (2) токопроводящих профилей.

Внутренний токопроводящий профиль (2) выполнен в форме швеллера, на концах фланцев которого размещены контактные поверхности (4), а внутреннее пространство швеллера используется для размещения переходников (13) и электронных элементов (10, 11) светодиодных модулей (7). Внутренний токопроводящий профиль (2) содержит выступы (23), расположенные на внутренней стороне его фланцев, на эти выступы (23) устанавливаются печатные платы переходников (13), при этом нижняя центральная поверхность печатных плат переходников (13) не касается поверхности внутреннего токопроводящего профиля (2), что избавляет от необходимости электроизоляции нижней поверхности печатных плат переходников (13).

Светодиодные модули (7) размещены на поверхности внешнего токопроводящего профиля (1) последовательно таким образом, что контактные площадки питания (14) отдельных светодиодных модулей (7) образуют линии контактов, которые соприкасаются с контактными поверхностями (4) токопроводящих профилей (1, 2). Светодиодные модули (7) и переходники (13) не имеют жесткой привязки к внешним (1) и внутренним (2) токопроводящим профилям. При перепадах температур светодиодные модули (7) и переходники (13) могут сдвигаться внутри светодиодной ламели, что обеспечивает снижение нагрузки на их разъемы (9), которая может возникать вследствие разных коэффициентов теплового расширения материалов, из которых изготавливаются токопроводящие профили, печатные платы светодиодных модулей (7) и переходников (13).

Спереди светодиодная ламель со светодиодными модулями (7) покрыта прозрачной водонепроницаемой пленкой (18), приклеенной по бокам внешнего токопроводящего профиля (1). Прозрачная водонепроницаемая пленка (18) изготавливается из легко растягивающегося материала и имеет сплошной клеевой слой на своей нижней поверхности. При приклейке прозрачной водонепроницаемой пленки (18) на поверхность светодиодной ламели прозрачная водонепроницаемая пленка (18) плотно облегает поверхность светодиодных модулей (7) и приклеивается к ней. Благодаря этому между поверхностью прозрачной водонепроницаемой пленки (18) и поверхностью светодиодного модуля (7) отсутствует воздушная прослойка, которая может препятствовать эффективному охлаждению светодиодных модулей (7).

На светодиодную ламель над прозрачной водонепроницаемой пленкой (7) установлены перфорированные крышки (15), отверстия для светодиодов (27) которых расположены напротив светодиодов (8) светодиодных модулей (7). Перфорированные крышки (15) фиксируются на поверхности светодиодной ламели с помощью боковых защелок (16), которые охватывают внешний токопроводящий профиль (1) с двух сторон. Концы светодиодной ламели закрываются конечными крышками (17), которые прикручиваются к внешнему токопроводящему профилю (17) с помощью винтов (19). Винты (19) вкручиваются в пазы круглой формы (20), которые являются частью внешнего токопроводящего профиля (1).

Краткое описание чертежей

На фигурах (1, 2, 3, 11) изображена электроника светодиодной ламели. На фигурах (4, 5, 6) изображены возможные варианты реализации токопроводящих профилей. На фигурах (7, 8, 9, 10) раскрыто устройство светодиодной ламели. На фигуре (12) показаны возможные варианты ввода питания и сигналов в конечную крышку светодиодной ламели с помощью кабелей или плоских пластин.

Список фигур

1. Светодиодный модуль, вид спереди.

2. Светодиодный модуль, вид сзади.

3. Переходник, вид спереди.

4. Внешний токопроводящий профиль, разрез.

5. Внешний токопроводящий профиль, разрез с двумя пазами.

6. Внутренний токопроводящий профиль, разрез.

7. Светодиодная ламель, разрез.

8. Светодиодная ламель, вид спереди.

9. Светодиодная ламель, вид сзади.

10. Светодиодная ламель, разнесенный чертеж.

11. Электроника светодиодной ламели.

12. Варианты ввода питания и сигналов в конечную крышку светодиодной ламели.

Список элементов, изображенных на фигурах

1. Внешний токопроводящий профиль.

2. Внутренний токопроводящий профиль.

3. Электроизоляционный слой.

4. Контактная поверхность.

5. Паз для размещения внутреннего профиля.

6. Печатная плата.

7. Светодиодный модуль.

8. Светодиод.

9. Разъем.

10. Драйверы светодиодов.

11. Конденсатор электролитический.

12. Видеоконтроллер.

13. Переходник.

14. Контактная площадка питания.

15. Перфорированная крышка.

16. Защелка.

17. Конечная крышка.

18. Светопрозрачная водонепроницаемая пленка.

19. Винт.

20. Паз круглой формы для вкручивания винтов.

21. Труба, встроенная во внешний токопроводящий профиль.

22. Охлаждающее ребро.

23. Выступ под печатные платы на внутреннем токопроводящем профиле.

24. Отверстие под кабель.

25. Отверстие под пластину.

26. Выступ контактной поверхности.

27. Отверстие для светодиода.

28. Входной переходник.

29. Переходник с терминаторами.

Устройство светодиодной ламели состоит из группы светодиодных модулей (7). Светодиодные модули (7) представляют собой печатные платы (6) с расположенными спереди светодиодами (8), сзади на печатных платах светодиодных модулей расположены контактные площадки питания (14), выстроенные в продольные прямые линии. В начале и в конце каждого светодиодного модуля (7) размещены сигнальные разъемы (9). Светодиодные модули (7) объединяются в линию с помощью переходников (13), представляющих собой печатные платы (6) с входными и выходными разъемами (9), которые подключаются к разъемам (9) светодиодных модулей (7). В начале линии светодиодных модулей расположен входной переходник (28) с входным разъемом, через который подаются управляющие сигналы. В конце линии расположен переходник с терминаторами (29), который предназначен для подавления отражений высокочастотных цифровых сигналов от конца линии.

Дорожки печатных плат (6) в светодиодных модулях (7) и переходниках (13) соединяют между собой разъемы (9) таким образом, что на всей протяженности линии светодиодных модулей формируется единый управляющий канал, соединенный с входным разъемом. Управляющий сигнал может передаваться через печатную плату (6) светодиодного модуля (7) и переходник (13) к следующему светодиодному модулю (7), что позволяет транслировать цифровой видеосигнал на линию светодиодных модулей (7) без использования внешних соединительных проводов. Переходники (13) содержат видеоконтроллеры (12), которые управляют светодиодными модулями (7) и обмениваются данными через управляющий канал с центральным видеоконтроллером, расположенным вне светодиодной ламели.

Светодиодные модули (7) могут объединяться в линию с помощью электропроводящих кабелей с входными и выходными разъемами на концах, которые подключаются к разъемам (9) светодиодных модулей (7). В этом случае видеоконтроллеры (12) могут размещаться непосредственно на светодиодных модулях (7).

Корпус светодиодной ламели состоит из двух типов токопроводящих профилей: внутренних (2) и внешних (1); они служат проводниками электрического тока для электропитания светодиодных модулей (7) и изолированы друг от друга с помощью электроизоляционного слоя (3). Внешний токопроводящий профиль (1) содержит один или несколько пазов (5) для размещения внутренних токопроводящих профилей (2). Внешний токопроводящий профиль (1) может содержать одну или более труб (21), предназначенных для увеличения прочности профиля при изгибе. В качестве электроизоляционного слоя (3) между токопроводящими профилями (1, 2) может использоваться электроизоляционная пленка или электроизоляционное покрытие, которое наносится на поверхность внешнего (1) или внутреннего (2) токопроводящего профиля. Электроизоляционный слой (3) выполняется из материала с хорошей теплопроводностью и служит для передачи тепла от светодиодного модуля (7) к внешнему токопроводящему профилю (1). Внешний токопроводящий профиль (1) содержит продольные охлаждающие ребра (22) с внешней стороны для увеличения тепловыделения и служит радиатором для охлаждения светодиодных модулей (7).

Внешний токопроводящий профиль (7) содержит выступы (26) с контактными поверхностями (4) с передней стороны, предназначенные для передачи электрического тока светодиодным модулям (7). Контактные поверхности (4) токопроводящих профилей имеют гальваническое покрытие, обладающее низким сопротивлением электрическому току, не подверженное образованию оксидной пленки, препятствующей прохождению электрического тока. Контакт с внешним источником тока может быть обеспечен за счет приложения электродов или припайки проводов к концам внешнего (1) и внутреннего (2) токопроводящих профилей.

Внутренний токопроводящий профиль (2) выполнен в форме швеллера, на концах фланцев которого размещены контактные поверхности (4), а внутреннее пространство швеллера используется для размещения переходников (13) и электронных элементов (10, 11) светодиодных модулей (7). Внутренний токопроводящий профиль (2) содержит выступы (23), расположенные на внутренней стороне его фланцев, на эти выступы (23) устанавливаются печатные платы переходников (13), при этом нижняя центральная поверхность печатных плат переходников (13) не касается поверхности внутреннего токопроводящего профиля (2), что избавляет от необходимости электроизоляции нижней поверхности печатных плат переходников (13).

Светодиодные модули (7) размещены на поверхности внешнего токопроводящего профиля (1) последовательно таким образом, что контактные площадки питания (14) отдельных светодиодных модулей (7) образуют линии контактов, которые соприкасаются с контактными поверхностями (4) токопроводящих профилей (1, 2). Светодиодные модули (7) и переходники (13) не имеют жесткой привязки к внешним (1) и внутренним (2) токопроводящим профилям. При перепадах температур светодиодные модули (7) и переходники (13) могут сдвигаться внутри светодиодной ламели, что обеспечивает снижение нагрузки на их разъемы (9), которая может возникать вследствие разных коэффициентов теплового расширения материалов, из которых изготавливаются токопроводящие профили, печатные платы светодиодных модулей (7) и переходников (13).

Спереди светодиодная ламель со светодиодными модулями (7) покрыта прозрачной водонепроницаемой пленкой (18), приклеенной по бокам внешнего токопроводящего профиля (1). Прозрачная водонепроницаемая пленка (18) изготавливается из легко растягивающегося материала и имеет сплошной клеевой слой на своей нижней поверхности. При приклейке прозрачной водонепроницаемой пленки (18) на поверхность светодиодной ламели прозрачная водонепроницаемая пленка (18) плотно облегает поверхность светодиодных модулей (7) и приклеивается к ней. Благодаря этому между поверхностью прозрачной водонепроницаемой пленки (18) и поверхностью светодиодного модуля (7) отсутствует воздушная прослойка, которая может препятствовать эффективному охлаждению светодиодных модулей (7).

На светодиодную ламель над прозрачной водонепроницаемой пленкой (7) установлены перфорированные крышки (15), отверстия для светодиодов (27) которых расположены напротив светодиодов (8) светодиодных модулей (7). Перфорированные крышки (15) фиксируются на поверхности светодиодной ламели с помощью боковых защелок (16), которые охватывают внешний токопроводящий профиль (1) с двух сторон. Концы светодиодной ламели закрываются конечными крышками (17), которые прикручиваются к внешнему токопроводящему профилю (17) с помощью винтов (19). Винты (19) вкручиваются в пазы круглой формы (20), которые являются частью внешнего токопроводящего профиля (1).

Устройство изготавливается следующим образом:

токопроводящие профили (1, 2) изготавливаются из алюминия методом экструзии. После изготовления токопроводящих профилей (1, 2) на контактные поверхности (4) наносится защитный лак, а сами токопроводящие профили (1, 2) покрываются оксидной пленкой с методом анодирования. После анодирования защитный лак снимается растворителем. Затем с контактных поврехностей (4) снимается оксидная пленка с помощью щелочного раствора, а на контактные поверхности (4) гальваническим методом наносится металлическое покрытие, не подверженное образованию оксидной пленки.

После изготовления токопроводящие профили (1, 2) собираются в токопроводящую сборку. Для этого на внешний токопроводящий профиль (1) наносится электроизоляционный слой (1). Электроизоляционный слой (3) может быть выполнен в виде электроизоляционной пленки, которая наклеивается на поверхность внешнего токопроводящего профиля (1). Электроизоляционный слой (3) также может формироваться с помощью напыления раствора, который при высыхании будет формировать пленку на поверхности внешнего токопроводящего профиля (1). После нанесения электроизоляционного слоя (3) в пазы (5) внешнего токопроводящего профиля (1) вставляются внутренние токопроводящие профили (2) и фиксируются там с помощью клея.

Электроника ламели изготавливается следующим образом: сначала изготавливаются печатные платы (6) стандартным промышленным методом, затем методом автоматического поверхностного монтажа на печатные платы (6) наносятся электронные компоненты и разъемы (9). На следующем этапе происходит припайка электронных компонентов к печатным платам (6) в конвекционной печи. Светодиодные модули (7) могут покрываться антиадгезионным водоотталкивающим покрытием с помощью напыления антиадгезионного раствора на поверхность светодиодных модулей (7).

На следующем этапе сборки светодиодной ламели во внутренний токопроводящий профиль (2) устанавливаются переходники (13). Далее на переходники (13) и токопроводящую сборку устанавливаются светодиодные модули (7) таким образом, чтобы контактные поверхности (4) токопроводящих профилей (1, 2) устанавливались на контактные площадки (14) светодиодных модулей (7), и разъемы (9) светодиодных модулей (7) подключаются к разъемам (9) переходников (13).

Светопрозрачная водонепроницаемая пленка (18) изготавливается с помощью экструзии полиуретана. Светопрозрачная водонепроницаемая пленка (18) может изготавливаться с нанесением клеевого слоя или без него. С помощью устройства нанесения пленки, которое содержит рулон светопрозрачной водонепроницаемой пленки (18) и устройство прижима пленки к боковым поверхностям внешнего токопроводящего профиля (1), светопрозрачная водонепроницаемая пленка (18) наклеивается на боковые поверхности внешнего токопроводящего профиля (1). Нанесение светопрозрачной водонепроницаемой пленки (18) происходит путем перемещения устройства нанесения пленки от одного конца светодиодной ламели к другому, в результате светопрозрачная водонепроницаемая пленка (18) разматывается из рулона и наносится на поверхность светодиодной ламели. Для того чтобы светопрозрачная водонепроницаемая пленка (18) плотно облегала поверхности светодиодных модулей (7), после нанесения пленки внутри ламели на короткое время создается зона разреженного давления. В результате этого светопрозрачная водонепроницаемая пленка (18) плотно прижимается к поверхностям светодиодных модулей (7) и приклеивается к ним.

На завершающем этапе сборки светодиодной ламели с передней стороны устанавливаются перфорированные крышки (15), которые фиксируются по бокам внешнего токопроводящего профиля (1) с помощью защелок (16), входящих в состав перфорированных крышек (15). После этого вокруг концов светодиодной ламели наносится слой силиконового герметика и устанавливаются конечные крышки (17), которые прикручиваются к внешнему токопроводящему профилю (1) с помощью винтов (19).

Работа устройства осуществляется следующим образом:

светодиодные модули (7) соединяются между собой посредством переходников (13) в линию. В начале линии светодиодных модулей расположен входной переходник (28) с входным разъемом, через который подаются управляющие сигналы. В конце линии расположен переходник с терминаторами (29), который предназначен для подавления отражений высокочастотных цифровых сигналов от конца линии. На всей протяженности линии светодиодные модули соединяются между собой посредством переходников (13), в которых расположены видеоконтроллеры (12).

Дорожки печатных плат (6) в светодиодных модулях (7) и переходниках (13) соединяют между собой разъемы (9) таким образом, что на всей протяженности линии светодиодных модулей формируется единый управляющий канал, соединенный с входным разъемом. Видеоконтроллеры (12) обмениваются данными через управляющий канал с центральным контроллером, который расположен вне светодиодной ламели. Видеоконтроллеры (12) управляют светодиодными модулями (7) посредством подачи управляющих импульсов на драйверы светодиодов (10).

При установке линии светодиодных модулей на токопроводящие профили (1, 2) в местах соприкосновения контактных поверхностей (4) токопроводящих профилей (1, 2) с контактными площадками питания (14) светодиодных модулей (7) возникает электрический контакт. При подаче напряжения питания на токопроводящие профили (1, 2) оно поступает на светодиодные модули (7) через контактные площадки питания (14).

Светодиодные модули (7) содержат светодиоды (8), которые подключаются через драйверы светодиодов (10) к контактным площадкам питания (14). Драйверы светодиодов (10), получая управляющий сигнал от видеоконтроллеров (12), подают импульсы тока на светодиоды (8). Через светодиоды (8) протекает электрический ток, в результате чего светодиоды (8) излучают свет. Свет, излучаемый светодиодами (8), беспрепятственно проходит через светопрозрачную водонепроницаемую пленку (18) и отверстия для светодиодов (27) в перфорированных крышках (15). Перфорированные крышки (15) имеют черную светопоглощающую поверхность, благодаря этому светодиодная ламель обладает высокой контрастностью.

Светодиоды (8) и драйверы светодиодов (10) в процессе работы рассеивают в виде тепла 90% поступающей электроэнергии. Светодиоды (8) и драйверы светодиодов (10) нагревают печатную плату (6) светодиодного модуля (7), которая устанавливается непосредственно на электроизоляционный слой (3), обладающий высокой теплопроводностью. Тепловая энергия, проходя через электроизоляционный слой (3), передается внешнему токопроводящему профилю (1) и рассеивается путем теплообмена через охлаждающие ребра (22) и в виде инфракрасного излучения. Для улучшения теплоотдачи посредством инфракрасного излучения задняя поверхность внешнего токопроводящего профиля (1) имеет покрытие черного цвета.

Вода и пыль не могут проникнуть через защитную оболочку, состоящую из светопрозрачной водонепроницаемой пленки (18) и внешнего токопроводящего профиля (1), и нарушить работу электроники светодиодной ламели. Перфорированные крышки (15) защищают светопрозрачную водонепроницаемую пленку (18) и светодиодные модули (7) от повреждений внешними объектами.

Изобретение относится к области устройств для представления меняющегося информационного материала и может быть использовано для создания устройств демонстрации наружной видеорекламы. Устройство светодиодной ламели состоит из одного или более светодиодных модулей, при этом корпус устройства представляет собой внешний токопроводящий профиль, содержащий один или более пазов для размещения внутренних токопроводящих профилей, изолированных от внешнего токопроводящего профиля с помощью электроизоляционного слоя, внутренние и внешние токопроводящие профили служат проводниками электрического тока для электропитания светодиодных модулей, светодиодные модули представляют собой печатные платы с расположенными спереди светодиодами, сзади на печатных платах светодиодных модулей расположены контактные площадки питания, выстроенные в продольные прямые линии, светодиодные модули соединены между собой с помощью переходников, светодиодные модули размещены на поверхности внешнего токопроводящего профиля последовательно таким образом, что контактные площадки питания отдельных светодиодных модулей образуют линии контактов, которые соприкасаются с контактными поверхностями токопроводящих профилей, спереди светодиодная ламель со светодиодными модулями покрыта прозрачной водонепроницаемой пленкой, приклеенной по бокам внешнего токопроводящего профиля, на светодиодную ламель над прозрачной водонепроницаемой пленкой установлены перфорированные крышки, отверстия которых расположены напротив светодиодов светодиодных модулей, перфорированные крышки фиксируются на поверхности светодиодной ламели с помощью боковых защелок, которые охватывают внешний токопроводящий профиль с двух сторон. Технический результат – снижение веса, упрощение сборки и обслуживания устройства светодиодной ламели. 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство светодиодной ламели, состоящее из одного или более светодиодных модулей, характеризуется тем, что корпус устройства представляет собой внешний токопроводящий профиль, содержащий один или более пазов для размещения внутренних токопроводящих профилей, изолированных от внешнего токопроводящего профиля с помощью электроизоляционного слоя, внутренние и внешние токопроводящие профили служат проводниками электрического тока для электропитания светодиодных модулей, светодиодные модули представляют собой печатные платы с расположенными спереди светодиодами, сзади на печатных платах светодиодных модулей расположены контактные площадки питания, выстроенные в продольные прямые линии, светодиодные модули соединены между собой с помощью переходников, светодиодные модули размещены на поверхности внешнего токопроводящего профиля последовательно таким образом, что контактные площадки питания отдельных светодиодных модулей образуют линии контактов, которые соприкасаются с контактными поверхностями токопроводящих профилей, спереди светодиодная ламель со светодиодными модулями покрыта прозрачной водонепроницаемой пленкой, приклеенной по бокам внешнего токопроводящего профиля, на светодиодную ламель над прозрачной водонепроницаемой пленкой установлены перфорированные крышки, отверстия которых расположены напротив светодиодов светодиодных модулей, перфорированные крышки фиксируются на поверхности светодиодной ламели с помощью боковых защелок, которые охватывают внешний токопроводящий профиль с двух сторон.

2. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что в качестве электроизоляционного слоя используется электроизоляционная пленка.

3. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что в качестве электроизоляционного слоя используется электроизоляционное покрытие, которое наносится на поверхность токопроводящего профиля.

4. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что электроизоляционный слой выполняется из материала с хорошей теплопроводностью и служит для передачи тепла от светодиодного модуля к внешнему токопроводящему профилю.

5. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что внешний токопроводящий профиль содержит продольные охлаждающие ребра с внешней стороны для увеличения тепловыделения и служит радиатором для охлаждения светодиодных модулей.

6. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что контактные поверхности токопроводящих профилей имеют гальваническое покрытие, обладающее низким сопротивлением электрическому току, не подверженное образованию оксидной пленки, препятствующей прохождению электрического тока.

7. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что в начале и в конце каждого светодиодного модуля размещены сигнальные разъемы, соединенные дорожками печатной платы светодиодного модуля между собой, управляющий сигнал может передаваться через печатную плату светодиодного модуля и переходник к следующему светодиодному модулю, что позволяет транслировать цифровой видеосигнал на линию светодиодных модулей без использования внешних соединительных проводов.

8. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что светодиодные модули объединяются в линию с помощью переходников, представляющих собой печатные платы с входными и выходными разъемами, которые подключаются к разъемам светодиодных модулей, передача данных от одного светодиодного модуля к другому осуществляется за счет того, что дорожки печатных плат переходников соединяют входные и выходные разъемы переходников между собой.

9. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что переходники содержат видеоконтроллеры, которые управляют светодиодными модулями и обмениваются данными с центральным видеоконроллером, расположенным вне светодиодной ламели.

10. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что внутренний токопроводящий профиль выполнен в форме швеллера, на концах фланцев которого размещены контактные поверхности, а внутреннее пространство швеллера используется для размещения переходников и электронных элементов светодиодных модулей.

11. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что внешний токопроводящий профиль может содержать одну или более труб, предназначенных для увеличения прочности профиля при изгибе.

12. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что концы светодиодной ламели закрываются конечными крышками, которые прикручиваются к внешнему токопроводящему профилю с помощью винтов, винты вкручиваются в пазы круглой формы, которые являются частью внешнего токопроводящего профиля.

13. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что внешний токопроводящий профиль содержит выступы на передней поверхности, предназначенные для передачи электрического тока светодиодным модулям.

14. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что контакт с внешним источником тока обеспечивается за счет приложения электродов к концам внешнего и внутреннего токопроводящих профилей.

15. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что контакт с внешним источником тока обеспечивается за счет припайки проводов к концам внешнего и внутреннего токопроводящих профилей.

16. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что прозрачная водонепроницаемая пленка изготавливается из легко растягивающегося материала и имеет сплошной клеевой слой на своей нижней поверхности, при приклейке прозрачной водонепроницаемой пленки на поверхность ламели прозрачная водонепроницаемая пленка плотно облегает поверхность светодиодных модулей и приклеивается к ней, благодаря этому между поверхностью прозрачной водонепроницаемой пленки и поверхностью светодиодного модуля отсутствует воздушная прослойка, которая может препятствовать эффективному охлаждению светодиодных модулей.

17. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что светодиодные модули и переходники не имеют жесткой привязки к внешним и внутренним токопроводящим профилям, при перепадах температур светодиодные модули и переходники могут сдвигаться внутри светодиодной ламели, что обеспечивает снижение нагрузки на их разъемы, которая может возникать вследствие разных коэффициентов теплового расширения материалов, из которых изготавливаются токопроводящие профили, печатные платы светодиодных модулей и переходники.

18. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что внутренний токопроводящий профиль содержит выступы, расположенные на внутренней стороне его фланцев, на эти выступы устанавливаются печатные платы переходников, при этом нижняя центральная поверхность печатных плат переходников не касается поверхности внутреннего токопроводящего профиля, что избавляет от необходимости электроизоляции нижней поверхности печатных плат переходников.

19. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что в начале линии светодиодных модулей устанавливается входной переходник с входным разъемом, через который поступает цифровой видеосигнал в светодиодную ламель.

20. Устройство светодиодной ламели по п. 1 характеризуется тем, что в конце линии светодиодных модулей расположен переходник с терминаторами, который предназначен для подавления отражений высокочастотных цифровых сигналов от конца линии передачи данных.