Драйвер освещения и корпус, имеющий внутренний электромагнитный экранирующий слой, выполненный для прямого соединения с заземлением схемы - RU2649891C2
Код документа: RU2649891C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение в целом адресовано к электронным схемам и корпусам для электронных схем. Более конкретно, различные изобретенные способы и устройства, раскрытые в данном документе, относятся к корпусу для электронной схемы, в частности, включающей в себя схему драйвера освещения, который имеет внутренний электромагнитный экранирующий слой, который выполнен для прямого соединения с электрическим заземлением схемы.
Уровень техники изобретения
[0002] Системы освещения обычно включают в себя один или более источников света, который/которые приводятся в действие драйвером освещения. Драйвер освещения принимает входное напряжение и подает энергию в источник(и) света в формате, который специально разработан в соответствии с требованиями источника(ов) света. В целом, драйвер освещения включает в себя электронную схему и корпус для электронной схемы.
[0003] Корпус для электронной схемы и, в частности, схема драйвера освещения могут служить нескольким задачам. Одна задача типичного корпуса для электроники состоит в защите электронной схемы (например, сборки печатных плат (PCB)) от физического повреждения. Другая задача состоит в предотвращении поражения электрическим током, которое может возникнуть, если человек соприкасается с электронной схемой. Еще одна задача состоит в изоляции сборки PCB от электрического закорачивания на соседние объекты, такие как источник света. Еще одна задача состоит в креплении сборки печатных плат и обеспечении средства, чтобы монтировать или прикреплять ее к прибору освещения.
[0004] Схемы драйвера освещения и, в частности, схемы драйвера освещения для светодиодных (LED) источников света могут демонстрировать относительно высокий ток утечки. Кроме того, зачастую преимущественно иметь множество драйверов светодиодного освещения внутри одного блока освещения. Если один драйвер светодиодного освещения демонстрирует относительно высокий ток утечки, то использование множества драйверов светодиодного освещения становится запрещенным.
[0005] Поэтому ток утечки схемы драйвера освещения должен быть минимизирован для удовлетворения стандартам безопасности и уменьшения или устранения опасности поражения электрическим током. Соответственно среди прочих требований, главное требование к корпусу для схемы драйвера освещения состоит в уменьшении или устранении данного тока утечки. Кроме того, из соображений безопасности корпус должен обеспечивать защитную изоляцию между напряжениями схемы драйвера освещения и человеком снаружи, который может прикоснуться к драйверу освещения.
[0006] Чтобы удовлетворить данному требованию, некоторые корпуса могут изготавливаться из электрически изолирующего материала, такого как пластик. Однако такие корпуса имеют некоторые недостатки. Например, пластиковый корпус может не в достаточной мере экранировать схему драйвера освещения от внешних электромагнитных помех (EMI). Дополнительно пластиковый корпус не будет уменьшать испускаемое излучение от схемы драйвера освещения, которое может превышать регулируемые законодательно пределы излучения. Кроме того, большой синфазный ток может быть сгенерирован схемой драйвера освещения, и пластиковый корпус не может уменьшать данный ток. Он будет увеличивать полное испускаемое и наводимое излучения схемы драйвера освещения, пока не будет добавлен фильтр синфазных помех с большими конденсаторами.
[0007] Для экранирования схемы драйвера освещения от внешних EMI и уменьшения испускаемого излучения от схемы драйвера освещения, некоторые корпуса могут быть изготовлены из ферромагнитного материала, такого как металл, например, сталь. Металлический корпус может также служить теплоотводом или может быть напрямую соединен с теплоотводом для схемы драйвера освещения. Металлический корпус может быть напрямую соединен с так называемым «заземлением», например, через входную клемму, соединенную с драйвером освещения (например, через «G» или зеленый электрический провод во многих электрических установках). Кроме того, один или более защитных конденсаторов могут быть предоставлены между металлическим корпусом и электрическим заземлением схемы драйвера освещения для защиты человека от поражения электрическим током. Однако такие корпуса также имеют некоторые недостатки. Например, если использовать большие защитные конденсаторы, чтобы понизить их полное сопротивление и тем самым уменьшить синфазные помехи от схемы драйвера освещения, то происходит увеличение тока утечки от схемы драйвера освещения. С другой стороны, если использовать меньшие защитные конденсаторы, чтобы понизить их полное сопротивление и тем самым уменьшить ток утечки от схемы драйвера освещения, то происходит увеличение синфазных помех от схемы драйвера освещения. Кроме того, эти защитные конденсаторы фиксируют способность схемы драйвера освещения выдерживать скачки синфазных помех, что является нежелательным во многих применениях.
[0008] Таким образом, в уровне техники существует потребность в обеспечении корпуса для электронной схемы и, в частности, для схемы драйвера освещения, который может быть направлен на устранение одного или более недостатков, обсуждаемых выше.
Сущность изобретения
[0009] Существующее раскрытие направлено на изобретенные способы и устройства для упаковывания электронной схемы и, в частности, схемы драйвера освещения. Например, существующее раскрытие описывает варианты осуществления устройства, включающего в себя корпус для схемы драйвера освещения, который может обеспечивать внешнюю электрическую изоляцию для защиты, внутреннюю электрическую изоляцию для предотвращения каких-либо электрических замыканий, и электромагнитный экранирующий слой для уменьшения электромагнитных помех (EMI) как к, так и от схемы драйвера освещения.
[0010] В целом, в одном аспекте изобретение относится к устройству, которое включает в себя корпус и схему драйвера освещения. Корпус включает в себя основание, множество стенок, соединенных с основанием и друг с другом, причем каждая проходит по существу перпендикулярно от основания, и крышку, отделенную от и пространственно разнесенную с основанием и проходящую по существу перпендикулярно стенкам и по существу параллельно основанию так, чтобы задавать замкнутое пространство между основанием, крышкой и стенками. Каждое из основания, крышки и стенок включает в себя электрически изоляционную внутреннюю поверхность и электрически изоляционную внешнюю поверхность и слой электрически проводящего электромагнитного экрана, содержащий ферромагнитный материал. Слой электрически проводящего электромагнитного экрана размещен между электрически изоляционной внутренней поверхностью и внешней электрически изоляционной поверхностью. Схема драйвера освещения включает в себя схемную плату и множество электрических компонентов, смонтированных на схемной плате. Схема драйвера освещения выполнена с возможностью приема входного напряжения между парой входных клемм и в ответ на него подачи энергии в один или более источников света. Схема драйвера освещения размещена внутри замкнутого пространства так, что электрически изоляционные внутренние слои корпуса размещаются между схемой драйвера освещения и слоями электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса. Точка заземления схемы драйвера освещения электрически соединена с по меньшей мере одним из слоев электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса через единственное электрическое соединение.
[0011] В одном или более вариантах осуществления слои электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса соединены все вместе.
[0012] В одном или более вариантах осуществления единственное электрическое соединение между схемой драйвера освещения и слоем электрически проводящего электромагнитного экрана включает в себя одно из винта, заклепки и болта. В одной версии этих вариантов осуществления слой электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса включает в себя втулку, которая проходит сквозь отверстие в электрически изоляционной внутренней поверхности корпуса. В другой версии этих вариантов осуществления втулка является резьбовой, при этом единственное электрическое соединение включает в себя винт или болт, и при этом винт или болт вставляются вовнутрь резьбовой втулки.
[0013] В одном или более вариантах осуществления каждое из основания, крышки и стенок дополнительно включает в себя медный слой, размещенный между слоем электрически проводящего электромагнитного экрана и электрически изоляционной внутренней поверхностью.
[0014] В целом в другом аспекте изобретение относится к устройству, которое включает в себя схему драйвера освещения и корпус, в котором размещена схема драйвера освещения. Схема драйвера освещения выполнена с возможностью приема входного напряжения между парой входных клемм и в ответ на него подачи энергии в один или более источников света. Корпус имеет электрически изоляционную внутреннюю поверхность и электрически изоляционную внешнюю поверхность и слой электрически проводящего электромагнитного экрана. Слой электрически проводящего электромагнитного экрана размещается между электрически изоляционной внутренней поверхностью и внешней электрически изоляционной поверхностью. Схема драйвера освещения электрически соединена со слоем электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса.
[0015] В одном или более вариантах осуществления схема драйвера освещения электрически соединена со слоем электрически проводящего электромагнитного экрана посредством одного из винта, заклепки и болта.
[0016] В одном или более вариантах осуществления слой электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса включает в себя втулку, которая проходит сквозь отверстие в электрически изоляционной внутренней поверхности корпуса.
[0017] В одном или более вариантах осуществления схема драйвера освещения электрически соединена со слоем электрически проводящего электромагнитного экрана посредством винта или болта, при этом слой электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса включает в себя резьбовую втулку, которая проходит сквозь отверстие в электрически изоляционной внутренней поверхности корпуса, и при этом винт или болт сопряжены с резьбовой втулкой. Корпус может полностью или частично вмещать в себя схему драйвера освещения.
[0018] В одном или более вариантах осуществления схема драйвера освещения включает в себя выпрямитель и полный мостовой преобразователь, соединенный с выходом выпрямителя. В одной версии этих вариантов осуществления слой электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса напрямую соединен с входной клеммой выпрямителя, который в свою очередь соединен с одной из пары входных клемм схемы драйвера освещения. В другой версии этих вариантов осуществления слой электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса напрямую соединен с выходной клеммой выпрямителя, который в свою очередь соединен с полным мостовым преобразователем. Слой электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса может быть напрямую соединен с точкой заземления полного мостовой преобразователя.
[0019] В одном или более вариантах осуществления устройство дополнительно включает в себя медный слой, размещенный между слоем электрически проводящего электромагнитного экрана и электрически изоляционной внутренней поверхностью.
[0020] В одном или более вариантах осуществления слой электрически проводящего электромагнитного экрана включает в себя твердый металлический слой, например, включающий в себя сталь.
[0021] В одном или более вариантах осуществления слой электрически проводящего электромагнитного экрана включает в себя полимерный материал, имеющий множество ферромагнитных волокон, встроенных в него. Корпус может включать в себя пластиковый слой, который обеспечивает электрически изоляционную внутреннюю поверхность.
[0022] Следует понимать, что используемый в данном документе в целях существующего раскрытия термин «LED» («светодиод») включает в себя любой электролюминесцентный диод или другой тип основанной на переходе/инжекции носителей заряда системы, которая способна генерировать излучение в ответ на электрический сигнал. Таким образом, термин LED включает в себя, но не ограничивается этим, различные основанные на полупроводниках структуры, которые излучают свет в ответ на ток, излучающие свет полимеры, органические светоизлучающие диоды (OLED), электролюминесцентные полосы и т.п. В частности термин LED относится к светоизлучающим диодам всех типов (включающих в себя полупроводниковые и органические светоизлучающие диоды), которые могут быть выполнены с возможностью генерирования излучения в одном или более из инфракрасного спектра, ультрафиолетового спектра и различных частей видимого спектра (в целом включающего в себя длины волн излучения приблизительно от 400 нанометров до приблизительно 700 нанометров).
[0023] Например, один вариант реализации LED, выполненного с возможностью генерирования по существу белого света (например, белый LED), может включать в себя некоторое количество матриц, которые соответственно излучают различные спектры электролюминесценции, которые при объединении смешиваются для образования по существу белого света. В еще одном варианте реализации LED белого света может быть связан с люминофорным материалом, который преобразовывает электролюминесценцию, имеющую первый спектр, в другой второй спектр. В одном примере данного варианта реализации электролюминесценция, имеющая относительно короткую длину волны и спектр с узкой шириной полосы, «накачивает» люминофорный материал, который в свою очередь испускает излучение с более длинной длиной волны, имеющее несколько более широкий спектр.
[0024] Также следует понимать, что термин LED не накладывает ограничений на физический и/или электрический тип корпусов LED. Например, как обсуждалось выше, LED может относиться к одному светоизлучающему устройству, имеющему множество матриц, которые выполнены с возможностью соответственного излучения различных спектров излучения (например, которое может быть или может не быть индивидуально управляемым). Кроме того, LED может быть связан с люминофором, который рассматривается в качестве неотъемлемой части LED (например, некоторые типы белых LED). В целом, термин LED может относиться к корпусным LED, бескорпусным LED, LED поверхностного монтажа, LED с кристаллом на плате, LED с монтажом в корпусе Т-типа, LED с радиальным корпусом, LED в корпусе для высокой мощности, LED, включающим в себя некоторый тип оболочки и/или оптического элемента (например, рассеивающую линзу), и т.д.
[0025] Следует понимать, что термин «источник света» относится к любому одному или более из множества источников излучения, включающих в себя, но не ограничивающихся этим, основанные на LED источники света (включающие в себя один или более LED, как задано выше), источники света накаливания (например, лампы с нитью накаливания, галогенные лампы), источники флуоресцентного света, разрядные источники высокой интенсивности (например, лампы с паром натрия, ртутным паром и галоидными соединениями металлов), лазеры и другие типы электролюминесцентных источников и люминесцентные полимеры.
[0026] Данный источник света может быть выполнен с возможностью генерирования электромагнитного излучения внутри видимого спектра, вне видимого спектра или в их сочетании. Следовательно, термины «свет» и «излучение» используются взаимозаменяемо в данном документе. Дополнительно источник света может включать в себя в качестве встроенного компонента один или более фильтров (например, цветовых фильтров), линз или других оптических компонентов. Также следует понимать, что источники света могут быть выполнены для множества применений, включающих в себя, но не ограничиваясь этим, индикацию, отображение и/или освещение. «Источник освещения» является источником света, который, в частности, выполнен с возможностью генерирования излучения, имеющего достаточную интенсивность для эффективного освещения внутреннего или внешнего пространства.
[0027] Используемый в данном документе термин «прибор освещения» относится к варианту реализации или размещения одного или более блоков освещения с конкретным форм-фактором, в конкретной сборке или в конкретном корпусе. Используемый в данном документе термин «блок освещения» относится к устройству, включающему в себя один или более источников света одного и того же или различных типов. Заданный блок освещения может иметь любое из множества монтажных размещений для источника(ов) света, форм и компоновок оболочки/корпуса и/или конфигураций электрических и механических соединений. Дополнительно заданный блок освещения в качестве дополнительной возможности может быть связан с (например, включать в себя, быть соединенным с и/или быть заключенным в корпус вместе с) различными другими компонентами (например, схемой управления; драйвером освещения), имеющими отношение к функционированию источника(ов) света. «Основанный на LED блок освещения» относится к блоку освещения, который включает в себя один или более основанных на LED источников света, обсуждаемых выше, отдельно или в сочетании с другими основанными не на LED источниками света.
[0028] Следует понимать, что все сочетания предшествующих понятий и дополнительных понятий, обсуждаемых более подробно ниже (при условии, что такие понятия не являются взаимно несовместными), рассматриваются являющимися частью объекта изобретения, раскрытого в данном документе. В частности, все сочетания заявляемого объекта изобретения, появляющегося в конце данного раскрытия, рассматриваются являющимися частью объекта изобретения, раскрытого в данном документе. Следует также понимать, что терминологии, однозначно используемой в данном документе, которая также может появляться в любом раскрытии, включенном посредством ссылки, должно соответствовать значение, наиболее согласующееся с конкретными понятиями, раскрытыми в данном документе.
Краткое описание чертежей
[0029] На чертежах одинаковые ссылочные позиции в целом относятся к одним и тем же частям на всех других видах. Кроме того, чертежи выполнены без обязательного соблюдения масштаба, вместо этого акцент в целом сделан на изображение принципов действия изобретения.
[0030] На фиг. 1 изображен один пример схемы драйвера освещения, которая снабжена металлическим корпусом.
[0031] На фиг. 2 изображен драйвер освещения.
[0032] На фиг. 3 изображен один пример драйвера освещения, который снабжен корпусом таким, какой изображен на фиг. 2.
[0033] На фиг. 4A изображен один вариант осуществления драйвера освещения.
[0034] На фиг. 4B изображена схема сборки для драйвера освещения, включающей в себя схему драйвера освещения и первый вариант осуществления корпуса.
[0035] На фиг. 5A изображен один вариант осуществления внутреннего электромагнитного экранирующего слоя для корпуса.
[0036] На фиг. 5B изображен один вариант осуществления корпуса, который включает в себя внутренний электромагнитный экранирующий слой с фиг. 5A.
[0037] На фиг. 5C изображена сборка драйвера освещения, включающая в себя схему драйвера освещения и корпус с фиг. 5B.
Подробное описание
[0038] Существующие пластиковые корпуса для схем драйверов освещения имеют различные недостатки, включающие в себя недостатки, относящиеся к испускаемым электромагнитным излучениям, к защищенности от электромагнитных помех и синфазного тока. Существующие металлические корпуса для схем драйверов освещения имеют различные недостатки, включающие в себя недостатки, относящиеся к электромагнитным излучениям проводников схемы, к току утечки и к способности выдерживать скачки синфазных помех.
[0039] Таким образом, заявители выяснили и поняли, что может быть полезным создание драйвера освещения, который имеет корпус, который может быть направлен на устранение одного или более этих недостатков посредством обеспечения: относительно низкого электромагнитного излучения, электромагнитного излучения проводников схемы, тока утечки и синфазного тока; и относительно высокой защищенности от электромагнитных помех и способности выдерживать скачки синфазных помех.
[0040] Ввиду вышеупомянутого различные варианты осуществления и варианты реализации изобретения относятся к драйверу освещения и корпусу для драйвера освещения, который имеет электрически изоляционные внутренние и внешние поверхности и внутренний электромагнитный экранирующий слой.
[0041] Как упомянуто выше и должно быть очевидным любому среднему специалисту в уровне техники, в целом пластик не обеспечивает какого-либо электромагнитного экранирования для электронных схем. Соответственно пластиковый корпус или оболочка не обеспечивают электромагнитного экранирования для защиты электронной схемы, такой как схема драйвера освещения, от вредного воздействия облучения по отношению к внешним электромагнитным помехам (EMI), и при этом не экранируют испускание электромагнитного излучения, генерируемого электронной схемой, которое может создавать помехи другим электронным схемам.
[0042] Соответственно во многих применениях корпус для электронной схемы состоит из электромагнитного экранирующего материала, такого как металл.
[0043] Для лучшего изображения некоторых из проблем, относящихся к существующим металлическим корпусам или оболочкам для электронных схем, таким как схемы драйвера освещения, на фиг. 1 изображен один пример драйвера 100 освещения, который включает в себя схему 110 драйвера освещения, снабженную металлическим корпусом или шасси 120. В некоторых вариантах осуществления металлический корпус 120 может также функционировать в качестве теплоотвода для схемы 110 драйвера освещения или быть соединенным с таким теплоотводом, который также обычно является металлическим и электрически проводящим. Примерная схема 110 драйвера освещения включает в себя фильтр 113 синфазных помех, выпрямитель 115 и полный мостовой преобразователь 117, соединенный с выходом выпрямителя 115. Фильтр 113 синфазных помех включает в себя пару конденсаторов, соединенных между каждым из входных узлов выпрямителя 115 и металлическим корпусом или шасси 120.
[0044] В некоторых вариантах осуществления драйвер 100 освещения может быть частью блока освещения, например, основанного на LED блока освещения, установленного в приборе освещения. Такой блок освещения может включать в себя один или более источников света, например, основанных на LED источников света, которые принимают энергию от драйвера 100 освещения.
[0045] При функционировании драйвер 100 освещения соединяется с внешним источником энергии (например, сетью переменного тока) через три соединения или провода 105, которые обычно окрашены в черный, белый и зеленый цвет и имеют метки B, W и G на фиг. 1. В данном документе предполагается, что входное напряжение 10 переменного тока (например, 110-120 вольт переменного тока) подается через провода 105 B и W, и что провод 105 G соединяется с заземлением. По причинам электробезопасности металлический корпус или шасси 120 соединены с заземлением через провод 105 G.
[0046] В ответ на входное напряжение 10 драйвер 100 освещения подает энергию в нагрузку 20, которая может включать в себя один или более источников света. В некоторых вариантах осуществления нагрузка 20 включает в себя один или более светоизлучающих диодов (LED), например одну или более строк LED. В этом случае схема 110 драйвера освещения может быть выполнена с возможностью подачи энергии в нагрузку 20 в соответствующем формате, который специально разработан в соответствии с характером нагрузки. Например, там, где нагрузка 20 включает в себя один или более LED, схема 110 драйвера освещения может функционировать в качестве источника тока для подачи необходимого тока в LED, чтобы обеспечивать желаемое освещение. При функционировании драйвер 100 освещения может включать в себя контроллер (не показан на фиг.1) или может быть соединен с внешним контроллером для управления переключением функционирования полного мостового преобразователя 117 (т.е. соединен с затворами транзисторов полного мостового преобразователя 117, изображенного на фиг. 1).
[0047] В драйвере 100 освещения присутствует паразитная емкость 107 между общим узлом входных транзисторов полного мостового преобразователя 117 и металлическим корпусом или шасси 120, и паразитная емкость 109 между общим узлом выходных транзисторов полного мостового преобразователя 117 и металлическим корпусом или шасси 120. Эти емкости могут вызывать синфазный ток. Фильтр 113 синфазных помех предоставляется для уменьшения синфазного тока и для безопасности. Однако фильтр 113 синфазных помех также предоставляет тракт для тока утечки из схемы 110 драйвера освещения и ограничивает способность схемы 110 драйвера освещения обрабатывать скачки синфазных помех. Если увеличивать емкость конденсаторов в фильтре 112 синфазных помех для уменьшения их полного сопротивления, то синфазный ток фильтруется лучше, однако увеличивается ток утечки и способность обработки скачков синфазных помех понижается. Наоборот, если уменьшать емкость конденсаторов в фильтре 112 синфазных помех для уменьшения тока утечки и повышения способности обработки скачков синфазных помех, то синфазный ток увеличивается.
[0048] На фиг. 2 изображен драйвер 200 освещения. Драйвер 200 освещения включает в себя схему 210 драйвера освещения и корпус или оболочку 220. Драйвер 200 освещения может быть частью блока освещения, например, основанного на LED блока освещения, установленного в приборе освещения. Такой блок освещения может включать в себя один или более источников света, например, основанных на LED источников света, которые принимают энергию от драйвера 200 освещения.
[0049] Схема 210 драйвера освещения включает в себя схемную плату 212 и множество электрических компонентов 214, смонтированных на схемной плате 212. Схемная плата 212 может иметь один, два или более слоев и может включать в себя один или более слоев для обеспечения электрических связей или соединений между электрическими компонентами 214. Схемная плата 212 может включать в себя один или более слоев заземления, соединенных с электрическим заземлением, для схемы драйвера освещения. Схема 210 драйвера освещения выполнена с возможностью приема входного напряжения между парой входных клемм и в ответ на него подачи энергии в один или более источников света (например, основанных на LED источников света).
[0050] Корпус 220 включает в себя основание 202, множество стенок 204, соединенных с основанием 202 и друг с другом, при этом каждая проходит по существу перпендикулярно от основания 202, и крышку 206, отделенную от и пространственно разнесенную с основанием 202 и проходящую по существу перпендикулярно стенкам 204 и по существу параллельно основанию 202 так, чтобы задавать замкнутое пространство между основанием 202, крышкой 206 и стенками 204. В примере, изображенном на фиг.2, корпус 220 имеет форму прямоугольного параллелепипеда (то есть правильного прямоугольного параллелепипеда, прямоугольного шестигранника, правильной прямоугольной призмы или прямоугольного параллелепипеда), который в разговорной речи упоминается в качестве прямоугольного блока. Это является типичной формой для корпуса 220, но в целом корпус 220 может иметь другие замкнутые или по существу замкнутые формы.
[0051] Каждое из основания 202, крышки 206 и стенок 204 имеет электрически изоляционную внутреннюю поверхность 222, электрически изоляционную внешнюю поверхность 228 и электромагнитный экранирующий слой 226.
[0052] В некоторых вариантах осуществления электрически изоляционная внутренняя поверхность 222 выполняется в виде внутреннего слоя или структуры электрически изоляционного материала, а электрически изоляционная внешняя поверхность 228 выполнена в виде внешнего слоя или структуры электрически изоляционного материала. Электрически изоляционная внутренняя поверхность 222 и электрически изоляционная внешняя поверхность 228 могут содержать любой из или сочетание из множества различных материалов, включающих в себя, но не ограничиваясь ими, пластик (например, термопластик, акрилонитрил-бутадиен-стирол), бакелит, керамику, резину (например, силиконовую резину), каптон, ПВХ, акриловую краску, стекловолокно, акриловую краску, оксид бериллия, TFE (например, ТЕФЛОН), G10 или другие эпоксидные/стекловолокнистые слоистые материалы, фенольную смолу, слюду и т.д.
[0053] Электромагнитный экранирующий слой 226 может включать в себя, или может быть образован из, листовой металл, металлический экран, металлическую пену или материал, пропитанный ферромагнитными оптоволоконными присадочными материалами. Любые отверстия в электромагнитном экранирующем слое 226 должны быть значительно меньше длины волны любого экранируемого электромагнитного излучения. Для большей пользы электромагнитный экранирующий слой 226 является также электрически проводящим. В некоторых вариантах осуществления электромагнитный экранирующий слой 226 включает в себя материал, такой как сталь.
[0054] Для большей пользы одно или более из основания 202, крышки 206 и стенок 204 корпуса 220 дополнительно включает в себя медное покрытие или слой 224, размещенный на внутренней поверхности электромагнитного экранирующего слоя 226, между электромагнитным экранирующим слоем 226 и внутренней поверхностью 222. Медный слой 224 может обеспечивать повышенную электрическую проводимость особенно в случае, когда электрическая проводимость электромагнитного экранирующего слоя 226 меньше чем, это требуется. Некоторые варианты осуществления могут опускать медный слой 224.
[0055] На фиг. 3 изображен один пример драйвера 300 освещения, который включает в себя схему 310 драйвера освещения, которая снабжена корпусом, таким как корпус 220, изображенный на фиг. 2. В некоторых вариантах осуществления драйвер 300 освещения может быть частью блока освещения, например, основанного на LED блока освещения, установленного в приборе освещения. Такой блок освещения может включать в себя один или более источников света, например, основанных на LED источников света, которые принимают энергию от драйвера 300 освещения.
[0056] В ответ на входное напряжение 10 драйвер 300 освещения подает энергию через выходные соединения или провода 395 в нагрузку 20, включающую в себя один или более источников света. В некоторых вариантах осуществления нагрузка 20 может включать в себя один или более светоизлучающих диодов (LED), например, одну или более строк LED. В этом случае схема 310 драйвера освещения может быть выполнена с возможностью подачи энергии в нагрузку 20 в соответствующем формате, который специально разработан в соответствии с характером нагрузки. Например, когда нагрузка 20 включает в себя один или более LED, то схема 310 драйвера освещения может функционировать в качестве источника тока для подачи необходимого тока в светоизлучающие диоды (LED). При функционировании драйвер 300 освещения может включать в себя контроллер (не показан на фиг. 3) или может быть соединен с внешним контроллером для управления переключением функционирования полного мостового преобразователя 117 (то есть соединен с затворами транзисторов полного мостового преобразователя 117, изображенного на фиг. 3).
[0057] При функционировании схема 310 драйвера освещения соединяется с внешним источником энергии (например, сетью переменного тока) через два соединения или провода 305, которые обычно окрашены в черный, белый и зеленый цвет и имеют метки B, W и G на фиг. 3. В данном документе предполагается, что входное напряжение 10 переменного тока (например, 110-120 вольт переменного тока) подается через провода 305 B и W. Следует отметить, что провод или соединение G (например, заземление) внешнего источника энергии (например, сети переменного тока) не соединяются с драйвером 300 освещения, поскольку корпус 220 снабжен электрически изоляционной внешней поверхностью 228, которая устраняет риск поражения электрическим током человека, который может прикоснуться к драйверу 300 освещения. Однако корпус 220, в частности электрически проводящий внутренний слой корпуса 220, соединен, например напрямую соединен, с электрическим заземлением 319 схемы 310 драйвера освещения в единственной точке 219. В некоторых вариантах осуществления электрически проводящий внутренний слой может включать в себя электромагнитный экранирующий слой 226 и/или медный слой 224. На фиг.3 изображены две возможные альтернативные точки 319 для электрического соединения схемы 310 драйвера освещения с корпусом 220. Одна возможная точка 319 соединения находится в точке электрического заземления на входе полного мостового преобразователя 117 (на выходе выпрямителя 115). Другая альтернативная точка 319 соединения находится в точке электрического заземления на входе выпрямителя 115. Как объясняется более подробно ниже в некоторых вариантах осуществления, электрическое соединение может осуществляться посредством винта, заклепки и болта, который прикрепляется к втулке (например, резьбовой втулке), выполненной в электромагнитном экранирующем слое 226 корпуса 220.
[0058] Как можно заметить на фиг. 3, из-за конфигурации корпуса 220 в схеме 310 драйвера освещения может быть опущен фильтр синфазных помех, который используется в схеме 110 драйвера освещения, которая имеет металлический корпус 120. Соответственно драйвер 300 освещения может демонстрировать относительно хорошую экранирующую производительность для электромагнитных помех (EMI) проводников схемы без тока утечки и проблем скачков синфазных помех, которые могут заполонять драйвер 100 освещения. Кроме того, так как корпус 200 включает в себя внутренний электромагнитный экранирующий слой, драйвер 200 освещения может дополнительно демонстрировать хорошую экранирующую производительность для EMC и относительно низкие уровни излучаемых EMI, в отличие от драйвера освещения, который использует корпус, состоящий из пластика.
[0059] На фиг. 4A изображен один вариант осуществления драйвера 400 освещения, который может быть примером драйвера 200 и/или 300 освещения. В данном случае корпус или оболочка 220 для драйвера 400 освещения снова изображена в качестве прямоугольного блока, однако следует понимать, что корпус 220 может принимать фактически любую необходимую замкнутую форму. Следует заметить, что на фиг. 4A изображено то, как драйвер 400 освещения принимает свое входное напряжение или энергию только через два провода 405 (например, провода B и W) и подает энергию в свою нагрузку 20 через два других провода 495.
[0060] На фиг. 4B изображена схема сборки драйвера 400 освещения, включающая в себя схему 410 драйвера освещения и первый вариант осуществления корпуса 420. Схема 410 драйвера освещения включает в себя схемную плату (например, печатную плату или PCB) 412 и множество электрических компонентов 414, смонтированных на схемной плате 412. Схемная плата 412 может иметь один, два или более слоев и может включать в себя один или более слоев для обеспечения электрических связей или соединений между электрическими компонентами 414. Схемная плата 412 может включать в себя один или более слоев заземления, соединенных с электрическим заземлением, для схемы драйвера освещения. Схема 410 драйвера освещения выполнена с возможностью приема входного напряжения между парой входных клемм и в ответ на него подачи энергии в один или более источников света (например, основанных на LED источников света). Корпус 420 включает в себя электрически изоляционную внутреннюю структуру 422, внутреннюю электромагнитную экранирующую структуру 426, электрически изоляционную внешнюю структуру или шасси 428 и крышку 430.
[0061] Электрически изоляционная внутренняя структура 422 и электрически изоляция внешняя структура или шасси 428 могут включать в себя любой из или сочетание из множества различных материалов, включающих в себя, но не ограничиваясь ими, пластик (например, термопластик, ABS), бакелит, керамику, резину (например, силиконовую резину), каптон, ПВХ, акриловую краску, стекловолокно, акриловую краску, оксид бериллия, TFE (например, ТЕФЛОН), G10 или другие эпоксидные/стекловолокнистые слоистые материалы, фенольную смолу, слюду и т.д.
[0062] Электрически изоляционная внутренняя структура 422 включает в себя верхнюю створку или шарнирную крышку 422a, которая может сгибаться над остальной частью электрически изоляционной внутренней структуры 422 для задания замкнутого пространства.
[0063] Электромагнитная экранирующая структура 426 может включать в себя, или быть образована из, листовой металл, металлический экран, металлическую пену или материал, пропитанный ферромагнитными оптоволоконными присадочными материалами. Любые отверстия в электромагнитной экранирующей структуре 426 должны быть значительно меньше длины волны любого экранируемого электромагнитного излучения. Для большей пользы электромагнитная экранирующая структура 426 является также электрически проводящей. В некоторых вариантах осуществления электромагнитная экранирующая структура 426 включает в себя материал, такой как сталь. Электромагнитная экранирующая структура 426 включает в себя верхнюю створку или шарнирную крышку 426a.
[0064] Для большей пользы электромагнитная экранирующая структура 426 имеет медный слой или покрытие, не изображенное на фиг. 4, размещенный на ее внутренней поверхности между электромагнитной экранирующей структурой 426 и электрически изоляционной внутренней структурой 422. Медный слой или покрытие могут обеспечивать улучшенную электрическую проводимость особенно в случае, в котором электрическая проводимость электромагнитной экранирующей структуры 426 меньше чем, это требуется. В некоторых вариантах осуществления медный слой или покрытие могут быть опущены.
[0065] Как изображено на фиг. 4B, электромагнитная экранирующая структура 426 включает в себя вставку или втулку 450, которая для большей пользы может иметь внутреннюю резьбу. Электрически изоляционная внутренняя структура 422 включает в себя соответствующее отверстие 460, которое выставляет втулку 450. Схема 410 драйвера освещения и корпус 420, и, в частности, электромагнитная экранирующая структура 426 и/или медное покрытие, выполненное на ней, посредством средства 440 прикрепления, которое, например, может быть винтом, болтом, заклепкой и т.д.
[0066] Драйвер 400 освещения может быть собран следующим образом. Электромагнитная экранирующая структура 426, которая как замечено выше, может включать в себя медное покрытие или слой, помещается вовнутрь электрически изоляционной внешней структуры 428. Электрически изоляционная внутренняя структура 422 помещается в электромагнитную экранирующую структуру 426. Схема 410 драйвера освещения, включающая в себя схемные платы 412, помещается вовнутрь электрически изоляционной внутренней структуры 422. Средство 440 прикрепления (например, винт) сопрягается с втулкой 450 сквозь отверстие в схемной плате 412 для обеспечения одноточечного электрического соединения между корпусом 420 и схемой 410 драйвера освещения. Провода 405 и 495 направляются сквозь пазы оболочки в корпусе 420. Затем шарнирные крышки 422a и 426a сгибаются над остальной частью изоляционной внутренней структуры 422 для образования замкнутого пространства со схемой 410 драйвера освещения, размещаемой там. Наконец, крышка 430 вщелкивается в электрически изоляционную внешнюю структуру или шасси 428, закрывая корпус, как показано на фиг. 4A. Затем драйвер 400 освещения может быть установлен или смонтирован в приборе освещения посредством одной или более монтажных лап 480, выполненных на электрически изоляционной внешней структуре 428.
[0067] На фиг. 5A изображен один вариант осуществления внутреннего электромагнитного экранирующего слоя или структуры 526 для корпуса. Электромагнитная экранирующая структура 526 может быть образована посредством процесса литья под давлением. В некотором варианте осуществления электромагнитная экранирующая структура 526 изготавливается из пластикового полимера с ферромагнитными оптоволоконными присадками для достижения электрической проводимости для защищенности от и экранирования EMI. Как показано на фиг. 5A, электромагнитная экранирующая структура 526 включает в себя верхнюю створку или шарнирную крышку 526a и втулку (например, резьбовую втулку) 550. Для большей пользы ферромагнитные оптоволоконные присадки делают электромагнитный экранирующий слой 526 электрически проводящим.
[0068] На фиг. 5B изображен один вариант осуществления корпуса 520, который включает в себя внутренний электромагнитный экранирующий слой 526 с фиг. 5A.
[0069] Корпус 520 включает в себя основание 502, множество стенок 504, соединенных с основанием 502 и друг с другом, причем каждая проходит по существу перпендикулярно от основания 502, и крышку 506, отделенную от и пространственно разнесенную с основанием 502 и проходящую по существу перпендикулярно стенкам 504 и по существу параллельно основанию 502 так, чтобы задавать замкнутое пространство между основанием 502, крышкой 506 и стенками 504. В примере, изображенном на фиг. 5B, корпус 520 имеет форму прямоугольного блока, однако следует понимать, что корпус может принимать фактически любую требуемую замкнутую форму.
[0070] Для большей пользы корпус 520 может дополнительно включать в себя медное покрытие или слой (не изображен на фиг. 5B), размещенный на внутренней поверхности электромагнитного экранирующего слоя 526, который может обеспечивать улучшенную электрическую проводимость особенно в случае, в котором электрическая проводимость электромагнитного экранирующего слоя 526 меньше чем, это требуется. В некоторых вариантах осуществления данное медное покрытие или слой могут быть опущены.
[0071] Корпус 520 может быть образован посредством покрывающего литья электрически изоляционного пластика так, чтобы поместить электромагнитный экранирующий слой 526 посередине. Для большей пользы литьевое оборудование предоставляет запорную деталь 560, как показано на фиг. 5B, чтобы препятствовать затеканию электрически изоляционного пластика на электромагнитный экранирующий слой 226 в области втулки 550. Это позволит средству (например, винту) прикрепления осуществить электрическое соединение со схемной платой схемы драйвера освещения. Электрически изоляционный пластик должен быть совместим с пластиковым материалом электромагнитного экранирующего слоя 526 так, чтобы данные материалы были химически связаны для создания цельного корпуса 520. Кроме того, электрически изоляционный пластик должен иметь тепловой коэффициент расширения, который является тем же самым или подобным, что у пластикового материала электромагнитного экранирующего слоя 526.
[0072] На фиг. 5C изображена сборка драйвера 500 освещения, включающая в себя схему 510 драйвера освещения и корпус 520. Схема 510 драйвера освещения включает в себя схемную плату (например, печатную плату или PCB) 512 и множество электрических компонентов 514, смонтированных на схемной плате 512. Схемная плата 512 может иметь один, два или более слоев и может включать в себя один или более слоев для обеспечения электрических связей или соединений между электрическими компонентами 514. Схемная плата 512 может включать в себя один или более слоев заземления, соединенных с электрическим заземлением, для схемы драйвера освещения. Схема 510 драйвера освещения выполнена с возможностью приема входного напряжения между парой входных клемм и в ответ на него подачи энергии в один или более источников света (например, основанных на LED источников света).
[0073] Драйвер 500 освещения может быть собран следующим образом. Схема 410 драйвера освещения помещается в камеру, заданную основанием 502 и стенками 504 корпуса 520. Средство 540 прикрепления (например, винт) сопрягается с резьбой втулкой 550 сквозь отверстие в схемной плате 510 сквозь отверстие в схемной плате 512 для обеспечения одноточечного электрического соединения между корпусом 520 и схемой 510 драйвера освещения. Провода 505 и 595 направляются сквозь пазы оболочки в корпусе 520. Крышка 506 корпуса 520 сгибается над и крепится посредством защелок к оставшейся части корпуса 520 для образования замкнутого пространства со схемой 510 драйвера освещения, размещенной в нем. Затем драйвер 500 освещения может быть установлен или смонтирован в приборе освещения посредством одной или более монтажных лап 580, выполненных на корпусе 520.
[0074] В то время как описывались и изображались в данном документе несколько изобретенных вариантов осуществления, средние специалисты в уровне техники могли с готовностью представить множество других средств и/или структур для выполнения функции и/или получения результатов и/или одного или более преимуществ, описанных в данном документе, при этом считается, что каждая из таких вариаций и/или модификаций находится в пределах объема изобретенных вариантов осуществления, описанных в данном документе. В частности, в то время как варианты осуществления, в которых некоторые корпусы используются для схем драйвера освещения, описывались выше, из чертежей и описаний выше следует понимать, что эти корпусы могут использоваться в целом с большим разнообразием других электронных схем. В более общем смысле специалисты в уровне техники смогут с готовностью понять, что все параметры, размерности, материалы и конфигурации, описанные в данном документе, упоминаются в качестве примерных, и что фактические параметры, размерности, материалы и/или конфигурации будут зависеть от конкретного применения или применений, для которых используются идеи изобретения. Специалисты в уровне техники распознают или смогут установить, используя не более чем стандартное экспериментирование, много эквивалентов для конкретных изобретенных вариантов осуществления, описанных в данном документе. Поэтому следует понимать, что предшествующие варианты осуществления представлены только в качестве примера и что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и эквивалентов к ней изобретенные варианты осуществления могут осуществляться иным образом, чем как это в частности описывается и заявляется. Изобретенные варианты осуществления существующего раскрытия направлены на каждый отдельный признак, систему, изделие, материал, набор и/или способу, описанные в данном документе. Кроме того, любое сочетание двух или более таких признаков, систем, изделий, материалов, наборов и/или способов, если такие признаки, системы, изделия, материалы, наборы и/или способы не являются взаимно несовместными, включено в объем изобретения.
[0075] Следует понимать, что все определения, заданные и используемые в данном документе, охватывают словарные определения, определения в документах, включенных посредством ссылки, и/или обычные значения слов заданных терминов.
[0076] Следует понимать, что используемые в данном описании и формуле изобретения термины в единственном числе, если явно не указано обратное, означают «по меньшей мере один».
[0077] Следует понимать, что фраза «и/или», используемая в данном описании и формуле изобретения, означает «один из или оба» из объединенных таким образом элементов, то есть элементов, которые присутствуют совместно в некоторых случаях и присутствуют раздельно в других случаях. Множество элементов, перечисляемых с помощью «и/или», следует рассматривать по тому же самому принципу, то есть «один или более» из объединенных таким образом элементов. В качестве дополнительной возможности могут присутствовать другие элементы, отличные от элементов, в частности указываемых посредством условия «и/или», и либо связанных с, либо не связанных с этими, в частности, указываемыми элементами.
[0078] Следует понимать, что используемая в данном описании и формуле изобретения фраза «по меньшей мере один» по отношению к списку из одного или более элементов, означает по меньшей мере один элемент, выбранный из любого одного или более элементов в списке элементов, но не обязательно включает в себя по меньшей мере один из каждого элемента, в частности перечисляемого внутри списка элементов, и не исключает любые сочетания элементов в списке элементов. Данное определение также делает возможным то, что в качестве дополнительной возможности могут присутствовать элементы, отличные от элементов, в частности указываемых внутри списка элементов, к которым относится фраза «по меньшей мере один», либо связанных с, либо не связанных с этими, в частности, указываемыми элементами.
[0079] Также следует понимать, что пока явно не указано обратное, в любых способах, заявляемых в данном документе, которые включают в себя более одного этапа или действия, порядок этих этапов или действий способа не обязательно ограничивается порядком, в котором перечисляются этапы или действия способа.
[0080] Кроме того, ссылочные позиции, появляющиеся внутри круглых скобок в формуле изобретения, если таковые вообще имеются, предоставлены лишь для удобства и не должны рассматриваться как накладывающие ограничения на формулу изобретения каким-либо образом.
[0081] Следует понимать, что в формуле изобретения, а также в описании выше, все переходные фразы, такие как «содержит», «включает в себя», «несет», «имеет», «обладает», «вовлекает», «вмещает», «имеет в своем составе» и т.п., являются открытыми, то есть означают включающий в себя, но без накладывания ограничений. Лишь переходные фразы «состоит из» и «состоит по существу из» являются закрытыми или полузакрытыми переходными фразами соответственно.
Реферат
Изобретение относится к электронным схемам и корпусам для электронных схем. Техническим результатом является предотвращение электрических замыканий и уменьшение электромагнитных помех к(от) драйверу(а) освещения. Заявленное устройство (200, 300, 400, 500) включает в себя схему драйвера освещения (210, 310, 410, 510) и корпус (220, 420, 520), в котором размещена схема драйвера освещения. Схема драйвера освещения выполнена с возможностью приема входного напряжения (10) между парой входных клемм (305) и в ответ на него подачи энергии в один или более источников (20) света. Корпус имеет электрически изоляционную внутреннюю поверхность (222, 422, 522) и электрически изоляционную внешнюю поверхность (228, 428, 528) и слой электрически проводящего электромагнитного экрана (226, 426, 526). Слой электрически проводящего электромагнитного экрана размещен между электрически изоляционной внутренней поверхностью и внешней электрически изоляционной поверхностью. Схема драйвера освещения электрически соединена со слоем электрически проводящего электромагнитного экрана корпуса. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
