TWI289029B - Operating circuit for a lamp with a heat sink - Google Patents

Description

1289029 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種具散熱座之燈用操作電路。 【先前技術】 已知電子組件會在操作期間產生相當程度的操作性熱 能，例如須藉由散熱座冷卻燈用操作電路中的功率電晶體 。一般而言，這類習知的薄片金屬結構係藉由耦合於外殻 殼壁上傳送熱能使之在外殼上消散掉，或者在未與外殻有 任何接觸下藉由熱傳導及熱輻射使熱能放射到周遭區域內 以提供冷卻作用。此例中，可將散熱座支持於組件上、支 持於電路外殻上及/或可將之支持於用以裝設該組件本身 的電路板上。 【發明內容】 本發明係以在燈用操作電路的生熱組件上設置更好之 散熱座的技術問題爲基礎提出的。 本發明係以燈用操作電路爲基礎提出的，其中該電路 含有：至少一個電子組件，會在操作期間產生操作性熱能 ;一電路板，其上裝設有該電子組件；以及一散熱座，係 用於消散來自該電子組件的操作性熱能，其中係將該電子 組件平放在該散熱座的接觸表面上，其特徵爲該接觸表面 會與電路板夾一 1 〇 °到7 0 °的角度以及用以將該電子組件 裝設於電路板上的對應方法。 本發明的基本槪念是使散熱座之接觸表面亦即一般而 言對應於其組成爲薄片金屬之散熱座的主表面之一的表面 1289029 ，不致依習知方式與電路板的平面作直角或平行對齊而是 與之夾有某一角度。此例中，可用的角度是明顯不同於〇。 或9 0 °的角度，因爲這個理由以1 〇 °到7 0 °的角度爲基底。 因此，指的是包含該接觸表面與平行於電路板之平面間銳 角的角度。不過，這涵蓋的不僅是落在散熱座上面朝遠離 電路板一面上之接觸表面的實施例，同時涵蓋了落在散熱 座上面朝電路板一面上之接觸表面的實施例。 明確地說，吾人發現在很多情況下一平面平行解會引 起在電路板上需要過大量額的橫向空間，另一方面一垂直 解經常導致過大的實體高度。由於並未使用這類預定的固 定角度，而採用了相對於平行解至少爲1 0 °的角度或是相 對於垂直解至少爲2 0 °的角度故可免除這些缺點，明確地說 可取決於特殊的應用將更多的注意力放在電路板上的空間 需求或是將更多的注意力放在整體的實體高度。相對於平 行/垂直解的角度訂定，會進一步造成在將組件靜置於面上 朝電路板一側的例子裡產生了落在散熱座底下或是這個組 件底下的空間，然後可在單獨的基礎下將該空間用於其他 目的。例如，因此可將諸如表面裝設型裝置之類的平面組 件安排在散熱座底下或是已冷卻組件底下的一部分表面上 。不過，特別較佳的是在那裡設置導體軌。 以該散熱座的接觸表面使電子組件與散熱座之間形成 熱接觸，且如是基本上應該適合與該組件形成平面接觸。 一般而言，這意指該組件基本上係依與接觸表面相同的方 式在對應一側上呈平面的。不過，也可在特殊的例子裡使 1289029 用其他的表面形狀，只要能確保具有良好的熱轉移作用。 一般而言此例中所用的「燈」一詞泛指不同型式的技 術性輻射源，特別是包含諸如紫外光或紅外光之類可產生 非可見光的燈，以及本質上不是用作照明例如室內照明而 是用於施行其他技術性功能的燈。本發明中「操作電路」 或晕「燈用操作電路」同時意指任何可將電力供應到燈上 及/或用以控制燈及/或其電源電路的電路型式。不過，較 佳的是本發明係以用於操作燈特別是放電燈或鹵素白熾燈 之類的電子鎭流器爲基礎。 較佳的是將該散熱座直接裝設於其上裝設有電子組件 之相同的電路板上。較佳的是這可藉由電路板內能使部分 散熱座穿過其中之插槽達成的，例如藉由使薄片金屬型散 熱座的裝設腳通過插槽。此外，較佳的是藉由彎折散熱座 通過槽的各部分，例如藉由使薄片金屬的角彎折繞過特別 是扭轉於電路板的另一側上以牢牢地固定住該散熱座。此 例中，通過插槽的散熱座裝設部分具有一落在電路板位準 上的接觸邊緣。這使吾人夠藉由此接觸邊緣定義出其安裝 高度，例如藉由可帶進接觸到電路板處的切口形成一下削 邊緣。 導電性散熱座特別是其組成爲薄片金屬的散熱座中， 可藉由金屬化並藉由與金屬化結構形成適當的連接以經由 各插槽形成接觸。因此，例如可將散熱座用於遮蔽。 此例中，進一步較佳的是本發明係以必要時不含外殼 的散熱座爲基礎，因此不是將熱能傳導到外殻上而是進行 1289029 「自主的」冷卻作用。特別是在這種真實狀況中可將這類 散熱座用於沒有外殼的所謂「開放架構」內。 較佳的是令散熱座之接觸表面與電路板之間落在從i 0。 到7 0 °範圍內的角度不同於上述極限値，明確地說較佳的 是使之不大於3 5 °，特別較佳的是使之不大於3 2。。且最佳 的是使之不大於3 0 °。不過，愈益較佳的是以該上限値7 〇。 與3 5 °之間的角度亦即例如6 0 °、5 0 °及40 °之類的角度當 作對應順序中的上限値。此例中，最佳的是依序以15。、 1 8 °及20 °之類的角度當作下限値。很多狀況中，這麼做可 在整體地減小了橫向空間需求下得到良好的實體高度。 如同已說明如上的，可將電子組件設置於「上邊一面」 或「下邊一面」上。不過，此例中較佳的是將之設置於上 邊一面亦即面朝遠離電路板的一面上。一般而言，此例中 使組裝變得更容易且更容易接達該組件。不過，也可在特 殊例子裡例如歸因於屏蔽或是其他問題下出現相反的狀況 〇 此外，較佳的是不只爲單一電子組件而是爲兩個或更 多個電子組件設置有散熱座，且此例中將電子組件安排成 一列。此例中，該列配置的方向基本上係平行於電路板的 平面且與斜角接觸表面的傾斜方向（亦即梯度）呈直角。 最後，較佳的是經由彈性彈簧將組件歸到接觸表面之 上。不過，理論上也很容易施行其他組裝選項。特別是， 歸因於特殊的振動或搖晃問題，或者爲了達成特別好的熱 接觸，必需設置非常穩固的連接，於是較佳的是以螺絲釘 1289029 或鉚釘鎖住該組件。當然此例中可使用例如箝板之類可將 · 螺絲釘或鉚釘鎖住其上的輔助結構以套住螺絲釘或鉚釘。 此例中之螺絲釘或鉚釘意指用於接觸的壓力基本上係由螺 絲釘之螺紋或鉚釘提供的，且不像使用彈簧的例子一般具 有明顯的內稟彈性。 較佳的是可轉而將彈簧插到散熱座之上，亦即特別是 .· 可將之塞入柄內或是使之穿透一可導引到散熱座之相對一 側的插槽。於是可只藉由互聯使彈簧在未採行進一步的連 接措施下實現其功能。 Φ 不過，也能以螺絲釘的連接用作彈性彈簧以便作特別 好的固定。此例中，較佳的是以螺絲釘將之鎖到散熱座的 上表面亦即面朝遠離電路板一側之上。於製造期間，也可 藉由自動螺絲釘鎖入機完成這種螺絲釘連接。 也可同時以彈簧本身提供冷卻能力。因爲這個目的， 較佳的是使之具有至少一個上彎的表面區段，例如一種依 與組件抓取部位相鄰的方式上彎的區段。這使吾人能夠藉 由彈簧以及適當地上彎然而保持了符合必要的整體實體高 ® 度或是橫向實體尺寸的功能，以擴大用於熱消散及熱輻射 的總表面積。其實例可參見解釋用實施例。 該散熱座也可以具有一個以的傾斜接觸表面特別是各 與電路板夾一銳角的兩個傾斜接觸表面。然後較佳的是使 這類表面「像屋簷之三角牆一般」互爲相鄰，也就是說各 接觸表面之間的界線會相對於傾斜方向作橫向伸展，且各 接觸表面都是沿著傾斜方向互爲相鄰。 1289029 此例中，例如能以兩個面之一用作各彈性彈簧的連接 ' 結構，不然也能使兩個接觸表面與待冷卻的組件形成接觸 。較佳的是，此例中係令兩個接觸表面落在一替換列內， 如是提供了收納用以連接各組件之彈簧的有利功能。 以下將參照各解釋用實施例更詳細解釋本發明，此例 中於製程中所說明的特色對其他組合的發明而言也是很重 要的。除此之外，在未於說明中作細部區分下本發明的上 / 述及以下說明都是有關本發明的裝置特性及方法特性。

【實施方式】 I 第1圖顯示的是一種用於放電燈用電子鎭流器的內稟 習知電路板1，此例中之放電燈指的是一種介電阻擋放電 原理操作而用於LCD監視器之背光照明的平面燈。此例中 ，係將電子組件2和3 (將不再作任何詳細說明）裝設於電路 板1上，像是用以形成待冷卻之電子組件的功率電晶體4 。該功率電晶體4係經由標示爲符號5各接觸腳連接於電 路板1之導體軌上，其習知方式是作垂直向上指的定位或 是朝側邊作水平地彎開。不過，此例中其定位方式是相對 — 於電路板1傾斜了 2 5 °的角度，使其平面形的下邊一面靜 置於同樣定向在相對於電路板1之2 5 °角上之散熱座6的 接觸表面上。 散熱座6的截面基本上係由相互形成鏡像且各定向在 相對於電路板1之25 °角上之兩半構成的屋簷三角牆形式 ，其中在本發明的目的下使該兩半形成了向上指的接觸表 面。留下散熱座底下閒置的對應空間且可用於另外的平面 -10- 1289029 電路元件7例如導體軌或表面裝設型裝置之類。 散熱座6的組成是一種習知的薄片金屬，如同其他狀 況下用作散熱座且經由各裝設腳8停靠於電路板1上此中 象徵性地標示出的。各裝設腳8係支持於電路板1內作金 屬化之電氣連接的插槽中，以致可將散熱座6連接到電路 的地線上。應該參照如第6圖所示的情況。 根據本發明之解釋用實施例，散熱座6具有兩個接觸 表面亦即第1圖中左側向上指及右側向上指的部位。功率 電晶體4係座落在左上方的接觸表面上，同時彈性彈簧9 係藉由螺絲釘1 〇鎖到位於右上方接觸表面上之散熱座6的 螺紋之內。 第1圖中的彈性彈簧9具有在螺絲釘1 0右側以直角上 彎的區段1 1，區段1 1會在螺絲釘1 〇左側合倂到基本上平 行於電路板1的區段1 2內，而區段1 2本身則會合倂到與 電路板1形成多少大於與散熱座6之接觸表面之夾角的角 度的區段1 3內。因爲這個理由，這個區段1 3的下邊部位 係靜置於與功率電晶體4之下邊一面呈平行的上邊一面上 ’且形成了用於箝夾功能的已定義接觸面積。由這個接觸 面積，彈性彈簧9轉而透過相對於區段1 3大約90。的角度 向上彎開以形成另一上彎區段1 4。上彎區段1 1係用於擴 大基本上用於冷卻功能之彈簧9的表面，同時在進行彈簧 本身之安裝時用於操縱該彈簧。因爲這個理由將區段丨2設 計成相對於其左側及右側之相鄰區段呈平面形式，以便不 超出整體的實體高度，同時上彎區段11和14也不會超出 -11- 1289029 整體的實體高度。因此從第1圖可以看出，其整體結構只 比功率電晶體4之右上方邊緣高出很小的尺度。該上彎區 段1 4再次先用於擴大彈簧的表面積，另一方面同時可在更 好的狀況下將彈簧推過功率電晶體4。 經由螺絲釘1 0形成之螺絲釘連接結構的優點是具有 非常可靠的機械連接，特別是耐振同時可確保與彈簧9形 成永久性電氣連接。同時這種連接結構也涉及了以在有關 與散熱座本身形成電氣接觸之說明中提及的遮蔽功能。 第2圖顯示的是如第1圖所示之散熱座，其中含有標 示爲1 5和1 6的兩個接觸表面以及這裡更詳細顯示之散熱 座6的裝設腳8。顯示於第2圖右手邊之圓圈內的放大圖 示的是在組裝狀態中成爲靜置於電路板1位準上之含切口 1 7的各裝設腳8。 那些裝設腳的邊緣係緊鄰切口 1 7上會接觸到電路板1 的頂部之上。再次參見第6圖。 第2圖進一步顯示了彈性彈簧9 (淸楚顯示於第2圖中） 會沿著與第1圖繪製平面呈直角的方向伸展，且分別在區 段1 2，1 3和1 4內提供有單獨的彈簧區段以連接數個組件4 。第2圖中藉由實例顯示了其中一個組件，反之留下閒置 的其他空間。如同圖中可以看出的’可使如第2圖所示之 散熱座上套有兩個彈簧9(雖然圖中只顯示了 一個）並使每 一個彈簧9支持數量爲五到十個可分開安裝且具有不同厚 度的組件4，圖中明確顯示的是將彈簧9設計成支持有總 數爲七個的組件4，結果在中心點上產生了具有已拓寬之 -12- 1289029 外部區段且放大了各單獨彈簧元件之間的距 可在已拓寬的區段內裝設有厚度相同的兩個 〇 弟3圖係用以顯不一*種其形式與弟1圖 施例。其中係以類似的符號標示出各對應元 過與第1圖相反的是，此例中的散熱座6 ’具 角牆內的插槽18，而與彈簧91之水平區段1 1 9會穿過此插槽並以大槪1 8 0 °呈彎曲狀。彈 段1 9會合倂到稍呈內凹（從底下看起來）且結 之接觸表面15下邊一面後方的區段20之內 吾人藉由另一側上的區段1 3箝夾各組件4。 體而言具有類似U字形的形狀且可穿過插槽 吾人在未使用任何分開的螺絲釘連接結構下 外，彈簧9’只佔據了散熱座6’的左半邊。 總言之，如第1圖和第3圖所示之電路 放架構」型電路，因此可在沒有任何進一步 只形成於電路板1上。 爲了有助於理解，第4圖顯示了用以產 態之彈簧9 ’的薄片金屬，從上方可以看出係 20內的彈簧9'顯示爲比其他區段12，13和] 具有更窄的面積。可同時將各組件4裝設於 觸表面1 5和1 6上，其中除此之外該散熱座 第2圖所示之散熱座6但是設置有插槽18並 示之方式將彈簧9’套入其中。明確地說，各 離。不過，也 或更多個組件 相近之替代實 件及器件。不 有落在屋簷三 2相鄰的區段 簧9’的這個區 合在散熱座6’ ，且因此允許 如是彈簧9’整 1 8，因此允許 進行安裝。此 都是所謂「開 之外圍外殼下 生處於平面狀 將區段1 9和 1 4內的彈簧9 ’ 散熱座6 ^的接 64系對應於如 依如第5圖所 彈簧係沿著屋 -13- 1289029 簷三角牆方向交替配置，因此受各彈簧支持的組件基本上 會變成緊鄰地靜置其上。第5圖中，虛線代表的是受到座 落其上方之區段12，13和14所覆蓋的區段20。陰影代表 的是曲面。 第6圖顯示的是將如第1圖到第3圖所示之散熱座6 和6’裝設於電路板1上的方法。使上述各裝設腳8穿過各 標示爲2 1的插槽，並藉由在電路板1的下邊一面上進行的 扭轉彎折動作閂鎖各裝設腳。此例中，第6圖顯示了電路 板1以及某一裝設腳8之最底下面積的仰視圖。如第2圖 所示之切口會吸收掉大部分的彎折作用，因此座落在底下 的「頭」可防止散熱座6再次被拉出。此例中，各裝設腳 8會與插槽下邊一面上的金屬化結構2 2形成電氣連接，雖 然這也會出現在插槽的內部一面及上邊一面上且係連接於 一導體軌上。吾人發現這種形式的總成顯得特別簡單而省 時，且吾人發現有關各裝設腳8之塑膠變形作用及製程中 產生的箝夾作用都能在裝設腳8與金屬化結構22之間提供 充分的電氣連接。此外，假如散熱座6的熱膨脹不同於電 路板1的熱膨脹，則必要時可多少使裝設腳8在插槽內移 動，從第2圖可以看出可確保散熱座6上相當的長度較之 其寬度具有更好的熱學特徵。再次使整個散熱座6沿著橫 軸方向多少具有彈性，且因此補償了其在熱膨脹上的差異 〇 因此總言之，本發明不僅造成相當程度減小了其實體 高度，同時造成減低了各組件部位的成本，且能夠得到簡 -14- 1289029 單且因此呈低成本的組裝程序。所需要之橫向空間的量額 會小於其水平幾何，同時能夠達成組件配置的選項及功能 以便將導體軌安排在散熱座底下。此外，可藉由上述組裝 程序很容易地與散熱座形成電氣連接。最後，必要時也能 用來爲裝設板提供機械堅固度。 【圖式簡單說明】 第1圖係用以顯示一種根據本發明之電路的側視圖。 第2圖係用以顯示一種根據本發明之散熱座的透視圖 第3圖係用以顯示一種根據本發明另一解釋用實施例 之電路的側視圖。 第4圖和第5圖係用以顯示如第3圖所示之解釋用實 施例中有關彈簧之平面圖示。 第6圖係用以顯示有一種用以將如第1圖到第3圖所 示之散熱座裝設於電路板上之方法的細節。 【主要元件符號說明】 1 電 路 板 2,3 電 子 組 件 4 功 率 電 晶 體 5 接 觸 腳 6,6’ 散 熱 座 7 平 面 電 路 元件 8 裝 設 電 路 9,9’ 彈 性 彈 簧 •15- 1289029 10 螺絲釘 11 上彎區段 12 平行 13 區段 14 上彎區段 1 5，1 6 接觸表面 17 切□ 1 8 插槽 19 區段 2 0 區段 2 1 插槽 22 金屬化結構 -16-

Claims (1)

1289029 十、申請專利範圍： 正替換頁 ..一 | | 第9 3 1 2 8 8 3 8號「具散熱座之燈用操作電路」專利案 (2006年1 1月修正） 1. 一種燈用操作電路，其中該電路含有： 至少一個電子組件（4)，會在操作期間產生操作性熱 會g ; 一電路板（1)，其上裝設有該電子組件（4);以及 一散熱座（6，6’），係用於消散來自該電子組件（4)的 操作性熱能，其中係將該電子組件（4)平放在該散熱座（6, 6’）的接觸表面（15，16)上，其特徵爲該接觸表面（15，16) 會與電路板（1)夾一 10°到70°的角度。 2. 如申請專利範圍第1項之電路，其中係將該散熱座（6, 6’） 直接裝設於電路板（1)上。 3. 如申請專利範圍第2項之電路，其中該散熱座（6，6·)會 穿過電路板（1)內的插槽，其中該插槽會大於散熱座（6, 6·) 穿過其中的部位（8)。 4·如申請專利範圍第3項之電路，其中係將該散熱座（6, 6’） 推過各插槽並藉由彎折固定於其內。 5. 如申請專利範圍第4項之電路，其中該散熱座（6，6·)上 穿過各插槽的那些部位具有一落在電路板（1)之位準上 的接觸邊緣。 6. 如申請專利範圍第3到5項中任一項之電路，其中係使 電路板（1)內的各插槽金屬化，且該散熱座（6，6 J的組成 是一種導電材料且經由該金屬化結構在插槽中形成電氣 1289029 私ι丨月A修(更)正替換頁 接觸。 _ ______________ 7.如申請專利範圍第1至5項中任一項之電路，其中該接 觸表面（15，16)與電路板（1)之間的角度最大爲35° 、較 佳的是該角度最大爲32°且特別較佳的是該角度最大爲 30° ，而較佳的是該角度至少爲1 5 ° 、特別較佳的是該 角度至少爲1 8 °且特別更佳的是該角度至少爲2 0 ° 。 8 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之電路，其中係將 該接觸表面（15，16)設置於與電路板（1)相對之散熱座（6, 6’）一面上。 9.如申請專利範圍第1至5項中任一項之電路，其中該電 路板（1)具有落在散熱座（6, 6·)底下的至少一個導體軌。 1 0 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之電路，其中兩個 或更多個電子組件（4)靜置於該散熱座（6，6，）之接觸表面 (I5，16)且係沿與接觸表面（15，Ιό)之傾斜方向成直角且 平行電路板（1)之方向成一列。 1 1 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之電路，其中電子 組件（4)經由一彈性彈簧（9, 9·)被托架至接觸表面（1 5, i 6) 〇 1 2 _如申請專利範圍第1 1項之電路，其中係以螺絲釘將彈 性彈簧（9)鎖到散熱座（6)上。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之電路，其中係將彈性彈簧（9 ) 插到散熱座（6 ·)之中。 1 4 .如申請專利範圍第1 1項之電路，其中該彈性彈簧（9，9，） 具有至少一個相對於該散熱座（6，6，）之接觸表面（16)呈 1289029 向上彎的區段（11，14) 1 5.如申請專利範圍第12項之電路，其中該彈性彈簧（9，9·) 具有至少一個相對於該散熱座（6，6，）之接觸表面（16)呈 向上彎的區段（1 1，1 4)。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項之電路，其中該彈性彈簧（9，9 ·) 具有至少一個相對於該散熱座（6，6，）之接觸表面（16)呈 向上彎的區段（1 1，14)。 1 7.如申請專利範圍第1至5項中任一項之電路，其中該散 熱座（6，6’）具有沿著傾斜方向互爲相鄰且各與電路板（1) 夾一銳角的兩個接觸表面（15，16)。 1 8 .如申請專利範圍第 1 7項之電路，其中係將電子組件（4) 靜置於兩個接觸表面（15，16)上。 1 9 .如申請專利範圍第 1 8項之電路，其中係依交替成列的 方式將電子組件（4)靜置於兩個接觸表面（15，16)上。 2 0.—種用於裝設在燈用操作電路中會在操作期間產生操作 性熱能之電子組件（4)的方法： 其中該電路具有一散熱座（6，以便消散來自電子 組件（4)的操作性熱能； 其中係將該電子組件（4)平放在該散熱座（6，6·)的接 觸表面（15，16)上，其特徵爲該接觸表面（I5，16)會與電 路板（1)夾一 1〇°到70°的角度。