CN103090335B - 非隔离式电路组件及应用其的灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非隔离式电路组件及应用其的灯具。非隔离式电路组件包含散热器、环状支撑件、绝缘导热片及光发射器。散热器具有内缩平台。环状支撑件套设于内缩平台的外缘。绝缘导热片设置于内缩平台与环状支撑件上。绝缘导热片的面积大于内缩平台的面积，且绝缘导热片的外缘受环状支撑件支撑。光发射器设置于绝缘导热片上。

Description

非隔离式电路组件及应用其的灯具

技术领域

本发明是有关于一种非隔离式电路组件以及灯具，特别是有关于一种可增加内部电路的绝缘距离的非隔离式电路组件以及灯具。

背景技术

传统照明所消耗的能源极为可观，发展照明节能将是最重要的新能源科技。现今，半导体照明采用高功率高亮度的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)做为光源。发光二极管以其高发光效率、节能、长寿、环保(不含汞)、启动快、指向性等优点，具有广泛取代传统照明光源的潜力。

应用高功率高亮度发光二极管做为照明的光源时，必须配合高效率的散热机构以尽量降低发光二极管的结点温度，才能发挥上述诸多优点。否则，发光二极管灯具的发光亮度、使用寿命将大打折扣，除了将使发光二极管灯具的节能效果不彰，更直接冲击发光二极管灯具的可靠度，或引发严重的光衰甚至使发光二极管灯具失效。

现有的灯具，部分散热成品因尺寸较小，因此无法放入隔离式电路(例如，变压器)，而只能使用体积较小的非隔离式定电流驱动电路。而采用非隔离式定电源驱动电路的灯具若以发光二极管做为光源时，则非隔离式定电源驱动电路会将输入交流电源转换为直流电源后输出，以驱动发光二极管发光。

然而，由于非隔离式定电流驱动电路并未使用变压器将输入交流电源与输出的直流源予以降压隔离。若又逢高电压雷击(非人为因素)或电源系统不稳定而产生高电压(人为因素)等状况，则采用非隔离式定电流驱动电路往往难以符合如CE及北美CUL安规(亦即，电路与外壳的可承受突波电波电压至少需为4kv，且电流需小于10mA等雷击产品安规)。

换言之，非隔离式定电流驱动电路周围虽可用塑料件或绝缘材料进行隔离，但电路输出端至导热基板会使其变为危险带电体。因此，针对非隔离式定电流驱动电路妥善地设计可导热且可耐电压隔离的绝缘设计，是此业界必须刻不容缓投入探讨与研究的课题。

发明内容

为解决已知技术的问题，本发明的一技术方案是一种非隔离式电路组件，其主要是在散热器的顶部设计内缩平台，于内缩平台外套设环状支撑件，并于内缩平台与环状支撑件上设置面积大于内缩平台的绝缘导热片，藉以增加设置于绝缘导热片上的基板绕过绝缘导热片而到达散热器的绝缘距离。因此，本发明无需增大绝缘导热片整体尺寸即可达到增加绝缘距离的目的，并仍可达到耐电压的效果，可应用于小型尺寸的散热结构。此外，本发明可使用较薄的绝缘导热片，无需使用厚膜成型以延长绝缘距离，可降低基板与散热器之间的热阻，进而提升整体导热与散热能力。再者，本发明可沿用传统导电导热的铝散热器，相较于导热塑料整体的导热率来的高，且更可达到高耐电压效果。

根据本发明一实施例，上述的非隔离式电路组件包含散热器、环状支撑件、绝缘导热片以及光发射器。散热器具有内缩平台。环状支撑件套设于内缩平台的外缘。绝缘导热片设置于内缩平台与环状支撑件上。绝缘导热片的面积大于内缩平台的面积，且绝缘导热片的外缘受环状支撑件支撑。光发射器设置于绝缘导热片上。

于本发明的一实施例中，上述的光发射器进一步包含基板以及光源。基板设置于绝缘导热片上。光源设置于基板上，并经由基板与绝缘导热片热性连接至散热器。

于本发明的一实施例中，上述的基板的材料包含铝。

于本发明的一实施例中，上述的环状支撑件的内缘的轮廓与内缩平台的外缘的轮廓互补，并且环状支撑件的内缘与内缩平台的外缘完整密合。

于本发明的一实施例中，上述的绝缘导热片为一导热硅胶片(ThermalSilicone Pad)。

于本发明的一实施例中，上述的环状支撑件的材料包含塑料。

本发明的一技术方案是一种灯具。

根据本发明一实施例，上述的灯具包含散热器、环状支撑件、绝缘导热片、光发射器以及透镜结构。散热器具有内缩平台。环状支撑件套设于内缩平台的外缘。绝缘导热片设置于内缩平台与环状支撑件上。绝缘导热片的面积大于内缩平台的面积，且绝缘导热片的外缘受环状支撑件支撑。光发射器设置于绝缘导热片上。透镜结构设置于光发射器上并包含凸毂。环状支撑件包含通孔。通孔适于容纳凸毂。

于本发明的一实施例中，上述的凸毂是中空。散热器进一步包含锁固孔，并且透镜结构适于通过锁固件穿过凸毂并锁入锁固孔而固定至散热器。

于本发明的一实施例中，上述的绝缘导热片的边缘与凸毂卡合。

于本发明的一实施例中，上述的基板的边缘与凸毂卡合。

于本发明的一实施例中，上述的透镜结构包含透镜部以及固定部。透镜部位于光源上方。固定部环设于透镜部的外缘。凸毂位于固定部的底部，并且固定部的外缘受环状支撑件支撑。光发射器与绝缘导热片的外缘夹持于固定部与环状支撑件之间。

附图说明

图1为绘示依照本发明一实施例的灯具的零件爆炸图；

图2为绘示图1中的非隔离式电路组件的组合剖视图。

【主要组件符号说明】

1：灯具        10：底座

12：散热器     120：内缩平台

122：锁固孔    14：环状支撑件

140：通孔      16：绝缘导热片

18：光发射器   180：光源

182：基板      20：透镜结构

200：透镜部    202：固定部

204：凸毂      22：锁固件

24：透镜盖     26：灯罩

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式绘示。

本发明的一技术方案是一种灯具。更具体地说，其主要是在散热器的顶部设计内缩平台，于内缩平台外套设环状支撑件，并于内缩平台与环状支撑件上设置面积大于内缩平台的绝缘导热片，借以增加设置于绝缘导热片上的基板绕过绝缘导热片而到达散热器的绝缘距离。因此，本发明无需增大绝缘导热片整体尺寸即可达到增加绝缘距离的目的，并仍可达到耐电压的效果，可应用于小型尺寸的散热结构。此外，本发明可使用较薄的绝缘导热片，无需使用厚膜成型以延长绝缘距离，可降低基板与散热器之间的热阻，进而提升整体导热与散热能力。再者，本发明可沿用传统导电导热的铝散热器，相较于导热塑料整体的导热率来的高，且更可达到高耐电压效果。

请参照图1与图2。图1为绘示依照本发明一实施例的灯具1的零件爆炸图。图2为绘示图1中的非隔离式电路组件的组合剖视图。

如图1与图2所示，于本实施例中，灯具1包含底座10、非隔离式电路组件、透镜结构20、透镜盖24以及灯罩26。灯具1的非隔离式电路组件包含散热器12、环状支撑件14、绝缘导热片16、以及光发射器18。以下将针对本发明的灯具1其内各部组件做更进一步的详细介绍。

如图1与图2所示，于本实施例中，灯具1的底座10中设置有电路。灯具1的底座10可通过卡合的方式与散热器12进行组合。非隔离式电路组件的散热器12具有许多镂空处以及类似散热鳍片的结构，用以增加整体与空气接触的表面积，以期提升散热能力。非隔离式电路组件的散热器12的顶部具有内缩平台120，并且内缩平台120的宽度(亦即，平行内缩平台120的顶表面的方向上的宽度)大体上小于散热器12的最大宽度。非隔离式电路组件的环状支撑件14套设于散热器12的内缩平台120的外缘。为了防止环状支撑件14与散热器12的内缩平台120之间会相互转动，可于环状支撑件14的内缘与内缩平台120的外缘设计成互补的轮廓，并且环状支撑件14的内缘与内缩平台120完整密合，以及达到最大导热面积与相对有效绝缘距离。非隔离式电路组件的绝缘导热片16设置于散热器12的内缩平台120与环状支撑件14上。并且，绝缘导热片16的面积大于散热器12的内缩平台120的面积。因此，绝缘导热片16的外缘会向外超出散热器12的内缩平台120，并受环状支撑件14支撑。非隔离式电路组件的光发射器18设置于绝缘导热片16上。灯具1的透镜结构20设置于光发射器18上，并与光发射器18光学耦合。灯具1的透镜盖24用以卡合于透镜结构20的外缘，用以达到保护透镜结构20的目的。灯具1的灯罩26与环状支撑件14进行卡合，借以将绝缘导热片16、光发射器18、透镜结构20以及透镜盖24容纳于灯罩26与环状支撑件14所形成的空间中。

如图1与图2所示，于本实施例中，非隔离式电路组件的光发射器18进一步包含基板182以及光源180。光发射器18的基板182设置于绝缘导热片16上。光发射器18的光源180设置于基板182上，并依序经由基板182与绝缘导热片16热性连接至散热器12。为了达到高导热效率的目的，于本实施例中，光发射器18的基板182的材料可包含铝，并且绝缘导热片16所采用的基底材料为硅，可为导热硅胶片(Thermal Silicone Pad)，但并不限于此。于本实施例中，光发射器18的光源180可为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)，但并不以此为限。

由此可知，本发明通过在绝缘导热片16的下方设计面积较小的内缩平台120，并通过环状支撑件14支撑绝缘导热片16的边缘，进而有效地增加光发射器18的基板182到达散热器12的绝缘距离(亦即，光发射器18的基板182的边缘绕过绝缘导热片16而到达散热器12的距离，如图2中的箭头所示的距离)。换言之，通过本发明上述可导热且可耐电压隔离的绝缘设计，本发明的灯具1可有效地避免高电压雷击(非人为因素)或电源系统不稳定而产生高电压(人为因素)等状况，并符合如CE及北美CUL安规等雷击产品安规。为了不成为光发射器18与散热器12之间的导电途径，于本实施例中，非隔离式电路组件的环状支撑件14的材料可包含塑料，但并不限于此。

在此要说明的是，已知的立体式导热硅胶片必须以厚膜成型方式制造，其厚度会较厚(约1毫米)。相较于已知的立体式导热硅胶片，本发明的绝缘导热片16可经由冲压成型方式制造，使得其厚度可薄化至0.2～0.6毫米，并以0.3～0.5毫米为较佳的厚度范围，因此本发明的绝缘导热片16可降低热阻，并具有容易传导的功效。

另外，已知采用导热塑料(亦即，俗称的散热膏)进行绝缘导热的作法，虽然其厚度可比本发明的绝缘导热片16更薄，但因其为膏状，在涂覆过程往往会导致厚度不一致的问题。特别是当光发射器放置上去时，会把散热膏挤到光发射器的四周，此情形可能导致光发射器放置处的散热膏厚度更薄，甚至会产生空隙，如此将使得电流由该处窜入，而使灯具无法符合耐电压的需求。

综上所述，本发明的绝缘导热片16相较于上述先前技术来说，可通过较佳的薄化厚度以提升热传导能力，并且同时也能维持应有的耐电压质量。

如图1所示，于本实施例中，灯具1的透镜结构20包含至少一凸毂204。非隔离式电路组件的环状支撑件14包含至少一通孔140。并且，环状支撑件14的通孔140适于容纳透镜结构20的凸毂204。换言之，环状支撑件14的通孔140的孔径大于透镜结构20的凸毂204的直径，因此透镜结构20的凸毂204可穿过环状支撑件14的通孔140。

并且，透镜结构20的凸毂204是中空。散热器12进一步包含至少一锁固孔122。透镜结构20适于通过锁固件22(例如，螺丝)穿过透镜结构20的凸毂204并锁入锁固孔122而固定至散热器12。若透镜结构20所采用的材料为绝缘材料(例如，高分子材料)，则穿过透镜结构20的凸毂204并锁固至散热器12的锁固孔122中的锁固件22，即可通过凸毂204的协助而与光发射器18的基板182相互隔绝，进而避免锁固件22成为光发射器18的基板182与散热器12之间的导电途径。

进一步来说，灯具1的透镜结构20包含透镜部200以及固定部202。透镜结构20的透镜部200位于光发射器18的光源180上方。透镜结构20的固定部202环设于透镜部200的外缘。透镜结构20的凸毂204位于固定部202的底部。并且，固定部202的外缘可受环状支撑件14支撑。光发射器18与绝缘导热片16的外缘夹持于透镜结构20的固定部202与环状支撑件14之间。

如图1所示，于本实施例中，为了防止设置于环状支撑件14与透镜结构20之间的绝缘导热片16或光发射器18发生相互滑动或转动的不稳定现象，可设计使绝缘导热片16的边缘与透镜结构20的凸毂204卡合，或设计使光发射器18的基板182的边缘与透镜结构20的凸毂204卡合。更甚者，亦可于环状支撑件14上设计可与绝缘导热片16的边缘或光发射器18的基板182的边缘相互卡合的结构，同样可达到防止绝缘导热片16或光发射器18于环状支撑件14与透镜结构20之间发生滑动或转动的不稳定现象。

本发明的非隔离式电路组件虽以应用于如图1所示的全向性烛光灯具作为实施例而进行说明，但并不限于此。本发明的非隔离式电路组件还可应用于各式全向性灯具(Omnidirectional Lamps)、装饰灯具(Decorative Lamps)以及指向性灯具(Directional Lamps)中。

由以上对于本发明的具体实施例的详述，可以明显地看出，本发明的非隔离式电路组件及应用其的灯具主要是在散热器的顶部设计内缩平台，于内缩平台外套设环状支撑件，并于内缩平台与环状支撑件上设置面积大于内缩平台的绝缘导热片，借以增加设置于绝缘导热片上的基板绕过绝缘导热片而到达散热器的绝缘距离。因此，本发明无需增大绝缘导热片整体尺寸即可达到增加绝缘距离的目的，并仍可达到耐电压的效果，可应用于小型尺寸的散热结构。此外，本发明可使用较薄的绝缘导热片，无需使用厚膜成型以延长绝缘距离，可降低基板与散热器之间的热阻，进而提升整体导热与散热能力。再者，本发明可沿用传统导电导热的铝散热器，相较于导热塑料整体的导热率来的高，且更可达到高耐电压效果。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种非隔离式电路组件，其特征在于，包含：

一散热器，具有一内缩平台；

一环状支撑件，套设于该内缩平台的外缘，并包含一通孔，该通孔适于容纳一透镜结构的一凸毂，该环状支撑件的内缘的轮廓与该内缩平台的外缘的轮廓互补，并且该环状支撑件的内缘与该内缩平台的外缘完整密合；

一绝缘导热片，设置于该内缩平台与该环状支撑件上，其中该绝缘导热片的面积大于该内缩平台的面积，且该绝缘导热片的外缘受该环状支撑件支撑；以及

一光发射器，设置于该绝缘导热片上。

2.根据权利要求1所述的非隔离式电路组件，其特征在于，该光发射器进一步包含：

一基板，设置于该绝缘导热片上；以及

一光源，设置于该基板上，并经由该基板与该绝缘导热片热性连接至该散热器。

3.根据权利要求2所述的非隔离式电路组件，其特征在于，该基板的材料包含铝。

4.根据权利要求1所述的非隔离式电路组件，其特征在于，该绝缘导热片为一导热硅胶片。

5.根据权利要求1所述的非隔离式电路组件，其特征在于，该环状支撑件的材料包含塑料。

6.一种灯具，其特征在于，包含：

一散热器，具有一内缩平台；

一环状支撑件，套设于该内缩平台的外缘，该环状支撑件的内缘的轮廓与该内缩平台的外缘的轮廓互补，并且该环状支撑件的内缘与该内缩平台的外缘完整密合；

一绝缘导热片，设置于该内缩平台与该环状支撑件上，其中该绝缘导热片的面积大于该内缩平台的面积，且该绝缘导热片的外缘受该环状支撑件支撑；

一光发射器，设置于该绝缘导热片上；以及

一透镜结构，设置于该光发射器上并包含一凸毂，该环状支撑件包含一通孔，该通孔适于容纳该凸毂。

7.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，该光发射器进一步包含：

一基板，设置于该绝缘导热片上；以及

一光源，设置于该基板上，并经由该基板与该绝缘导热片热性连接至该散热器。

8.根据权利要求7所述的灯具，其特征在于，该基板的边缘与该凸毂卡合。

9.根据权利要求7所述的灯具，其特征在于，该基板的材料包含铝。

10.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，该凸毂是中空，该散热器进一步包含一锁固孔，并且该透镜结构适于通过一锁固件穿过该凸毂并锁入该锁固孔而固定至该散热器。

11.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，该绝缘导热片的边缘与该凸毂卡合。

12.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，该透镜结构包含：

一透镜部，位于该光发射器上方；以及

一固定部，环设于该透镜部的外缘，该凸毂位于固定部的底部，并且该固定部的外缘受该环状支撑件支撑，其中该光发射器与该绝缘导热片的外缘夹持于该固定部与该环状支撑件之间。

13.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，该绝缘导热片为一导热硅胶片。

14.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，该环状支撑件的材料包含塑料。