浪涌保护灯具制造技术

公开了一种灯具（10），包括：外壳（20），具有金属部分（21），并包含电气部件布置，该电气部件布置包括印刷电路板（40），该印刷电路板具有承载至少一个光引擎的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面；散热器（30），暴露在所述金属部分内，该散热器具有面向第二主表面的另一主表面；电绝缘层（50），位于另一主表面和第二主表面之间，并且具有延伸超出第二主表面和另一主表面中的每一个最小宽度（W）的边缘（51），所述边缘通过具有最小高度（H）的气隙与金属部分分开；以及至少一个电绝缘固定布置（90，100，110），延伸穿过印刷电路板和将印刷电路板固定到金属部分的电绝缘层。

Surge protection lamp

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】浪涌保护灯具
本专利技术涉及一种灯具，诸如Ⅱ类灯具，其包括具有金属部分的外壳，并包含电气部件布置，该电气部件布置包括印刷电路板，该印刷电路板具有承载至少一个光引擎的第一主表面和用于该至少一个光引擎的热管理的散热器。
技术介绍
灯具的设计（诸如室外灯具，例如街道照明、交通灯等）通常由标准规定，以确保这种灯具符合适用的健康和安全法规。这种灯具可以细分为以下几类。Ⅰ类灯具，电气绝缘，并提供接地连接，以便保护例如在电绝缘失效的情况下变得带电的暴露的金属部分。Ⅱ类灯具，其被设计成使得电击保护不仅仅依赖于基本的电绝缘。Ⅲ类灯具，其电击保护依赖于所谓的安全超低电压（SELV）供电，其中不生成高于SELV（最大值50VACRMS）的电压。在灯具安装在电绝缘结构（例如木杆、绝缘安装线等）上的情况下，接地连接可能是不可行的，因此在这种情况下经常使用Ⅱ类灯具，例如当用固态照明（例如，基于LED的）灯具代替传统灯具时，例如为了减少对灯具的维护需求（由于基于固态照明的灯具的优异寿命特性）以及减少能源成本（由于这种灯具的优异能耗特性）。不幸的是，许多灯具（并且尤其是Ⅱ类灯具）特别容易受到例如由诸如雷击的不可预见的放电引起的共模浪涌的影响，因为这种浪涌会对灯具的有源电路部件（例如一个或多个驱动电路和/或一个或多个光引擎）的寿命产生负面影响，这些有源电路部件可能会被这种浪涌损坏，从而可能需要维修或更换这些部件，这是不期望的，并且如果灯具安装在难以接近的位置，这种情况可能是特别麻烦的。这种共模浪涌例如可能由于灯具中寄生电容的存在而发生。例如，铜迹线和金属芯印刷电路板（MCPCB）的铝基板之间可能存在寄生电容，这可能在浪涌事件的情况中提供不期望的电路径。因此，在这种灯具中，存在对某种形式的浪涌保护的需要。然而，广泛适用的灯具标准IEC60598-1阻止在灯具内部使用过压保护设备以确保共模保护。KR2012/0092843A公开了一种用于LED照明设备的基板，该基板具有电磁屏蔽功能，以通过经由接地图案放电和旁通电磁能量来防止LED内部引线的损坏。然而，这不能用于二类灯具，因为这种灯具没有接地连接。Ⅰ-Ⅱ类灯具的另一个示例在EP-A-3024302示出。在本文档中，一些分流元件用于将放电引导至地面。对灯具（诸如Ⅱ类灯具）中的电气部件进行浪涌保护的一种可能的解决方案是在电气部件周围部署电绝缘材料，将这些部件与这种灯具的金属外壳分开。然而，实现期望电绝缘所需的这种电绝缘包封的厚度有损从耦合到MCPCB的散热器到外部世界的热传递，从而由于热应力而缩短了MCPCB上的LED的寿命。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种灯具，特别是Ⅱ类灯具，其具有抑制共模浪涌的设计，而不需要包围这种灯具的电气部件的电绝缘材料。根据一个方面，提供了一种灯具，包括：外壳，具有金属部分并包含电气部件布置，该电气部件布置包括印刷电路板，该印刷电路板具有承载至少一个光引擎的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面；散热器，暴露在所述金属部分内，该散热器具有面向第二主表面的另一主表面；电绝缘层，位于另一主表面和第二主表面之间，并且具有延伸超出第二主表面和另一主表面中的每一个最小宽度的边缘，所述边缘通过具有最小高度的气隙与金属部分分开；以及至少一个电绝缘固定布置，其延伸穿过印刷电路板和电绝缘层，将印刷电路板固定到金属部分。本专利技术基于这样的认识，即PCB上的用于至少一个光引擎（例如至少一个LED）的散热器可以安装在外壳的金属部分内或者与外壳的金属部分集成，使得散热器的一部分（例如散热器的一个或多个冷却翅片的至少一部分）延伸超过外壳的金属部分，以便于至少一个光引擎的有效冷却。同时，为了保护电气部件布置、特别是PCB，以免其暴露于高达12kV范围内的放电事件，诸如雷击，绝缘层位于散热器和PCB之间。更具体地说，专利技术人发现，如果散热器的面向PCB的表面不延伸超过PCB表面，并且绝缘层延伸超过PCB表面具有所定义的最小宽度的边缘，这与边缘和外壳的金属部分之间的具有所定义的最小高度的气隙相组合，以抑制边缘的主表面上发生的电场增强效应，则可以防止在这种放电事件期间在PCB和金属部分之间形成导电路径（例如爬电电流路径）。最小宽度（W）优选至少与灯具的RMS工作电压的爬电距离相匹配，如设于瑞士日内瓦的国际电工委员会发布的IEC60598-1:2014标准中所定义的；参见本标准第11章。然而，为了排除环境条件变化等危及由电绝缘层提供的电绝缘的风险，其边缘的最小宽度可以是爬电距离和安全比例因子的乘积，该安全比例因子的值超过1，优选地，其中所述值在2-4的范围内。例如，安全比例因子可以是2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或4.0。当灯具的RMS操作电压在200-250V的范围内时，例如为220V、230V或240V，最小宽度（W）可以至少为5mm，优选至少为8mm。为了有效抑制由外壳的金属部分上的电荷引起的跨电绝缘层边缘的电场增强，最小高度（H）优选在1-2mm的范围内为了确保绝缘层的足够的导热性，该层优选具有小于1毫米的厚度，诸如在100-400μm范围内的厚度。为了保持绝缘层的期望电绝缘性质，该层可以由包括合适的介电常数的任何电绝缘材料制成。这种材料的示例包括聚酰亚胺膜或带，诸如杜邦公司生产的Kapton®，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或带，诸如杜邦公司生产的Melinex®，然而也可以考虑其它材料。在优选实施例中，灯具还包括一对连接到电气部件布置的电导体，其用于将电气部件布置连接到包括中性（N）和带电（L）端子的外部电源，其中外壳的金属部分被成形为使得金属部分包括与用于连接到外部电源的中性端子或带电端子的电导体相距最小距离的限定位置。这种限定位置限定外壳中的窄点，使得当灯具暴露于放电事件时，相关联的放电能够以受控的方式（即跨过该窄点）被路由到中性或带电端子，从而避免或至少降低灯具的电气部件暴露于不期望的共模浪涌的风险。典型地，电气部件布置包括连接到该对电导体的驱动器。在这种情况下，印刷电路板可以包括金属芯，该金属芯具有到用于连接到外部电源的中性或带电端子的电导体的导电连接，所述连接为驱动器设旁路，使得任何浪涌立即从金属芯重定向到带电端子，从而绕过PCB上的驱动器和光引擎。在特别有利的实施例中，每个固定布置包括安装在金属部分内（例如散热器内）的凹槽中的第一部件，以及固定在第一部件中并延伸穿过绝缘层和印刷电路板的第二部件，其中第一部件和第二部件中的至少一个由电绝缘材料制成，以确保固定布置电绝缘到这样的程度，即在前述放电事件期间，固定布置不提供从外壳的金属部分到PCB的导电路径。第二部件可以具有延伸穿过绝缘层和印刷电路板的螺纹部分，该螺纹部分与第一部件接合，以便将PCB相对于散热器固定。因此，在组装灯具时，PCB可以以直接方式相对于散热器固定。例如，第一部件可以是螺纹的，使得第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灯具（10），包括：/n外壳（20），具有金属部分（21），并包含电气部件布置，所述电气部件布置包括印刷电路板（40），所述印刷电路板具有承载至少一个光引擎的第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；/n散热器（30），暴露在所述金属部分内，所述散热器具有面向所述第二主表面的另一主表面；/n电绝缘层（50），位于所述另一主表面和所述第二主表面之间，并且具有延伸超出所述第二主表面和所述另一主表面中的每一个最小宽度（W）的边缘（51），所述边缘通过具有最小高度（H）的气隙与所述金属部分分开；和/n至少一个电绝缘固定布置（90，100，110），延伸穿过所述印刷电路板和所述电绝缘层，将所述印刷电路板固定到所述金属部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 EP 17184012.71.一种灯具（10），包括：
外壳（20），具有金属部分（21），并包含电气部件布置，所述电气部件布置包括印刷电路板（40），所述印刷电路板具有承载至少一个光引擎的第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；
散热器（30），暴露在所述金属部分内，所述散热器具有面向所述第二主表面的另一主表面；
电绝缘层（50），位于所述另一主表面和所述第二主表面之间，并且具有延伸超出所述第二主表面和所述另一主表面中的每一个最小宽度（W）的边缘（51），所述边缘通过具有最小高度（H）的气隙与所述金属部分分开；和
至少一个电绝缘固定布置（90，100，110），延伸穿过所述印刷电路板和所述电绝缘层，将所述印刷电路板固定到所述金属部分。


2.根据权利要求1所述的灯具，其中所述最小宽度（W）至少与所述灯具的RMS工作电压的爬电距离相匹配，如在标准IEC605981:2014中所定义的。


3.根据权利要求2所述的灯具，其中所述最小宽度（W）是所述爬电距离和安全比例因子的乘积，所述安全比例因子的值超过1，优选地，其中所述值在2-4的范围内。


4.根据权利要求2或3所述的灯具，其中当所述RMS操作电压在200-250V的范围内时，所述最小宽度（W）至少为5mm，优选至少为8mm。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的灯具，其中所述最小高度（H）在1-2mm的范围内。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的灯具（10），还包括一对电导体（81，83），所述电导体连接到所述电气部件布置，用于将所述电气部件布置连接到包括中性（N）和带电（L）端子的外部电源，其中所述外壳（20）的所述金属部分（21）被成形为使得所述金属部分包括与所述电导体（81，83）中的一个相距最小距离的限定位置（22）。


7.根据权利要求6所述的灯具（10），其中所述电气部件布置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：MLE卡萨诺瓦，MJA范霍文，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL