CN105276402A - 具有过热保护机制的灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及灯具领域。本发明提供一种具有过热保护机制的灯具，其主要是于灯具的外壳内设置基板，基板上设置电性连接的发光二极管及过热保护单元，过热保护单元以导热平面直接贴设于基板，据此，当该发光二极管运作并产生异常过热时，发光二极管的热能直接传导至基板，基板的热再通过导热平面直接传导至过热保护单元，则过热保护单元就能直接、迅速地受热反应，并据此使发光二极管停止运作，避免发光二极管持续运作而产生过热损坏的状况。

Description

具有过热保护机制的灯具
技术领域
本发明提供一种具有过热保护机制的灯具，其是与灯具有关。
背景技术
发光二极管灯具，由于具有耗电量低以及工作寿命长的优异特性，因此发光二极管灯具目前已被广泛使用，而为满足不同的使用需求及应用的多元化，市面上即有一种高功率高亮度的发光二极管灯具，而该高功率高亮度的发光二极管灯具虽然能满足高亮度需求的使用，但高功率的运作也随之产生高热，因而又衍生出散热的需求；
而一般市面上的高功率发光二极管灯具除了配置散热鳍片提供必要的被动散热效果之外，更会配置一种过热保护装置，通过该过热保护装置于整体灯具过热时主动产生停止运作的防护机制，达到保护机件的效果；而该过热保护装置主要是由一陶瓷制成的外壳内包覆正温度系数热敏电阻材料，该正温度系数热敏电阻材料再连接二引出电极，则该过热保护装置即可通过二该引出电极插接于电路板上与发光二极管或其他电路组件形成电性连接；使用时，当该电路板上的发光二极管或其他机件产生高热并导致该电路板过热时，该电路板周围环境温度升高，则该过热保护装置的热敏电阻材料感受环境温度而提高电阻值，据此，使得整体电路的电流下降，甚至使电路板上的各发光二极管或其他组件停止运作，据以产生保护机件的效果；
然而，由于该热敏电阻材料是包覆于陶瓷制成的外壳内部，该电路板周围环境的温度是通过空气进行热传导，且热传导过程还需通过该外壳才能传导至该热敏电阻材料，整个热传导过程并非直接而有反应速度延迟的现象，此现象对于具有高散热需求的高功率发光二极管灯具而言实有不足，并有保护效果不彰的缺失；有鉴于此，本发明人潜心研究并更深入构思，历经多次研发试作后，终于发明出一种具有过热保护机制的灯具。
发明内容
本发明提供一种具有过热保护机制的灯具，其主要目的是改善一般高功率发光二极管灯具的过热保护装置的反应速度延迟而无法达到完善保护效果的缺失。
为达前述目的，本发明提供一种具有过热保护机制的灯具，包含：
一外壳；
一基板，容置于该外壳内部；
一过热保护单元，具有一导热平面，该过热保护单元以该导热平面贴设于该基板上；以及
一发光二极管，设置于该基板上并电性连接该过热保护单元。
本发明通过于外壳内的基板上设置发光二极管构成灯具，且过热保护单元直接以导热平面贴设于该基板，则当该发光二极管运作产生异常过热时，热能即直接传导至该基板及该过热保护单元，热传导极为直接、迅速，使过热保护单元能迅速反应让发光二极管停止运作以避免持续运作而损坏，据此，本发明能提高过热保护单元的反应速度，并提供机件的最佳的保护效果。
附图说明
图1为本发明具有过热保护机制的灯具的结构剖视图。
图2为图1的局部结构平面图。
图3为本发明具有过热保护机制的灯具的另一实施例。
图4为图3的局部结构放大图。
【符号说明】
外壳10基板20
过热保护单元30过热保护单元30A
过热保护单元30B第一电极31
容置空间311开口312
凸部313绝缘固定块314
第二电极32第一金属片321
第二金属片322第一引出电极33
第二引出电极34绝缘体35
发光二极管40导热平面S
具体实施方式
为使本领域技术人员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步地了解与认识，以下兹请配合附图说明详述如后：
本发明具有过热保护机制的灯具的较佳实施例如图1至图2所示，包含：
一外壳10；
一基板20，容置于该外壳10内部；
一过热保护单元30，具有一导热平面S，该过热保护单元30以该导热平面S贴设于该基板20上；而该过热保护单元30可如图1、图2所示的实施例，如图1、图2所示的过热保护单元30A由正温度系数(PTC,PositiveTemperatureCoefficient)热敏电阻(Thermistors)的材料制成，且该过热保护单元30A是以网版印刷的方式设置于该基板20上成为电路，其中，该热敏电组材料可为钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)或钛酸铅(PbTiO3)为主并掺入微量铌(Nb)、钽(Ta)、铋(Bi)、锑(Sb)、镧(La)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)或铬(Cr5)氧化物的烧结体，但该热敏电阻材料也不限于上列所揭；以及
一发光二极管40，设置于该基板20上并电性连接该过热保护单元30A，而该发光二极管40的数量并不限制于一个或多个。
以上为本发明具有过热保护机制的灯具图1、2实施例的主要结构组态及特征，其使用时，该过热保护单元30A与该发光二极管40配合电源构成一完整的电路回路，而当该发光二极管40运作产生异常过热时，该发光二极管40产生的热能直接传导至该基板20上，而由于该过热保护单元30A以该导热平面S直接贴设于该基板20上，则该基板20的热能即能通过该导热平面S直接传导至该过热保护单元30A，而由于该过热保护单元30A是由正温度系数热敏电阻材料所制成，当该过热保护单元30A受热时即会提高其电阻值，如此，通过与该过热保护单元30A电性连接的发光二极管40的电流下降，并能进而使该发光二极管40停止运作，避免该发光二极管40持续运作而过热损坏；
值得说明的是，由于本发明的过热保护单元30是以该导热平面S直接贴设于该基板20上，面对面的直接接触使温度能直接传导、提高热传导效率，并进而缩短该过热保护单元30的反应时间，提高该过热保护单元30的反应速度，而能确实达到防护效果；此外，由于本发明图1、2例的过热保护单元30A是以网版印刷的方式设置于该基板20上，因此配置该过热保护单元30A的位置或排列方式的自由度极高，据此又能便于设置于该基板20上的发光二极管40或其他机件的配置，提高装配的方便性及自由度，在此特别说明的是，该保护单元30A的设置位置不限于图2所示，其可以是电性连接部份的发光二极管40，也可以是所有的发光二极管40之间皆以该保护单元30A电性连接。
另外，本发明的具有过热保护机制的灯具更能如图3、图4所示的实施例，其中，该过热保护单元30B包含：
一第一电极31，成形为凹形容器形态并具有一容置空间311及该导热平面S，该容置空间311具有一开口312，且该容置空间311内成形一凸部313并固定一绝缘固定块314，该第一电极31以该导热平面S贴设于该基板20上；
一第二电极32，由至少二具有不同热膨胀系数的金属贴合所构成，且该第二电极32一端固定于该绝缘固定块314上，另一端可分离地接触该第一电极31的凸部313，本实施例的第二电极32是由一第一金属片321及一第二金属片322贴合而成，该第一金属片321的热膨胀系数大于该第二金属片322的热膨胀系数，且该第二电极32是以具有较大热膨胀系数的一面可分离地接触该第一电极31的凸部313，本实施例即以该第一金属片321接触该第一电极31，且本实施例的第一金属片321由铝所制成，而第二金属片322由铂所制成，然，但该第二电极32的材质并不限于此例，改变组成第二电极32的两种金属材质可能影响其作用时间但仍应为本发明所保护的范围内；
一第一引出电极33，一端电性连接该第一电极31；
一第二引出电极34，一端电性连接该第二电极32；以及
一绝缘体35，覆盖该第一电极31及该第二电极32并封闭该第一电极31的容置空间311的开口312，而该第一引出电极33的另一端或该第二引出电极34的另一端穿出该绝缘体35与该发光二极管40电性连接。
而当本发明的具有过热保护机制的灯具的该过热保护单元30为如图3例使用时，该过热保护单元30B与该发光二极管40配合电源构成一完整的电路回路，而当该发光二极管40运作产生异常过热时，该发光二极管40产生的热便能直接传导至该基板20上，而由于该过热保护单元30B以该第一电极31的导热平面S直接贴设于该基板20上，则该基板20的热能即能通过该导热平面S直接传导至该过热保护单元30B的第一电极31，同时，温度同时传导至接触于该第一电极31凸部313的第二电极32，当该第二电极32受热时，由于该第二电极32是由具有不同膨胀系数的金属贴合而成，且该第二电极32是以膨胀系数较高的一面接触该第一电极31，则该第二电极32受热使两种金属产生不同程度的膨胀，因而造成接触于该第一电极31的该第二电极32一端产生弯曲变形，当该第二电极32弯曲时，该第二电极32具有较大热膨胀系数的一面会朝向较低热膨胀系数的一面，而使得该第二电极32原本接触于该第一电极31凸部313的一端就会脱离该第一电极31的凸部313，使该第一电极31与该第二电极32之间成为断路的状态(具体可通过该第一引出电极33和该第二引出电极34的引出端焊接在电路板的线路焊盘而与该发光二极管40电性连接，作为一温控开关而串接在该电路回路中)，则整个电路回路成为断路，该发光二极管40即无法运作，据此避免该发光二极管40持续运作过热而毁损。
由上述可知，本发明的具有过热保护机制的灯具的发光二极管40设置于该基板20上，且该过热保护单元30直接以该导热平面S接触于该基板20，则当该发光二极管40运作产生热时，热能直接地传导至该基板20，并通过与该基板20接触的该导热平面S直接传导至该过热保护单元30，据此使该过热保护单元30系直接、快速地受热，而能缩短反应时间，在最短的时间内做出反应，据以确实达到保护发光二极管40的目的；此外，本发明的该基板20为一绝缘体，而该第一电极31通过焊接固定于该基板20上成为独立、封闭的金属线路区域，故该第一电极31可确实避免短路的状况发生并保持快速导热的功能。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有过热保护机制的灯具，包含：
一外壳；
一基板，容置于该外壳内部；
一过热保护单元，具有一导热平面，该过热保护单元以该导热平面贴设于该基板上；以及
一发光二极管，设置于该基板上并电性连接该过热保护单元。
2.如权利要求1所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该过热保护单元由正温度系数热敏电阻的材料制成。
3.如权利要求2所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该过热保护单元以网版印刷的方式设置于该基板上。
4.如权利要求1所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该基板上设置多个发光二极管。
5.如权利要求1所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该过热保护单元包含一第一电极及一第二电极，该第一电极具有该导热平面，该第一电极以该导热平面贴设于该基板上，该第二电极由至少二具有不同热膨胀系数的金属贴合所构成，且该第二电极一端固定于一绝缘固定块上，另一端可分离地接触该第一电极。
6.如权利要求5所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该第一电极电性连接一第一引出电极的一端，该第二电极电性连接一第二引出电极的一端，该第一引出电极的另一端或该第二引出电极的另一端电性连接该发光二极管。
7.如权利要求6所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该过热保护组件更包含一绝缘体，该绝缘体覆盖该第一电极及该第二电极，而该第一引出电极的另一端或该第二引出电极的另一端穿出该绝缘体与该发光二极管电性连接。
8.如权利要求5所述的具有过热保护机制的灯具，其特征在于：该第一电极成形为凹形容器形态并具有一容置空间，该容置空间具有一开口，且该第一电极具有一成形于该容置空间内的凸部，该绝缘固定块固定于该第一电极并容置于该容置空间内，而该第二电极的另一端可分离地接触于该第一电极的凸部，且该过热保护组件更包含一封闭该开口的绝缘体。
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