專利名稱：燈泡型熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于替代60W燈泡的節(jié)能型光源，即燈泡型熒光燈的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，作為普通燈泡(以下稱之為燈泡)的替代品，能夠節(jié)能的燈泡型熒光燈(以下稱之為燈)的小型化得到了切實的實施，例如，作為60W燈泡的替代品，大小與燈泡大致相同(全長nOmm，最大外徑55mm)的產(chǎn)品已經(jīng)被實用化(例如，參照專利文獻1 )。
下面簡單說明這種熒光燈的結(jié)構(gòu)(將這種燈稱為"現(xiàn)有的燈")。在現(xiàn)有的燈中，采用細長的玻璃管構(gòu)成發(fā)光管，同時將發(fā)光管的形狀做成雙螺旋形狀，由此實現(xiàn)發(fā)光管的緊湊化。這里所說的"雙螺旋形狀"指的是，從1根玻璃管的大致中央部位開始到端部所形成的2個區(qū)域圍繞同 一假想旋轉(zhuǎn)軸以大致相同的旋繞半徑旋繞而成的形狀。
另一方面，燈效率(lamp efficacy)是由點亮時發(fā)光管的溫度決定的，并表現(xiàn)出在某一溫度下效率達到峰值的特性。發(fā)光管的溫度，也就是玻璃管的溫度是由玻璃管的直徑?jīng)Q定的，現(xiàn)有的燈按照如下方式確定玻璃管的直徑點亮時的玻璃管的溫度與燈效率達到大致最高時的溫度基本保持一致。
另外，點亮部件具備整流/平滑電路、諧振電路、逆變電路。
整流電路是例如具備4個二極管的全波型整流電路，諧振電路具備扼流線圈和諧振電容器。逆變電路具備例如開關(guān)元件(例如晶體管)，用于將整流電路的輸出進行開關(guān)控制。
利用這些技術(shù)替代60W燈泡而達到實用化的燈，其所謂的A形外管腔(bulb)的外徑(也即是燈的最大外徑)為例如55mm，燈全長為U0mm。該尺寸與燈泡大致相同。此外，其具有如下特性額定功率為12W、發(fā)光光通量為8101m、效率為67.51m/W。
此外，60W燈泡的特性是，發(fā)光光通量為8101m、燈效率為13.51m/W。
3專利文獻l:特開2003-263972號公報
如上所述，現(xiàn)有的燈以與60W燈泡相同的大小實現(xiàn)了大致相同的亮度，而比燈泡更節(jié)電，但隨著人們對地球溫室效應等環(huán)境問題的關(guān)心曰益高漲，要求進一步節(jié)電。
針對節(jié)電要求，眾所周知，只要降低發(fā)光管的管壁負載，就能提高燈效率。因此，發(fā)明人通過降低管壁負栽而提高燈效，具體而言，制作出使構(gòu)成發(fā)光管的玻璃管更細長的燈，但由此產(chǎn)生了其大小超過了燈泡的問題。
即，我們發(fā)現(xiàn)，當輸入功率固定時，如果降低管壁負栽，則發(fā)光管的阻抗(發(fā)光管的電壓/發(fā)光管的電流)就相對于管壁負載的下降而以大致成比例的關(guān)系上升，扼流線圖的電感值隨之上升，其結(jié)果是，扼流線圏趨向于大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述狀況，其目的是提供一種既不會導致扼流線圏的大型化、又能夠進一步節(jié)省電力的燈泡型熒光燈。
本發(fā)明的燈泡型熒光燈是一種具備在穩(wěn)定點亮時的阻抗值被設定在l.OkQ 3.0kQ范圍內(nèi)的發(fā)光管和使所述發(fā)光管以與60W普通燈泡大致相同的亮度點亮的點亮部件的燈泡型熒光燈，其特征在于，所迷點亮部件包括倍壓整流電路、將該倍壓整流電路的輸出進行開關(guān)控制從而向所述發(fā)光管施加高頻電力的逆變電路、以及使用了與所述發(fā)光管串聯(lián)連接的扼流線圈的諧振電路，所述扼流線圏是由截面面積在0.02mm2~0.03mm2范圍內(nèi)的銅線巻繞而成的
發(fā)明的效果
本發(fā)明的燈泡型焚光燈通過使用l.OkQ -3.0kQ的發(fā)光管實現(xiàn)了管壁負栽的降低，其結(jié)果是，能夠提高燈效率。而且，由于使用了大小為l.OkQ 3.0kQ的高阻抗發(fā)光管和倍壓整流電路，因此能夠抑制扼流線圏中流動的電流，由此，即使扼流線圈的電感值隨著發(fā)光管阻抗的增大而增大，^>流線團的線材也能夠細到截面面積在0.02mm2 ~ 0.03mm2范圍內(nèi)的粗細程度。其結(jié)果是，即使扼流線圖的電感值增大，結(jié)果也能夠防止扼流線團的大型化。進而，通過使用截面面積在0.02mm2 ~ 0.03mm2
4范圍內(nèi)的線材，能夠針對因線材過細而引起的斷線或穩(wěn)定點亮時的電感值變動做到防患于未然。
另一方面，所述逆變電路的特征在于，其是半橋型(Half-BridgeType)逆變電路。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ⅻc亮部件制作成簡單的結(jié)構(gòu)。
進而，所述發(fā)光管的特征在于，由從根玻璃管的中央部位到兩端所形成的2個區(qū)域圍繞假想旋轉(zhuǎn)軸旋繞而成的雙螺旋形狀，當沿著所述假想旋轉(zhuǎn)軸從玻璃管的端部一側(cè)觀察所述發(fā)光管時，玻璃管的兩端部大致位于穿過所述假想旋轉(zhuǎn)軸的線段上，所述點亮部件具備用于構(gòu)成所述電路的電子器件和用于安裝該電子器件的基板，設置在所述發(fā)光管端部上的各電極連接到包夾著所述基板的大致中央而對置的區(qū)域，即該基板的周邊附近的連接端子上，并且，諧振電容器經(jīng)由引線連接到基板上的所述連接端子附近。
利用這種結(jié)構(gòu)，能夠使諧振電容器的主體部遠離基板，由此，能夠降低點亮時的電容器溫度。因而，例如當安裝在基板附近時，通過采用本結(jié)構(gòu)，有時候甚至可以使用耐熱性方面存在問題的電容器。
此外，由于基板與諧振電容器的主體部的連接使用了引線，因此不再需要在基板上形成布線圖案，從而不需要在基板上留出布線圖案的空間。由此，其結(jié)杲是，也能夠?qū)崿F(xiàn)基板的小型化。


圖1是本實施方式的燈泡型熒光燈的概要圖。圖2是本實施方式的發(fā)光管的概要圖。圖3是點亮部件的電路圖。圖4是點亮部件的透視圖。
圖5是從安裝了扼流線圈的一側(cè)觀察點亮部件所得的平面圖。
圖6是表示放電路徑長度和發(fā)光管的阻抗值及管壁負栽的關(guān)系的圖。
圖7是表示使阻抗值不同的發(fā)光管點亮至8101m時扼流線圏的電流值與電感值的圖。
圖8是表示在14(TC環(huán)境中電感值的變化特性的圖。
符號的說明
51燈泡型萸光燈
3發(fā)光管
7點亮部件
13玻璃管
51整流/平滑電路
53逆變電路
55諧振電路
Cl、 C2平滑電容器
C3、 C4耦合電容器
C5諧振電容器
Ll扼流線圈
具體實施例方式
圖1是本實施方式的燈泡型熒光燈的概要圖。其中，圖1中將球形燈罩(globe )、外殼等的一部分切除掉，以便展示出熒光燈內(nèi)部的狀況。
如圖1所示，熒光燈l具備發(fā)光管3;用于支承發(fā)光管3的支承部件5;安裝在支承部件5上與發(fā)光管3所在的一側(cè)相反的一側(cè)、并用于使發(fā)光管3發(fā)光(點亮)的點亮部件7;將點亮部件7容納在其內(nèi)部、并具有燈口 8且安裝在支承部件5上的外殼9;和球形燈罩U,其開口部分粘合在支承部件5或外殼9上，將發(fā)光管3容納在其內(nèi)部。
發(fā)光管3將在后文敘述，其具備彎曲并在內(nèi)部具有放電空間的玻璃管13;和密封在與放電空間的端部相當?shù)牟ＡЧ?3的兩個端部的電極。此外，通過將電極密封在玻璃管13的端部，從而在封閉的玻璃管13的內(nèi)部形成了放電空間。另外，發(fā)光管3具有如圖1所示的雙螺旋形狀。
支承部件5具備周壁15和將其一端封閉的端壁17,呈一端封閉的筒狀。端壁17上形成有收存口，用于將發(fā)光管3的端部3a、 3b(參照圖2)收存到支承部件5內(nèi)部。
通過支承部件5的收存口將發(fā)光管3的端部3a、 3b收存到內(nèi)部，在這種狀態(tài)下，發(fā)光管3的端部3b通過粘合劑(例如硅酮)12粘合到支承部件5的內(nèi)表面上，由此實現(xiàn)對發(fā)光管3的支承。為便于制圖，圖1中僅示出了發(fā)光管的端部3b側(cè)的粘合劑12。點亮部件7是由電容器、扼流線圈等多個電子器件構(gòu)成的串聯(lián)逆變器，用于安裝這些電子器件的基板21則安裝在支承部件5的另一端側(cè)(與端壁17相反的一側(cè))。此外，在后文敘述點亮部件7。
這里，從端壁17沿著周壁15在與支承部件5的軸心平行的方向上延伸的多個抓手(latching arms) 15a與基板21的周邊咬合，由此將基板21安裝在支承部件5上。這里，在周壁15的圓周方向上以等間隔設置例如2個抓手15a。
外殼9是例如圓錐體(cone)形狀，在其直徑大的一側(cè)設置安裝了發(fā)光管3的支承部件5，而其直徑小的一側(cè)則設置有螺旋式燈口 23，例如E26型。
外殼9與支承部件5的安裝是通過形成在支承部件5的周壁15外表面上的咬合突起部15b與形成在外殼9內(nèi)周面上的閉鎖凹陷部9d進行咬合而實現(xiàn)的。此外，在外殼9或支承部件5上沿其圓周方向等間隔地形成多個(例如4個)咬合突起部15b和閉鎖凹陷部9d。該咬合突起部和咬合凹陷部的關(guān)系只要是設置在外殼和支承部件上即可，例如，咬合突起部可以設置在外殼上，咬合凹陷部可以設置在支承部件上。
球形燈罩U在這里使用例如A型，在球形燈罩11開口側(cè)的端部lla插入到外殼9和支承部件5之間的間隙的狀態(tài)下，通過填充在該間隙中的粘合劑25,例如硅酮而粘合在外殼9和支承部件5上。
在球形燈罩11的底部(圖1中是下端部，相當于與開口相反的一側(cè)的端部部位)llb設置有用于與發(fā)光管3的頂端部(該頂端部是在點亮時成為溫度最低點的部位)3c實現(xiàn)熱連接的熱連接部件27。該熱連接部件27將發(fā)光管3點亮時的熱量傳導到球形燈軍11,從而使發(fā)光管3的溫度下降。
由此，發(fā)光管3發(fā)出的發(fā)光光通量隨著發(fā)光管3上溫度最低點部位的溫度而變化，當溫度最低點部位的溫度達到預定溫度時，發(fā)光光通量達到最高。因而，為了獲得高效率的燈，以發(fā)光管3的溫度最低點部位點亮時的溫度作為預定溫度的方式對發(fā)光管3的溫度進行調(diào)整。另外，為了進一步降低發(fā)光管3上溫度最低點的溫度，在發(fā)光管3與球形燈罩11的結(jié)合部形成有圖1所示的凸部。
此外，在球形燈罩11的內(nèi)表面上涂敷了以例如碳酸媽為主要成分的擴散膜28。<發(fā)光管>
圖2是本實施方式的發(fā)光管的概要圖。其中，將玻璃管13的一部 分切除掉，以便展示出發(fā)光管3內(nèi)部的狀況。
發(fā)光管3具備將玻璃管13彎曲而成的發(fā)光管主體31和密封在該發(fā) 光管主體31的端部3a、 3b之中的電極33、 34。
發(fā)光管主體31具有從1根玻璃管13的中央部13a開始到端部(相 當于發(fā)光管主體31的端部3a、 3b)的至少1個區(qū)域(這里是2個區(qū)域) 圍繞假想旋轉(zhuǎn)軸A分別沿B方向旋繞而成的雙螺旋形狀。另外，當沿著 假想旋轉(zhuǎn)軸A從發(fā)光管的端部3a、 3b —側(cè)觀察發(fā)光管3時，發(fā)光管3 的各端部3a、 3b在包夾著假想旋轉(zhuǎn)軸A相對置的狀態(tài)下大致位于穿過 假想旋轉(zhuǎn)軸A的直線(線段)上。
繞假想旋轉(zhuǎn)軸A旋繞的旋繞次數(shù)由熒光燈的規(guī)格(額定功率等)決 定。相當于靠近發(fā)光管主體31端部3a、 3b的部分的玻璃管13以在假 想旋轉(zhuǎn)軸A的延伸方向上毗鄰的玻璃管13的間隙逐漸擴大的方式旋繞。
該發(fā)光管主體31 (玻璃管13)的內(nèi)表面上形成有熒光體層35。該 焚光體層35包含1種或多種焚光體，例如稀土類熒光體。另外，在發(fā) 光管主體31的內(nèi)部密封了作為發(fā)光物質(zhì)的水銀或作為緩沖氣體的稀有 氣體等。
如圖2所示，電極33、 34由燈絲線圏41、 42和用于支撐(保持為 架設狀態(tài))該燈絲線圖41、 42的一對引線43、 44、 45、 46構(gòu)成， 一對 引線43、 44和45、 46由玻璃珠(glass beads) 47、 48支承(玻璃珠型)
如圖2所示，電極33由燈絲線圈41和用于支撐(保持為架設狀態(tài)) 該燈絲線圏41的一對引線43、 44構(gòu)成， 一對引線43、 44由玻璃珠47 支承(玻璃珠型)。同樣地，電極34由燈絲線圏42和用于支撐(保持 為架設狀態(tài))該燈絲線圏42的一對引線45、 46構(gòu)成， 一對引線45、 46 由玻璃珠48支承。
如圖2所示，發(fā)光管主體31的端部3a密封了電極33以及用于排 出發(fā)光管主體31內(nèi)部氣體的排氣管49。在發(fā)光管主體31內(nèi)的氣體排出、 以及封入水銀、稀有氣體等完成后，該排氣管49位于發(fā)光管主體31外 部的端部被切下(chip off)并封閉。
當施加在發(fā)光管上的功率(以下也稱為"發(fā)光管功率")為9W時， 上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光管3的阻抗值被設定在lkQ 3kQ的范圍內(nèi)，燈輸入時的管壁負栽被設定在0.07W/cm2~0.10W/cm2的范圍內(nèi)。另外，構(gòu)成發(fā) 光管3的玻璃管17的外徑在5.5mm~ 8.5mm的范圍內(nèi)。
<點亮部件〉
1.電路結(jié)構(gòu)
圖3是點亮部件的電路圖。
點亮部件7主要由整流/平滑電路51、逆變電路53、諧振電路55和 驅(qū)動電路57構(gòu)成。此外，整流/平滑電路是具有整流功能和平滑功能的 電路，既可以將其中具有整流功能的電路作為整流電路，也可以將其中 具有平滑功能的電路作為平滑電路。
整流/平滑電路51將商用低頻交流進行整流、平滑后變換為直流輸 出，其經(jīng)由燈口 8連接到商用電源。整流/平滑電路51由2個二極管橋 式電路D1、 D2和2個平滑電容器Cl、 C2構(gòu)成(是所謂的倍壓整流電 路)。
此外，由于點亮部件7采用了倍電壓方式的整流電路，因此整流/ 平滑電路51的輸出電壓約為輸入電壓(有效值)的大約2.6倍。例如， 如杲商用電源的電壓(有效值)為100V,則整流/平滑電路51的輸出 電壓約為260V。
逆變電路53是由1對開關(guān)元件Q1、 Q2和2個耦合電容器C3、 C4 構(gòu)成的所謂的半橋型電路。開關(guān)元件Q1、 Q2由驅(qū)動電路57交替開關(guān)， 由此利用整流/平滑電路51的輸出得到高頻電力。此外，所得到的高頻 電力被施加到發(fā)光管3的電極33、 34上。
諧振電路55向電極33、 34(燈絲線圏41、 42)輸送預熱電流，并 具有增加該電極33、 34之間的電壓的功能，其由扼流線圖L1和諧振電 容器C5串聯(lián)連接而構(gòu)成。
下面說明構(gòu)成各電路的電子器件的連接。
整流/平滑電路51中，2個平滑電容器C1、 C2之間以及二極管D1、 D2之間分別串聯(lián)連接，與燈口 8連接的一個端子連接到二極管Dl的陽 極，與燈口 8連接的另一個端子連接到平滑電容器C1、 C2的連接點上。
二極管Dl、 D2以相同的方向性串聯(lián)連接，二極管Dl的陰極連接 到平滑電容器Cl, 二極管D2的陽極連接到平滑電容器C2。
逆變電路53中，在整流/平滑電路51的輸出端，即2個平滑電容器 Cl、 C2串聯(lián)連接的兩端，以除去噪聲為目的的電感器L2和2個耦合電
9容器C3、 C4串聯(lián)連接，串聯(lián)連接的2個開關(guān)元件Ql、 Q2被并聯(lián)連接 到串聯(lián)連接的2個耦合電容器C3、 C4的兩端。
發(fā)光管3和諧振電路55串聯(lián)連接在耦合電容器C3、 C4的連接點和 開關(guān)元件Q1、 Q2的連接點之間。此外，開關(guān)元件Q1、 Q2使用例如電 解效應晶體管等，該電解效應晶體管的基極與驅(qū)動電路57相連接，并 以預定頻率開關(guān)。
構(gòu)成諧振電路55的扼流線圖Ll連接到發(fā)光管3的一個電極34與2 個開關(guān)元件Q1、 Q2的連接點之間，另外，諧振電容器C5連接到發(fā)光 管3的電極33、 34之間。
2.電子器件的配置
圖4是點亮部件的透視圖，圖5是從安裝了扼流線圈的一側(cè)觀察點 亮部件時的平面圖。
點亮部件7的各電子部件如圖4和圖5所示，在基板21的1個主 面的大致中央位置配置了扼流線圏Ll。這里，將基板21在燈口8—側(cè) 的主面作為基板21的表面，而將發(fā)光管3所在的一側(cè)的主面作為背面。 扼流線圍Ll的引線從主體部延伸，該引線的延伸端貫穿基板21,焊錫 連接到形成在該基板背面上的布線圖案上。
平滑電容器C1、 C2按照其主體部Cla、 C2a位于扼流線圏Ll上方 的方式配置。這樣，如果將平滑電容器C1、 C2的主體部Cla、 C2a配 置在扼流線圏L1的上方，則平滑電容器C1、 C2的主體部Cla、 C2a就 如圖1所示那樣位于燈口 8的內(nèi)部。
平滑電容器C1、 C2如圖4和圖5所示， 一對引線分別從Cla、 C2a 延伸，該引線的延伸端貫穿基板21,通過焊錫連接到形成在該基板背面 上的布線圖案上。
諧振電容器C5的主體部C5a配置為與扼流線圏U的上方、即平滑 電容器C1、 C2的主體部Cla、 C2a接近的狀態(tài)。如圖5所示，諧振電 容器C5的引線C5b、 C5c在設置于基板7上的發(fā)光管連接用端子61、 63及端子65、 67的附近穿過基板7的貫穿孔，通過焊錫連接到在背面 的布線圖案上。
另一方面，在扼流線圏Ll附近配置了集成電路IC。該集成電路IC 中裝入了圖3所示的開關(guān)元件Q1、 Q2等。集成電路IC是引線插入型集 成電路，引線貫穿基板，并連接到基板7背面的布線圖案上。如圖5所示，基板21在基板21的周邊附近的區(qū)域X內(nèi)具備用于與 發(fā)光管3的電極33進行連接的連接端子61、 63,并在其周邊附近的區(qū) 域Y內(nèi)具備用于與電極34進行連接的連接端子65、 67。這里，區(qū)域X 和區(qū)域Y包夾著基板21的大致中央位置0而相對置。
連接端子61、 63、 65、 67按照這種位置關(guān)系設置在基板21上，因 此，從發(fā)光管3的端部3a、 3b延伸的引線43、 44、 45、 46保持延伸， 在基板21的邊緣折回，就能夠連接到連接端子61、 63、 65、 67。由此， 既能夠防止引線43和44彼此之間以及引線45和46彼此之間發(fā)生纏繞， 又能夠縮短引線43、 44、 45、 46。
此外，在區(qū)域X、 Y內(nèi)不僅設置有電極33、 34的引線43、 44、 45、 46用連接端子61、 63、 65、 67,也設置有諧振電容器C5的引線C5b、 C5c的連接部。
3.實施例
(1) 燈
燈1是發(fā)出與60W燈泡相同光通量(8101m)的燈，額定功率設定 為IOW。此外，點亮部件7的電路效率約為90%,因此向發(fā)光管3的管 輸入被設定為9W。
燈1的全長L1 (參照圖1 )為UOmm,與燈泡相同，另外，燈(球 形燈軍)的最大外徑D1 (參照圖1)為55mm,與燈泡相同。即，該燈 1具有與燈泡大致相同的大小。另外，該燈l發(fā)出的光通量為8201m,
比燈泡更亮，而燈效率則達到82.01m/W(該特性值是10個燈的平均值)。 在現(xiàn)有技術(shù)部分所說明的現(xiàn)有的燈的額定功率為12W、光通量為 8101m、燈效率為67.51m/W,而本發(fā)明的燈1的燈效率提高到現(xiàn)有的燈 的1.2倍。
此外，外管腔22內(nèi)表面的擴散膜28的透射率為97%。
(2) 發(fā)光管
發(fā)光管3使用外徑為7.5mm、內(nèi)徑為6.6mm的玻璃管13,電極間 距設定為480mm。玻璃管13繞假想旋轉(zhuǎn)軸A旋繞的巻繞層數(shù)從玻璃管 13的中央部到各端部的2個區(qū)域合計為約5.3次。此外，玻璃管13的 尺寸就其作為中央部位的折回部而言，在制造過程中會超出上述尺寸， 但本發(fā)明中的玻璃管的尺寸等是指除去玻璃管中央部之外的區(qū)域的尺 寸。螺旋形狀的發(fā)光管主體31的外圍直徑為36.5mm,全長(高度)為 66mm。這時，發(fā)光管3的管壁負栽約為0.09W/cm2,其阻抗值為2.0k Q。
作為參考，使用本實施方式中的發(fā)光管，發(fā)光管的阻抗值在l.Ok 。 3.0kCl的范圍內(nèi)得到與60W燈泡大致相同的亮度，這是在將發(fā)光管 功率設定為8.5W~ IOW的情形實現(xiàn)的。
熒光體層35中包含的熒光體是3種發(fā)光顏色(紅、綠、藍)的熒 光體。發(fā)紅色光的熒光體為Y203: Eu，發(fā)綠色光的熒光體為LaP04: Ce,發(fā)藍色光的熒光體為BaMg2Al16027: Eu, Mn。
發(fā)光管3內(nèi)封入了約5mg水銀(Hg),并封入了約550Pa的氬(Ar) 氣作為緩沖氣體。此外，也可以封入包含氖(Ne)、氪(Kr)或氬的混 合稀有氣體作為緩沖氣體。
電極33、 34的燈絲線圏41、 42中使用鵠材料，填充了以 BaO-CaO-SrO為主要成分的電子放射物質(zhì)》 (3)點亮部件
構(gòu)成整流/平滑電路(倍壓整流電路)51的平滑電容器C1、 C2使用 帶引線的鋁電解質(zhì)電容器。該平滑電容器的規(guī)格為例如額定電容llpF、 額定電壓為160V。
該平滑電容器C1、 C2的主體部Cla、 C2a的外徑為7mm~8mm, 其大小為在使這2個平滑電容器Cl、 C2的主體部Cla、 C2a的外圍 彼此接觸的狀態(tài)下，能夠插入到E26型燈口 8的內(nèi)部。
此外，通過使用外徑為7mm 8mm的平滑電容器Cl、 C2，能夠?qū)?現(xiàn)與具備全波型整流電路的現(xiàn)有的點亮部件大致相同的大小。
另外，耦合電容器C3、 C4使用了層疊貼片陶乾電容，該電容器的 規(guī)格為例如額定電容100nF、額定電壓250V,其安裝在基板21的背面。
假設由扼流線圏Ll和諧振電容器C5所決定的諧振頻率為Fr，則由 驅(qū)動電路57所決定的晶體管的開關(guān)頻率Fm設定為滿足以下關(guān)系式
0.9 x Fr^Fm^ 1.1 x Fr
這是因為，如果相對于諧振頻率Fr而增大開關(guān)頻率Fm，則施加在 發(fā)光管3兩端的諧振電壓將下降，而當開關(guān)頻率Fm增加到諧振頻率Fr
12的l.l倍以上時，就會出現(xiàn)無法保持發(fā)光管3點亮的情形。反之，如果 減小開關(guān)頻率Fm ，則開和關(guān)的開關(guān)動作就成為硬開關(guān)(hard switching), 當其減小到諧振頻率Fr的0.9倍以下時，晶體管中就會產(chǎn)生急劇的異常 電流，損失將增大。
扼流線圏Ll中巻繞在鐵芯上的線材使用截面形狀大致呈圓形的直 徑為0.18mm的、經(jīng)過了絕緣加工的銅線。^^流線圈Ll的電感值為 3.9mH。扼流線圏Ll的整體形狀呈四棱柱狀，其高度為llmm，四邊形 的1邊約為14mm。
另外，諧振電容器C5使用了主體損失(即因主體部內(nèi)的損失而導 致的損失，以下簡稱為"損失")低的PP薄膜電容。該諧振電容器C5 的規(guī)格為例如額定電容1.8nF、額定電壓800V。
此外，這里所說明的電子器件的規(guī)格是在發(fā)光管的阻抗值為2.0kQ 的情況下的值，如果發(fā)光管的阻抗發(fā)生變化，則電子器件的具體規(guī)格當 然也發(fā)生變化。
<考察〉
1.燈效率與扼流線圏的大小
發(fā)明人針對節(jié)電化進行了研究。節(jié)電目標設定為，實現(xiàn)一種以60W 燈泡的替代品為對象、額定功率為10W的燈泡型熒光燈。這里，點亮 部件的轉(zhuǎn)換功率約為90%，因此施加在發(fā)光管上的功率(以下稱為"發(fā) 光管功率Wla")固定為9W,并實施了各種實驗。 (1 )關(guān)于放電路徑長度的變化
首先，發(fā)明人對通過降低發(fā)光管的管壁負栽來提高燈效率進行了研 究。具體而言，將構(gòu)成發(fā)光管的玻璃管的管徑固定(內(nèi)徑為6.6mm)， 制作出放電路徑長度(-文電空間內(nèi)的電極間-巨)在380mm~680mm范 圍內(nèi)變化的IO種發(fā)光管，并測定了各放電路徑長度的發(fā)光管的阻抗值， 另外，管壁負栽則通過計算求取。
圖6是表示放電路徑長度和發(fā)光管的阻抗值及管壁負栽之間的關(guān)系 的圖。
由圖6可知，發(fā)光管的阻抗值隨著放電路徑長度的增加而上升，另 外，由于發(fā)光管功率及玻璃管的內(nèi)徑固定，放電路徑長度增加后，管壁 負栽當然會減小。
(2)發(fā)光管的阻抗值與扼流線圏的電感值、電流值接著使用上述放電路徑長度不同的發(fā)光管，在發(fā)光管功率固定保持
為9W的狀態(tài)下，以使光通量達到與60W燈泡相同的8101m的方式對發(fā) 光管中流動的電流和^l厄流線圈的電感值加以調(diào)整、設定。
此外，扼流線圈Ll與發(fā)光管3串聯(lián)連接，因此，發(fā)光管3中流過 的電流與扼流線圏Ll中流過的電流大致相等，以下也將發(fā)光管中流過 的電流作為扼流線圈的電流進行說明。
這里，根椐發(fā)明人的研究可知，通過增加放電路徑長度，使發(fā)光管 的阻抗值上升，扼流線圏的電感值隨著該阻抗值的上升而增大，其結(jié)果 是，扼流線圏傾向于大型化。
此外，使用現(xiàn)有的具備全波整流電路和半橋式逆變電路的點亮部件 及現(xiàn)有的發(fā)光管(阻抗值約為500Q),僅將發(fā)光管功率從約UW設定 為9W,發(fā)光管的電壓Via就會超出利用現(xiàn)有的點亮部件能夠保持點亮 的范圍，無論扼流線圏有多大，都難以點亮。
因此，發(fā)明人為了使發(fā)光管電流變得更小而進行了研究，將具有使 用了 1個平滑電容器的整流/平滑電路的現(xiàn)有的點亮部件切換為具備倍 壓整流電路的本發(fā)明的點亮部件。
圖7是表示使阻抗值不同的發(fā)光管點亮至8101m時扼流線圏的電流 值與電感值的圖。
此外，為了測定扼流線圈的電流值和電感值，使用具有倍壓整流電 路的點亮部件，將發(fā)光管功率固定為9W,測定當發(fā)光管的電氣特性達 到穩(wěn)定后的發(fā)光管的阻抗值、扼流線圈的電感值和電流(包含發(fā)光管預 熱時電流值暫時性上升的情形)。
由圖7可知，隨著發(fā)光管的阻抗值的上升，扼流線圏的電流值下降、 電感值上升。
這里，發(fā)明人研究了通過減小構(gòu)成扼流線圏的線材直徑來實現(xiàn)扼流 線團小型化的方法。其結(jié)果是，在圖7中，在發(fā)光管的阻抗值從1000 Q至3000Q的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有的點亮部件中所使用的扼流線圏 同等大小或更小的扼流線圍。
此外，即使發(fā)光管的阻抗值小于IOOOQ，也能夠?qū)崿F(xiàn)扼流線圏的小 型化，但扼流線圏的電流反而會增大，發(fā)生線材斷線的問題。
由以上可知，在通過減小發(fā)光管的管壁負栽來提高發(fā)光效率的情況 下，如果發(fā)光管的阻抗值在lk。 3kn的范圍內(nèi)，則借助于扼流線圏的
14線材的變細，能夠使扼流線圈保持與以往大致相同的大小。
更具體地進行說明，當扼流線圈的線材的截面形狀為圓形時，其直
徑在0.01mm 0.20mm的范圍內(nèi)亦可。這是因為，如果外徑小于0.01mm, 則點亮時線材將發(fā)生斷線，而如果外徑大于0.20mm，則難以實現(xiàn)扼流 線圏的小型化。
此外，線材的截面形狀并不限于圓形，也可以是其他形狀，例如三 角形狀、四邊形等多邊形狀或橢圓形狀等。在這種情況下，可以通過其 截面面積來規(guī)定線材，具體而言，線材的截面面積可以在0.02mm2~ 0.03mm2的范圍內(nèi)。
(3)關(guān)于實際使用
接著，如杲考慮燈的實際使用，則當燈點亮時，如果扼流線圏的電 感值變化增大，則構(gòu)成點亮部件的電子器件中恐怕將產(chǎn)生過電流，發(fā)生 錯誤動作。
因此，通過實現(xiàn)圖6所示的線材的細線化，使用能夠達到與以往的 大小相同的電感值的扼流線圏(就是發(fā)光管的阻抗值對應于lkQ~3k Q的范圍、線材直徑在0.01mm 0.02mm的范圍內(nèi)的扼流線圏，以下將 這些扼流線圏稱為"研究用扼流線圈")，在接近實際使用的條件下，測 定出電感值的變化率。
此外，這里所說的接近實際使用的條件基于以往的扼流線圈的溫 度。具體而言，在電源電壓為100V/60Hz、環(huán)境溫度為40'C、使用燈溫 容易上升的器具(照明裝置)點亮現(xiàn)有的熒光燈的環(huán)境下，扼流線困的 溫度為14(TC。即，燈點亮時的扼流線圈的最高溫度為14(TC。
因而，考慮實際使用，在140。C的環(huán)境中，向研究用扼流線圈中通 以電流，并測定出此時的電感值的變化率。
圖8是表示在14(TC環(huán)境中的電感值的變化特性的圖。
此外，在圖8中，將電流值為OArms的情況下的電感值作為100， 以該值為基準表示出改變電流值時的電感值的比率(因此，在圖8中將 縱軸定義為電感保持率)。
圖8所示的特性中，電感值為3.0mH、 3.9mH、 4.4mH、 4.65mH這 4種，對于所有扼流線圏(電感值)來說，當增大電流值時，電感值將 以預定的電流值急劇變化(不再能夠保持電感值)。
此外，扼流線圏的電感值越小，電感值發(fā)生急劇變化時的預定電流
15值越高。即，扼流線圈的電感值越小，電感值保持率與電流值的特性曲 線越偏向電流值大的 一側(cè)。
這里，由于一直以來扼流線團的電感值的保持率在14(TC的環(huán)境中 也設定在90%以上，因此這一次發(fā)明人也將保持率在90%以上評定為合
格品0
具體而言，如果以電感值為4.65mH的扼流線圏為例加以說明，則 在圖7中，使用發(fā)光管的阻抗值約為3500Q時電感值為4.65mH的扼流 線圈進行試驗的結(jié)果為圖8的"x"。
為了使用該扼流線圏將燈以8101m的亮度點亮，如圖7所示，必須 在扼流線圈中通以0.274Arms的電流，判定在140。C環(huán)境中向扼流線圏 通以該0.274Arms的電流時電感值的保持率是否大于等于90%。在圖8 中，電感值為4.65mH時，保持率低于90%。
接著，以電感值為4.4mH的扼流線圈為例加以說明。在圖7中，使 用發(fā)光管的阻抗值約為3000Q時電感值為4.4mH的扼流線圈進行試驗 的結(jié)果為圖8的"A"。
為了使用該扼流線圈將燈以8101m的亮度點亮，如圖7所示，必須 在扼流線圖中通以0.274Arms的電流。另一方面，根椐圖8,在M0。C 環(huán)境中流過扼流線團時的電感值的保持率小于90%的電流值約為 0.31Arms。因而，當電感值為4.4mH時，即使在140。C環(huán)境中向扼流線 圏通以0.274Arms的電流，電感值的保持率也在90%以上，是合格的。
由以上可知，保持扼流線圈的大小不超過以往，在140。C環(huán)境中電 感值保持率也大于等于90%的電感值范圍為3.0mH~4.4mH。此外，由 圖7可知，當電感值位于該范圍內(nèi)時發(fā)光管的阻抗值為l.OkQ ~3.0kQ。
2.其他電子器件等
與平滑電容器相同，諧振電容器也是體積較大的電子器件，為了使 點亮部件的大小保持在現(xiàn)狀以下，諧振電容器的形狀、大小、配置等也 很重要。作為諧振電容器，其中帶引線的類型的材質(zhì)中使用了 PET (聚 對笨二甲酸乙二醇酯)薄膜或pp (聚丙烯)薄膜的諧振電容器已經(jīng)達到
實用化。
但是，本發(fā)明中的研究中使用了與PET薄膜制成的電容器相比損耗 較低的PP薄膜的帶引線的薄膜電容器。
這是為了防止如實施方式中所說明的那樣，在采用了放電路徑長度
16與以往相比更長的發(fā)光管的情況下，用于防止由于與發(fā)光管并聯(lián)連接 的諧振電容器的損耗，導致放電路徑長度增加所產(chǎn)生的發(fā)光效率的提高 部分被抵消。
但是，PP薄膜電容器的耐熱溫度低到125°C,因此，難以直接配置 在基板上方(主體部與基板主面接近的情形)。
因此，發(fā)明人對能夠使用PP薄膜電容器的方法進行了研究后，結(jié) 果發(fā)現(xiàn)，使用帶引線的電容器并使電容器的主體部遠離基板，就能夠防 止電容器主體的溫度過度上升。
特別地，如果在燈口內(nèi)配置外徑為7mm 8mm的平滑電容器，則 在空間方面尚有余地，在其間隙內(nèi)配置諧振電容器的主體部，就能夠同 時解決點亮部件的小型化及PP薄膜電容器的耐熱問題。此外，所謂的 平滑電容器C1、 C2和諧振電容器C5被收存在燈口 8內(nèi)的狀態(tài)，是指 平滑電容器Cl 、 C2及諧振電容器C5除了引線之外的主體部位于基板7 一側(cè)的端面在被組裝成燈后的狀態(tài)下，比燈口 8位于基板7—側(cè)的端面 距離基板7更遠的狀態(tài)，由此可以獲得減小外殼9內(nèi)的空間的效果。
進而，由于諧振電容器中使用了帶引線電容器，故如圖4和圖5所 示，能夠使電容器與基板(連接電極的布線圖案)的連接位置(電容器 C5的引線C5c、 C5d與基板的連接位置)靠近連接發(fā)光管和基板的連接 端子61、 63、 65、 67,能夠縮短基板上的布線圖案在此之間的布線。
具體而言，如圖5所示，在基板的平面視圖中，使諧振電容器C5 的引線C5c與基板21相連接的位置和用于將發(fā)光管(電極)的引線連 接到基板21的連接端子61、 63位于由穿過相當于基板21的大致中央 的中央位置0的2條假想線XI 、 X2所構(gòu)成的扇形區(qū)域X內(nèi)。
同樣地，在基板的平面視圖中，使諧振電容器C5的引線C5b與基 板21相連接的位置和用于將發(fā)光管(電極)的引線連接到基板21的連 接端子65、 67位于由穿過基板21的中央位置0的2條假想線Y1、 Y2 所構(gòu)成的扇狀區(qū)域Y內(nèi)。
此外，扇形區(qū)域X和扇形區(qū)域Y處于包夾著基板21的中央位置0 而對置的位置。特別地，假定構(gòu)成扇形的2條直線X1、 X2的頂角為a、 同樣構(gòu)成扇形的2條直線Yl、 Y2的頂角為f3，則在oc+P^90。的范圍內(nèi)， 就能夠除去僅為了連接諧振電容器C5而設置在基板21表面上的布線圖 案，從而能夠減小相應大小的基板直徑。進而，本次，在具有雙螺旋形狀的發(fā)光管3,并且發(fā)光管3的端部 3a、 3b上設置的各電極33、 34連接到包夾了基板21的大致中央位置0 而對置的區(qū)域(扇形區(qū)域X、 Y)，即該基板21的周邊附近的連接端子 61、 63、 65、 67上的情況下，使用了帶引線的PP薄膜電容器作為點亮 部件7的諧振電容器C5，而當發(fā)光管與基板的連接點不是包夾著基板 的大致中央而相對置的情況下，由于沒有必要設置僅用于諧振電容器的 布線圖案，因此可以改為使用具有與PP薄膜電容器同等程度以下的損 耗、耐熱溫度較高的層疊貼片陶瓷電容器。
另外，即使是在相對置的部位進行連接的情形，即使使用層疊貼片 薄膜電容器并生成了僅為連接諧振電容器所需的布線圖案的情況下，只 要使用其他的部件取代PP電容器插入到燈口中，同樣也能夠防止基板 面積增大。
<其他>
在上述實施方式中，發(fā)光管的形狀采用了雙螺旋形狀，但也可以是 其他形狀u例如，也可以是將1條玻璃管彎曲成U字形狀、由多條(3 條、4條等)這樣的玻璃管連結(jié)而成的形狀，或者是單重螺旋形狀。在 這種情況下，當發(fā)光管的輸入功率被設定為9W時，只要發(fā)光管的阻抗 值在1.0kQ 3.0kQ的范圍內(nèi)，就如實施方式中所說明的那樣，既不會 招致扼流線圉的大型化，又能夠提高燈效率。
此外，例如在采用將1條玻璃管彎曲成U字形狀、由多條(3條、 4條等)這樣的玻璃管連結(jié)成的發(fā)光管的情況下，設置在發(fā)光管端部(與 放電空間的端部相對應的玻璃管的端部)的電極比實施方式中所說明的 采用雙螺旋形狀發(fā)光管的情況下的電極位置距離更近。
在這種情況下，例如諧振電容器中也可以使用耦合電容器中所使用 的陶瓷貼片電容。陶殼貼片電容與PP薄膜電容相比，其耐熱性高，可 以直接安裝到基板上。另外，該陶瓷貼片電容器與PP薄膜電容相比更 小，即使直接安裝到基板上，基板自身也不會變大。
另外，本實施方式假定商用電源是IOOV，當然在商用電源為110V 的情況下，發(fā)光管的阻抗值、扼流線團的電流值或電感值等會發(fā)生變化， 扼流線圏的線材的截面面積等也可能會偏離本發(fā)明的范圍，但在這種情 況下，可以利用上述所說明的方法適當?shù)刈鞒鰶Q定。
最后，在本說明書中，在以A B等描述來規(guī)定范圍的情況下，該范圍也包含A及B的數(shù)值。 工業(yè)適用性
本發(fā)明能夠應用于既不會導致大型化、又能夠獲得高效率的燈泡型 焚光燈。
權(quán)利要求
1. 一種燈泡型熒光燈，具備在穩(wěn)定點亮時的阻抗值被設定在1.0kΩ～3.0kΩ范圍內(nèi)的發(fā)光管、和使所述發(fā)光管以與60W普通燈泡大致相同的亮度點亮的點亮部件，其特征在于，所述點亮部件包括倍壓整流電路、將該倍壓整流電路的輸出進行開關(guān)控制從而向所述發(fā)光管施加高頻電力的逆變電路、使用了與所述發(fā)光管串聯(lián)連接的扼流線圈的諧振電路；所述扼流線圈是由截面面積在0.02mm2～0.03mm2范圍內(nèi)的銅線卷繞而成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的燈泡型熒光燈，其特征在于，所述逆變 電路是半橋型逆變電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈泡型焚光燈，其特征在于，所述發(fā)光 管具有由從一根玻璃管的中央部分到兩端所形成的兩個區(qū)域圍繞假想 旋轉(zhuǎn)軸旋繞而成的雙螺旋形狀，當沿著所述假想旋轉(zhuǎn)軸從玻璃管的端部側(cè)觀察所述發(fā)光管時，玻璃 管的兩端部大致位于穿過所述假想旋轉(zhuǎn)軸的線段上，所述點亮部件具備用于構(gòu)成所述電路的電子器件和用于安裝該電 子器件的基板，設置在所述發(fā)光管端部上的各電極連接到包夾著所述基板的大致 中央而對置的區(qū)域，即該基板的周邊附近的連接端子上，并且，諧振電 容器經(jīng)由引線連接到基板上的所述連接端子附近。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈泡型焚光燈，其特征在于，所述發(fā)光 管具有由從一根玻璃管的中央部分到兩端所形成的兩個區(qū)域圍繞假想 旋轉(zhuǎn)軸旋繞而成的雙螺旋形狀，當沿著所述假想旋轉(zhuǎn)軸從玻璃管的端部側(cè)觀察所述發(fā)光管時，玻璃 管的兩端部大致位于穿過所述假想旋轉(zhuǎn)軸的線段上，所述點亮部件具備用于構(gòu)成所述電路的電子器件和用于安裝該電 子器件的基板，中央而相對置的區(qū)域，即該基板的周邊附近的連接端子上，并且，諧振 電容器經(jīng)由引線連接到基板上的所述連接端子附近。
全文摘要
本發(fā)明提供一種既不會導致扼流線圈的大型化、又能夠進一步實現(xiàn)節(jié)電化的燈泡型熒光燈。燈泡型熒光燈具備在用于構(gòu)成1條放電路徑的玻璃管的兩端密封了電極而構(gòu)成的發(fā)光管；和用于點亮該發(fā)光管的點亮部件。點亮部件具備整流/平滑電路、將該整流/平滑電路的輸出進行開關(guān)控制從而向所述發(fā)光管施加高頻電力的逆變電路、使用與所述發(fā)光管串聯(lián)連接的扼流線圈構(gòu)成的諧振電路，使所述發(fā)光管以與60W燈泡大致相同的亮度發(fā)光。發(fā)光管在穩(wěn)定點亮時的阻抗值被設定在1.0kΩ～3.0kΩ范圍內(nèi)，扼流線圈由截面面積在0.02mm²～0.03mm²范圍內(nèi)的銅線所構(gòu)成的線材構(gòu)成。
文檔編號F21V23/02GK101502178SQ20078002985
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者業(yè)天正芳, 恒藤祐二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社