CN102034007B - 一种插指型led bar的设计与制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种插指型铝基板的设计与制造方法，特别是插指型LED BAR的设计方法。横向设计多条并行的LED BAR，每条LED BAR的连接导线，在纵向铝基板上进行互联，合并成统一的接线端口后与电源供电模组以及控制模组进行互联；纵向铝基板上的多条导线需要的连接跳线，使用0Ω电阻进行连接。使用柔性电路板【FPC】进行多层级插指型设计，接线端口间预留一定的长度，便于插接，同时提高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电路板设计、制作以及LED应用领域，特别是插指型LED BAR的设计与制作，以及与之相关的功能复杂的LED应用领域的控制技术。
背景技术
当前LED是绿色节能照明的主打产品，由于LED属于电、点光源，体积小，无污染，应用方便，受到普遍的关注。
LED在应用领域，主要是搭载在铝基板上，特别是大功率LED的应用尤其将高等级铝基板作为首选贴片载体。
如图1所示，以3片铝基板，每片铝基板上3个并行排列的3串LED，每串LED N个器件串联为例。连接关系为：
电缆1、电缆3、电缆5与供电模组PSU的VCC连接，电缆2、电缆4、电缆6与供电模组PSU的GND连接。
电缆1连接第一片铝基板Al-PCB1的LED11、LED21、LED31的正极，电缆2连接第一片铝基板Al-PCB1的LED1N，LED2N,LED3N的负极。LED11、LED12、LED1N串联成为1串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
电缆3连接第二片铝基板Al-PCB2的LED11、LED21、LED31的正极，电缆4连接第二片铝基板Al-PCB2的LED1N，LED2N,LED3N的负极。LED11、LED12、LED1N串联成为1串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
电缆5连接第三片铝基板Al-PCB1的LED11、LED21、LED31的正极，电缆6连接第三片铝基板Al-PCB1的LED1N，LED2N,LED3N的负极。LED11、LED12、LED1N串联成为1串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
以Vf=3.1V为例，电路工作时，每串LED的电压为N*3.1V，每串LED流过的电流相等，从而达到设定的工作状态
此结构的主要缺陷是：
使用很多导线实现多条LED BAR的互联，成本高，操作困难，可生产性差，可靠性低。每条LED BAR最少需要2条电缆连接，每条电缆与供电模组的距离不同，电缆长度不一；在铝基板上需要焊接多条导线，铝基板散热快，焊接困难，而且在运输等过程中，震动造成焊接焊盘脱落等故障；一条LED BAR的焊接电缆的出错概率为0.1%，在10条LED BAR应用的产品中，出错的概率为0.1%*210，可生产性很低。
仅能够实现简单功能的连接。由于应用电缆实现互联，以及没有其他的载体，复杂的控制功能仅仅能够以其他模组的形式存在，而且功能复杂化后，需要连接的导线与控制线越多，可生产性越低。
发明内容
鉴于目前LED BAR在设计以及生产上的缺陷，本发明使用插指型LED BAR结构，将原先N条LED BAR互联使用的2N条电缆，减少为2条，大幅提高可靠性和可生产性；利用柔性电路板与插指型LED BAR的配合，实现复杂的控制。
本发明是通过以下方式实现的。
横向LED BAR上的走线，逐步在纵向PCB上进行合并、集成。在多条走线进行交叉的位置， 使用0Ω电阻进行跳线连接。纵向PCB上的导线，根据电流负载能力，逐步加宽走线的宽度。
横向LED BAR需要复杂控制功能，如LED BAR由白色与RGB 3色LED构成， 而每一个色彩的LED需要单独控制，每一条LED BAR的控制独立进行时， 除纵向PCB进行走线的合并外，使用柔性电路板和接插件，将控制信号接入每一条横向LED BAR。
在生产制作插指型LED BAR时，根据需要对设计进行拼版：
插指型LED BAR与自己180度水平翻转的部分互相插入；
左上方和右下方两个边角可以嵌入小的LED BAR；
在两个插指型LEDBAR的中间的部分，嵌入其他功能的LED BAR或者电路模组。
本发明的优点为：
在降低成本的前提下，提高产品的可靠性以及可生产性。其他功能电路板嵌入构成的拼版，可以充分利用PCB材料的使用面积，提高经济性；减少的焊线，增强了产品的可靠性和可生产性。
实现复杂的控制功能，参照经济原则，部分控制功能器件集成在柔性电路板上。在柔性电路板上集成复杂的控制功能，利用PCB接插件与LED BAR进行对接，在实现复杂功能的前提下，可生产性、可靠性进一步提高。
附图说明
图1：当前的条状LED BAR和互联；
图2：单条插指型LED BAR；
图3：插指型LED BAR拼版；
图4：插指型LED BAR与柔性电路板的复合功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容进一步详述。
如图2所示，单个插指型LED BAR的示意图。
2根电缆与供电模组PSU的VCC、GND连接，将电压接到PCB上。
第一片横向铝基板的LED11、LED21、LED31的正极与VCC连接， LED1N，LED2N,LED3N的负极与GND连接。LED11、LED12、LED1N串联成为1串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
第二片横向铝基板的LED11、LED21、LED31的正极，通过跳线0Ω电阻与VCC连接， LED1N，LED2N,LED3N的负极与GND连接。LED11、LED12、LED1N串联成为1串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
第三片横向铝基板的LED11、LED21、LED31的正极，通过跳线0Ω电阻与VCC连接， LED1N，LED2N,LED3N的负极与GND连接。LED11、LED12、LED1N串联成为1串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
因此，插指型LED BAR仅需要两根电缆与相应的焊盘连接，就可以实现对多条横向LED BAR的供电，而普通的N条LED BAR，则需要2N条连接线。
如图3所示，插指型LED BAR拼版。
为了降低成本，需要充分利用PCB制作材料的面积。通过以下三个步骤完成。
将单个插指型LED BAR水平翻转180度，参照制作的间隔，将翻转前后的2个LED BAR互相插入，并且向上或者向下以以最小间隔靠近，外围形成一个缺口的矩形。
在左上方和右下方两个矩形的缺口位置，以拼版方式，增加单个小的矩形LED BAR，其余其他LED BAR的间隔同样保持最小间距。
在插指型LED BAR的内部寻找空余的空间，将其他功能的LED BAR，嵌入到此空间内。新插入的LED BAR与其他LED BAR的间隔同样保持最小间距。
在精心设计的插指型LED BAR以及其他嵌入产品中，整个拼版构成一个完整的矩形，每一个LED BAR之间的间距保持制作需要的最小间隔。
如图4所示，为插指型LED BAR与柔性电路板的复合功能示意图。
横向的LED BAR由6颗LED并联组成，每一颗LED封装中有WRGB 4色芯片，每一条横向的LED BAR中，实现对WRGB 4色的单独控制，而每一条横向LED BAR的控制是独立的。
每一个LED的正极与VCC连接，VCC走线在纵向PCB上进行合并、集成。每一个芯片的负极，与自己同色同横向PCB上的芯片的负极互联，然后与横向对应的WRGB接插件相应端子连接。
柔性电路板上集成MCU以及相应的电流控制电路，实现对WRGB4色LED通过电流的控制。每一条横向LED BAR，有一组对应的MCU为主的电流控制模组以及接插件端子。
将相应的接插件进行互联，发送指令到相应的MCU，就可以控制每一条LED BAR上WRGB 4色中任何一种是色彩的输出光通量。
本发明适用于铝基板以及其他基材为主构造的电路板。
Claims (3)
1.一种插指型LED BAR的设计与制造的方法，其特征在于：横向设计多条并行的LED BAR，每条LED BAR的连接导线在纵向铝基板上进行互连，合并成统一的接线端口后与电源供电模组以及控制模组进行互连；纵向铝基板上的多条导线的交叉位置使用0Ω电阻进行跳线连接；使用柔性电路板FPC进行多层级插指型设计，柔性电路板接线端口间预留一定的长度，便于插接，同时提高可靠性。
2.根据权利要求书1所述的方法构造的插指型LED BAR，其特征在于：纵向铝基板的宽度与长度根据横向LED BAR的并行数目、接口的复杂度、承载电流的大小而定；在柔性电路板上增加接口器件，柔性电路板既作为连接电缆使用，还用于实现与铝基板的动态连接。
3.根据权利要求书1所述的方法构造的插指型LED BAR，其特征在于：在2个以上的LED BAR进行嵌入式拼版后空余的空间嵌入实现其他功能的电路板。
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