电源板及照明灯具的制作方法

本实用新型涉及机床照明的技术领域，特别是涉及一种电源板及照明灯具。

背景技术：

目前市面上的led电源板，在一些特殊行业，如应用在机床灯具内，困机床上电器件所引起的过压、过流、过热会导致给灯具供电的电源损坏，外界电磁波的干扰会使led电源板无法根据用户的触摸信息准确输出控制灯具的信号，导致灯具无法正常工作。

并且现有的led电源板如果使用铝基板为电源板，在做防电磁干扰时会出现铝基板上的铝材与焊锡不相融的情况，导致铝材无法通过焊锡与电源板的电路连接，只能通过更换焊接的材料或增加连接器件等其他方式实现电源板的电路与铝材连接，增加了生产成本，降低了生产利润。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种生产成本低、可以消除过压、过流、过热、外界电磁波等干扰，并且可以使铝基板通过焊锡就可以与电源板的电路连接的电源板及照明灯具。

一种电源板，用于给机床上的LED灯供电，包括：导电散热层、绝缘导热层、金属层及导体结构；

所述导电散热层用于对所述电源板进行散热；

所述绝缘导热层设于所述导电散热层上，用于将所述导电散热层和所述金属层绝缘隔开，并将所述金属层的热量传送给所述导电散热层；

所述金属层设于所述绝缘导热层上，包括控制电路，所述控制电路用于控制所述LED灯是否得电工作；

所述电源板开设有贯穿所述导电散热层、绝缘导热层、金属层的通孔，所述导体结构卡设于所述通孔内，用于使所述控制电路与所述导电散热层电性连接；

所述控制电路包括保护模块、抗电磁干扰模块、LED电源模块及主控模块；

所述保护模块的输入端连接输入电源，所述保护模块的输出端分别连接所述LED电源模块的电源端和所述主控模块的电源端，所述LED电源模块的输入端连接所述主控模块的输出端，所述LED电源模块的接地端和所述主控模块的接地端都连接所述控制电路的地，并且所述LED电源模块的接地端和所述主控模块的接地端都连接所述抗电磁干扰模块；所述抗电磁干扰模块连接所述导体结构，以通过所述导体结构连接所述导电散热层；所述LED电源模块的输出端连接所述LED灯；

所述保护模块用于保护所述控制电路免受所述输入电源的过压、过流及所述控制电路自身过热损坏；

所述抗电磁干扰模块用于消除所述控制电路的地与外界电磁波之间的电势差，从而消除所述外界电磁波对所述主控模块的接地端的干扰；

所述主控模块用于根据触摸信息发送逻辑控制信号给所述LED电源模块，所述LED电源模块用于根据所述逻辑控制信号来控制是否给所述LED灯供电，以控制所述LED灯是否得电工作。

在其中一个实施例中，所述控制电路还包括降压模块，用于对所述保护模块输出的电压进行降压，所述降压模块的输入端连接所述保护模块的输出端，所述降压模块的输出端连接所述主控模块的电源端，所述降压模块的接地端连接所述控制电路的地。

在其中一个实施例中，所述导体结构包括钢珠，所述钢珠的直径大于所述通孔的直径。

在其中一个实施例中，所述保护模块包括自恢复保险丝PPTC和TVS瞬态抑制二极管D2，所述自恢复保险丝PPTC串联于所述TVS瞬态抑制二极管D2的阴极和所述输入电源之间，所述TVS瞬态抑制二极管D2的阳极连接所述控制电路的地。

在其中一个实施例中，所述保护模块还包括整流二极管D1，所述整流二极管D1的阳极连接所述输入电源，所述整流二极管D1的阴极连接所述自恢复保险丝PPTC。

在其中一个实施例中，所述LED电源模块包括能对所述LED灯进行恒流供电的恒流芯片。

在其中一个实施例中，所述主控模块包括MCU。

在其中一个实施例中，所述抗电磁干扰模块包括电容C1和电阻R2，所述电容C1和电阻R2并联。

在其中一个实施例中，所述导电散热层为铝金属层或铜金属层。

另一方面，本实用新型还提出一种照明灯具，包括LED灯，还包括任一上述实施例中所述的电源板，所述电源板用于给所述LED灯供电。

上述电源板，导电散热层用于对电源板进行散热，保护模块用于保护控制电路免受输入电源的过压、过流及控制电路自身过热损坏，抗电磁干扰模块用于消除控制电路的地与外界电磁波之间的电势差，从而消除外界电磁波对主控模块的接地端的干扰，主控模块在保护模块和抗电磁干扰模块的作用下，可以根据触摸信息准确发送逻辑控制信号给LED电源模块，进而控制LED灯正常工作。电源板可以通过导电散热层进行散热，通过导体结构可以使金属层上的控制电路与导电散热层电性连接，导电散热层无论是铝基板还是其他的金属板都可以通过该导体结构与金属层上的控制电路进行通电，而不需增加其他连接器件，降低了电源板的制造成本。

附图说明

图1是一实施例中电源板的结构示意图；

图2是一实施例中控制电路的模块图；

图3是一实施例中控制电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1是一实施例中电源板的结构示意图，图2是一实施例中控制电路的模块图。

请结合图1和图2，在本实施例中，该电源板用于给机床上的LED灯供电，包括导电散热层100、绝缘导热层200、金属层300及导体结构400。

导电散热层100用于对电源板进行散热。

绝缘导热层200设于导电散热层100上，用于将导电散热层100和金属层300绝缘隔开，并将金属层300的热量传送给导电散热层100，进而金属层300的热量通过导电散热层100快速的散发出去。

金属层300设于绝缘导热层200上，包括控制电路10，控制电路10用于控制机床上的LED灯是否得电工作。

电源板开设有贯穿导电散热层100、绝缘导热层200、金属层300的通孔500，导体结构400卡设于通孔500内，用于使控制电路10与导电散热层100电性连接。在一个实施例中，导电散热层100连接大地，此时控制电路10通过导体结构400连接大地。在其他实施例中，导电散热层100连接照明灯具的外壳。

控制电路10包括保护模块20、抗电磁干扰模块40、LED电源模块30及主控模块50。

保护模块20的输入端连接输入电源，保护模块20的输出端分别连接LED电源模块30的电源端和主控模块50的电源端，LED电源模块30的输入端连接主控模块50的输出端，LED电源模块30的接地端和主控模块50的接地端都连接控制电路10的地(图中未示)，并且LED电源模块30的接地端和主控模块10的接地端都连接抗电磁干扰模块40，抗电磁干扰模块40连接导体结构400；LED电源模块30的输出端连接LED灯。

保护模块20用于保护控制电路10免受输入电源的过压、过流及控制电路10自身过热损坏。

抗电磁干扰模块40用于消除控制电路10的地与外界电磁波的电势差，从而消除外界电磁波对主控模块50的接地端的共模干扰，使主控模块50根据触摸信息能够准确发送逻辑控制信号给LED电源模块30。

主控模块50用于根据触摸信息发送逻辑控制信号给LED电源模块30，LED电源模块30用于根据逻辑控制信号来控制是否给LED灯供电，以控制LED灯是否得电工作。

上述电源板，导电散热层100用于对电源板进行散热。保护模块20用于保护控制电路10免受输入电源的过压、过流及控制电路10自身过热损坏，抗电磁干扰模块40用于消除控制电路的地与外界电磁波之间的电势差，从而消除外界电磁波对主控模块50的接地端的共模干扰。主控模块50在保护模块20和抗电磁干扰模块40的共同作用下，可以根据触摸信息准确发送逻辑控制信号给LED电源模块30，进而控制LED灯正常工作。电源板可以通过导电散热层100进行很好的散热。通过导体结构400可以使金属层300上的控制电路10与导电散热层100电性连接，导电散热层100无论采用铝基板还是其他的金属板都可以通过该导体结构400与金属层300上的控制电路10进行通电，降低了电源板的制造成本。

在一个实施例中，导体结构400包括钢珠，钢珠的直径大于通孔500的直径，钢珠的硬度高于导电散热层100的硬度，并且钢珠可塑变形。在一个实施例中，钢珠可以从电源板上设有控制电路10的一侧压入通孔500内，并在通孔500内产生膨胀变形，以压紧通孔500的孔壁，进而与导电散热层100电性连接。在一个实施例中，钢珠与电源板的连接部位可以设置焊锡，以使钢珠能够和电源板保持稳定的电性连接。在一个实施例中，钢珠表面涂覆容易上锡的导电涂层。此种结构设计体积小，易实施，成本低。

在一个实施例中，导体结构400包括螺丝，螺丝通过旋压连接电源板。

在一个实施例中，控制电路10还包括降压模块60，降压模块60用于对保护模块20输出的电压进行降压，以满足主控模块50的供电电压需求。降压模块60的输入端连接保护模块20的输出端、降压模块60的输出端连接主控模块50的电源端，降压模块的接地端(图中未示)连接控制电路的地。

请结合图1、图2及图3，在一个实施例中，降压模块60包括降压芯片U1，在其中一个实施例中，降压芯片U1的型号为U*SL78L05。

在一个实施例中，保护模块20包括自恢复保险丝PPTC、TVS瞬态抑制二极管D2，自恢复保险丝PPTC串联于TVS瞬态抑制二极管D2的阴极和输入电源之间，TVS瞬态抑制二极管D2的阳极连接控制电路的地GND。自恢复保险丝PPTC在输入电源的电流过大时发热产生高阻以限制电流，从而通过自恢复保险丝PPTC的输出电流变小。TVS瞬态抑制二极管D2在输入电压过压时导通，而TVS瞬态抑制二极管因过压导通产生的电流会经过自恢复保险丝PPTC，使自恢复保险丝PPTC的输出电流变小，从而达到限压、限流的作用，其中自恢复保险丝PPTC发热产生高阻限制电流流通的时间大于TVS瞬态抑制二极管D2因导通发热导致烧损的时间，从而保证TVS瞬态抑制二极管D2不被烧损。在其中一个实施例中，TVS瞬态抑制二极管D2在电源板布线时紧靠自恢复保险丝PPTC，以使自恢复保险丝PPTC感知TVS瞬态抑制二极管D2导通所发出的热量，及时产生阻抗。在一个实施例中，自恢复保险丝PPTC在控制电路10自身过热时，自恢复保险丝PPTC发热产生高阻以限制电流，从而通过自恢复保险丝PPTC的输出电流变小以致达到过热保护。在一个实施例中，TVS瞬态抑制二极管D2为双向TVS瞬态抑制二极管。

在一个实施例中，保护模块20还包括整流二极管D1，整流二极管D1的阳极连接输入电源，整流二极管D1的阴极连接自恢复保险丝PPTC，整流二极管D1可以防止输入电源反接，从而对后级电路形成有效的保护。

在一个实施例中，LED电源模块30包括能对LED灯进行恒流供电的恒流芯片IC。在其中一个实施例中，LED电源模块30还包括MOS场效应管(图中未示)，恒流芯片IC通过控制MOS场效应管的开关来控制LED灯的恒流供电。在一个实施例中，恒流芯片IC和MOS场效应管都为独立个体，以方便不同功率应用选型并有利于散热，且维修更换成本低，也可把恒流芯片IC和MOS场效应管封装为一体。

在一个实施例中，主控模块50包括MCU单片机。在一个实施例中，MCU单片机设有Signal_In管脚和PWM Out管脚，当Signal_In感应或检测到人为触发的信号时，使PWM Out管脚输出PWM信号或高低电平信号。恒流芯片IC上设有EN/DIM管脚，通过接收PWM Out管脚输出的信号来控制LED灯的工作状态，即恒流芯片IC通过EN/DIM管脚接收的信号来控制给LED灯供电的电流，进而可以控制LED灯的亮度。

在一个实施例中，电源板包括LED灯，在其他实施例中，LED灯也可与电源板分离设置，即LED灯不安装在电源板上。

在一个实施例中，MCU单片机可设指示灯管脚以连接指示灯，当Signal_In感应或检测到人为触发的触摸信号或按钮信号时使指示灯亮起以指示感应或检测有效，有利于用户的及时感知和灯具的维护检测。

在一个实施例中，抗电磁干扰模块40包括电容C1和电阻R2，电容C1和电阻R2并联。抗电磁干扰模块40一端连接控制电路10的地，另一端通过导体结构400电性连接导电散热层100。机床的LED灯在使用环境中，电源板周边的电磁干扰相对电源板会形成电磁波电势差，从而导致电源板失灵或误操作等现象。电容C1的接入抑制了控制电路10和电源板周边的电磁干扰之间的瞬态共模压差，使电源板能正常工作。在一个实施例中，导电散热层100连接大地PE，抗电磁干扰模块40通过导电散热层100也连接大地PE，此时电容C1的接入能够避免控制电路10的地GND和大地PE之间形成较高的电势差，进而使电源板能正常工作。电阻R2是为了应对控制电路10的静电放电。因为这种用电容C1连接PE和GND的电路，在控制电路10产生静电时，静电电荷无处释放，会逐渐累积，抬升或降低GND相对于PE的电平，累积到一定程度，超过了PE和控制电路10之间的绝缘最薄弱处所能耐受的电压范围，GND和PE之间就会放电，几个纳秒间，在电源板上产生数十到数百安培的电流，这足以让任何电路因EMP(电磁脉冲)宕机，或者是让PE与控制电路10之间绝缘最薄弱处所在信号连接的器件损坏。因此就用一个电阻R2去慢慢释放这个电荷，以消除GND和PE的压差。在一个实施例中，电阻R2的阻值范围为1M～2M欧姆。

在一个实施例中，导电散热层100为铝金属层，为了保证电子电路性能，电子产品中的一些元器件需防止电磁波的辐射、干扰。铝金属层也可称为铝基板，铝基板可充当屏蔽板，起到屏蔽电磁波的作用。铝基板的散热性能比较好，使用铝基板制作电源板有利于电子元器件的散热，并且可以选用功率低的TVS瞬态抑制二极管D2，降低了TVS瞬态抑制二极管D2的选型成本。并且铝基板的热膨胀系数比FR-4板基材的热膨胀系数低，使用铝基板制作电源板，使电源板不易老化，可以保证电源板的质量和可靠性。

在一个实施例中，导电散热层100为铜金属层。

在一个实施例中，本实用新型还提出一种照明灯具，包括LED灯和任一上述实施例中的电源板，该电源板用于给LED灯供电。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。