CN102906490A - 用于照明和其他电气设备的接口和制造方法 - Google Patents

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Abstract

用于电气(例如，照明)设备的接口涉及导电边缘接触件的使用，导电边缘接触件布置在印刷电路板(PCB)边缘上或从印刷电路板边缘伸出，所述印刷电路板提供或便于电连接至第一和第二外部可接近电接触件，所述第一和第二外部可接近电接触件诸如可以包括具有螺旋形凸出式基部的照明设备的螺纹接触件和引脚接触件。PCB的第一和/或第二边缘接触件可以穿过壳体中的第一和第二开口而伸出以形成第一和第二外部可接近接触元件，或直接接合与壳体关联的(例如，由其保持)第一和第二外部可接近接触元件。由壳体保持的接触元件可以限定位于壳体内部的狭槽，以直接接合PCB的边缘接触件。在无需介入电线或焊接连接的情况下，电能经由边缘接触件供应至PCB。

Description

用于照明和其他电气设备的接口和制造方法
相关申请的声明
本发明要求于2010年3月24日提交的美国专利申请No.12/730802的优先权。
技术领域
本发明涉及用于照明设备(包括固态照明设备)和其他电气设备的电气接口和制造方法。
背景技术
固态光源可以用于提供彩色的或白色的LED光(例如，感知为白色或近似白色)，如已经了解的，作为白炽灯的潜在替代。相对其他光源(例如，白炽的，卤素的，荧光的，等等)，固体光源由于其潜在的高效率和长寿命，而是特别有利的。固体照明设备可以包括，例如，至少一个有机或无机发光二极管(“LED”)或激光器(可选地涂以至少一种荧光粉)以便实现期望的色彩或色彩组合。来自多固态和/或荧光粉的发射器的组合的发射(例如，蓝色+黄色，红色+绿色+蓝色，或其他的合适色彩组合)可以被观看者感知为白色。美国专利No.7213940进一步披露了用于从固态发射器和荧光粉生成白光的各种方法，其全部内容通过引用合并于此。
如果具有带螺纹爱迪生插座的白炽灯和灯具具有巨大的安装基部，则对于制造商具有财务方面的刺激，以生产能够改造成现有爱迪生式螺纹夹具的固态灯。通常，爱迪生式螺纹插座用于从AC电源给白炽灯泡供电，该插座布置为与凸出式基部配合，包括螺纹接触和电气引脚接触。
固态发射器需要恒定电流以保持适当的光发射。如果输入到固态发射器的电流改变，会改变发光强度和色度(白色LED的光会向蓝色转变)并且会导致过热，潜在地导致寿命变短或损坏。通常，以不同方式给白色LED供电，其包括：(a)电流源和整流电阻；(b)多电流源；以及(c)具有串联连接的多LED的电流源(例如，基于电感的升压转换器)。利用装设到印刷电路板(PCB)的部件，有利地实施前述电源电路类型中每种类型，可选地，包括至少一个集成电路和/或处理器。因为适用于白炽灯的标准的基于TRIAC调光方案不直接适用于LED，所以对于白色LED发射器来说，调光也是一种顾虑。通常通过脉宽调制(PWM)完成LED调光，而不是基于TRIAC的调光(其延长了在AC电源每个过零点之后的对于灯泡的电能开启)。为了使白光LED与基于TRIAC的调光器连接(interfacewith)，可以使用驱动器电路(例如，国家半导体LM3445)监控标准TRIAC调光器的波形并且调整该波形以供应正确的PWM占空比和电流。通过安装到PCB的组件有利地实施这样的驱动器电路。进一步地，控制线路可以与PCB关联，以调整固态发射器的色彩和/或色度。PCB和关联线路可以有利地包含在固态照明设备的壳体(或封装)内，以保护线路免受冲击和/或暴露在外部环境的情形。
参考图1A-1C，用于装配具有PCB的螺纹爱迪生基部固态照明设备的传统方法包括多个步骤，其中包括，形成到达PCB的电连接。图1A示出PCB 10、壳体20以及爱迪生帽件(cap)30。PCB 10具有装设在其上的部件15和形成PCB组件5的接口线11、12。壳体20包括第一开口端21、第二开口端22以及逐渐加大的步进的第一、第二和第三本体部分25A-25C，在其中的每两个本体部分之间具有中间过渡部或肩部26A-26B。在第一本体部分26A的侧表面上设置螺纹24。壳体20限定了腔体或中空内部29。包括孔28的连接片(attachment lug)28从第三本体部分25C向外伸出。大体圆柱形爱迪生帽件30包括螺纹侧壁接触部34、绝缘过渡部33以及在其中限定了孔31的伸出引脚接触部32。建立到达PCB 10和其上的部件15的电连接的第一步骤包括，将两根接口电线11、12焊接到PCB10(例如，用于火线和中性线连接)。下一步，PCB组件5插入壳体20的腔体29，并且电线11、12从开口的上部端21引出。如图1B所示，一根电线11在第一本体部分25A上延伸，以配合螺纹24，而另一根电线12延伸通过爱迪生帽件30的内部以穿过在引脚接触件32中限定的孔31而伸出。接着，爱迪生帽件30拧到位(如图1C所示)以结合螺纹24并封闭壳体20的第一端部21，电线11、12分别从侧壁34的底部和孔31中伸出。此后，两根电线11、12在其相应位置焊接并修剪成与焊接点(未示出)齐平。组合地实施前述步骤，使得花费不多的自动化不容易实现，因此需要相当劳动力完成所述步骤。
图2A-2B示出了固态照明设备60，其包括具有部件15的PCB 10、壳体20以及爱迪生帽件30。除了结合图1A-1C所述的部件以外，照明设备60包括：与本体20相关的散热片40，以消散由照明设备60生成的热；布置在PCB 10下方的反射体40；布置成向反射器40发射光的至少一个固态发光元件50；用于至少一个发光元件50的至少一个支撑件42；透镜48；以及沿设备60的辐射端44布置的外围环或框(bezel)43。
通过在PCB与外部可接近(accessible)电连接件之间焊接电线而制造具有PCB的其他电气设备。建立这样的焊接连接是劳动密集型的并且提供制造错误的可能性。
众所周知的是，通过包括在绝缘基板上的金属化接触件的通用串行总线(USB)连接件，将DC电源引导到低电流设备。USB连接件特别适合给低电流设备充电和/或供电，但是一般不用于传导AC电能，并且进一步地，不是特别适合灯具或需要电流超过一安培或不止一安培的应用。
有利的是，减少与传统方法相关的劳力，所述传统方法是指在装配电气设备(包括螺纹爱迪生基部固态照明设备)期间，建立到达PCB的电连接。同时有利的是，提高这样电连接的可靠性和提高制造产量。
发明内容
本发明涉及用于电气(例如，照明)设备的接口和制造方法，其涉及布置在基板(例如，印刷电路板)上或从基板的边缘伸出的第一和第二导电边缘接触件，通过将这样的边缘接触件用作外部可接近导电接触件或在没有使用介入电线或焊接连接的情况下，用作与外部可接近电接触件的电通信。
在一个方面，本发明涉及一种照明设备，包括：壳体，具有与其关联的至少一个外部可接近导电接触件；至少一个发光元件，与所述壳体关联；以及基板，布置成插入到所述壳体的至少一部分中，所述基板包括布置在所述基板的边缘上或从所述基板的边缘伸出的至少一个导电边缘接触件，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件(a)包括所述至少一个导电边缘接触件，或(b)在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下，与所述至少一个导电边缘接触件电通信；以及所述照明设备包括下列特征(i)和(ii)中的至少一个：(i)所述至少一个外部可接近导电接触件布置成接触AC电源和引导AC电能；以及(ii)所述壳体包括多个开口，所述至少一个外部可接近导电接触件包括多个外部可接近导电接触件，并且所述多个开口中的每个开口布置成接收所述多个外部可接近导电接触件中的不同的外部可接近导电接触件。
在另一方面，本发明涉及一种照明设备，包括：壳体，包括凸出式基部；至少一个发光元件，与所述壳体关联；以及印刷电路板(PCB)，配置成电连接到所述至少一个发光元件，所述PCB包括位于所述凸出式基部内的端部，并且所述至少一个导电边缘接触件布置在所述PCB的边缘上或从所述PCB的边缘伸出，其中，所述至少一个导电边缘接触件(a)穿过在所述凸出式基部中限定的开口而伸出以形成至少一个外部可接近导电接触件，或(b)在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下，与所述至少一个外部可接近导电接触件电通信，以及所述照明设备包括下列特征中的至少一个：(i)所述至少一个外部可接近导电接触件布置成接触AC电源和引导AC电能；以及(ii)所述壳体包括多个开口，所述至少一个外部可接近导电接触件包括多个外部可接近导电接触件，并且所述多个开口中的每个开口布置成接收所述多个外部可接近导电接触件中的不同的外部可接近导电接触件。
在另一方面，本发明涉及适用于照明设备的印刷电路板(PCB)，所述照明设备包括具有突出顶部的螺旋形凸出式基部，所述基部包括或具有与其关联的外部可接近电侧向接触件，并且所述基部在所述突出顶部处包括或具有与所述基部关联的外部可接近电侧向接触件，其中，所述PCB包括：(i)布置成插入所述凸出式基部的至少一部分；(ii)第一导电边缘接触件，布置在所述PCB的边缘上或从所述PCB的边缘伸出，所述第一导电边缘接触件适于：(a)穿过所述凸出式基部中的侧向开口而伸出，以形成所述电侧向接触件；或(b)直接接合所述电侧向接触件；以及(iii)第二导电边缘接触件，布置在所述PCB的边缘上或从所述PCB的边缘伸出，所述第二导电边缘接触件适于：(a)穿过所述凸出式基部中的顶部开口而伸出，以形成电引脚接触件；或(b)直接接合所述电引脚接触件。
在另一方面，本发明涉及一种包括电绝缘壳体的照明设备，所述电绝缘壳体包括具有突出顶部的螺旋形凸出式基部、外部可接近电侧向接触件以及外部可接近电引脚接触件，所述照明设备的特征在于，以下特征(a)和(b)中的至少一个：(a)所述侧向接触件适于压缩地接合布置在印刷电路板(PCB)的边缘或从所述印刷电路板的边缘伸出的第一导电边缘接触件，所述印刷电路板适于插入所述壳体中；以及(b)所述引脚接触件适于压缩地接合布置在印刷电路板(PCB)的边缘或从所述印刷电路板的边缘伸出的第二导电边缘接触件，所述印刷电路板适于插入所述壳体中。
在进一步方面，本发明涉及一种用于制造照明设备的方法，所述方法包括，将电路板插入壳体中，所述电路板具有布置在所述电路板的边缘上或从所述电路板的边缘伸出的第一导电边缘接触件并且具有布置在所述电路板的边缘上或从所述电路板的边缘伸出的第二导电边缘接触件，其中，所述插入使得所述第一导电边缘接触件：(a)穿过所述壳体中的至少一个开口而伸出，以形成第一外部可接近电接触件；或(b)直接接合与所述壳体相关联的第一导电可接近电接触件，以及其中，所述插入使得所述第二导电边缘接触件：(a)穿过所述壳体中的至少一个开口而伸出，以形成第二外部可接近电接触件；或(b)直接接合与所述壳体向关联的第二外部可接近电接触件。
在另一方面，前述方面的任何一个，和/或本文所述的各个单独方面和特征，可以组合以实现附加优势。
从后面的描述以及所附权利要求中，本发明的其他的方面、特征和实施例将变得更显然。
附图说明
图1A是照片图，以未装配状态示出了爱迪生式基部照明设备壳体透视图、控制元件尺寸适于放置在壳体部分内的印刷电路板(PCB)的透视图、以及布置成配合该壳体外部螺纹部分的螺纹爱迪生帽件的透视图。
图1B是透视照片图，以部分装配状态示出了图1A的壳体、PCB和爱迪生帽件，其中PCB插入壳体，但在将螺纹爱迪生帽件接合至壳体之前。
图1C是透视照片图，以进一步装配状态示出了图1A-1B的壳体、PCB和爱迪生帽件，其中PCB插入壳体并且螺纹爱迪生帽件接合至壳体。
图2A是包括壳体部分、带有控制元件的PCB以及图1A-1C爱迪生帽件的爱迪生式螺纹基部固态照明设备的截取透视图。
图2B是图2A固态照明设备的侧视图。
图3A是根据本发明一个实施例的具有螺纹凸出式基部的照明设备的至少一部分的简化截取透视图，该照明设备包括印刷电路板，其具有穿过凸出式基部侧向开口伸出以形成侧向电接触件的第一导电边缘接触件以及穿过螺纹凸出式基部端部延伸以形成电引脚接触件的第二电边缘接触件。
图3B示出图3A的照明设备的透视图。
图4A示出根据本发明另一个实施例的具有螺纹凸出式基部的照明设备壳体的一部分的横截面透视图，模塑到螺纹凸出式基部突出顶部的一狭槽限定的导电销形成电引脚(electrical foot)接触件。
图4B示出图4A所示狭槽限定的导电销的透视图。
图4C示出包括壳体和图4A所示狭槽限定的导电销的照明设备至少一部分的简化的截取透视图，所述照明包括印刷电路板，其中，第一导电边缘接触件穿过凸出式基部侧向开口伸出以形成侧向电接触件，第二电边缘接触件插入到狭槽中以直接接合形成电引脚接触件的导电销。
图4D示出图4C所示照明设备部分的透视图。
图5A示出电气设备一部分的装配透视图，其包括壳体部分以及电路板部分，其中，两个边缘接触件布置为插入到壳体部分，所述两个边缘接触件在电路板上延伸并附于电路板的一表面。
图5B示出第一可选电路板部分的透视图，其中，两个边缘接触件在电路板上延伸并附着于电路板上边缘。
图5C示出第二可选电路板部分的透视图，其中，第一和第二边缘接触件在电路板上延伸并附着于电路板的相对两表面。
图6示出另一个电气设备一部分的装配透视图，包括壳体部分和电路板部分，其中，两个边缘接触件布置为插入到壳体部分，所述两个边缘接触件在电路板上延伸并附着于所述电路板的相对两表面和上边缘。
具体实施方式
本发明涉及结合有印刷电路板(PCBs)或其他基板的电气设备(例如，照明)的改善接口和制造方法，其消除了在PCB/基板与外部可接近电接触件之间对于焊接连接线的需要。可以通过PCB边缘接触件的使用消除电线连接。某些实施例涉及包括爱迪生式螺旋形螺纹凸出式基部照明设备。
本文使用的术语“边缘接触件”是指沿基板(例如，PCB)边缘布置的导电接触件。边缘接触件可以布置在基板边缘上或从基板边缘伸出。在某些实施例中，边缘接触件可以包括金属化的导电材料(例如，铜，金，或其他合适导电金属，或导电聚合物)，或另外地，布置在PCB至少一个边缘上，优选地，在PCB至少一表面延伸，更为优选地，在PCB相对两表面延伸。可以根据常规金属化过程来沉积导电材料。在某些实施例中，边缘接触件可以包括导电材料(例如，板、夹片、插头或其类似物)，其在PCB一部分上接合或抵靠，以从PCB边缘延伸。
可以在电气(例如，照明)设备的壳体中限定至少一个开口，以接收PCB的至少一个边缘接触件并使得所述至少一个边缘接触件穿过壳体延伸。在一个实施例中，PCB的边缘接触件穿过凸出式基部中限定的侧向开口伸出，该边缘接触件具有凹槽边缘，该凹槽边缘限定了突起和凹槽，该突起和凹槽布置成跟随螺旋形凸出式基部的螺纹的侧向轮廓。这样的结构使得侧向边缘接触件在不妨碍将凸出式基部旋入灯或其他灯具的相应螺纹插座的情况下穿过凸出式基部的侧向开口而伸出。在另一个实施例中，PCB的边缘接触件包括没有突起或凹槽的扁平或平滑边缘，其中该扁平或平滑边缘被布置成穿过在凸出式基部中限定的侧向开口而伸出，伸出的侧向距离小于基部螺纹的伸出部分，但是大于或等于基部螺纹的凹部。在这样的实施例中，在将照明设备螺纹地插入凹入式螺纹插座时，PCB的扁平或平滑边缘仍然布置成接触凹入式插座的螺纹侧壁，以使螺纹插座侧壁与(侧向)边缘接触件的扁平或平滑边缘电接触。
在一个实施例中，在螺旋形凸出式基部的突出顶部中限定开口，并且PCB的边缘接触件穿过这样的开口伸出，以形成照明设备的电引脚接触件。
在另一个实施例中，PCB的至少一个边缘接触件不穿过在照明设备壳体中限定的开口伸出，而是直接接合外部可接近导电接触元件，形成照明设备的电引脚接触件或侧向接触件。外部可接近接触元件优选地定位成沿着电气设备的外部，并且优选地布置成连接至电源或电路元件。外部可接近导电接触元件可以与可能电绝缘的壳体至少一部分一体形成，或通过包括插入模制、热熔接(heat staking)(例如，包括壳体加热和导电接触元件的压制或插入)、超声波插入、旋转焊接、压配合(加热或不加热)、以及可选择地辅以壳体加热和/或导电接触元件的冷却的压力施加的过程，可以预制导电接触元件并使其附着于或插入到壳体的电绝缘部分。“直接接合”一般是指没有介入电线的连接，优选地，是指没有介入焊接连接的连接。直接接合优选地包括机械接触，其可以通过偏压力和/或机械压缩(例如，压缩接合)保持。可以由壳体保持一个或更多导电元件，以形成照明设备的侧向接触件和/或引脚接触件，其中，PCB的一个或更多边缘接触件布置成直接接合(例如，压缩接合)一个或更多外部可接近导电接触元件。在一个实施例中，形成照明设备的电引脚接触件或侧向接触件的外部可接近导电元件限定了通过照明设备壳体内导电材料限定的狭槽，PCB边缘接触件插入该下槽以提供直接接合。这样的下槽可以是锥形的，以促进导电元件与边缘接触件之间的压缩接合。可选地或附加地，可以在壳体内使用偏压元件、弹簧、衬垫、垫圈及其类似物，以促进保持PCB边缘接触件与布置在照明设备壳体内导电元件内部之间的直接接触-其中，沿照明设备外部可接近导电元件的另一部分。在一个实施例中，第一导电元件由壳体的一部分保持，以形成用于照明设备的外部可接近侧向接触件，并且第二导电元件由壳体的一部分保持以形成用于照明设备的外部可接近引脚接触件，其中，PCB的第一边缘接触件布置成直接接合壳体内的第一导电元件，并且PCB的第二边缘接触件布置成直接接合壳体内的第二导电元件。
在一个实施例中，适用于螺旋形凸出式基部照明设备的PCB包括第一导电边缘接触件，其(a)穿过凸出式基部的侧向开口伸出以形成电侧向接触件，或(b)直接接合电侧向接触件；并且包括第二导电边缘接触件，其(a)穿过凸出式基部的顶部开口伸出以形成照明设备的电引脚接触件，或(b)直接接合照明设备的电引脚接触件，其中，电侧向接触件沿螺旋形凸出式基部的螺纹侧表面布置，以及电引脚接触件在螺旋形凸出式基部的突出顶部布置。
正如本文所参考的，优选地PCB或其他基板已经装设在其上安装至少一个部件(或与其关联)，该至少一个部件布置成控制或影响发光元件或其他电子元件的操作。在各种实施例中，PCB包括用于至少一个发光元件的镇流器和/或驱动器。PCB可以包括调光电路。有利地，发光元件包括至少一个固态发光元件。至少一个固态发光元件可以包括布置成发出感知为白色的光的至少一个发射器或发射器组合。在某些实施例中，至少一个发光元件包括荧光灯、高强度放电灯、白炽灯和/或卤素灯。可以在单个灯中提供多个发射器，包括布置成发出不同色彩的发射器。在一个实施例中，多个发射器中的每个是单独可控的。PCB可以包括用于控制照明设备中多个发射器中各个发射器的部件和/或电路。PCB可以包括一个或更多集成电路和/或微处理器，以及一个或更多存储器元件。PCB可以接收一个或更多输入信号(例如，用户输入，传感器输入，网络输入，外部控制器输入等等)并且可以生成一个或更多输出信号。照明设备的一个或更多发射器的操作可以响应于用户输入、感应器输入、网络输入和/或外部控制器输入。输出信号可用于操作照明设备的一个或更多发射器，以生成用户感知告警(例如，音频和/或可视信号)，生成输出数据，以及与照明设备外部的一个或更多光源协调操作。
在一个实施例中，正如本文所公开的，至少一个传感器电耦接到PCB，并延伸到电气设备壳体内和/或穿过电气设备壳体。
根据第一实施例的包括具有边缘接触件的PCB的照明设备160的至少一部分如图3A-3B所示。照明设备160包括壳体120，其限定布置成容纳PCB 10的腔体或中空内部129。壳体120包括逐渐步进加大的第一、第二和第三本体部分125A-125C，在每两个本体部分之间具有中间过渡部或肩部126A-126B，并且具有用于散热的关联散热片140。第一本体部分125A构成螺纹凸出式基部，其包括螺纹侧壁部分124，而且也限定了侧向开口127(例如，长方形狭槽或其他形状)，侧向开口布置成容纳PCB 110的边缘接触件112，以形成照明设备160的侧向接触件。这个边缘接触件112优选是凹槽的形状，并且限定了突起和凹槽，该突起和凹槽设置成跟随螺旋形第一本体部分或基部125的螺纹124的侧向轮廓。伸出部分133从第一本体部分或基部125A轴向延伸。在伸出部分133中限定了顶部孔或顶部开口131，顶部孔或顶部开口布置成容纳PCB 110的另一个边缘接触件111，以形成照明设备160的电引脚接触件。这个边缘接触件111可以具有圆形特性，以跟随或符合该伸出部分133的圆形顶部。顶部开口131可以具有任何合适外形，诸如，长方形狭槽、基本圆形开口或任何其他期望外形。
用于制造照明设备160的方法包括，将PCB 110(优选包括安装在其上的电部件)插入壳体120内，足以使一个导电边缘接触件112：(a)穿过第一本体部分或基部125A中的侧向开口127而伸出以形成电接触件；或(b)直接接合电侧向接触件(未示出)，并且足以促另一个导电边缘接触件：(a)穿过凸出式基部的伸出部分133中的顶部开口131而伸出以形成照明设备160的电引脚接触件，或直接接合凸出式基部的电引脚接触件(未示出)。更为普遍地，将PCB插入壳体内，会促使第一导电边缘接触件：(a)穿过壳体的至少一个开口而伸出以形成第一外部可接近电接触件；或(b)直接接合与壳体相关联的第一外部可接近电接触元件，并且可以进一步使第二导电边缘接触件：(a)穿过壳体的至少一个开口而伸出以形成第二外部可接近电接触件；或(b)直接接合与壳体相关联的第二外部可接近电接触元件。PCB 110优选地机械安装在壳体120内或另外地保持在壳体120内。用于制造照明设备的方法可以进一步包括，在电路板与和照明设备关联的至少一个发射器(例如，至少一个固态发射器)之间建立电通信。PCB 110优选包括布置成向至少一个发射器供电的至少一个电接触件(优选多个接触件)。PCB可以具有与其关联的一根或多根电线和/或其他合适导电元件，以及布置成控制和/或影响至少一个电操作元件(例如，光发射器)的部件。在一个实施例中，PCB包括集成电路、微处理器以及存储器元件中的至少一个。PCB可以进一步包括通过电气设备壳体可外部地接近的至少一个关联输入元件。这样的输入元件可以包括，例如，传感器端口、通信端口、数据接口端口和/或编程端口。
根据第一实施例的包括具有边缘接触件的PCB 210的照明设备260的至少一部分如图4A、4C和4D所示。这样的实施例采用导电插件(例如，销)270，其设置成直接接触布置在照明设备260壳体220内部229内的PCB 210的边缘接触件211。导电插件或销270包括外部可接近顶部271(优选是圆形或半球形)、圆柱形本体273、保持结构(喇叭唇)274以及在其中限定了狭槽276的第一腿部275A和第二腿部275B。导电插件270优选与壳体200的至少伸出部分233一体成形(例如，插入模制)。壳体200的至少伸出部分233可以具有电绝缘特性。保持结构274布置成有利于导电插件270机械保持在壳体220的伸出部分233内，以预防插件270从壳体220抽出或移除。虽然在图4A-4C示出的保持结构274具有伸出唇的形式，应当理解，可以用一个或更多突出部和/或凹部来替换，或附加提供一个或多个突出部和/或凹部，以提供类似的机械保持功效。
照明设备260包括壳体220，其限定了布置成容纳PCB 210的腔体或中空内部229。壳体220包括逐渐步进加大的第一、第二和第三本体部分225A-225C，每两个本体部分之间具有中间过渡部或肩部226A-226B，以及具有用于散热的关联散热片240。第一本体部分225A构成螺纹凸出式基部，其包括螺纹侧壁部分224，而且也限定了侧向开口或狭槽227，该侧向开口或狭槽布置成接收PCB 210的边缘接触件212，以形成照明设备260的侧向接触件。这个边缘接触件212优选是凹槽的形状，并且限定了布置成跟随螺旋形第一本体部分或基部225的螺纹224的侧向轮廓的突起和凹槽，从而避免干扰将凸出式基部旋入灯或其他灯具(未示出)的相应螺纹插座中的性能。壳体220的伸出部分233从第一本体部分或基部225A轴向延伸。
在导电插件270布置(例如，保持)在壳体220的伸出部分233中以用于形成电引脚接触件后，PCB 210(优选包括安装在其上的电部件)被插入壳体220，足以使第一导电边缘接触件212穿过第一本体部分或基部225A的侧向开口227伸出，并且足以使第二导电边缘接触件211插在导电腿部275A、275B之间，进入狭槽276，并直接接合形成照明设备160电引脚接触件的导电插件270。PCB 210优选机械布置在壳体220内或另外地保持在壳体220内。
本文所述的具有边缘接触件的PCB用作照明设备的外部可接近接触件或直接接合照明设备的外部可接近接触件，极大简化了制造流程，这是因为，避免了将电线焊接到PCB、引导电线穿过壳体、将电线端部焊接到爱迪生帽件的步骤，以及焊接后修剪电线的步骤。减少了制造成本，并且获得了高可靠性的电连接。
虽然本文所述具有PCB的螺旋形凸出式基部照明设备强调了用于固态发射器(例如，LED)，应当理解，本文所述的设备和制造方法适用于体现其他连接类型(包括但不限于，多销灯连接件)和包括例如荧光发射器、高强度放电发射器、白炽发射器和/或卤素发射器的其他发射器类型的照明设备。
在优选实施例中，至少一个电可接近导电接触件(例如，边缘接触件，或与至少一个外部可接近导电接触件电通信的接触件，其不使用任何介入电线或焊接连接)布置成接触AC电源和引导AC电能。在各种实施例中，AC电源可以具有至少大约100V、至少大约110V、至少大约120V或至少大约220V的线电压。具有与其关联的一个或更多边缘连接件的印刷电路板可以包括至少一个AC/DC转换元件(例如，整流器)。PCB可以进一步包括用于至少一个发光元件的驱动器和镇流器中的至少一个。
在某些实施例中，电气设备(例如，照明设备)的壳体包括多个开口，其中每个布置成接收不同的外部可接近导电接触件。在一个实施例中，每个开口布置成接收不同的导电边缘接触件。由壳体的不同开口接收的不同边缘接触件可以与单个PCB或不同PCB的不同区域相关联。外部可接近导电接触件(例如，边缘接触件)可以延伸到壳体中限定的开口内或可以穿过该开口而延伸。由电气设备壳体的不同开口接收的多个接触件的存在有益于对接触件或下面的基板提供结构支持，并且防止可能靠近接触件放置的导电材料造成的无意的短路。
前述结构和制造方法一般也适用于电气设备，无论其是否包括照明设备，以及是否包括螺纹基部爱迪生连接件。
图5A是电气设备300的一部分的装配透视图，其包括壳体部分320和具有布置成插入壳体部分320中的两个边缘接触件311、312的电路板或基板部分310。壳体部分320包括布置成使得边缘接触件311、312穿过其插入的开口327、328。电路板310包括第一面318、第二面319，以及边界或边缘部分319。两个边缘接触件311、312在电路板部分310的上端上方延伸并且沿着导电焊盘313、314附着于电路板310的第一面318。应当理解，电路板310可以包括很多迹线和关联的电气部件(包括与至少一个边缘接触件和关联接触焊盘电通信的迹线)，但是使得本发明这个实施例的解释清楚，已经忽略了这样的迹线和部件。机械支撑件(未示出)各种类型中的任意一个可以附着于电路板310，以支持边缘接触件311、312。虽然边缘接触件311、312在外形上示出为圆柱形的，但是可以用任何合适外形、尺寸和结构的边缘接触件代替。在将电路板部分310插入壳体320时，边缘接触件311、312优选布置穿过开口327、328延伸，以从壳体310伸出到外面。在一个实施例中，在电路板插入壳体后，与电路板关联的边缘接触件可以凹置于壳体内(例如，像凹入式接触件布置成容纳兼容类型的外部凸出式连接件(未示出))，但是这样的凹置接触件仍然保持是外部可接近的。电路板310优选包括电绝缘芯材料(例如，FR-4)，在其上可以沉积例如焊盘313、314(可由铜，另一种金属，或导电聚合物形成)的一个或更多导电部分。壳体310的至少一部分可以是电绝缘的，以预防边缘连接件311、312之间的短路。
图5B-5C示出布置用于例如图5A中示出的壳体320的壳体的可选电路板部分。在图5B中，两个边缘接触件331、332在电路板330上端部上方延伸，其中电路板330包括第一面338，第二面339以及边界或边缘部分335。两个边缘接触件331、332沿着导电焊盘333、334附着于电路板330的上边缘335，导电焊盘333、334优选沿着电路板330的至少一个面338和边缘部分335而延伸。在图5C中，两个边缘接触件351、352在电路板350上端部上方延伸，电路板350包括第一面358、第二面359以及边界或边缘部分355。两个边缘接触件351、352分别附着于电路板350的第一面358和第二面359。第一面358包括沿着第一边缘接触件351的导电焊盘353；类似的导电焊盘(未示出)优选沿着电路板350的第二面359而设置。导电迹线和电部件和/或电子部件可以在电路板的一面或两面上设置。
在一个实施例中，边缘接触件可以附着于电路板的两面和上边缘。图6示出电气设备400一部分的安装透视图，所述电气设备400一部分包括壳体部分420以及带有两个边缘接触件411、412的电路板部分410。电路板410的至少一部分布置成插入壳体部分420内部。两个边缘接触件411、412从电路板410向上伸出并附着于带有关联的导电接触焊盘413、414的电路板410的两面418、419和上边缘415。在一个实施例中，可以利用任何适当方式(包括压接、热粘结、焊接及其类似方式)，将导电焊盘413、414以及边缘接触件411、412预制(一体成形)并附着于电路板410。在一个实施例中，边缘接触件411、412的尺寸和外形适于其插入传统AC电插座。一个或更多附加边缘接触件(未示出)可以作为接地接触件和附加电源、控制、传感和/或通信接触件而提供，以经由电路板410向电气设备400传输信号或从电气设备400接收信号。
电气设备可以包括：至少一个电操作元件；壳体，具有与其关联的至少一个外部可接近导电接触件；以及布置成插入壳体至少一部分的基板(例如，印刷电路板)。基板可以包括布置在基板边缘上或从基板边缘伸出的至少一个导电边缘接触件。至少一个外部可接近导电接触件(a)包括所述至少一个导电边缘接触件，或(b)在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下，与所述至少一个导电边缘接触件电通信。至少一个外部可接近导电接触件可以布置成接触AC电源和引导AC电能。
在一个实施例中，至少一个外部可接近导电接触件被预制并由电气设备壳体保持，并且至少一个导电边缘接触件布置成接合所述至少一个外部可接近导电接触件的位于壳体内的一部分。
在一个实施例中，电气设备包括壳体，所述壳体包括凸出式基部；以及印刷电路板(PCB)，印刷电路板配置成电连接到电操作元件，PCB的端部位于凸出式基部内；以及布置在PCB边缘上或从PCB边缘伸出的至少一个导电边缘接触件，其中，所述至少一个导电边缘接触件：(a)穿过在凸出式基部中限定的开口而伸出以形成至少一个外部可接近导电接触件；或(b)在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下，与至少一个外部可接近导电接触件电通信(例如，通过直接接合)。边缘接触件可以形成侧向和/或引脚的接触件。
本文所公开的电气设备可以包括任何期望类型的电操作元件。在各种实施例中，根据本发明的电气设备可以包括音频和/或视频设备、个人计算设备、通信设备、照明设备、加热和/或冷却设备、工具、泵、鼓风机、个人护理设备等等。在一个实施例中，电气设备布置成连接到AC电源。在一个实施例中，电气设备布置成连接到DC电源，例如，汽车中的点烟插座。
在一个实施例中，导电边缘接触件布置成相对于电气设备壳体可缩回地伸展。这样的可缩回的伸展在运输或不使用阶段可以保护导电边缘接触件，可以最小化与毗邻物体的物理干扰，以及可以提供改善的外观。优选经由本领域已知的至少一个或多个选择性操作的手动或自动化布置机构(例如，螺线管、伺服电动机、四杆机构、拇指滑块等)，安装有导电边缘接触件的电路板可以在电气设备壳体内的多个位置之间平移或旋转。行程止挡件和/或偏置元件(例如，弹簧、制动器、压缩元件等)可在缩回和伸展的步骤之间，用于将导电边缘接触件(例如，与电路板关联的)保持在任何期望的完全缩回或完全伸展的位置。挠性联接器(例如，带状电缆或其类似物)可以布置在活动(moveable)电路板与和电气设备关联的任何其他电操作元件之间，以便在重复的伸展和缩回步骤之后保持电连接。
应当理解，本文所述的元件和特征中的任意一个可以与一个或多个其他元件和特征中的任意一个组合一起，除非特别指出是相反的。
虽然本文通过参考具体方面、特征和本发明实施例描述了本发明，应当理解，本发明的功效不限于此，而是可以延伸和包含很多其他变化、修改和可选实施例，并且基于本文公开，对本发明技术领域的技术人员来说，暗示了这些变化、修改和可选实施例。因此，正如本发明权利要求所阐述的，本公开旨在广泛解释和说明以包括在本发明精神和范围内的所有变化、修改和可选实施例。

Claims (43)

1.一种照明设备，包括：
壳体，具有与其关联的至少一个外部可接近导电接触件；
至少一个发光元件，与所述壳体关联；以及
基板，布置成插入到所述壳体的至少一部分中，所述基板包括布置在所述基板的边缘上或从所述基板的边缘伸出的至少一个导电边缘接触件，
其中，所述至少一个外部可接近导电接触件(a)包括所述至少一个导电边缘接触件，或(b)在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下，与所述至少一个导电边缘接触件电通信；以及
所述照明设备包括下列特征(i)和(ii)中的至少一个：
(i)所述至少一个外部可接近导电接触件布置成接触AC电源和引导AC电能；以及
(ii)所述壳体包括多个开口，所述至少一个外部可接近导电接触件包括多个外部可接近导电接触件，并且所述多个开口中的每个开口布置成接收所述多个外部可接近导电接触件中的不同的外部可接近导电接触件。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件包括所述至少一个导电边缘接触件。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下与所述至少一个导电边缘接触件电通信。
4.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件布置成接触AC电源和引导AC电能。
5.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述壳体包括多个开口，所述至少一个外部可接近导电接触件包括多个外部可接近导电接触件，并且所述多个开口中的每一个布置成接收不同的外部可接近导电接触件。
6.根据权利要求4所述的照明设备，其中，所述壳体限定至少一个开口，并且所述至少一个导电边缘接触件布置成插入穿过所述至少一个开口，以形成所述至少一个外部可接近导电接触件。
7.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述至少一个导电边缘接触件从所述基板的边缘伸出。
8.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述基板包括印刷电路板，所述印刷电路板包括沉积在其上的多条导电迹线，其中至少一条导电迹线与所述至少一个导电边缘接触件电通信。
9.根据权利要求8所述的照明设备，其中，所述印刷电路板包括用于所述至少一个发光元件的镇流器和驱动器中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件被预制并由所述壳体保持，并且所述至少一个导电边缘接触件布置成接合所述至少一个外部可接近导电接触件的位于所述壳体内的一部分。
11.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件包括第一导电边缘接触件，所述第一导电边缘接触件布置成插入穿过在所述壳体中限定的孔，并且所述至少一个外部可接近导电接触件包括布置成在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下与第二导电边缘接触件电通信的外部可接近导电接触元件。
12.一种照明设备，包括：
壳体，包括凸出式基部；
至少一个发光元件，与所述壳体关联；以及
印刷电路板(PCB)，配置成电连接到所述至少一个发光元件，所述PCB包括位于所述凸出式基部内的端部，并且所述至少一个导电边缘接触件布置在所述PCB的边缘上或从所述PCB的边缘伸出，
其中，所述至少一个导电边缘接触件(a)穿过在所述凸出式基部中限定的开口而伸出以形成至少一个外部可接近导电接触件，或(b)在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下，与所述至少一个外部可接近导电接触件电通信，以及
所述照明设备包括下列特征中的至少一个：
(i)所述至少一个外部可接近导电接触件布置成接触AC电源和引导AC电能；以及
(ii)所述壳体包括多个开口，所述至少一个外部可接近导电接触件包括多个外部可接近导电接触件，并且所述多个开口中的每个开口布置成接收所述多个外部可接近导电接触件中的不同的外部可接近导电接触件。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述至少一个导电边缘接触件穿过在所述凸出式基部中限定的开口而伸出，以形成至少一个外部可接近导电接触件。
14.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述至少一个导电边缘接触件在不使用任何介入电线或焊接连接的情况下与至少一个外部可接近导电接触件电通信。
15.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述至少一个外部可接近导电接触件布置成接触AC电源和引导AC电能。
16.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述壳体包括多个开口，所述至少一个外部可接近导电接触件包括多个外部可接近导电接触件，并且所述多个开口中的每个开口布置成接收不同的外部可接近导电接触件。
17.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述至少一个导电边缘接触件中的第一导电边缘接触件穿过所述凸出式基部中的侧向开口而伸出，以形成侧向接触件。
18.根据权利要求12所述的照明设备，进一步包括由所述壳体保持的外部可接近侧向电接触件，其中，所述至少一个导电边缘接触件中的第一导电边缘接触件直接结合所述侧向电接触件。
19.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述至少一个导电边缘接触件中的第二导电边缘接触件穿过所述凸出式基部中的顶部开口而伸出，以形成引脚接触件。
20.根据权利要求12所述的照明设备，进一步包括由所述壳体保持的外部可接近引脚电接触件，其中，所述至少一个导电边缘接触件中的第二导电边缘接触件直接接合所述引脚电接触件。
21.根据权利要求13所述的照明设备，其中，所述凸出式基部是螺旋形的，并且所述至少一个导电边缘接触件中的第一导电边缘接触件包括限定了突起和凹槽的凹槽形边缘，所述突起和凹槽布置成遵循所述凸出式基部的螺旋形部分的螺纹的侧向轮廓。
22.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述至少一个导电边缘接触件在所述PCB的至少一个边缘以及相对两面被金属化。
23.根据权利要求12所述的照明设备，其中，所述印刷电路板包括用于所述至少一个发光元件的镇流器和驱动器中的任何一个。
24.一种适用于照明设备的印刷电路板(PCB)，所述照明设备包括具有突出顶部的螺旋形凸出式基部，所述基部包括或具有与其关联的外部可接近电侧向接触件，并且所述基部在所述突出顶部处包括或具有与所述基部关联的外部可接近电引脚接触件，所述PCB包括：
布置成插入所述凸出式基部的至少一部分；
第一导电边缘接触件，布置在所述PCB的边缘上或从所述PCB的边缘伸出，所述第一导电边缘接触件适于(a)穿过所述凸出式基部中的侧向开口而伸出，以形成所述电侧向接触件，或(b)直接接合所述电侧向接触件；以及
第二导电边缘接触件，布置在所述PCB的边缘上或从所述PCB的边缘伸出，所述第二导电边缘接触件适于(a)穿过所述凸出式基部中的顶部开口而伸出，以形成电引脚接触件，或(b)直接接合所述电引脚接触件。
25.根据权利要求24所述的PCB，其特征在于，下列中的至少一个：
所述第一导电边缘接触件适于穿过所述凸出式基部中的侧向开口而伸出，以形成所述电侧向接触件；以及
所述第二导电边缘接触件，适于穿过所述凸出式基部中的顶部开口而伸出，以形成所述电引脚接触件。
26.根据权利要求24所述的PCB，其特征在于，下列中的至少一个：
所述第一导电边缘接触件适于直接接合所述侧向接触件；以及
所述第二导电边缘接触件适于直接接合所述电引脚接触件。
27.根据权利要求24所述的PCB，其中，所述第一导电边缘接触件适于穿过所述凸出式基部中的侧向开口而伸出，以形成所述电侧向接触件，并且所述第一导电边缘接触件包括限定了突起和凹槽的凹槽形边缘，所述突起和凹槽布置成遵循所述螺旋形凸出式基部的螺纹的侧向轮廓。
28.根据权利要求24所述的PCB，其中，所述第一导电边缘接触件和所述第二导电边缘接触件中的至少一个在所述PCB的至少一个边缘和相对两面被金属化。
29.根据权利要求24所述的PCB，包括用于所述至少一个发光元件的镇流器和驱动器中的任何一个。
30.根据权利要求24所述的PCB，其中，所述PCB包括以下中的至少一个：集成电路、微处理器以及存储器元件。
31.一种包括电绝缘壳体的照明设备，所述电绝缘壳体包括具有突出顶部的螺旋形凸出式基部、外部可接近电侧向接触件以及外部可接近电引脚接触件，所述照明设备的特征在于，以下特征(a)和(b)中的至少一个：
(a)所述侧向接触件适于压缩地接合布置在印刷电路板(PCB)的边缘上或从所述印刷电路板的边缘伸出的第一导电边缘接触件，所述印刷电路板适于插入所述壳体中；以及
(b)所述引脚接触件适于压缩地接合布置在印刷电路板(PCB)的边缘上或从所述印刷电路板的边缘伸出的第二导电边缘接触件，所述印刷电路板适于插入所述壳体中。
32.根据权利要求31所述的照明设备，其中，所述电侧向接触件和所述电引脚接触件中的至少一个是预制的，并且附着于所述壳体，所述附着的过程包括以下之一：插入模制、热熔接、超声波插入、旋转焊接和压配合。
33.根据权利要求31所述的照明设备，其中，所述电侧向接触件适于压缩地接合适于插入到所述壳体中的PCB的第一导电边缘接触件，并且所述电引脚接触件适于压缩地接合适于插入到所述壳体中的PCB的第二导电边缘接触件。
34.根据权利要求31所述的照明设备，其中，所述电侧向接触件和所述电引脚接触件中的至少一个限定所述壳体内的狭槽，其中，所述狭槽布置成压缩地接合所述PCB的导电边缘接触件。
35.根据权利要求31所述的照明设备，其中，所述电侧向接触件和所述电引脚接触件中的至少一个包括保持结构，所述保持结构保持在所述壳体的一部分内。
36.根据权利要求33所述的照明设备，包括至少一个发光元件，其中，所述PCB包括用于所述至少一个发光元件的镇流器和驱动器中的至少一个。
37.一种包括根据权利要求31所述的照明设备的灯或灯具。
38.一种用于制造照明设备的方法，所述方法包括将电路板插入壳体中，所述电路板具有布置在所述电路板的边缘上或从所述电路板的边缘伸出的第一导电边缘接触件并且具有布置在所述电路板的边缘上或从所述电路板的边缘伸出的第二导电边缘接触件，
其中，所述插入使得所述第一导电边缘接触件：(a)穿过所述壳体中的至少一个开口而伸出，以形成第一外部可接近电接触件；或(b)直接接合与所述壳体相关联的第一导电可接近电接触件，以及
其中，所述插入使得所述第二导电边缘接触件：(a)穿过所述壳体中的至少一个开口而伸出，以形成第二外部可接近电接触件；或(b)直接接合与所述壳体向关联的第二外部可接近电接触件。
39.根据权利要求38所述的方法，进一步包括将所述电路板机械地安装或保持在所述壳体内。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述第一外部可接近电接触件和所述第二外部可接近电接触件中的至少一个是预制的，所述方法进一步包括将所述第一外部可接近电接触件和所述第二外部可接近电接触件中的所述至少一个附着于所述壳体，其中，所述插入产生下列情况中的至少一种：
所述第一导电边缘接触件直接接合所述第一外部可接近电接触件；以及
所述第二导电边缘接触件直接接合所述第二外部可接近电接触件。
41.根据权利要求38所述的方法，其中，所述插入产生下列情况中的至少一种：
所述第一导电边缘接触件穿过所述壳体中的第一开口而伸出，以形成所述第一外部可接近电接触件；以及
所述第二导电边缘接触件穿过所述壳体中的第二开口而伸出，以形成第二外部可接近电接触件。
42.根据权利要求38所述的方法，进一步包括在所述电路板与和所述照明设备相关联的至少一个固态发射器之间建立电通信。
43.根据权利要求38所述的方法，其中，所述壳体包括螺旋形凸出式基部，所述第一外部可接近电接触件包括侧向接触件，并且所述第二外部可接近电接触件包括引脚接触件。
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