CN104295947A - 一种使用带非安全电压条形光源的灯具 - Google Patents

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Abstract

一种使用带非安全电压条形光源的灯具，包括非隔离电源、条形固体光源以及用于固定所述条形固体光源的外壳；对于条形绝缘基板LED光源，在制造过程中使得光源的电路与绝缘基板四周边缘的距离大于或等于安规中规定的爬电距离；对于条形非绝缘基板LED光源，在光源与外壳之间设置绝缘垫层，使得光源与绝缘垫层两侧的距离大于或等于安规中规定的爬电距离；从而保证灯具的绝缘性。采用压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在所述外壳上固定的方式，或者C形固定方式，将所述条形固体光源固定到所述外壳上，从而避免了由于条形固体光源从外壳或绝缘垫层上脱落带来的安全隐患。

Description

一种使用带非安全电压条形光源的灯具
技术领域
本发明涉及一种灯具，特别地涉及一种使用带非安全电压条形光源的灯具。
背景技术
目前，发光二极管（LED）灯具因其寿命长、光效高、辐射低、功耗低、体积小、防震等优点，得到越来越广泛的应用。在灯具行业中，LED通常采用的驱动电源分为隔离电源和非隔离电源。
隔离电源使用变压器，将220V电压通过变压器将电压降到较低的电压，然后再整流成直流输出。因为变压器的主线圈承受220V电压，次级线圈只承受输出的低交流电压，并且主次线圈之间并不直接连接，所以称为隔离电源。
非隔离电源是用220V直接输入到电子电路，在通过电子元件降压输出，输入输出是通过电子元件直接连接的，所以称为非隔离电源。
隔离型驱动通常不会对人体造成威胁，安全但效率较低，非隔离型驱动效率较高；就电路结构而言：目前的隔离型方案多是AC/DC的反激式（Flyback）电路方案，因此相对电路较复杂、成本较高。非隔离型基本是采用DC/DC的升压（Boost）或降压（Buck）电路，则相对电路较简单，因而成本也相对较低。在低压供电的LED灯具中，依据效率和成本优先的原则，非隔离型方案是最佳的选择。
依据安全原则，LED光源通常采用隔离电源。电源输出电压直接加载到光源上，由于电源输出电压为低压安全电压，因此采用隔离型电源驱动的光源，为带安全电压的光源；使用带安全电压光源的灯具无需采取安全绝缘措施，另外条形LED光源固定到灯具外壳上时，一般采用粘结的方式将条形光源、绝缘垫层和灯具外壳固定在一起。即使粘结层失效，条形LED光源从绝缘垫层上脱落，也不会引起短路或触电等危险。使用安全光源的灯具，有时也采用在条形LED光源和绝缘垫层上钻固定孔的方式，来固定条形光源。
依据效率和成本优先的原则，非隔离型方案是最佳的选择，目前，LED球泡灯等采用导热塑料或陶瓷制作外壳，不存在安全绝缘的问题，因而已普遍采用非隔离电源。
而LED格栅灯、LED平板灯和LED条形灯具由于尺寸巨大，出于成本和散热考虑，外壳普遍使用铁皮或铝皮等低成本金属外壳，因而存在安全绝缘的问题，由于光源和外壳之间的安全绝缘未得到解决，因此市场上的LED格栅灯、LED平板灯和LED条形灯具，能够通过安规的灯具是使用隔离电源的。由于隔离电源的高成本导致此类灯具的高成本，从而使LED格栅灯、LED平板灯和LED条形灯具的市场普及率远不如LED球泡灯。
因此本领域技术人员致力于以低成本的方式，解决使用非隔离电源的灯具中光源和外壳之间的安全绝缘问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用带非安全电压条形光源的灯具，这种灯具能够符合安规的要求，保证灯具的安全使用，消除短路或触电等安全隐患，且灯具的成本较低。
在电气或者电子产品领域中，安全是对产品的一种基本要求。各类电气或者电子产品的标准也对产品的安全作了具体规定，如国标、IEC或UL中的相关规定。在产品的设计、生产过程中，需要考虑产品的绝缘限制，具体的就是考虑电气间隙和爬电距离的限制。其中爬电距离是指两个导体之间沿绝缘表面的最短空间距离，通常为两个导体之间沿着绝缘材料表面的最短距离。电气间隙是指两个导体之间的最短空间放电距离。
而采用非隔离型电源，由于电源输出电压高于安规中规定的低压安全电压，为非安全电压电源；另外有些隔离电源，输出电压高于安规中规定的低压安全电压时，也成为非安全电压电源。非安全电压加载到光源上，光源即为带非安全电压的光源。
采用非隔离电源的光源，为带非安全电压的光源；由于成本及散热的原因，用于固定条形LED光源的灯具外壳，多采用金属制成，以保证外壳的强度。因此必须采取相应的安全绝缘措施，才能保证灯具的绝缘性，符合安规的要求。另外如果采用粘结的方式将条形LED光源、绝缘垫层与灯具外壳固定在一起，一旦粘结层失效，条形LED光源从绝缘垫层上脱落，会引起短路或触电等危险；而如果采用在条形LED光源和绝缘垫层上钻固定孔的方式，会破坏带非安全电压光源的绝缘垫层，也会带来安全隐患。
因此必须采取相应的安全绝缘措施，才能使得使用带非安全电压条形光源的灯具符合安规的要求，保证灯具的安全使用，消除短路或触电等安全隐患。
本发明提供的使用带非安全电压条形光源的灯具，包括非安全电压电源、条形固体光源以及用于固定所述条形固体光源的非绝缘外壳，其特征在于：
条形固体光源为条形绝缘材质基板光源时，条形绝缘材质基板光源的电路与所述绝缘材质基板四周边缘的距离分别大于或等于安规中规定的爬电距离；
条形固体光源为条形非绝缘材质基板光源时，条形非绝缘材质基板光源与外壳之间设置绝缘垫层，条形非绝缘材质基板光源与绝缘垫层四周边缘的距离分别大于或等于安规中规定的爬电距离；
采用压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在所述外壳上固定的方式，或者C形固定方式，将所述条形固体光源固定到所述外壳上。
本发明提供的使用带非安全电压条形光源的灯具，条形固体光源与外壳之间满足安规中规定的爬电距离要求，即符合安规中的绝缘限制，可以安全使用；同时采用压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在所述外壳上固定的方式，或者C形固定方式，使条形光源牢固地固定在灯具的外壳上，从而避免了由于条形固体光源从外壳或绝缘垫层上脱落带来的安全隐患。
进一步地，条形绝缘材质基板光源为条形绝缘材质基板LED光源。
进一步地，条形绝缘材质基板LED光源为条形玻纤基板LED光源。
进一步地，条形绝缘材质基板光源与外壳之间采用粘结方式固定在一起。
进一步地，条形非绝缘材质基板光源为条形非绝缘材质基板LED光源。
进一步地，条形非绝缘材质基板LED光源为条形铝基板LED光源。
进一步地，条形非绝缘材质基板光源、绝缘垫层与外壳之间采用粘结方式固定在一起。
进一步地，条形固体光源为一个或多个。
进一步地，外壳使用金属材料制成。
进一步地，压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在外壳上固定的方式，为在外壳上所述条形绝缘材质基板光源两侧或绝缘垫层两侧成对开固定孔，使用固定件穿过固定孔，跨接或者环绕固定条形绝缘材质基板光源或条形非绝缘材质基板光源。
进一步地，固定件为绝缘固定件。
进一步地，绝缘固定件为跨接式卡扣、环状卡扣、超声波铆或超声波焊。
进一步地，绝缘固定件包括一个或多个定位齿，定位齿防止条形固体光源移动。
进一步地，超声波铆件跨接在所述条形固体光源上，所述超声波铆件的两端使用超声波铆高温熔化后形成面积大于固定孔的端部，形成跨接固定。
进一步地，超声波焊件跨接在所述条形固体光源上，超声波焊件的两端使用超声波焊高温熔化后与底板铆合在一起，形成环绕固定。
进一步地，固定孔在条形固体光源一侧的边缘与条形固体光源之间的距离，大于或等于安规中规定的电气间隙。电气间隙是指两个导体之间的最短空间放电距离，大于或等于安规中规定的电气间隙可以保证在固定孔的位置使用非绝缘固定件，仍然能够保证产品的绝缘性。
进一步地，使用非绝缘固定件固定，所述非绝缘固定件包括非导体的跨接片和穿过所述固定孔的非绝缘的紧固件。
进一步地，非绝缘紧固件包括螺杆和螺母。
进一步地，跨接片包括一个或多个定位齿。
进一步地，C形固定方式为使用所述外壳延伸出的固定片固定。
进一步地，压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在所述外壳上固定的方式，为使用嵌入卡槽的绝缘压条固定所述条形固体光源。
进一步地，条形固体光源为条形OLED光源。
进一步地，非安全电压电源为非隔离电源。
进一步地，非安全电压电源为输出电压超过安规中规定的低压安全电压的隔离电源。
进一步地，灯具为LED格栅灯、LED平板灯或LED条形灯具。
采用本发明提供的使用带非安全电压条形光源的灯具，有效地有效降低电源成本，并提高了灯具的系统光效，以低成本的方式解决了非安全电压光源的绝缘问题，在批量生产中解决绝缘问题的额外成本，可忽略不计。由于成本的降低，使该类灯具更具竞争力。
附图说明
图1是本发明第一个实施例中的LED格栅灯的示意图；
图2是图1所示的LED格栅灯的条形LED光源布局图；
图3是第一种跨接式卡扣的透视图；
图4是第一种跨接式卡扣的正视图；
图5是条形固体光源为玻纤基板LED光源且采用第一种跨接式卡扣时的剖视图；
图6是第二种跨接式卡扣的透视图；
图7是第二种跨接式卡扣的正视图；
图8是条形固体光源为铝基板LED光源且采用第二种跨接式卡扣固定时的剖视图；
图9是第三种跨接式卡扣的透视图；
图10是第三种跨接式卡扣的正视图；
图11是条形固体光源为铝基板LED光源且采用第三种跨接式卡扣固定时的剖视图；
图12是第三种跨接式卡扣的定位齿与铝基板LED光源的固定关系图；
图13是条形固体光源为铝基板LED光源且采用第四种跨接式卡扣时的剖视图；
图14是条形固体光源为铝基板LED光源且采用超声波铆固定时的剖视图；
图15是条形固体光源为铝基板LED光源且采用超声波焊固定时的剖视图；
图16是本发明第四个实施例中的LED平板灯的示意图；
图17是图16所示的LED平板灯的后视图；
图18是图17中沿A-A方向的剖视图；
图19是本发明第四个实施例中的另一种LED平板灯的后视图；
图20是图19中沿A-A方向的剖视图；
图21是图19所示的LED平板灯的侧视图；
图22是本发明第五个实施例中的LED条形灯具的剖视图；
图23是本发明第五个实施例中的另一种LED条形灯具的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明第一个实施例中的使用带非安全电压光源的LED格栅灯的示意图，LED格栅灯包括外壳1和柔光板6；图2是图1所示的LED格栅灯的条形LED光源布局图；如图所示该LED格栅灯包括外壳1、固定于外壳1上的多个条形LED光源2以及条形LED光源2两侧的固定孔3。该LED格栅灯使用非隔离电源驱动，外壳1为铁皮制成，每一个条形LED光源2两侧设有3对固定孔。
由于使用了非隔离电源，因此本实施例中的条形LED光源2为带非安全电压光源。
为了保证本实施例中的灯具的安全使用，应符合安规中关于爬电距离的规定；条形LED光源21的基板为玻纤基板，玻纤基板的绝缘性在安规上是得到承认的，因此只有条形玻纤基板LED光源21的电路为带电体，条形玻纤基板LED光源21的电路包括敷铜层和元件。在条形玻纤基板LED光源的制造过程中，保证条形LED光源的电路与玻纤基板四周边缘的距离分别大于或等于安规中规定的爬电距离，这样就可以保证使用带非安全电压光源的灯具的绝缘性，从而保证其安全使用。
条形玻纤基板LED光源21与外壳1之间采用粘结方式固定在一起。
如图5所示，条形玻纤基板LED光源21采用图3和图4中所示的第一种跨接式卡扣51固定到外壳1上，该卡扣为塑料卡扣，包括跨接部511、连接在跨接部511两端的弹性卡爪512。将跨接部511覆盖在条形玻纤基板LED光源21上，将跨接部511两端的弹性卡爪512分别穿过条形玻纤基板LED光源21两侧的固定孔3，利用卡扣的弹性力保证弹性卡爪512牢固地卡在固定孔3，而不会脱出。采用这种固定方式，条形玻纤基板LED光源21可以牢固地固定在外壳1上，可以避免由于条形玻纤基板LED光源21与外壳1之间的粘结层失效，条形玻纤基板LED光源21从外壳1上脱落引起短路或触电等危险。
在本实施例中，还可以使用环形卡扣，例如线卡等，环绕固定条形玻纤基板LED光源21，将线卡的两端跨过条形玻纤基板LED光源21，穿过条形玻纤基板LED光源21两侧的固定孔3，在外壳的另一侧将线卡的两端卡接在一起；使得条形玻纤基板LED光源21能够牢固地固定在灯具的外壳1上。
本发明第二个实施例中的使用带非安全电压光源的灯具，与第一个实施例中的灯具相似，如图8所示，区别在于条形LED光源为条形铝基板LED光源22，并且使用第二种跨接式卡扣52，如图6和7所示。对于条形铝基板LED光源22，铝基板的绝缘性在安规上是不被承认的，因此认为整个条形铝基板LED光源22是带电体。为了保证第二个实施例中的灯具的绝缘性，在条形铝基板LED光源22与外壳1之间设置绝缘垫层4，条形铝基板LED光源22与绝缘垫层4四周边缘的距离分别大于或等于安规中规定的爬电距离，这样就可以保证该灯具的绝缘性，从而保证其使用安全。
条形铝基板LED光源22、绝缘垫层4和外壳1之间采用粘结方式固定在一起。
如图6和7所示，第二种跨接式卡扣52包括跨接部521、连接在跨接部521两端的弹性卡爪522以及设置在跨接部521上的一个定位齿523，条形铝基板LED光源22在制造时在铝基板上打定位孔；如图8所示，将跨接部521覆盖在条形铝基板光源22上，将定位齿523插入条形铝基板LED光源22上的定位孔中，并将跨接部521两端的弹性卡爪522分别穿过条形铝基板光源22两侧的固定孔3，利用卡扣的弹性力保证弹性卡爪522牢固地卡在固定孔3，而不会脱出。采用这种固定方式，条形铝基板光源22可以牢固地固定在外壳1上，可以避免由于条形铝基板LED光源22与外壳1之间的粘结层失效，条形铝基板LED光源22从外壳1上脱落引起短路或触电等危险，另外定位齿523可防止条形铝基板LED光源22移动。
如图11所示，在本实施例中，还可以使用第三种跨接式卡扣53固定条形铝基板光源22；如图9和图10所示，第三种跨接式卡扣53包括跨接部531、连接在跨接部531两端的弹性卡爪532以及设置在跨接部531上的一对定位齿533；将跨接部531覆盖在条形铝基板光源22上，条形铝基板光源22在制造时在铝基板两侧开有定位槽221，将定位齿533卡在条形铝基板光源22上两侧定位槽221中，以防止条形玻纤基板LED光源22的移动，定位关系如图12所示；并将跨接部531两端的弹性卡爪532分别穿过条形铝基板光源22两侧的固定孔3，利用卡扣的弹性力保证弹性卡爪532牢固地卡在固定孔3，而不会脱出。
如图13所示，在本实施例中，还可以使用第四种跨接式卡扣54固定条形铝基板光源22；第四种跨接式卡扣54包括跨接部541、连接在跨接部541两端的弹性卡爪542以及设置在跨接部541上的一对定位齿543；将跨接部541覆盖在条形铝基板光源22上，条形铝基板光源22在制造时在铝基板两侧开有定位槽221，将定位齿543卡在条形铝基板光源22上两侧定位槽221中，以防止条形玻纤基板LED光源22的移动，定位关系如图12所示；并将跨接部541两端的弹性卡爪542分别穿过条形铝基板光源22两侧的固定孔3，弹性卡爪542向两侧张开，利用卡扣的弹性力保证弹性卡爪542牢固地卡在固定孔3，而不会脱出。
在本实施例中，还可以使用超声波铆固定条形铝基板光源22，如图14所示，超声波铆件包括一对定位齿553，将定位齿553卡在条形铝基板光源22上，防止条形铝基板LED光源22移动；将超声波铆件55的两端552穿过条形铝基板光源22两侧的固定孔3中，使用超声波铆将超声波铆件55的两端552高温熔化后形成面积大于固定孔3的端部，确保超声波铆件55不从固定孔3中脱出，从而使条形铝基板光源22能够牢固地固定在灯具的外壳1上，从而避免了由于条形光源从外壳或绝缘垫层上脱落带来的安全隐患。
在本实施例中，还可以使用超声波焊固定条形铝基板光源22，超声波焊采取热定型方式对塑料制品与塑料制品进行铆合，如图15所示，利用超声波焊件56的弹性变形，将超声波焊件56的两端穿过条形铝基板光源22两侧的固定孔3中，使用超声波焊将超声波焊件56的两端562高温熔化后与底板565铆合在一起，从而使条形铝基板光源22能够牢固地固定在灯具的外壳1上，从而避免了由于条形光源从外壳或绝缘垫层上脱落带来的安全隐患。
本发明第三个实施例中的使用带非安全电压光源的灯具，与第二个实施例中的灯具相似，区别在于使用塑料跨接片、螺杆和螺母固定铝基板条形光源22，塑料跨接片为非导体跨接片。由于螺杆和螺母是非绝缘的，因此为了保证安全，应考虑绝缘问题。安规中绝缘限制中的电气间隙是指两个导体之间的最短空间放电距离。
在本实施例中，电气间隙采用IEC中的规定的6mm，固定孔3在铝基板条形光源22一侧的边沿与铝基板条形光源22之间的距离，大于或等于安规中规定的电气间隙6mm。大于或等于安规中规定的电气间隙可以确保在固定孔的位置使用非绝缘紧固件，例如螺杆和螺母，仍然能够保证产品的绝缘性。另外采用塑料跨接片、螺杆和螺母固定使铝基板条形光源22能够牢固地固定在灯具的外壳1上，从而避免了由于条形光源从外壳或绝缘垫层上脱落带来的安全隐患。
本发明第四个实施例中的使用带非安全电压光源的灯具，是LED平板灯，如图16所示，通常为矩形或正方形，包括外壳1和柔光板6，在矩形的四边安装条形LED光源，或者在矩形的对边安装LED光源；该LED平板灯采用铝基板条形光源22，如图18所示，外壳12为C形，外壳12与铝基板条形光源22之间设置绝缘垫层4，沿外壳12为C形设置，铝基板条形光源22到绝缘垫层4四周边缘的距离大于或等于安规中规定的爬电距离，这样就可以保证该灯具的绝缘性，从而保证其使用安全。
采用第一种C形固定方式固定铝基板条形光源22，这里所说的第一种C形固定方式是指铝基板条形光源22安装在C形外壳的底部，C形外壳12的开口部分由LED平板灯的柔光板6、导光板7、反光层8和背板9叠放压住铝基板条形光源22；如图17所示，LED平板灯的四个C形外壳12通过L形固定件，用螺钉在四个角固定，从而将铝基板条形光源22限制在C形外壳12内，保证铝基板条形光源22的可靠固定。
在本实施例中还可以采用第二种C形固定方式，如图19和20所示，这里所说的第二种C形固定方式是指铝基板条形光源22安装在L形外壳13中，四边的L形外壳13是焊在一起的，L形外壳延伸出固定片57，每边通常有两个固定片57，LED平板灯的柔光板6、导光板7、反光层8和背板9叠放，将铝基板条形光源22限制在L形外壳13内，将固定片57按下，形成C形固定，保证条形铝基板光源22的可靠固定。
C形固定方式是指利用其他部件将条形固体光源限制在外壳内的固定方式。
本发明第五个实施例中的使用带非安全电压光源的灯具，是LED条形灯具；LED条形灯具是替代条形荧光灯管灯具的一体式灯具，包括光源、电源及安装方式；如图22所示，包括异型外壳14，外壳14上设有卡槽141，条形铝基板光源22与外壳14之间设置绝缘垫层4，条形铝基板光源22到绝缘垫层4四周边缘的距离大于或等于安规中规定的爬电距离，这样就可以保证该灯具的绝缘性，从而保证其使用安全。
本实施例中，使用一对嵌入卡槽141的绝缘压条58，利用绝缘压条58本身的弹性，将条形铝基板光源22可靠固定。
本实施例中，如图23所示，还可以使用一个嵌入外壳15的卡槽151的绝缘压条59，在条形铝基板光源22上覆盖一个绝缘固定外壳591，利用绝缘压条59本身的弹性，将绝缘固定外壳591压紧，从而将条形铝基板光源22可靠固定。绝缘压条59为一端在外壳上固定的固定方式。
本实施例中，还可以使用条形OLED光源，即条形有机LED光源。
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种使用带非安全电压条形光源的灯具，包括非安全电压电源、条形固体光源以及用于固定所述条形固体光源的非绝缘外壳，其特征在于：
所述条形固体光源为条形绝缘材质基板光源时，所述条形绝缘材质基板光源的电路与所述绝缘材质基板四周边缘的距离分别大于或等于安规中规定的爬电距离；
所述条形固体光源为条形非绝缘材质基板光源时，所述条形非绝缘材质基板光源与所述外壳之间设置绝缘垫层，所述条形非绝缘材质基板光源与所述绝缘垫层四周边缘的距离分别大于或等于安规中规定的爬电距离；
采用压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在所述外壳上固定的方式，或者C形固定方式，将所述条形固体光源固定到所述外壳上。
2.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述条形绝缘材质基板光源为条形绝缘材质基板LED光源。
3.如权利要求2所述的灯具，其特征在于：所述条形绝缘材质基板LED光源为条形玻纤基板LED光源。
4.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述条形非绝缘材质基板光源为条形非绝缘材质基板LED光源。
5.如权利要求4所述的灯具，其特征在于：所述条形非绝缘材质基板LED光源为条形铝基板LED光源。
6.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述条形固体光源为一个或多个。
7.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述外壳使用金属材料制成。
8.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述压住所述条形固体光源、跨过爬电距离、一端或多端在所述外壳上固定的方式，为在所述外壳上所述条形绝缘材质基板光源两侧或所述绝缘垫层两侧成对开固定孔，使用固定件穿过所述固定孔，跨接或者环绕固定所述条形绝缘材质基板光源或所述条形非绝缘材质基板光源。
9.如权利要求10所述的灯具，其特征在于：所述固定件为绝缘固定件。
10.如权利要求11所述的灯具，其特征在于：所述绝缘固定件为跨接式卡扣、环状卡扣、超声波铆或超声波焊。
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