устройство отображения информации

Формула изобретения

Устройство отображения информации, содержащее схему управления, М первых и N вторых ключей, управляющие входы которых подключены к выходам схемы управления, а также светодиодную матрицу, состоящую из первых M×N светодиодов, при этом катоды в каждой из М групп первых светодиодов светодиодной матрицы, состоящих из 1.i,...k.i,...N.i первых светодиодов объединены, а в каждой из N групп светодиодной матрицы первых светодиодов 1.i,...k.i,...N.i объединены аноды и подключены к соответствующим первым силовым выводам вторых N ключей, вторые выводы которых объединены между собой, причем первые силовые выводы первых М ключей подключены к общему полюсу устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены источник переменного напряжения, вторые M×N светодиодов и М конденсаторов, которые включены между каждым из вторых силовых выводов вторых М ключей и катодами соответствующих М первых групп светодиодов, а точка объединения вторых силовых выводов вторых N ключей соединена с потенциальным полюсом источника переменного напряжения, причем катод каждого из M×N вторых введенных светодиодов подключен к аноду соответствующего из M×N первых светодиодов, а анод каждого из M×N вторых введенных светодиодов - к катоду соответствующего из M×N первых светодиодов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для питания источников света, не отнесенным к другим подклассам, и может быть использовано в визуальных системах отображения информации, в частности в рекламных щитах для показа статических или движущихся изображений.

Известны устройства для отображения информации (телевизоры или мониторы компьютеров), содержащие электронно-лучевые трубки, у которых изображение на экране формируется за счет отклонения пучка электронов электрическим или магнитным полем (Донченко А.Л. Ремонт зарубежных мониторов: Книга 2. - М.: "СОЛОН-Р", 2000. - С.115, схема TNPA0917X). Недостатком этого устройства является сложность и высокая стоимость, а также невысокая яркость изображения, не позволяющая использовать его для установки на открытом воздухе, например, для рекламных целей.

Более эффективными являются устройства отображения информации, выполненные на светодиодах (Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебн. пособие. - М.: ИП РадиоСофт, 2001. - С.113, рис.4.1). Недостатком подобных устройств является их сложность и высокая стоимость, так как для управления каждым из светодиодов требуется иметь специальный отдельный ключ.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство отображения информации, содержащее схему управления, М первых и N вторых ключей, а также светодиодную матрицу, состоящую из M×N светодиодов, управление которой осуществляется меньшим количеством ключей (Применение оптоэлектронных приборов: Пер. с англ./С.Г.Гейг, Д.Эванс, М.Ходдап, Х.Сорен-сен. - М.: Радио и связь, 1981. - С.63, рис.2.37).

Недостатком этого устройства является значительная потребляемая мощность, так как для формирования требуемой величины электрического тока, протекающего через единичные светодиоды светодиодной матрицы, используются активные резисторы, рассеивающие бесполезную мощность потерь. Это препятствует применению подобного устройства при больших площадях отображаемой информации, когда количество используемых светодиодов велико.

Целью изобретения является снижение мощности, потребляемой устройством.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены источник переменного напряжения, вторые M×N светодиодов и М конденсаторов.

Сущность изобретения заключается в том, что М конденсаторов включены между каждым из вторых силовых выводов вторых М ключей и катодами соответствующих М первых групп светодиодов, а точка объединения вторых силовых выводов вторых N ключей соединена с потенциальным полюсом источника переменного напряжения, причем катод каждого из M×N вторых светодиодов подключен к аноду соответствующего из M×N первых светодиодов, а анод каждого из M×N вторых светодиодов - к катоду соответствующего из M×N первых светодиодов.

На чертеже приведена схема устройства отображения информации.

Устройство содержит М первых ключей 1.1,...1.i,...1.М, подключенных между общим полюсом 2 схемы и соответствующими первыми выводами конденсаторов 3.1,...3.i,...3.М. Вторые выводы этих конденсаторов соединены с катодами первых 4.(N.1),...4.(N.i),...4.(N.M) светодиодов и анодов вторых 5.(N.1),...5.(N.i),...5.(N.M) светодиодов соответственно и далее - с аналогичными катодами и анодами первых и вторых светодиодов последующих светодиодных групп. Управляющие входы первых 1.1,...1.i,...1.М и вторых 7,1,...7.k,...7.N ключей подключены к выходам схемы управления 6. Первые силовые выводы первых вторых силовых ключей 7.1,...7.k,...7.N соединены с анодами первых светодиодов 4.(1.1),...4.(1.i),...4.(1.M),...4.(k.1),...4.(k.i),....4.(k.M),..4.(N.1),...4.(N.i),...4.(N.M) соответственно, а каждый из анодов указанных диодов подключен к катодам вторых светодиодов 5.(1.1),...5.(1.i),.....5.(1.M),...5.(k.1),...5.(k.i),...5.(k.M). Вторые силовые выводы вторых ключей 7.1,...7.k,...7.N соединены с потенциальным полюсом 8 источника переменного напряжения.

Устройство отображения информации работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства на примере свечения следующей пары светодиодов светодиодной матрицы: первого 4.(k.i) и второго 5.(k.i), так как принципы работы остальных светодиодов аналогичны.

Первый ключ 1.i включается при появлении на его управляющем входе сигнала от схемы управления 6, которая одновременно с этим формирует сигнал на управляющем входе ключа 7.k, что также вызывает его включение. Это обусловливает подключение источника переменного напряжения с потенциальным 8 и общим 2 полюсами через конденсатор 3.i к параллельно включенным светодиодам: первому 4.(k.i) и второму 5.(k.i). Так как полярность включения этих светодиодов встречная, то протекание переменного тока через них обеспечивается как при положительной, так и при отрицательной полярности источника переменного напряжения. В частности, если на потенциальном полюсе 8 источника переменного напряжения присутствует положительная полярность напряжения, то ток будет протекать через светодиод 4.(k.i), а при отрицательной полярности - через светодиод 5.(k.i). Очевидно, что если частота переменного напряжения будет достаточно велика, например 50 Гц и выше, то протекание обоих направлений тока создаст эффект непрерывного свечения одновременно двух светодиодов.

Значение тока, протекающего через светодиоды, определяется величиной емкости, включенной последовательно с парой светодиодов. Увеличение емкости или увеличение величины переменного напряжения приводит к возрастанию тока, а значит к увеличению яркости свечения соответствующей пары светодиодов.

Следовательно, для обеспечения свечения той или иной пары светодиодов необходимо одновременное включение одного из первых и одного из вторых ключей 1.1,...1.i,...1.М и 7.1,...7.k,...7.N соответственно. При использовании высокой частоты переменного напряжения возможно одновременное включение нескольких пар светодиодов при помощи временной логической выборки групп светодиодов соответствующими первыми и вторыми ключами, что реализуется схемой управления 6.

В качестве ключей 1.1,...1.i,...1.М и 7.1,...7.k,...7.N могут быть применены тиристоры или диодные выпрямительные мосты, в диагональ которых включен биполярный или МДП транзистор.

Таким образом, в рассматриваемом устройстве формирование величины тока, протекающего через светодиоды, осуществляется при помощи конденсаторов, в которых отсутствуют активные потери мощности.

Следовательно, мощность, потребляемая устройством отображения информации, снижается.