CN101858506A - 具有散热结构的放电灯单元 - Google Patents
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Abstract
一种具有散热结构的放电灯单元。在放电灯单元中，设置壳构件，使得壳构件将电路板保持在其中，并将放电灯支撑部分保持为曝露在壳构件外部。在所述放电灯支撑部分曝露侧的表面上形成热吸收保护层。热吸收保护层允许壳构件抑制由放电灯引起的辐射热的吸收。因为热吸收保护层抑制壳构件吸收来自放电灯的辐射热，所以可能减少由放电灯产生的热到达电路板的量。因此，不容易加热电路板。
Description
技术领域
本发明涉及放电灯单元。特别地，本发明涉及这样的放电灯单元：其包括支撑放电灯的支撑构件和给放电灯供电的电路板。
背景技术
按照惯例，考虑放电灯内的热传导来设计放电灯单元。例如，在日本专利公报2003-022702号中，作为上述放电灯单元，公开了这样一种技术：将用于形成容纳电路板的壳的材料改变为不容易导热的材料，以抑制由放电灯产生的热传导到电路板。
然而，在上述放电灯单元中，壳构件被由放电灯引起的辐射热加热。即使在将用于形成壳构件的材料改变为不容易导热的材料的情况下，在壳构件被长时期连续加热时，由放电灯产生的热往往会达到电路板。
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种技术，用于进一步抑制由放电灯产生的热达到放电灯单元中的电路板。
发明内容
为了实现上述目的，放电灯单元包括：辐射光的放电灯，其引起辐射热；支撑放电灯的支撑构件；电路板，给由支撑构件支撑的放电灯供电，以允许放电灯辐射光；壳构件，将电路板保持在其中，并保持支撑构件使其曝露在壳构件外部；以及热吸收保护部分，形成在壳构件的支撑构件曝露侧的表面上，以允许壳构件抑制由放电灯引起的辐射热的吸收。
在诸如这种放电灯单元中，热吸收保护部分抑制壳构件吸收来自放电灯的辐射热。因此，可以减少由放电灯产生的热到达电路板的量。于是，电路板不容易被加热。
作为热吸收保护部分的具体结构，例如，仅需要以分层的状态构造热吸收保护部分，使得壳构件的支撑构件曝露侧的表面的至少一部分被覆盖。热吸收保护部分可以被构造为便于来自放电灯的辐射热的反射的反射层，或者防止由壳材料的表面吸收的热在壳构件内传递的热绝缘层。
在本发明所述的放电灯单元中，便于壳构件中的热辐射到壳构件外部的热辐射部分形成在该壳构件的除支撑构件曝露侧的表面之外的表面的至少一部分上。
在诸如这种放电灯单元中，因为提供了热辐射部分，所以壳构件中的热被更容易地辐射到壳构件的外部。作为热辐射部分的结构，例如，热辐射部分可以是这样构造的热辐射层：空气和热辐射层之间的材料表面热发射率和热传导率高于壳材料的材料表面热发射率和热传导率。可选择地，热辐射部分可以是具有多个凸起和凹陷、或者凸出部分的热辐射构件，以增加壳构件的表面积。
在上述放电灯单元中，所述壳构件由彼此配合的第一壳构件和第二壳构件构成，第一壳构件包括支撑构件曝露侧的表面，第二壳构件不包括支撑构件曝露侧的表面。热吸收保护部分可以形成在第一壳构件的表面上，且热辐射部分可以形成在第二壳构件的表面上。
在诸如这种放电灯单元中，当由多个构件构成壳构件时，可以构造壳构件，使得热吸收保护层和热辐射层不跨越多个构件。于是，在每个构件中形成热吸收保护层和热辐射层时执行的制造过程可以被简化。
此外，在上述放电灯单元中，可以构造吸收保护部分，使得从壳构件侧按顺序层叠热绝缘层和反射层，其中，热绝缘层由具有比壳构件低的热传导率的材料制成，且反射层形成镜面。
在诸如这种放电灯单元中，因为反射层反射来自放电灯的辐射热，所以壳构件的表面(反射层)不容易被加热。此外，因为热绝缘层防止由壳构件的表面吸收的热达到壳构件的内部，所以壳构件的内部更不可能被加热。
附图说明
在附图中：
图1是示出根据实施例的放电灯单元的中心横截面图；
图2A到图2C是示出壳构件的放大横截面图；
图3是示出使得放电灯能够发光的发光电路的电路图；以及
图4是变化例子的放电灯单元的中心横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述本发明的优选实施例。
图1是应用了本发明的放电灯单元1的中心横截面图。图2是壳构件14的放大横截面图。
如图1所示，构造放电灯单元1，使得用于供电以点亮放电灯11的每个组成元件都容纳在壳构件14内。更具体地，壳构件14由例如铝制成。壳构件14将电路板13容纳在其中，电路板13包括：诸如集成电路(IC)芯片的集成电路、诸如线圈和电容器的电路组件、电气连接电路板13和电路组件的接线12等。壳构件14将用于支撑放电灯11的放电灯支撑部分21(支撑构件)保持在这样的状态：放电灯支撑部分21曝露在壳构件14之外。
这里，构造壳构件14，使得盖构件16(第一壳构件)和主构件15(第二壳构件)彼此对接。盖构件16包括这样的表面：支撑放电灯11的放电灯支撑部分21在该面上曝露(图1的上部)。主构件15在电路板13侧(图1的下部)，且不包括放电灯支撑部分21曝露侧的表面。在壳构件14中，盖构件16用作防止外部噪声透入壳构件14的电磁干扰(EMI)屏蔽。主构件15用作EMI屏蔽。另外，主构件15用作将壳构件14内的热辐射到壳构件14外部的散热器。
可以将具有凹反射面的反射构件(未示出)布置在壳构件14和放电灯支撑部分21之间的区域中。反射构件沿向前的方向(图1中的向上方向)反射来自放电灯11的光。
在壳构件14中，如图2A所示，热吸收保护层81(热吸收保护部分)被形成在盖构架16的放电灯支撑部分21曝露侧的表面上。通过例如对盖构件16的表面镀铬来形成热吸收保护层81。铬镀层形成反射辐射热的镜面。该结构的结果是，壳构件14(盖构件16)不容易吸收由放电灯11引起的辐射热。
在主构件15中，如图2B所示，形成便于将壳构件14中的热辐射到壳构件14之外的热辐射层82(热辐射部分)。这里，热辐射层82由具有比主构件15高的材料表面热发射率的材料(诸如耐热铝(氧化铝))构成。换句话说，通过对主部件15的表面执行耐热铝处理形成热辐射层82。
热发射率指明主题对象(这里是铝或耐热铝)的热辐射水平与绝对黑体的热辐射水平的比率。当主构件15由铝制成时，铝的热发射率大约是0.05，而耐热铝的热发射率是大约0.95。
换句话说，这表明在主构件15的表面是由耐热铝而不是铝制成时，壳构件14内的热被更高效地辐射到壳构件14的外部。热辐射层82被形成在主构件15中与外部空气(壳构件14外部的空气)接触的区域的整个表面上。
壳构件14内的空间由注模为预定形状的模型塑料30分割为多个空间。换句话说，模型塑料30包括分割壁31，该分割壁31在放电灯支撑部分21和电路板13之间、在垂直于放电灯11的光轴方向的平面上分割壳构件14的空间。
电路板13被布置在由分割壁31划分的第一部分(图1中分割壁31下面的空间)中。放电灯支撑部分21被布置在由分割壁31划分的第二部分(在图1中分割壁31上面的部分)中。在第一部分中，在分割壁31和电路板13之间形成没有布置诸如电路部件的组成元件的空部分32。
在壳部件14的第二部分中，由与放电灯11的光轴方向平行地形成的模型塑料30的侧壁34和多个分隔壁35形成许多碗形空间(图1中的三个空间)。每一个碗形空间构成用于安装电路部件的部件安装部分36。“碗形”是指这样的形状：该形状包括围绕底部(分割壁31在放电灯支撑部分21侧的表面)的侧壁部分(侧壁34和分隔壁35)，其中与侧壁部分的底部相对的一侧是敞开的。
在预定电路部件被布置在诸如上面所述的每一个部件安装部分36中之后，诸如填充树脂的液体填充材料17被灌注到每一个部件安装部分36。放电灯支撑部分21与树脂盖部分23整体形成，树脂盖部分23覆盖部件安装部分36中的至少一些。通过将树脂盖23安装在侧壁34和分隔壁35上，放电灯支撑部分21在不与分割壁31直接接触的情况下，以固定距离远离分割壁31放置。
根据本实施例，具有比普通金属和树脂低的热传导率的热绝缘材料19被布置在放电灯支撑部分21的分割壁31一侧(图1中的下部)的表面上。上述填充材料17填充热绝缘材料19和分割壁31之间的区域。
诸如这种放电灯单元1通过将供电的接线连接到在壳构件14的外围向外突出形成的连接器5进入可操作状态。放电灯支撑部分21和树脂盖部分23优选地由具有更低热传导率的材料形成，使得放电灯支撑部分21阻碍来自放电灯11的传导热，且使得树脂盖部分23阻碍由放电灯11引起的辐射热。
接下来，将参考图3说明构造放电灯单元1的电路结构。图3是点亮放电灯11的发光电路3的电路图。如图3所示，电池6和开关7被设置在放电灯单元1的外部。通过操作者接通开关7将来自电池6的电力提供给放电灯单元1。
如图3所示，放电灯单元1的发光电路3包括：滤波器电路40、直流/直流(DC/DC)转换器电路45、点亮辅助电路50、H-桥电路55(所谓H-桥是一种桥电路)、高压产生电路60以及控制电路70。
滤波器电路40包括输入线圈41和输入电容器42。滤波器电路40被构造为用作平滑从电池6接收的电源电压的平滑电路。
DC/DC转换器电路45包括：DC/DC变压器46、作为电力器件的电力金属氧化物半导体(MOS)晶体管47、二极管48以及电容器49。DC/DC转换器电路45构成为用作将电源电压(诸如12V)升压到灯供电电压(诸如40V)的转换器电路。
点亮辅助电路50包括两个电阻器51和52、二极管53和存储电容器54。电阻器51和52并联连接到电源侧的端子。二极管53串联连接到一个电阻器52。存储电容器54被连接到另一个电阻器51和二极管53。点亮辅助电路50是临时将点亮放电灯11所需的电源提供给放电灯11的电路。存储电容器54提供用于存储所需电能的功能。
H-桥电路55包括4个功率晶体管56和布置用作电流检测电阻器的电阻器57。H-桥电路55由从控制电路70接收操作信号并接通和关断功率晶体管56的驱动器58控制。由驱动器58控制的结果是，来自H-桥电路55的输出被从直流电转换为交流电(然而，该交流电具有矩形波形)。
高压产生电路60包括：高压产生电容器61、火花隙62、启动器变压器63以及噪声减少线圈64。高压产生电容器61对流到启动器变压器63的初级线圈侧的电流充电。火花隙62切换高压产生电容器61的放电。
然后，启动器变压器63生成用于启动放电灯11的点亮的启动电压(诸如25kV)。来自从控制电路70接收操作信号的升压电路65的高压被施加到火花隙62，且火花隙62在施加到火花隙62的电压达到预定电压的时刻进行电力执行传导。控制电路70包括控制电路元件的半导体器件。
发光电路3内的电路部件，诸如控制电路70、H-桥电路55以及驱动器58，被安装在上述电路板13上。
在上面详细描述的放电灯单元1中，壳构件14将电路板13保持在其中，并将放电灯支撑部分21保持在放电灯支撑部分21曝露在壳构件14之外的状态，在该壳构件14中，在放电灯支撑部分21曝露侧的表面上形成抑制壳构件14吸收由放电灯11引起的辐射热的热吸收保护层81。
在诸如这种放电灯单元1中，热吸收保护层81抑制壳构件14吸收由放电灯11引起的辐射热。因此，由放电灯11产生的热量中达到电路板13的热量可能减少。于是，电路板13不易被加热。
此外，在放电灯单元1中，在壳构件14的表面中除放电灯支撑部分21曝露侧的表面之外的至少一部分上形成便于将壳构件14中的热辐射到壳构件14外部的热辐射层82。
在诸如这种放电灯单元1中，因为提供了热辐射层82，所以壳构件14中的热被更容易地排放到壳构件14的外部。
通过配合盖构件16和主构件15来构造放电灯单元1中的壳构件14，盖构件16包括放电灯支撑构件21曝露侧的表面，主构件15不包括放电灯支撑构件21曝露侧的表面。热吸收保护层81形成在盖构件16的表面上，且热辐射层82形成在主构件15的表面上。
在诸如这种放电灯单元1中，当由多个构件构成壳构件14时，可以构造壳构件14，使得热吸收保护层81和热辐射层82不跨越多个构件。于是，在每个构件中形成热吸收保护层81和热辐射层82时执行的制造过程可以被简化。
[变化例子]
本发明的实施例不以任何方式受限于上述实施例。在不离开分发明技术范围的情况下，可以有各种实施例。
例如，在根据上述实施例的放电灯单元1中，说明了覆盖盖构件16的表面的热吸收保护层81具有通过镀铬形成的单层结构。然而，可以使用多层结构。当热吸收保护层81具有多层结构时，如图2C所示，构造热吸收保护层85(热吸收保护部分)，使得从壳构件14侧按顺序层叠(laminate)热绝缘层84和反射层83，其中，热绝缘层84由具有比壳构件14的热传导率低的热传导率的材料制成，反射层83形成镜面。
在该例子中，作为热绝缘层84，使用由具有比普通金属低的热传导率的陶瓷制成的陶瓷涂层层。作为反射层83，使用镀铬层或镀镍层。
反射层83和热绝缘层84也可以具有多层结构。例如，当反射层83具有多层结构时，可以由例如镀铬层和镀镍层构成反射层83。
在诸如这种放电灯单元中，因为发射层83反射来自放电灯11的辐射热，所以壳构件14的表面(反射层)不容易被加热。此外，热绝缘层84防止由壳构件14的表面吸收的热在壳构件14之内传递。因此，壳构件14的内部更加不可能被加热。
放电灯单元可以被构造为图4中所示的放电灯单元2。换句话说，在放电灯单元2中，如图4所示，在壳构件14的主构件15中，包括了热辐射构件90(热辐射部分)，代替了热辐射层82。热辐射构件90具有多个用于增加壳构件14的表面面积的凸起和凹陷，或者凸出部分(许多散热片91)。在该结构中，同样，因为具有大表面面积的热辐射构件90的与空气接触的面积增加，所以壳构件14中的热被更容易地辐射到壳构件14外部的空气。
主构件15可以包括热辐射层82和热辐射构件90。
Claims (7)
1.一种放电灯单元，包括：
放电灯，其辐射光，引起辐射热；
支撑构件，支撑所述放电灯；
电路板，给由所述支撑构件支撑的所述放电灯供电，以允许所述放电灯辐射光；
壳构件，将所述电路板保持在其中，并将所述支撑构件保持为曝露在所述壳构件外部；以及
热吸收保护部分，形成在所述壳构件的所述支撑构件曝露侧的表面上，以允许所述壳构件抑制由所述放电灯引起的所述辐射热的吸收。
2.根据权利要求1所述的放电灯单元，其中，便于所述壳构件中的热辐射到所述壳构件外部的热辐射部分形成在所述壳构件的除所述支撑构件曝露侧的表面之外的表面的至少一部分上。
3.根据权利要求1所述的放电灯单元，其中，
所述壳构件由彼此配合的第一壳构件和第二壳构件构成，所述第一壳构件包括所述支撑构件曝露侧的表面，所述第二壳构件不包括所述支撑构件曝露侧的表面，以及
所述热吸收保护部分形成在所述第一壳构件的表面上，且所述热辐射部分形成在所述第二壳构件的表面上。
4.根据权利要求2所述的放电灯单元，其中，
所述壳构件由彼此配合的第一壳构件和第二壳构件构成，所述第一壳构件包括所述支撑构件曝露侧的表面，所述第二壳构件不包括所述支撑构件曝露侧的表面，以及
所述热吸收保护部分形成在所述第一壳构件的表面上，且所述热辐射部分形成在所述第二壳构件的表面上。
5.根据权利要求1所述的放电灯单元，其中，所述热吸收保护部分被构造为使得从所述壳构件侧按顺序层叠热绝缘层和反射层，其中所述热绝缘层由具有比所述壳构件低的热传导率的材料制成，所述反射层形成镜面。
6.根据权利要求2所述的放电灯单元，其中，所述热吸收保护部分被构造为使得从所述壳构件侧按顺序层叠热绝缘层和反射层，其中所述热绝缘层由具有比所述壳构件低的热传导率的材料制成，所述反射层形成镜面。
7.根据权利要求3所述的放电灯单元，其中，所述热吸收保护部分被构造为使得从所述壳构件侧按顺序层叠热绝缘层和反射层，其中所述热绝缘层由具有比所述壳构件低的热传导率的材料制成，所述反射层形成镜面。
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