CN100475014C - 带有冷却体的灯用工作线路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使一个灯工作的线路，该线路具有：至少一个在工作中产生工作热量的电子的结构元件(4)，一个在其上安装有电子结构元件(4)的线路板(1)，和一个用于将工作热量从电子结构元件(4)中排出的冷却体(6，6’)，该冷却体具有两个支承面，其中电子结构元件(4)平面地紧贴在冷却体(6，6’)的一个支承面(15，16)上，根据本发明，所述两个支承面(15，16)分别与线路板(1)包围一个10°-70°的角度，这两个支承面与线路板构成一三角形。

Description

带有冷却体的灯用工作线路

技术领域

本发明涉及一种具有一个冷却体的灯用工作电线路。

背景技术

已知在灯用工作线路中，这类在工作时会产生显著热量的电子元件、例如大功率晶体管，是通过冷却体来冷却的。这里，所用的传统方法涉及一种金属片结构，该结构能通过与一个壳壁的耦联而将待排出的热量传输到壳体上，或者不需与壳体接触而通过热传导和热辐射将热量释放到环境中进行冷却。冷却体可以安装在构件中、固定在线路壳体上和/或也能固定在其上安装有构件本身的一个线路板上。

发明内容

本发明以该技术问题为基础提供了一种与用于放热构件的冷却体有关的、改进的灯用电工作线路。

本发明目的在于一种使灯工作的电线路，该线路具有：至少一个在工作中产生工作热量的电子结构元件、一个其上安装有电子结构元件的线路板、和一个用于将工作热量从电子结构元件中排出的冷却体，该冷却体具有两个支承面，其中电子结构元件平面地紧贴在冷却体的一个支承面上，其特征在于，所述两个该支承面分别与线路板包围一个10°-70°的角度，这两个支承面与线路板构成一三角形；本发明目的还在于用于将结构元件安装在电线路中的相应的方法。

本发明的基本构思在于，冷却体的与一个由金属薄板制成的冷却体的主侧面中的一个相应的支承面不是像常规方法一样垂直或平行于板平面地指向，而是形成角度。很明显，这里可以考虑的所述角度不是0°与90°的角度，因此可选自10°-70°的范围。可以考虑在支承面与一个平行于线路板的平面之间形成锐角。但这里也包括了两种实施方式，即支承面既能位于冷却体背离线路板的一个侧面上也能位于冷却体朝向线路板的一个侧面上。

需要指出的是，一方面在许多情况下平面平行的方案要求在所述板上留出较大的侧向位置，而另一方面在垂直方案中则使得结构体高度显著增加。通过偏离所述固定地预设的角度、并且通过相对于平行方案偏转至少10°或者相对于垂直方案偏转20°，就可以避免这些缺陷，更确切地说，在个别情况下能更好地满足线路板上的面积需要、或是更好地满足总体结构高度的要求。通过相对于平面平行的方案偏转一个角度，那么就能在冷却体下方、或者在结构元件紧贴在冷却体的面对线路板的侧面上情况下在该结构元件下方形成一个位置，该位置在某些情况下还能供其它部件使用。由此就可以将大致平面的构件、如SMD结构元件安装于冷却体或被冷却的结构元件下方的部分平面内。但特别优选的方法是在那里设置线路。

冷却体的支承面用于电子结构元件和冷却体之间的热接触，并因此主要适用于构件是平面的支承。一般情况下，这也就意味着相应面上的结构元件正如支承面一样基本上是平的。但在个别情况下也能使用其它一些表面形式，只要能保证有较好的热交换。

这里所谓的“灯”通常是指各种类型的工业辐射光源，特别还包括能产生非可见光如紫外光或红外光的灯，以及那些其光本身不是用来照明、例如用于室内照明，而是用于满足另外类型的技术功能的灯。所谓的“工作线路”或“使灯工作的线路”在说明书中意指向灯提供功率、或是控制灯和/或其供电电路的各种类型的线路。但本发明优选还针对那些用于使灯、特别是放电灯或卤素白炽灯工作的电子预接装置。

最好将冷却体直接安装在其上安装有电子结构元件的同一块线路板上。这一可以最好通过在线路板中开槽完成，并且冷却体的一部分贯穿该槽缝中，例如可以使一个金属薄片冷却体的安装脚插入槽缝中。此外进一步优选的是，冷却体通过弯曲插入槽缝中的部分而来固定，例如可以将金属薄片的腿弯曲、尤其使其扭转到板的另一侧面上。其中，用于安装而贯穿槽缝的冷却体部分在线路板高度处具有一个支承棱边(Anlagekante)。通过将该支承棱边、例如由于缺口(schnitten)而形成的侧凹的棱边安置在线路板上用于支撑，就能确定安装高度。

对于一种导电冷却体、特别是由金属薄片制成的冷却体，可以利用槽缝实现接触，方法是将其金属化并接着再将金属化部位相应地进行连接。由此就能将冷却体例如用于屏蔽作用。

此外，本发明还优选提供一种不具有可能壳体的冷却体，该冷却体并不向一个壳体传热，而是“独立地”进行冷却。这类冷却体在自身的意义上可特别用于所谓无需壳体的“敞开框架”线路。

所述在冷却体支承面与线路板之间的10°至70°的角度优选是远离所述边界的，更确切地说特别优选不大于35°、尤其优选不大于32°并且在最优选的情况下不超过30°。那些位于上限值70°与值35°之间的中间数值按照相应的顺序—即如60°、50°、40°而越来越优选作为上限值。另外按照15°或18°或20°的顺序，这些数值也越来越优选作为下限值。因此在许多情况下，在侧向的位置需要量总体降低时还能得到很好的总体结构高度。

上文已经提到，可以将电子结构元件设置在“上侧面”或“下侧面”上。但优选的是上侧面，即背离线路板的侧面。这种情况下，安装更为简单且结构元件也能更好地达到。但是，由于屏蔽或其它问题，在个别情况下也能带来相反的特性。

另外选该冷却体最好不仅用于单个电子结构元件，而且还适用于多个按序排列的这种电子结构元件。按序排列的方向基本上平行于线路板平面并且垂直于斜置的支承面的倾斜方向(也即梯度)。

最后还优选在支承面上通过弹性的弹簧来夹紧结构元件。但原则上也可以考虑其它一些可能的安装方案。特别地，由于特殊的振荡或晃动问题或是为了有利于极好的热接触则需要实现牢固的连接，其中最好将结构元件用螺栓旋紧或是铆固。其中，自然也可以为安装螺栓或铆钉而使用辅助机构，例如待螺栓连接或铆接的夹紧薄板。利用螺栓连接或是铆接—在这里是指通过螺纹或铆钉以及非关键的如弹簧的固有弹性而产生对于支撑至关重要的压力。

可以使优选的弹簧再插到冷却体上，特别是插入到接片(Lasche)中或者延伸穿过在冷却体相反侧面上引导的槽缝。然后再通过简单的形状配合连接而无需另外的固定措施就能使弹簧发挥作用。

但是为保证得到特别好的效果，也能考虑将螺栓连接用在弹性的弹簧本身上。其中优选地将弹簧用螺栓固定在冷却体的表面上、也就是说固定在背向线路板的那个侧面上。在生产中也能利用自动塞式保险丝来实现这种螺栓连接。

也可以将该弹簧本身一起用作一种冷却的可能方式。为此，该弹簧就优选地具有至少一段向上弯曲平面段，例如一个连接在包围着结构元件的部分上的向上弯曲段。为此可以利用弹簧来扩大用于热传导和热辐射的总表面积，并且在进行了合适的弯曲的情况下尽管如此但还能保持与理想的总体结构高度或侧向结构尺寸相匹配。这一点可参考有关实施例的图解说明。

冷却体还可以具有超过一个的倾斜延伸的支承面、特别优选为两个支承面，该支承面分别与线路板包围一个锐角。接着优选使这些支承面相互连接形成“三角墙形”，其中支承面之间的邻接线横向于倾斜方向延伸，或者沿着倾斜方向相互邻接。

其中可优选将两个侧面中的一个用于例如固定弹性的弹簧，或者也可以将两个支承面用于支撑待冷却的结构元件。在这里该结构元件优选的是交替排列放置的，其中是以最佳的可能方式安装弹簧，用于固定结构元件。

下面将根据实施例更详尽地阐述本发明，其中所示出的特征也可以根据本发明以其它方式结合。另外，上述的和以下的说明内容也涉及到本发明的装置特征以及方法特征，但是并不需要在本说明书中将其单独区分出来。

附图说明

图1示出一个根据本发明的线路的侧视图，

图2示出一个根据本发明的冷却体的透视图，

图3示出一个根据本发明的线路的另一实施例的侧视图，

图4和5示出图3实施例的弹簧的俯视图，

图6示出将图1至3的冷却体安装到一个线路板上去的详细安装图。

具体实施方式

图1显示了一种本身常用的用于放电灯的电子预接装置的线路板1，在这种情况下是用于一种以介电势垒放电原理进行工作的、用于LCD监视器背景照明的平面灯。将在此未详述的电子结构元件2和3以及另一个大功率晶体管4安装在线路板1上，所述大功率晶体管构成了一个待冷却的电子结构元件。大功率晶体管4通过称作5的接触脚连接在线路板1的线路上，且该晶体管可以按照传统方法垂直向上设置，或者被弯曲成水平方向平行于平面。但在此处，该大功率晶体管则与线路板1倾斜成25°的角度，并且以其平坦的底面放置在冷却体6的同样与线路板1成25°定向的支承面上。

冷却体6具有一个基本上呈三角墙形的横截面，该横截面带有两个相互呈镜像的各自与线路板1成25°定向的半体，该半体均向上构成了按本发明构思的支承面。该冷却体在其下方形成了相应的一个可用于其它平面的线路元件7的空腔—例如电路、SMD结构元件等。

冷却体6由普通的如常用于冷却体的金属片构成，且其经由在此只是象征性示出的安装腿8锚固在线路板1上。安装腿8被置于线路板1的金属化且通电的槽缝中，从而使得该冷却体6与通电物质相连。参考图6。

根据本实施例的冷却体6具有两个支承面，该支承面如图1所示分别指向左上方或右上方。在左上方的支承面上放置着大功率晶体管4，而在右上方的支承面上则利用一个位于冷却体6中的一个螺纹内的螺栓10固定着一个弹性的弹簧9。

在图1中，该弹性的弹簧9在螺栓10的右侧具有折成直角向上的段11，而在螺栓10的左侧则过渡到一个基本上与线路板平行的段12，该段12本身又过渡为一个段13，该段13与线路板1构成一个约大于冷却体6支承面的角度。由此，该段13的下部位于平行于大功率晶体管4底面的表面上，并构成一个起夹持作用的特定支承部位。从该支撑部位开始，弹性的弹簧9又以与段13呈约90°的角度向上弯曲成为另一个上弯段14。上弯段11用于扩大弹簧9的对于冷却作用至关重要的表面积，并且也用于在安装弹簧时操控弹簧本身。因此弹簧段12相对于左右相连接的两段设计成平的，以便不过高增加总体结构高度，该段同时也不能被上弯的段11和14超越。该总体结构只是无关紧要地稍高于图1中可见的大功率晶体管4右上边沿。上弯段14一方面用于再扩大弹簧表面积，另一方面也用于能更好地将弹簧推到大功率晶体管4上。

利用螺栓10进行螺栓固定的优点在于能提供可靠的机械固定，该机械固定特别是能防止振动并且也能保证与弹簧9有长久的电接触。该弹簧也能起到屏蔽作用，而该屏蔽作用在涉及冷却体本身的电接触时就已谈到。

图2显示了图1中具有两个在此以15和16标记的支承面的冷却体6的透视图，以及还详细示出了冷却体6的安装腿8。图2中右边圆圈中所包含的放大图显示，这些安装腿8具有缺口17，该缺口在安装状态下处在线路板1的高度上。

腿的向上连接着缺口17的棱边沿用于在线路板1上起到支撑作用。这一点也能参考图6。

图2还显示了弹性的弹簧9。如图2所示，该弹簧的结构为沿着垂直于图1画面方向纵向延伸的，而对于段12、13和14则有多个单独的弹簧段用于固定多个结构元件4。图2中只是示例性的表示了一个结构元件，而在其它地方的则都被省略了。可以看出，图2中所示的冷却体可以载有两个所示的弹簧9，其中在这里只画出了一个。每个弹簧按规定大小都可以夹持五至+个结构元件4，其中特别示出的弹簧9由于加宽的外侧段并且各个弹簧元件中点处之间的距离扩大所以总共适于布置七个分开的且厚度不同的待安装的结构元件4。但在变宽的段内还可安装厚度总是相同的两个或多个结构元件。

图3显示了图1中所示示图的另一种实施方式。相应的元件和特征类似地进行标注。与图1不同的是，冷却体6’在这里具有一个位于三角墙形结构内的槽缝18，弹簧的一个连接到弹簧9’水平段12上的、约呈180°拐弯的段19穿过该槽缝。弹簧9’的段19过渡为一个略微(从下面看)凹陷的段20，该段卡在冷却体6’的支承面15的下侧面上，并因此能通过段13在另一侧面上实现对结构元件4的夹持。弹簧9’可以例如以其总体类似于U形的形状穿过槽缝18，并由此而无需分开的螺栓固定就能实现安装。此外，该弹簧只包容了冷却体6’的左半部。

总体看来，图1和3中的线路均涉及所谓的“敞开框架”式的线路，这种线路只是安装板1上，而无需包围的壳体。

为便于理解，图4以俯视方式显示了用于制备弹簧9’的平面形式的薄板，该弹簧9’在段19和20的区域中明显要比其它段12、13和14的区域中窄。因此可以将结构元件4安装在其余部分相应于图2中的冷却体6的、但设置有一个槽缝18的冷却体6’的两个支承面15和16上，其中将弹簧9’按图5中所示的方式安装。也就是将它们沿着三角墙方向交替放置，从而使得由该弹簧固定的结构元件基本上可以更紧密地放置。在图5中，虚线表示的是被位于其上的段12、13和14所遮盖的段20。阴影线则表示弯曲。

图6显示了如图1至3中的冷却体6和6’在线路板1上的固定情况。上述安装腿8伸过标记为21的槽缝，并且通过扭转弯曲而卡锁在线路板1的底面上。图6显示的是线路板1的仰视图以及安装腿8的最低部位。图2中所示的缺口17构成了所述弯曲结构的绝大部分，因此就使得位于弯曲结构下方的“头”能使冷却体6防止再次抽出地锁住。其中使连接腿8与槽缝底面上的金属化部分22保持电接触，但该金属化部分也能存在于槽缝的内侧面上和表面上，并且连接到一个线路上。这种安装方式本身是极为简便和省时的，并且从安装腿8的塑性变形和由此而形成夹持作用的方面考虑，这种安装方式也足以用于使安装腿8和金属化部分22之间保持电接触。另外在冷却体6和线路板1具有不同的热膨胀性的情况下，安装腿8在必要时还能在例如槽缝21内运动，在考虑到如图2中冷却体6的长度明显大于其宽度时，这就能获得很好的热性能。在横向上冷却体6略有弹性，并由此能补偿热膨胀差异。

因此，利用本发明总体上不仅使得个别情况下遵循周围空间内的电子结构元件2和3的结构高度明显降低，而且此外还能降低部件的单件成本并且使得安装简便廉价。较之于水平尺寸，侧向的面积需求量降低，其中还能将线路引导机构装在冷却体下方。此外，以图示的安装方式也能使得冷却体略呈电接触。最后如有需要，冷却体还能满足安装线路板的机械稳定性方面的要求。

Claims (18)

1.用于使灯工作的电线路，该线路具有：

至少一个在工作中产生工作热量的电子的结构元件(4)，

一个在其上安装有电子结构元件(4)的线路板(1)，

和一个用于将工作热量从电子结构元件(4)中排出的冷却体(6，6’)，该冷却体具有两个支承面(15，16)，

其中电子结构元件(4)平面地紧贴在冷却体(6，6’)的一个支承面(15，16)上，

其特征在于，所述两个支承面(15，16)分别与线路板(1)包围一个10°-70°的角度，其中这两个支承面与线路板构成一三角形。

2.如权利要求1所述的线路，其中将冷却体(6，6’)直接安装在线路板(1)上。

3.如权利要求2所述的线路，其中使冷却体(6，6’)穿过线路板(1)中的槽缝，该槽缝具有比冷却体(6，6’)的各个穿过该槽缝的部分(8)大的尺寸。

4.如权利要求3所述的线路，其中冷却体(6，6’)穿过槽缝并如此通过弯曲固定于其中：冷却体(6)具有安装腿(8)，这些安装腿具有缺口(17)，该缺口构成了所述弯曲结构的绝大部分，使得位于弯曲结构下方的头部能够将冷却体防止再次抽出地锁住，其中所述腿的向上连接着缺口的棱边沿用于在线路板(1)上起到支撑作用。

5.如权利要求4所述的线路，其中冷却体(6，6’)的各穿过槽缝的部分在线路板(1)的高度上具有一个支承棱边。

6.如权利要求3至5之一所述的线路，其中将线路板(1)中的槽缝进行金属化，并且冷却体(6，6’)由导电材料制成，且通过槽缝内的金属化部分而进行电接触。

7.如权利要求1至5之一所述的线路，其中支承面(15，16)与线路板(1)之间的角度至多为35°。

8.如权利要求1至5之一所述的线路，其中将支承面(15，16)设置在冷却体(6，6’)的与线路板(1)相反的侧面上。

9.如权利要求1至5之一所述的线路，其中线路板(1)在冷却体(6，6’)下方具有至少一个线路。

10.如权利要求1至5之一所述的线路，其中单个的电子结构元件(4)垂直于支承面(15，16)地放置，并且多个电子结构元件排成一排，其中该排列方向平行于线路板(1)。

11.如权利要求1至5之一所述的线路，其中电子结构元件(4)通过一个弹性的弹簧(9，9’)夹紧在支承面(15，16)上。

12.如权利要求11所述的线路，其中弹性的弹簧(9)靠螺栓固定在冷却体(6)上。

13.如权利要求11所述的线路，其中弹性的弹簧(9’)如此插到冷却体(6’)上：弹簧的一个连接到该弹簧(9’)的水平的第二段(12)上的、约呈180°的弯曲段(19)穿过冷却体(6)的位于三角墙形结构内的槽缝(18)。

14.如权利要求11所述的线路，其中弹性的弹簧(9)具有至少一个对于冷却体(6，6’)的支承面(16)向上折成直角的第一段(11)，该第一段处在用于将弹簧固定在冷却体上的螺栓的一侧，而在螺栓的另一侧所述弹簧过渡到一个基本上与线路板平行的第二段(12)，由此又过渡到一个与线路板构成大于冷却体支承面的角度的第三段(13)，该第三段(13)的下部位于平行于电子结构元件(4)底面的表面上，并构成一个起夹持作用的支承部位，从该支撑部位开始，弹簧(9)又以与第三段(13)呈约90°的角度向上弯曲成为另一个上弯的第四段(14)，第一段(11)用于扩大弹簧(9)的对于冷却作用起作用的表面积，并且也用于在安装弹簧时操控弹簧本身，而第二段(12)不被所述第一段(11)和第四段(14)超越。

15.如权利要求1至5之一所述的线路，其中冷却体(6，6’)具有两个沿着倾斜方向相互邻接的支承面(15，16)，该支承面分别与线路板(1)包围一个10°至70°的角度。

16.如权利要求15所述的线路，其中电子结构元件(4)紧贴在所述两个支承面(15，16)上。

17.如权利要求16所述的线路，其中电子结构元件(4)交替地贴靠在所述两个支承面(15，16)上。

18.如权利要求11所述的线路，其中弹性的弹簧(9’)具有一个水平的第二段(12)，在一侧连接在该第二段(12)上的约呈180°拐弯的弯曲段(19)穿过冷却体(6’)的位于三角墙形结构内的槽缝，该弯曲段(19)过渡为一个略微凹陷的第一段(20)，在另一侧连接在第二段(12)上的是一个与线路板构成大于冷却体支承面的角度的第三段(13)，该第三段(13)的下部位于平行于电子结构元件(4)底面的表面上，并构成一个起夹持作用的支承部位，从该支撑部位开始，弹簧(9’)又以与第三段(13)呈约90°的角度向上弯曲成为另一个上弯的第四段(14)，所述第一段(20)卡在冷却体(6’)的支承面(15)的下侧面上，并通过第三段(13)在另一侧面上实现对结构元件(4)的夹持。

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