CN107489956A - 并入用于防止静电放电的装置的用于机动车辆的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于机动车辆的照明设备。该设备包括一个或多个电子电路，该电子电路中并入了对静电放电敏感的电子组件。由于本发明的特征，通过促进任何静电放电受控地流到地来保护组件。因此，可以通过防止容易破坏或劣化敏感电子组件的随机静电放电而保护一个或多个电子电路的所有部分。

Description

并入用于防止静电放电的装置的用于机动车辆的照明设备
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的照明设备的领域。本发明具体地涉及使用对静电放电敏感的电子组件(比如发光二极管)的设备。
背景技术
在用于机动车辆的照明设备的领域中，越来越多地指定对诸如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或激光二极管的光源进行使用。这些照明装置在实际情况中沿着精确轮廓的布置使得能够创建有趣且独特的光学签名。然而，它们是敏感的电子组件，尤其对静电放电敏感。在机动车辆的使用寿命期间，这些组件可能暴露于头灯内部的静电放电，其中这些组件形成头灯的一部分。例如，由于外部空气在头灯的外透镜上的摩擦，外透镜的部分可能会携带静电荷。如果光源受到来自这些部分的放电，则存在电子组件过早劣化或甚至过早破坏的高风险。
为了保护光源，已知在照明设备中提供保护电子电路。例如，电容器可以与LED并联连接，电容器能够吸收任何浪涌。然而，这种解决方案的成本与所使用的LED的数量成比例地增加。此外，这种保护电路占据各个印刷电路板的大部分，并且设备内部的空间量受到限制。
专利文献US 2002/0151200 A1描述了一种电路元件，该电路元件用于防止电子设备受到包括敏感组件的电子电路内发生的浪涌的影响。只有在浪涌仅能在要保护的电路的预定位置处发生时，这种系统才是有用的。从而，适于在敏感组件的上游侧将浪涌重定向到地的装置可以被并入到要保护的电路中。然而，这样的解决方案不适用于所描述的情况，在该情况下，包括一个或多个敏感组件的电子电路可能随机地发生静电放电。由于放电可能在要保护的电路的不同部分发生，所以这种已知的方案不能解决所描述的问题。
发明内容
本发明的目的在于缓解现有技术中存在的至少一个问题。更准确地说，本发明的目的在于提出一种并入了对静电放电敏感的电子组件的保护的照明设备。
本发明包括一种用于机动车辆的照明设备。所述设备包括基板，基板上布置有电子电路的至少一个元件。电子电路包括对静电放电敏感的至少一个电子组件。所述设备还包括与基板不同并易于携带电荷的结构。所述结构与电路中的每个元件之间的最短距离等于D1。所述设备还包括与地(即零参考电势)电连接的导电装置。值得注意的是，所述设备包括防止静电放电的至少一个保护元件，该保护元件设置在所述结构上并与所述结构电连接，保护元件与导电装置之间的最小距离D2小于D1。
优选地，保护元件可以被布置成使得保护元件与敏感电子组件之间的距离大于保护元件与连接到地的导电元件之间的距离，使得从保护元件元素到要保护的组件不具有任何电荷流。
优选地，保护元件位于所述结构的表面上，所述结构朝向所述基板。
距离D2可以优选地严格小于10mm，而距离D1可以严格大于10mm。
优选地，距离D2不为零，并且保护元件与连接到地的导电装置之间没有物理接触。
电子电路的元件可以优选地包括导电轨道和连接到轨道的电子组件。
保护元件可以优选地是塑料材料元件，其表面的至少一部分被涂覆有导电层。这可以是例如铜层、铝层或包含导电金属的金属合金层。
保护元件可以优选地具有基部并且从位于所述结构的水平的该基部延伸，逐渐变细，以形成指向连接到地的所述导电装置的尖端。
导电装置可以优选地包括基板的区域。
优选地，所述设备可以包括与基板分离的不同的金属部分，例如诸如散热器的散热装置，所述导电装置形成所述金属部分的一部分。
导电装置可以是基板或所述金属部分的表面的区域。
保护元件可以优选地包括导电金属材料。
优选地，保护元件可以是与所述结构一体的。保护元件可以优选地通过例如位于与连接到地的导电装置相符的位置处的结构的变形(特别是局部的形变)产生。
保护元件可以优选地是紧固于所述结构的部分。所述部分可以优选地通过拧紧或通过胶合固定到结构。
保护元件可以优选地被制造或固定在不影响所述结构的光学和/或美观作用的区域上。
基板可以优选地是印刷电路板(PCB)的基板。基板可以优选地是平面。
备选地，基板可以是具有复杂几何形状的互连设备(MID)的基板。互连设备的基板可以是铸模形成的或机械加工形成的。
电子组件可以优选为发光二极管(LED)、激光二极管或有机发光二极管(OLED)。电子电路可以优选地包括对静电放电敏感的多个LED、OL ED或激光二极管。
电路可以包括包含对静电放电敏感的多个电子组件的组，该组中的电子组件互连。在这种情况下，设备可以包括与该组相关联并且适于自已保护该组的所有电子组件的保护元件。
电路可以优选地包括多个组，每个组包括对静电放电敏感的多个电子组件，每个组的电子组件互连。在这种情况下，设备可以包括多个保护元件，每个保护元件一一对应地与组中的一个组相关联，并且适于自已保护该组的所有电子组件。
易于携带电荷的结构可以优选地是照明设备的外透镜的元件。具体地，它可以是易于携带电荷的金属化塑料部。该部分可以优选地被铝化。
所述设备可以优选地是机动车辆的头灯或后灯。
与已知的方案相比，通过本发明的特征产生的“避雷器”效应使得可以降低用于机动车辆的照明设备的制造成本，同时提供对静电放电敏感的电子组件的持久保护。根据本发明的方法通过与结构连接的保护元件限定易于被充电的结构和与地电连接的区域之间的低阻抗路径，从而促进创建在一侧上的保护元件与在另一侧上与地连接的区域之间的放电路径。实际上，由于根据本发明限定的距离D2小于距离D1，因此该设备(相对于电子电路的元件)促进在电连接到易于携带电荷的结构的保护元件和与地连接的区域之间的静电放电。因此，与已知的方案相比，电子组件和设备的寿命增加，同时涉及的电子电路的复杂性降低。实际上，通过应用所提出的发明，能够省掉包括用于这种设备的每个光源的电容器的专用保护电路。当在照明设备中使用大量这样的光源(例如LED)以获得特定的光学签名时，这是特别有意义的。容易制造并且根据本发明的特征定位的一个或多个保护元件能够防止多个这样的光源受到来自例如积累在设备的外透镜的表面上的电荷的随机静电放电的影响。
附图说明
借助于示例和附图的描述，将更好地理解本发明的其它特征和优点，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的设备的优选实施例的横截面；
图2示意性地示出了根据本发明的设备的优选实施例的横截面；
图3示意性地示出了根据本发明的设备的优选实施例的横截面。
具体实施方式
在下面的描述中，相似的附图标记将用于描述本发明的不同实施例的相似构思。因此，附图标记100、200、300在三个不同的实施例中表示根据本发明的设备。
除非另有明确说明，否则针对给定实施例详细描述的技术特征可以与在通过非限制性示例描述的其它实施例的上下文中描述的技术特征组合。
在下面的描述中，为了保持本发明的公开内容的清晰性，将不会明确地描述用于机动车辆的照明设备操作所必需的但是对本发明没有直接影响的组件。通过已知的方式，通过车辆内部的电流源(例如车辆的电池)并且经由一般包括至少一个转换器的电源控制设备向用于机动车辆的照明设备的光源供电。合适的转换器本身在本领域中是已知的，并且能够将输入的直流电压转换成适合于为设备的光源供电的不同的输出直流电压。照明设备还可以通过已知的方式包括旨在引导由设备的光源发射的光线的光学装置。它们可以是例如光学透镜和/或波导。根据本发明的设备还可以提供其所安装于的机动车辆的一个或多个照明功能。通过非限制性的示例，它们可以是日间行车灯、远光灯或转向指示灯功能。
图1示出了根据本发明的优选实施例的设备100的元件的示意图。所述设备包括支撑电子电路120的基板110。它可以例如是本领域已知的大致平面的印刷电路板(PCB)或其它基板。电子电路120包括导电轨道122和通过导电轨道连接的组件124。作为非限制性示例，示出了发光二极管(LED)124。尽管所示的基板仅支撑一个电路，但是其一般地可以包括提供不同功能的多个分离电路。在基板上形成导电轨道以及将组件固定到基板上本身是本领域已知的，并且将不在本发明的上下文中详细描述。
所述设备还包括易于至少暂时地携带电荷的结构130。它例如是照明设备的外透镜的元件，当车辆被驾驶时，由于与外部空气的摩擦，该元件可能变得带电。它也可能是设备的装饰。在图1的图示中，结构130被示为平面的。然而，该结构可能具有不同且更复杂的几何形状。例如，该结构可以具有在至少一个方向上弯曲的几何形状。支撑电路120的基板与结构之间的最短距离由测量D1指示。在结构的表面的所有点与要保护的电路的所有点之间考虑所讨论的距离。
为了防止存在于结构130上的电荷被释放到电子电路120的元件122、124之一(这将导致组件124的损坏)，设置了保护的元件或保护元件140以及导电装置150。保护元件140具有防止电子电路120受到静电放电影响的单个功能。
保护元件140可以是与结构130一体的，结构130优选地由塑料制成，并且至少其指向基板110的表面被铝化或金属化。保护元件140具体地可以是结构130的局部变形的结果。保护元件被布置为不损害结构130的光学或美学功能。在所示的情况下，它是以导电方式连接到结构130的分离部分，使得累积在结构130上的静电荷可以向保护元件140迁移。通过胶合、拧紧或其他合适的方式进行固定。
保护元件从结构130的指向基板110的表面延伸到与地相连的导电元件150。保护元件140和连接到地的该元件150的布置使得分离它们的距离D2是非零的并且严格小于距离D1。例如，距离D2严格小于10mm，而距离D1严格大于10mm。显然这些尺寸并不限制本发明的特征。结构130上的电荷去往(seek)具有最低阻抗的疏散路径。使用本发明的特征，该路径包括保护元件140和电连接到零电势或地的区域150。因此，结构上的电荷通过结构130和区域150(电荷从该区域疏散到地)之间借助保护元件140的电弧释放。因此，这种放电从电路120转移，而不经过组件124或导电轨道122。因此，电路120受到保护，而无需向电路添加额外的电子组件。
在潜在地携带电荷的结构的水平以及在支撑要保护的电子电路的基板的水平，本发明以类似地方式应用于更复杂的几何形状。图2的部分示出了一个示例，其中，包括导电轨道和LED 224的电路220是MID(“铸模互连设备”)类型或铸模或机械加工的互连设备类型的基板210的一部分。这种器件的生产本身在本领域中是已知的，并且显着地使得可以在具有复杂几何形状的基板上制造电子电路。所示的设备200包括诸如金属热沉的散热装置250。散热装置接地并且适于耗散由电子电路220的组件产生的热量。在所示的示例中，保护元件240固定于电荷携带结构230，并且在连接到地的金属散热器260的表面区域250的方向上延伸。备选地，还可以设想一种表面至少部分地金属化的塑料元件，金属涂层连接到地，以便实现导电元件250。因此，累积在结构230上的电荷通过行进通过保护元件240和导电元件250而疏散到地。
图3所示的实施例与图1所示的布置相似。但是，保护元件340与结构330是一体的。保护元件具有一个具有宽基部的插口(spigot)形状，并且随着与结构330的距离增加而逐渐变细，以便形成指向连接到地的导电区域350的尖端。在该实施例中，区域350由基板310上的导电范围形成，其携带要保护的电子电路。具有一定静电电荷浓度的元件350的尖端与区域350之间的距离D2小于如前所定义的距离D1，使得在尖端中累积电荷通过在点和区域350之间形成电弧而流动，而不必经过电子电路320的组件。
尽管在刚刚通过示例描述的实施例中，示出了单个保护元件130、230、330，但是可以通过刚刚描述的方式设置多个相似的元件。不言而喻，保护元件适于保护设置在一个或多个基板上的任何电子电路，只要定义的距离D2小于易于被充电的结构与要保护的每个电路的每个元件之间的最短距离。
基于刚刚给出的描述和附图，本发明应用于更复杂的几何形状对于具有本领域的一般背景知识的本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的照明设备(100、200、300)，包括：基板(110、210、310)，其上布置有电子电路(120、220、320)的至少一个元件(122、124；222、224；322、324)，所述至少一个元件(122、124；222、224；322、324)包括对静电放电敏感的至少一个电子组件，以及
结构(130、230、330)，与所述基板不同，并且易于携带电荷，所述结构与所述电路(120、220、320)中的每个元件之间的最短距离等于D1，以及
导电装置(150、250、350)，与地电连接，
其特征在于，所述设备包括防止静电放电的至少一个保护元件(140、240、340)，所述至少一个保护元件布置在所述结构(130、230、330)上，并且与所述结构(130、230、330)电连接，所述保护元件(140、240、340)与所述导电装置(150、250、350)之间的最小距离D2小于D1。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电装置(350)包括所述基板(310)的区域。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括与所述基板分离的不同金属部分(260)，所述导电装置(250)形成所述金属部分(260)的一部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述保护元件(140、240、340)包括导电金属材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述保护元件(340)与所述结构(330)是一体的。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述保护元件(140、240)是紧固于所述结构(130、230)的部分。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述保护元件(140、240、340)从所述结构(130、230、330)延伸到所述导电装置(150、250、350)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述基板是印刷电路板PCB的基板。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述基板是具有复杂几何结构的互连设备MID的基板。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述电子组件是发光二极管LED、激光二极管或有机发光二极管OLED。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述结构是所述照明设备的外透镜的元件或易于携带电荷的金属化塑料部。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备是机动车辆的前灯或后灯。
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