灯泡型荧光灯的制作方法

专利名称：灯泡型荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于替代60W灯泡的节能型光源，即灯泡型荧光灯的结构。
背景技术：
近年来，作为普通灯泡(以下称之为灯泡)的替代品，能够节能的灯泡型荧光灯(以下称之为灯)的小型化得到了切实的实施，例如，作为60W灯泡的替代品，大小与灯泡大致相同(全长nOmm，最大外径55mm)的产品已经被实用化(例如，参照专利文献1 )。
下面简单说明这种荧光灯的结构(将这种灯称为"现有的灯")。在现有的灯中，采用细长的玻璃管构成发光管，同时将发光管的形状做成双螺旋形状，由此实现发光管的紧凑化。这里所说的"双螺旋形状"指的是，从1根玻璃管的大致中央部位开始到端部所形成的2个区域围绕同 一假想旋转轴以大致相同的旋绕半径旋绕而成的形状。
另一方面，灯效率(lamp efficacy)是由点亮时发光管的温度决定的，并表现出在某一温度下效率达到峰值的特性。发光管的温度，也就是玻璃管的温度是由玻璃管的直径决定的，现有的灯按照如下方式确定玻璃管的直径点亮时的玻璃管的温度与灯效率达到大致最高时的温度基本保持一致。
另外，点亮部件具备整流/平滑电路、谐振电路、逆变电路。
整流电路是例如具备4个二极管的全波型整流电路，谐振电路具备扼流线圈和谐振电容器。逆变电路具备例如开关元件(例如晶体管)，用于将整流电路的输出进行开关控制。
利用这些技术替代60W灯泡而达到实用化的灯，其所谓的A形外管腔(bulb)的外径(也即是灯的最大外径)为例如55mm，灯全长为U0mm。该尺寸与灯泡大致相同。此外，其具有如下特性额定功率为12W、发光光通量为8101m、效率为67.51m/W。
此外，60W灯泡的特性是，发光光通量为8101m、灯效率为13.51m/W。
3专利文献l:特开2003-263972号公报
如上所述，现有的灯以与60W灯泡相同的大小实现了大致相同的亮度，而比灯泡更节电，但随着人们对地球温室效应等环境问题的关心曰益高涨，要求进一步节电。
针对节电要求，众所周知，只要降低发光管的管壁负载，就能提高灯效率。因此，发明人通过降低管壁负栽而提高灯效，具体而言，制作出使构成发光管的玻璃管更细长的灯，但由此产生了其大小超过了灯泡的问题。
即，我们发现，当输入功率固定时，如果降低管壁负栽，则发光管的阻抗(发光管的电压/发光管的电流)就相对于管壁负载的下降而以大致成比例的关系上升，扼流线图的电感值随之上升，其结果是，扼流线圏趋向于大型化。

发明内容
本发明鉴于上述状况，其目的是提供一种既不会导致扼流线圏的大型化、又能够进一步节省电力的灯泡型荧光灯。
本发明的灯泡型荧光灯是一种具备在稳定点亮时的阻抗值被设定在l.OkQ 3.0kQ范围内的发光管和使所述发光管以与60W普通灯泡大致相同的亮度点亮的点亮部件的灯泡型荧光灯，其特征在于，所迷点亮部件包括倍压整流电路、将该倍压整流电路的输出进行开关控制从而向所述发光管施加高频电力的逆变电路、以及使用了与所述发光管串联连接的扼流线圈的谐振电路，所述扼流线圏是由截面面积在0.02mm2~0.03mm2范围内的铜线巻绕而成的
发明的效果
本发明的灯泡型焚光灯通过使用l.OkQ -3.0kQ的发光管实现了管壁负栽的降低，其结果是，能够提高灯效率。而且，由于使用了大小为l.OkQ 3.0kQ的高阻抗发光管和倍压整流电路，因此能够抑制扼流线圏中流动的电流，由此，即使扼流线圈的电感值随着发光管阻抗的增大而增大，^>流线團的线材也能够细到截面面积在0.02mm2 ~ 0.03mm2范围内的粗细程度。其结果是，即使扼流线图的电感值增大，结果也能够防止扼流线團的大型化。进而，通过使用截面面积在0.02mm2 ~ 0.03mm2
4范围内的线材，能够针对因线材过细而引起的断线或稳定点亮时的电感值变动做到防患于未然。
另一方面，所述逆变电路的特征在于，其是半桥型(Half-BridgeType)逆变电路。利用这种结构，能够将点亮部件制作成简单的结构。
进而，所述发光管的特征在于，由从根玻璃管的中央部位到两端所形成的2个区域围绕假想旋转轴旋绕而成的双螺旋形状，当沿着所述假想旋转轴从玻璃管的端部一侧观察所述发光管时，玻璃管的两端部大致位于穿过所述假想旋转轴的线段上，所述点亮部件具备用于构成所述电路的电子器件和用于安装该电子器件的基板，设置在所述发光管端部上的各电极连接到包夹着所述基板的大致中央而对置的区域，即该基板的周边附近的连接端子上，并且，谐振电容器经由引线连接到基板上的所述连接端子附近。
利用这种结构，能够使谐振电容器的主体部远离基板，由此，能够降低点亮时的电容器温度。因而，例如当安装在基板附近时，通过采用本结构，有时候甚至可以使用耐热性方面存在问题的电容器。
此外，由于基板与谐振电容器的主体部的连接使用了引线，因此不再需要在基板上形成布线图案，从而不需要在基板上留出布线图案的空间。由此，其结杲是，也能够实现基板的小型化。


图1是本实施方式的灯泡型荧光灯的概要图。图2是本实施方式的发光管的概要图。图3是点亮部件的电路图。图4是点亮部件的透视图。
图5是从安装了扼流线圈的一側观察点亮部件所得的平面图。
图6是表示放电路径长度和发光管的阻抗值及管壁负栽的关系的图。
图7是表示使阻抗值不同的发光管点亮至8101m时扼流线圏的电流值与电感值的图。
图8是表示在14(TC环境中电感值的变化特性的图。
符号的说明
51灯泡型萸光灯
3发光管
7点亮部件
13玻璃管
51整流/平滑电路
53逆变电路
55谐振电路
Cl、 C2平滑电容器
C3、 C4耦合电容器
C5谐振电容器
Ll扼流线圈
具体实施例方式
图1是本实施方式的灯泡型荧光灯的概要图。其中，图1中将球形灯罩(globe )、外壳等的一部分切除掉，以便展示出荧光灯内部的状况。
如图1所示，荧光灯l具备发光管3;用于支承发光管3的支承部件5;安装在支承部件5上与发光管3所在的一側相反的一侧、并用于使发光管3发光(点亮)的点亮部件7;将点亮部件7容纳在其内部、并具有灯口 8且安装在支承部件5上的外壳9;和球形灯罩U,其开口部分粘合在支承部件5或外壳9上，将发光管3容纳在其内部。
发光管3将在后文叙述，其具备弯曲并在内部具有放电空间的玻璃管13;和密封在与放电空间的端部相当的玻璃管13的两个端部的电极。此外，通过将电极密封在玻璃管13的端部，从而在封闭的玻璃管13的内部形成了放电空间。另外，发光管3具有如图1所示的双螺旋形状。
支承部件5具备周壁15和将其一端封闭的端壁17,呈一端封闭的筒状。端壁17上形成有收存口，用于将发光管3的端部3a、 3b(参照图2)收存到支承部件5内部。
通过支承部件5的收存口将发光管3的端部3a、 3b收存到内部，在这种状态下，发光管3的端部3b通过粘合剂(例如硅酮)12粘合到支承部件5的内表面上，由此实现对发光管3的支承。为便于制图，图1中仅示出了发光管的端部3b侧的粘合剂12。点亮部件7是由电容器、扼流线圈等多个电子器件构成的串联逆变器，用于安装这些电子器件的基板21则安装在支承部件5的另一端侧(与端壁17相反的一侧)。此外，在后文叙述点亮部件7。
这里，从端壁17沿着周壁15在与支承部件5的轴心平行的方向上延伸的多个抓手(latching arms) 15a与基板21的周边咬合，由此将基板21安装在支承部件5上。这里，在周壁15的圆周方向上以等间隔设置例如2个抓手15a。
外壳9是例如圓锥体(cone)形状，在其直径大的一側设置安装了发光管3的支承部件5，而其直径小的一侧则设置有螺旋式灯口 23，例如E26型。
外壳9与支承部件5的安装是通过形成在支承部件5的周壁15外表面上的咬合突起部15b与形成在外壳9内周面上的闭锁凹陷部9d进行咬合而实现的。此外，在外壳9或支承部件5上沿其圆周方向等间隔地形成多个(例如4个)咬合突起部15b和闭锁凹陷部9d。该咬合突起部和咬合凹陷部的关系只要是设置在外壳和支承部件上即可，例如，咬合突起部可以设置在外壳上，咬合凹陷部可以设置在支承部件上。
球形灯罩U在这里使用例如A型，在球形灯罩11开口侧的端部lla插入到外壳9和支承部件5之间的间隙的状态下，通过填充在该间隙中的粘合剂25,例如硅酮而粘合在外壳9和支承部件5上。
在球形灯罩11的底部(图1中是下端部，相当于与开口相反的一側的端部部位)llb设置有用于与发光管3的顶端部(该顶端部是在点亮时成为温度最低点的部位)3c实现热连接的热连接部件27。该热连接部件27将发光管3点亮时的热量传导到球形灯軍11,从而使发光管3的温度下降。
由此，发光管3发出的发光光通量随着发光管3上温度最低点部位的温度而变化，当温度最低点部位的温度达到预定温度时，发光光通量达到最高。因而，为了获得高效率的灯，以发光管3的温度最低点部位点亮时的温度作为预定温度的方式对发光管3的温度进行调整。另外，为了进一步降低发光管3上温度最低点的温度，在发光管3与球形灯罩11的结合部形成有图1所示的凸部。
此外，在球形灯罩11的内表面上涂敷了以例如碳酸妈为主要成分的扩散膜28。<发光管>
图2是本实施方式的发光管的概要图。其中，将玻璃管13的一部 分切除掉，以便展示出发光管3内部的状况。
发光管3具备将玻璃管13弯曲而成的发光管主体31和密封在该发 光管主体31的端部3a、 3b之中的电极33、 34。
发光管主体31具有从1根玻璃管13的中央部13a开始到端部(相 当于发光管主体31的端部3a、 3b)的至少1个区域(这里是2个区域) 围绕假想旋转轴A分别沿B方向旋绕而成的双螺旋形状。另外，当沿着 假想旋转轴A从发光管的端部3a、 3b —侧观察发光管3时，发光管3 的各端部3a、 3b在包夹着假想旋转轴A相对置的状态下大致位于穿过 假想旋转轴A的直线(线段)上。
绕假想旋转轴A旋绕的旋绕次数由荧光灯的规格(额定功率等)决 定。相当于靠近发光管主体31端部3a、 3b的部分的玻璃管13以在假 想旋转轴A的延伸方向上毗邻的玻璃管13的间隙逐渐扩大的方式旋绕。
该发光管主体31 (玻璃管13)的内表面上形成有荧光体层35。该 焚光体层35包含1种或多种焚光体，例如稀土类荧光体。另外，在发 光管主体31的内部密封了作为发光物质的水银或作为緩沖气体的稀有 气体等。
如图2所示，电极33、 34由灯丝线圏41、 42和用于支撑(保持为 架设状态)该灯丝线图41、 42的一对引线43、 44、 45、 46构成， 一对 引线43、 44和45、 46由玻璃珠(glass beads) 47、 48支承(玻璃珠型)
如图2所示，电极33由灯丝线圈41和用于支撑(保持为架设状态) 该灯丝线圏41的一对引线43、 44构成， 一对引线43、 44由玻璃珠47 支承(玻璃珠型)。同样地，电极34由灯丝线圏42和用于支撑(保持 为架设状态)该灯丝线圏42的一对引线45、 46构成， 一对引线45、 46 由玻璃珠48支承。
如图2所示，发光管主体31的端部3a密封了电极33以及用于排 出发光管主体31内部气体的排气管49。在发光管主体31内的气体排出、 以及封入水银、稀有气体等完成后，该排气管49位于发光管主体31外 部的端部被切下(chip off)并封闭。
当施加在发光管上的功率(以下也称为"发光管功率")为9W时， 上述结构的发光管3的阻抗值被设定在lkQ 3kQ的范围内，灯输入时的管壁负栽被设定在0.07W/cm2~0.10W/cm2的范围内。另外，构成发 光管3的玻璃管17的外径在5.5mm~ 8.5mm的范围内。
<点亮部件〉
1.电路结构
图3是点亮部件的电路图。
点亮部件7主要由整流/平滑电路51、逆变电路53、谐振电路55和 驱动电路57构成。此外，整流/平滑电路是具有整流功能和平滑功能的 电路，既可以将其中具有整流功能的电路作为整流电路，也可以将其中 具有平滑功能的电路作为平滑电路。
整流/平滑电路51将商用低频交流进行整流、平滑后变换为直流输 出，其经由灯口 8连接到商用电源。整流/平滑电路51由2个二极管桥 式电路D1、 D2和2个平滑电容器Cl、 C2构成(是所谓的倍压整流电 路)。
此外，由于点亮部件7采用了倍电压方式的整流电路，因此整流/ 平滑电路51的输出电压约为输入电压(有效值)的大约2.6倍。例如， 如杲商用电源的电压(有效值)为100V,则整流/平滑电路51的输出 电压约为260V。
逆变电路53是由1对开关元件Q1、 Q2和2个耦合电容器C3、 C4 构成的所谓的半桥型电路。开关元件Q1、 Q2由驱动电路57交替开关， 由此利用整流/平滑电路51的输出得到高频电力。此外，所得到的高频 电力被施加到发光管3的电极33、 34上。
谐振电路55向电极33、 34(灯丝线圏41、 42)输送预热电流，并 具有增加该电极33、 34之间的电压的功能，其由扼流线图L1和谐振电 容器C5串联连接而构成。
下面说明构成各电路的电子器件的连接。
整流/平滑电路51中，2个平滑电容器C1、 C2之间以及二极管D1、 D2之间分别串联连接，与灯口 8连接的一个端子连接到二极管Dl的阳 极，与灯口 8连接的另一个端子连接到平滑电容器C1、 C2的连接点上。
二极管Dl、 D2以相同的方向性串联连接，二极管Dl的阴极连接 到平滑电容器Cl, 二极管D2的阳极连接到平滑电容器C2。
逆变电路53中，在整流/平滑电路51的输出端，即2个平滑电容器 Cl、 C2串联连接的两端，以除去噪声为目的的电感器L2和2个耦合电
9容器C3、 C4串联连接，串联连接的2个开关元件Ql、 Q2被并联连接 到串联连接的2个耦合电容器C3、 C4的两端。
发光管3和谐振电路55串联连接在耦合电容器C3、 C4的连接点和 开关元件Q1、 Q2的连接点之间。此外，开关元件Q1、 Q2使用例如电 解效应晶体管等，该电解效应晶体管的基极与驱动电路57相连接，并 以预定频率开关。
构成谐振电路55的扼流线图Ll连接到发光管3的一个电极34与2 个开关元件Q1、 Q2的连接点之间，另外，谐振电容器C5连接到发光 管3的电极33、 34之间。
2.电子器件的配置
图4是点亮部件的透视图，图5是从安装了扼流线圈的一側观察点 亮部件时的平面图。
点亮部件7的各电子部件如图4和图5所示，在基板21的1个主 面的大致中央位置配置了扼流线圏Ll。这里，将基板21在灯口8—侧 的主面作为基板21的表面，而将发光管3所在的一側的主面作为背面。 扼流线围Ll的引线从主体部延伸，该引线的延伸端贯穿基板21,焊锡 连接到形成在该基板背面上的布线图案上。
平滑电容器C1、 C2按照其主体部Cla、 C2a位于扼流线圏Ll上方 的方式配置。这样，如果将平滑电容器C1、 C2的主体部Cla、 C2a配 置在扼流线圏L1的上方，则平滑电容器C1、 C2的主体部Cla、 C2a就 如图1所示那样位于灯口 8的内部。
平滑电容器C1、 C2如图4和图5所示， 一对引线分别从Cla、 C2a 延伸，该引线的延伸端贯穿基板21,通过焊锡连接到形成在该基板背面 上的布线图案上。
谐振电容器C5的主体部C5a配置为与扼流线圏U的上方、即平滑 电容器C1、 C2的主体部Cla、 C2a接近的状态。如图5所示，谐振电 容器C5的引线C5b、 C5c在设置于基板7上的发光管连接用端子61、 63及端子65、 67的附近穿过基板7的贯穿孔，通过焊锡连接到在背面 的布线图案上。
另一方面，在扼流线圏Ll附近配置了集成电路IC。该集成电路IC 中装入了图3所示的开关元件Q1、 Q2等。集成电路IC是引线插入型集 成电路，引线贯穿基板，并连接到基板7背面的布线图案上。如图5所示，基板21在基板21的周边附近的区域X内具备用于与 发光管3的电极33进行连接的连接端子61、 63,并在其周边附近的区 域Y内具备用于与电极34进行连接的连接端子65、 67。这里，区域X 和区域Y包夹着基板21的大致中央位置0而相对置。
连接端子61、 63、 65、 67按照这种位置关系设置在基板21上，因 此，从发光管3的端部3a、 3b延伸的引线43、 44、 45、 46保持延伸， 在基板21的边缘折回，就能够连接到连接端子61、 63、 65、 67。由此， 既能够防止引线43和44彼此之间以及引线45和46彼此之间发生缠绕， 又能够缩短引线43、 44、 45、 46。
此外，在区域X、 Y内不仅设置有电极33、 34的引线43、 44、 45、 46用连接端子61、 63、 65、 67,也设置有谐振电容器C5的引线C5b、 C5c的连接部。
3.实施例
(1) 灯
灯1是发出与60W灯泡相同光通量(8101m)的灯，额定功率设定 为IOW。此外，点亮部件7的电路效率约为90%,因此向发光管3的管 输入被设定为9W。
灯1的全长L1 (参照图1 )为UOmm,与灯泡相同，另外，灯(球 形灯軍)的最大外径D1 (参照图1)为55mm,与灯泡相同。即，该灯 1具有与灯泡大致相同的大小。另外，该灯l发出的光通量为8201m,
比灯泡更亮，而灯效率则达到82.01m/W(该特性值是10个灯的平均值)。 在现有技术部分所说明的现有的灯的额定功率为12W、光通量为 8101m、灯效率为67.51m/W,而本发明的灯1的灯效率提高到现有的灯 的1.2倍。
此外，外管腔22内表面的扩散膜28的透射率为97%。
(2) 发光管
发光管3使用外径为7.5mm、内径为6.6mm的玻璃管13,电极间 距设定为480mm。玻璃管13绕假想旋转轴A旋绕的巻绕层数从玻璃管 13的中央部到各端部的2个区域合计为约5.3次。此外，玻璃管13的 尺寸就其作为中央部位的折回部而言，在制造过程中会超出上述尺寸， 但本发明中的玻璃管的尺寸等是指除去玻璃管中央部之外的区域的尺 寸。螺旋形状的发光管主体31的外围直径为36.5mm,全长(高度)为 66mm。这时，发光管3的管壁负栽约为0.09W/cm2,其阻抗值为2.0k Q。
作为参考，使用本实施方式中的发光管，发光管的阻抗值在l.Ok 。 3.0kCl的范围内得到与60W灯泡大致相同的亮度，这是在将发光管 功率设定为8.5W~ IOW的情形实现的。
荧光体层35中包含的荧光体是3种发光颜色(红、绿、蓝)的荧 光体。发红色光的荧光体为Y203: Eu，发绿色光的荧光体为LaP04: Ce,发蓝色光的荧光体为BaMg2Al16027: Eu, Mn。
发光管3内封入了约5mg水银(Hg),并封入了约550Pa的氩(Ar) 气作为緩冲气体。此外，也可以封入包含氖(Ne)、氪(Kr)或氩的混 合稀有气体作为緩沖气体。
电极33、 34的灯丝线圏41、 42中使用鵠材料，填充了以 BaO-CaO-SrO为主要成分的电子放射物质》 (3)点亮部件
构成整流/平滑电路(倍压整流电路)51的平滑电容器C1、 C2使用 带引线的铝电解质电容器。该平滑电容器的规格为例如额定电容llpF、 额定电压为160V。
该平滑电容器C1、 C2的主体部Cla、 C2a的外径为7mm~8mm, 其大小为在使这2个平滑电容器Cl、 C2的主体部Cla、 C2a的外围 彼此接触的状态下，能够插入到E26型灯口 8的内部。
此外，通过使用外径为7mm 8mm的平滑电容器Cl、 C2，能够实 现与具备全波型整流电路的现有的点亮部件大致相同的大小。
另外，耦合电容器C3、 C4使用了层叠贴片陶乾电容，该电容器的 规格为例如额定电容100nF、额定电压250V,其安装在基板21的背面。
假设由扼流线圏Ll和谐振电容器C5所决定的谐振频率为Fr，则由 驱动电路57所决定的晶体管的开关频率Fm设定为满足以下关系式
0.9 x Fr^Fm^ 1.1 x Fr
这是因为，如果相对于谐振频率Fr而增大开关频率Fm，则施加在 发光管3两端的谐振电压将下降，而当开关频率Fm增加到谐振频率Fr
12的l.l倍以上时，就会出现无法保持发光管3点亮的情形。反之，如果 减小开关频率Fm ，则开和关的开关动作就成为硬开关(hard switching), 当其减小到谐振频率Fr的0.9倍以下时，晶体管中就会产生急剧的异常 电流，损失将增大。
扼流线圏Ll中巻绕在铁芯上的线材使用截面形状大致呈圆形的直 径为0.18mm的、经过了绝缘加工的铜线。^^流线圈Ll的电感值为 3.9mH。扼流线圏Ll的整体形状呈四棱柱状，其高度为llmm，四边形 的1边约为14mm。
另外，谐振电容器C5使用了主体损失(即因主体部内的损失而导 致的损失，以下简称为"损失")低的PP薄膜电容。该谐振电容器C5 的规格为例如额定电容1.8nF、额定电压800V。
此外，这里所说明的电子器件的规格是在发光管的阻抗值为2.0kQ 的情况下的值，如果发光管的阻抗发生变化，则电子器件的具体规格当 然也发生变化。
<考察〉
1.灯效率与扼流线圏的大小
发明人针对节电化进行了研究。节电目标设定为，实现一种以60W 灯泡的替代品为对象、额定功率为10W的灯泡型荧光灯。这里，点亮 部件的转换功率约为90%，因此施加在发光管上的功率(以下称为"发 光管功率Wla")固定为9W,并实施了各种实验。 (1 )关于放电路径长度的变化
首先，发明人对通过降低发光管的管壁负栽来提高灯效率进行了研 究。具体而言，将构成发光管的玻璃管的管径固定(内径为6.6mm)， 制作出放电路径长度(-文电空间内的电极间-巨)在380mm~680mm范 围内变化的IO种发光管，并测定了各放电路径长度的发光管的阻抗值， 另外，管壁负栽则通过计算求取。
图6是表示放电路径长度和发光管的阻抗值及管壁负栽之间的关系 的图。
由图6可知，发光管的阻抗值随着放电路径长度的增加而上升，另 外，由于发光管功率及玻璃管的内径固定，放电路径长度增加后，管壁 负栽当然会减小。
(2)发光管的阻抗值与扼流线圏的电感值、电流值接着使用上述放电路径长度不同的发光管，在发光管功率固定保持
为9W的状态下，以使光通量达到与60W灯泡相同的8101m的方式对发 光管中流动的电流和^l厄流线圈的电感值加以调整、设定。
此外，扼流线圈Ll与发光管3串联连接，因此，发光管3中流过 的电流与扼流线圏Ll中流过的电流大致相等，以下也将发光管中流过 的电流作为扼流线圈的电流进行说明。
这里，根椐发明人的研究可知，通过增加放电路径长度，使发光管 的阻抗值上升，扼流线圏的电感值随着该阻抗值的上升而增大，其结果 是，扼流线圏倾向于大型化。
此外，使用现有的具备全波整流电路和半桥式逆变电路的点亮部件 及现有的发光管(阻抗值约为500Q),仅将发光管功率从约UW设定 为9W,发光管的电压Via就会超出利用现有的点亮部件能够保持点亮 的范围，无论扼流线圏有多大，都难以点亮。
因此，发明人为了使发光管电流变得更小而进行了研究，将具有使 用了 1个平滑电容器的整流/平滑电路的现有的点亮部件切换为具备倍 压整流电路的本发明的点亮部件。
图7是表示使阻抗值不同的发光管点亮至8101m时扼流线圏的电流 值与电感值的图。
此外，为了测定扼流线圈的电流值和电感值，使用具有倍压整流电 路的点亮部件，将发光管功率固定为9W,测定当发光管的电气特性达 到稳定后的发光管的阻抗值、扼流线圈的电感值和电流(包含发光管预 热时电流值暂时性上升的情形)。
由图7可知，随着发光管的阻抗值的上升，扼流线圏的电流值下降、 电感值上升。
这里，发明人研究了通过减小构成扼流线圏的线材直径来实现扼流 线團小型化的方法。其结果是，在图7中，在发光管的阻抗值从1000 Q至3000Q的范围内，能够实现与现有的点亮部件中所使用的扼流线圏 同等大小或更小的扼流线围。
此外，即使发光管的阻抗值小于IOOOQ，也能够实现扼流线圏的小 型化，但扼流线圏的电流反而会增大，发生线材断线的问题。
由以上可知，在通过减小发光管的管壁负栽来提高发光效率的情况 下，如果发光管的阻抗值在lk。 3kn的范围内，则借助于扼流线圏的
14线材的变细，能够使扼流线圈保持与以往大致相同的大小。
更具体地进行说明，当扼流线圈的线材的截面形状为圆形时，其直
径在0.01mm 0.20mm的范围内亦可。这是因为，如果外径小于0.01mm, 则点亮时线材将发生断线，而如果外径大于0.20mm，则难以实现扼流 线圏的小型化。
此外，线材的截面形状并不限于圆形，也可以是其他形状，例如三 角形状、四边形等多边形状或椭圆形状等。在这种情况下，可以通过其 截面面积来规定线材，具体而言，线材的截面面积可以在0.02mm2~ 0.03mm2的范围内。
(3)关于实际使用
接着，如杲考虑灯的实际使用，则当灯点亮时，如果扼流线圏的电 感值变化增大，则构成点亮部件的电子器件中恐怕将产生过电流，发生 错误动作。
因此，通过实现图6所示的线材的细线化，使用能够达到与以往的 大小相同的电感值的扼流线圏(就是发光管的阻抗值对应于lkQ~3k Q的范围、线材直径在0.01mm 0.02mm的范围内的扼流线圏，以下将 这些扼流线圏称为"研究用扼流线圈")，在接近实际使用的条件下，测 定出电感值的变化率。
此外，这里所说的接近实际使用的条件基于以往的扼流线圈的温 度。具体而言，在电源电压为100V/60Hz、环境温度为40'C、使用灯温 容易上升的器具(照明装置)点亮现有的荧光灯的环境下，扼流线困的 温度为14(TC。即，灯点亮时的扼流线圈的最高温度为14(TC。
因而，考虑实际使用，在140。C的环境中，向研究用扼流线圈中通 以电流，并测定出此时的电感值的变化率。
图8是表示在14(TC环境中的电感值的变化特性的图。
此外，在图8中，将电流值为OArms的情况下的电感值作为100， 以该值为基准表示出改变电流值时的电感值的比率(因此，在图8中将 纵轴定义为电感保持率)。
图8所示的特性中，电感值为3.0mH、 3.9mH、 4.4mH、 4.65mH这 4种，对于所有扼流线圏(电感值)来说，当增大电流值时，电感值将 以预定的电流值急剧变化(不再能够保持电感值)。
此外，扼流线圏的电感值越小，电感值发生急剧变化时的预定电流
15值越高。即，扼流线圈的电感值越小，电感值保持率与电流值的特性曲 线越偏向电流值大的 一侧。
这里，由于一直以来扼流线團的电感值的保持率在14(TC的环境中 也设定在90%以上，因此这一次发明人也将保持率在90%以上评定为合
格品0
具体而言，如果以电感值为4.65mH的扼流线圏为例加以说明，则 在图7中，使用发光管的阻抗值约为3500Q时电感值为4.65mH的扼流 线圈进行试验的结果为图8的"x"。
为了使用该扼流线圏将灯以8101m的亮度点亮，如图7所示，必须 在扼流线圈中通以0.274Arms的电流，判定在140。C环境中向扼流线圏 通以该0.274Arms的电流时电感值的保持率是否大于等于90%。在图8 中，电感值为4.65mH时，保持率低于90%。
接着，以电感值为4.4mH的扼流线圈为例加以说明。在图7中，使 用发光管的阻抗值约为3000Q时电感值为4.4mH的扼流线圈进行试验 的结果为图8的"A"。
为了使用该扼流线圈将灯以8101m的亮度点亮，如图7所示，必须 在扼流线图中通以0.274Arms的电流。另一方面，根椐图8,在M0。C 环境中流过扼流线團时的电感值的保持率小于90%的电流值约为 0.31Arms。因而，当电感值为4.4mH时，即使在140。C环境中向扼流线 圏通以0.274Arms的电流，电感值的保持率也在90%以上，是合格的。
由以上可知，保持扼流线圈的大小不超过以往，在140。C环境中电 感值保持率也大于等于90%的电感值范围为3.0mH~4.4mH。此外，由 图7可知，当电感值位于该范围内时发光管的阻抗值为l.OkQ ~3.0kQ。
2.其他电子器件等
与平滑电容器相同，谐振电容器也是体积较大的电子器件，为了使 点亮部件的大小保持在现状以下，谐振电容器的形状、大小、配置等也 很重要。作为谐振电容器，其中带引线的类型的材质中使用了 PET (聚 对笨二甲酸乙二醇酯)薄膜或pp (聚丙烯)薄膜的谐振电容器已经达到
实用化。
但是，本发明中的研究中使用了与PET薄膜制成的电容器相比损耗 较低的PP薄膜的带引线的薄膜电容器。
这是为了防止如实施方式中所说明的那样，在采用了放电路径长度
16与以往相比更长的发光管的情况下，用于防止由于与发光管并联连接 的谐振电容器的损耗，导致放电路径长度增加所产生的发光效率的提高 部分被抵消。
但是，PP薄膜电容器的耐热温度低到125°C,因此，难以直接配置 在基板上方(主体部与基板主面接近的情形)。
因此，发明人对能够使用PP薄膜电容器的方法进行了研究后，结 果发现，使用带引线的电容器并使电容器的主体部远离基板，就能够防 止电容器主体的温度过度上升。
特别地，如果在灯口内配置外径为7mm 8mm的平滑电容器，则 在空间方面尚有余地，在其间隙内配置谐振电容器的主体部，就能够同 时解决点亮部件的小型化及PP薄膜电容器的耐热问题。此外，所谓的 平滑电容器C1、 C2和谐振电容器C5被收存在灯口 8内的状态，是指 平滑电容器Cl 、 C2及谐振电容器C5除了引线之外的主体部位于基板7 一侧的端面在被组装成灯后的状态下，比灯口 8位于基板7—侧的端面 距离基板7更远的状态，由此可以获得减小外壳9内的空间的效果。
进而，由于谐振电容器中使用了带引线电容器，故如图4和图5所 示，能够使电容器与基板(连接电极的布线图案)的连接位置(电容器 C5的引线C5c、 C5d与基板的连接位置)靠近连接发光管和基板的连接 端子61、 63、 65、 67,能够缩短基板上的布线图案在此之间的布线。
具体而言，如图5所示，在基板的平面视图中，使谐振电容器C5 的引线C5c与基板21相连接的位置和用于将发光管(电极)的引线连 接到基板21的连接端子61、 63位于由穿过相当于基板21的大致中央 的中央位置0的2条假想线XI 、 X2所构成的扇形区域X内。
同样地，在基板的平面视图中，使谐振电容器C5的引线C5b与基 板21相连接的位置和用于将发光管(电极)的引线连接到基板21的连 接端子65、 67位于由穿过基板21的中央位置0的2条假想线Y1、 Y2 所构成的扇状区域Y内。
此外，扇形区域X和扇形区域Y处于包夹着基板21的中央位置0 而对置的位置。特别地，假定构成扇形的2条直线X1、 X2的顶角为a、 同样构成扇形的2条直线Yl、 Y2的顶角为f3，则在oc+P^90。的范围内， 就能够除去仅为了连接谐振电容器C5而设置在基板21表面上的布线图 案，从而能够减小相应大小的基板直径。进而，本次，在具有双螺旋形状的发光管3,并且发光管3的端部 3a、 3b上设置的各电极33、 34连接到包夹了基板21的大致中央位置0 而对置的区域(扇形区域X、 Y)，即该基板21的周边附近的连接端子 61、 63、 65、 67上的情况下，使用了带引线的PP薄膜电容器作为点亮 部件7的谐振电容器C5，而当发光管与基板的连接点不是包夹着基板 的大致中央而相对置的情况下，由于没有必要设置仅用于谐振电容器的 布线图案，因此可以改为使用具有与PP薄膜电容器同等程度以下的损 耗、耐热温度较高的层叠贴片陶瓷电容器。
另外，即使是在相对置的部位进行连接的情形，即使使用层叠贴片 薄膜电容器并生成了仅为连接谐振电容器所需的布线图案的情况下，只 要使用其他的部件取代PP电容器插入到灯口中，同样也能够防止基板 面积增大。
<其他>
在上述实施方式中，发光管的形状采用了双螺旋形状，但也可以是 其他形状u例如，也可以是将1条玻璃管弯曲成U字形状、由多条(3 条、4条等)这样的玻璃管连结而成的形状，或者是单重螺旋形状。在 这种情况下，当发光管的输入功率被设定为9W时，只要发光管的阻抗 值在1.0kQ 3.0kQ的范围内，就如实施方式中所说明的那样，既不会 招致扼流线圉的大型化，又能够提高灯效率。
此外，例如在采用将1条玻璃管弯曲成U字形状、由多条(3条、 4条等)这样的玻璃管连结成的发光管的情况下，设置在发光管端部(与 放电空间的端部相对应的玻璃管的端部)的电极比实施方式中所说明的 采用双螺旋形状发光管的情况下的电极位置距离更近。
在这种情况下，例如谐振电容器中也可以使用耦合电容器中所使用 的陶瓷贴片电容。陶壳贴片电容与PP薄膜电容相比，其耐热性高，可 以直接安装到基板上。另外，该陶瓷贴片电容器与PP薄膜电容相比更 小，即使直接安装到基板上，基板自身也不会变大。
另外，本实施方式假定商用电源是IOOV，当然在商用电源为110V 的情况下，发光管的阻抗值、扼流线團的电流值或电感值等会发生变化， 扼流线圏的线材的截面面积等也可能会偏离本发明的范围，但在这种情 况下，可以利用上述所说明的方法适当地作出决定。
最后，在本说明书中，在以A B等描述来规定范围的情况下，该范围也包含A及B的数值。 工业适用性
本发明能够应用于既不会导致大型化、又能够获得高效率的灯泡型 焚光灯。
权利要求
1. 一种灯泡型荧光灯，具备在稳定点亮时的阻抗值被设定在1.0kΩ～3.0kΩ范围内的发光管、和使所述发光管以与60W普通灯泡大致相同的亮度点亮的点亮部件，其特征在于，所述点亮部件包括倍压整流电路、将该倍压整流电路的输出进行开关控制从而向所述发光管施加高频电力的逆变电路、使用了与所述发光管串联连接的扼流线圈的谐振电路；所述扼流线圈是由截面面积在0.02mm2～0.03mm2范围内的铜线卷绕而成的。
2. 根据权利要求1所迷的灯泡型荧光灯，其特征在于，所述逆变 电路是半桥型逆变电路。
3. 根据权利要求1所述的灯泡型焚光灯，其特征在于，所述发光 管具有由从一根玻璃管的中央部分到两端所形成的两个区域围绕假想 旋转轴旋绕而成的双螺旋形状，当沿着所述假想旋转轴从玻璃管的端部侧观察所述发光管时，玻璃 管的两端部大致位于穿过所述假想旋转轴的线段上，所述点亮部件具备用于构成所述电路的电子器件和用于安装该电 子器件的基板，设置在所述发光管端部上的各电极连接到包夹着所述基板的大致 中央而对置的区域，即该基板的周边附近的连接端子上，并且，谐振电 容器经由引线连接到基板上的所述连接端子附近。
4. 根据权利要求2所述的灯泡型焚光灯，其特征在于，所述发光 管具有由从一根玻璃管的中央部分到两端所形成的两个区域围绕假想 旋转轴旋绕而成的双螺旋形状，当沿着所述假想旋转轴从玻璃管的端部侧观察所述发光管时，玻璃 管的两端部大致位于穿过所述假想旋转轴的线段上，所述点亮部件具备用于构成所述电路的电子器件和用于安装该电 子器件的基板，中央而相对置的区域，即该基板的周边附近的连接端子上，并且，谐振 电容器经由引线连接到基板上的所述连接端子附近。
全文摘要
本发明提供一种既不会导致扼流线圈的大型化、又能够进一步实现节电化的灯泡型荧光灯。灯泡型荧光灯具备在用于构成1条放电路径的玻璃管的两端密封了电极而构成的发光管；和用于点亮该发光管的点亮部件。点亮部件具备整流/平滑电路、将该整流/平滑电路的输出进行开关控制从而向所述发光管施加高频电力的逆变电路、使用与所述发光管串联连接的扼流线圈构成的谐振电路，使所述发光管以与60W灯泡大致相同的亮度发光。发光管在稳定点亮时的阻抗值被设定在1.0kΩ～3.0kΩ范围内，扼流线圈由截面面积在0.02mm²～0.03mm²范围内的铜线所构成的线材构成。
文档编号F21V23/02GK101502178SQ20078002985
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月9日 优先权日2006年8月11日
发明者业天正芳, 恒藤祐二 申请人:松下电器产业株式会社