专利名称：点亮单元及低压水银放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低压水银放电灯用的点亮单元以及具有该点亮单元的低压水银放电灯，尤其是涉及使用了高频逆变器方式的点亮单元。
背景技术：
随着近年来的节能化，在照明领域，也使用灯效率高并且寿命长的低压水银放电灯，在此为灯泡形荧光灯，来代替目前使用的白炽灯。
该灯泡形荧光灯(以下简称为“灯”)由发光管、用于对发光管进行点亮驱动的点亮单元、以及保持发光管并且在内部收纳点亮单元的罩体等构成。在罩体的一端设有向照明器具侧的插口安装灯以及用于从商用电源获取电力的灯头。
点亮单元是所谓的逆变器式点亮单元，由如下部分构成例如，具有二极管电桥元件的整流电路部；具有一对FET元件的逆变器电路部；由扼流圈和共振用电容等构成的共振电路部。
尤其是，在近年的高频逆变器中，为输入直流电源并变换为高频，而倾向于采用所谓的电容输入方式，其在整流电路的输出侧具有将通过二极管电桥元件整流后的电流进行滤波的具有滤波电容的滤波电路(例如参照特许文献1)。在此，在点亮单元中具有上述整流电路部和滤波电路部时，将其统称为“整流·滤波电路”。
另外，在这样点亮单元中，为减小电源接通时的冲击电流(inrushcurrent)，而在整流·滤波电路部的输入侧安装有防冲击电流电阻。
特许文献1特开2000-77195号公报然而，现有的点亮单元虽然在灯泡形荧光灯全点亮的情况下没有问题，但是，当通过相位控制进行调光点亮时，就会有施加给整流·滤波电路部的电压波形失真且输入给滤波电容的电流增大的问题。
即，现有的白炽灯能通过相位控制进行调光点亮，另一方面，作为该白炽灯的代替品的灯泡形荧光灯被错误地安装在带有调光功能的照明器具上，并且，被进行调光点亮的情况也可能发生。
尤其是，在整流·滤波电路部的输入侧具有防冲击电流电阻的点亮单元中，由于在防冲击电流电阻中流过过电流，因而造成防冲击电流电阻的温度上升。近年来，由于对灯的小型化要求增强，所以，防冲击电流电阻靠近罩体的情况较多，罩体因温度上升后的防冲击电流电阻的热而变色，除此之外，还要充分考虑在严重的情况下罩体中接近防冲击电流电阻的部分被熔化的情况。
并且，作为谋求减小冲击电流且即使灯被调光点亮也不会误动作的点亮单元，例如特开2001-284074号公报有记载，但该技术因为没有采用电容输入方式且电路构成不同，所以不能适用于电容输入方式的灯泡形荧光灯。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供一种点亮单元以及低压水银放电灯，其具有用于减小冲击电流的防冲击电流电阻，同时，即使被错误地调光点亮也可以防止防冲击电流电阻中流过过电流。
为实现上述目的，本发明提供一种低压水银放电灯用的点亮单元，其在基板上具有整流·滤波电路部、逆变器电路部和共振电路部，还具有与前述整流·滤波电路部的输入侧连接的防冲击电流电阻，其特征在于，前述防冲击电流电阻的主体部以与用于前述整流·滤波电路部的滤波电容和用于前述共振电路部的共振用电容中的至少一个电容的主体部外周接触或接近的状态配置。
另一方面，本发明提供一种低压水银放电灯，其具有发光管、用于点亮前述发光管的点亮单元、保持前述发光管同时在内部收纳前述点亮单元的筒状罩体、被前述罩体的保持前述发光管侧的相反侧包覆的灯头，其特征在于，前述点亮单元在基板上具有整流·滤波电路部、逆变器电路部、及共振电路部，并且具有与前述整流·滤波电路部的输入侧连接的防冲击电流电阻，前述防冲击电流电阻的主体部与用于前述整流·滤波电路部的滤波电容和用于前述共振电路部的共振用电容中的至少一个电容的主体部外周接触或接近。
另外，在此称作“低压水银放电灯”的含意是除灯泡形荧光灯以外，还包括在发光管内没有荧光层的灯。
本发明的点亮单元及低压水银放电灯例如在被错误地调光点亮时，防冲击电流电阻的电流量增大，防冲击电流电阻的温度升高。该防冲击电流电阻的热传给与其接触或接近的电容，使电容的温度上升，当电容的温度超过耐热温度时，电容被击穿且点亮单元的功能停止。因此，可以防止防冲击电流电阻中长时间地流过给包覆点亮单元的罩体的外观带来变化的过电流。
图1是从侧面看到的本发明实施例的灯1的剖面图；图2是包含点亮单元50的灯1的电路结构图；图3是表示点亮单元的部件配置的立体图；图4是点亮单元的防冲击电流电阻的周边部的扩大图。
具体实施例方式
参照
具有本发明的点亮单元的灯泡形荧光灯(以下，同样的称为“灯”。)。
1、灯1的整体结构图1是从侧面看到的灯1的剖面图，为了了解内部构造对局部进行了剖开。该图中所示灯1为60W白炽灯的代用品即12W品种。
如图1所示，灯1由将放电路径形成双重螺旋状的发光管10、用于保持该发光管10的支架20、用于驱动点亮发光管10的点亮单元50、以一端设有灯头40并覆盖支架20及点亮单元50的方式设置的罩体30构成。另外，由支架20及罩体30构成本发明的“罩体”。
发光管10将由软质玻璃构成的玻璃管(例如外径9.0mm)在其大致中央部折回，并绕通过从该折回的部分折回到端部的部分的旋转轴旋转而形成。
在发光管10内部(放电路径)的两端部分即玻璃管的端部分别设置有具有灯丝的电极(未图示)。此时，放电路径内的电极和电极的距离(放电路径长度)被设定为例如400mm。而且，在发光管10的内面形成荧光体层，并在放电路径内封入水银及Ar·Ne等混合气体。
支架20由PET(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)等树脂材料构成，具有与发光管10内的电极形成部分的附近区域的形状相吻合的插入孔(未图示)。发光管10在支架20的插入孔内插入电极形成部分，并通过由硅树脂等材料构成的树脂材料21固定在支架20内。
罩体30例如由PBT(聚对苯二甲酸乙二酯)构成，其形成漏斗状，具有小径部30a、直径比小径部30a大的大径部30b、在小径部30a和大径部30b之间，从小径部30a向大径部30b扩大的锥部30c。
在罩体30的大径部30b的内周面安装有支架20，在小径部30a的外周面安装有灯头40。另外，在此处的说明中，支架20的外周被罩体30的大径部30b包覆，但是，例如也可以使罩体与支架成为一体。
即，本发明的罩体只要在保持发光管的同时由小径部包覆的灯头，并在内部收纳点亮单元即可，部件的数量、形状等没有特别限制。
灯头40例如是在金属筒的侧壁外面刻设螺纹槽的结构，这里用的是E17型号。灯头40不限于E17型号，例如也可以用E26型号，还可以用B形。
点亮单元50被收纳于罩体30内，通过在布线为预定图案的印刷线路板51上安装多个电子部件来构成。另外，点亮单元50如图1所示，印刷线路板51的周边被罩体30的卡锁部31、32卡锁，安装在罩体30的内部。
2、灯的电路结构图2说明包含点亮单元50的灯1的电路结构。
点亮单元50主要由整流·滤波电路部100、逆变器电路部110、共振电路部120构成。
整流·滤波电路100部将商用低频率交流整流·滤波，变换为直流进行输出，例如由二极管电桥元件57、滤波用的电解电容53等构成。也就是说，该点亮单元50是电容输入方式的电路。
点亮单元50通过灯头40连接于商用低频率交流电源，并且在灯头40和整流·滤波电路部100之间，即在整流·滤波电路部100的输入侧连接有防冲击电流电阻62。
该防冲击电流电阻62是例如在给灯施加的电压不同的照明器具上错误地安装并点亮灯时，用于减小输入灯的电源接通时的冲击电流的电阻。
逆变器电路部110是将从整流·滤波部电路100输出的直流变换为高频的部件，其除了具有例如作为开关元件起作用的pMOS-FET元件55及nMOS-FET元件56之外，还具有用于保护这些FET元件55、56的保护用的齐纳二极管元件59、60及具有后面所述功能的线圈58等。
在该逆变器电路部110的输出侧连接有共振回路部120。共振回路部120用于在预定的周期将反转电压施加给逆变器电路部110的两个FET元件55、56，其具有扼流圈52和共振用电容54。另外，线圈58作为扼流圈52的次极线圈起作用。
在此，对逆变器电路部110和共振电路部120的动作进行简单说明。首先，当在扼流圈52中流过预定方向的电流时，在作为二次侧线圈起作用的线圈58中根据流到扼流圈52的电流产生电动势，将该电动势作为反转电压施加给连接于Q点的FET元件55、56的栅极。由此，把预定的高频电流供到发光管10的各电极11、12(参照图2)。
3、点亮单元的部件结构及其配置图3是表示点亮单元的部件配置的立体图。
点亮单元50在印刷线路板51的背表面安装有构成上述的各电路部的电气·电子部件52～60。在此，以印刷线路板51的表面为与灯头40对置的面，其在图1中相当于印刷线路板51的下表面，而在图3中相当于上表面。
上述的几乎所有部件都从其主体部引出一对导线，其导线的前端插入印刷线路板51的插入孔，并用焊锡粘着在印刷线路板51的背面。由此，电气·电子部件(以下简单地称作“部件”)被安装于印刷线路板51上并且进行电连接。
在印刷线路板51的表面，如图3所示，安装有扼流圈52、电解电容53、共振用电容54及pMOS-FET元件55等部件。
在上述部件中，因为扼流圈52在安装于点亮单元50上的电子部件内也占有较大的体积，所以，如图3所示，其被配置在印刷线路板51的大致中央，电解电容53则配置于比该扼流圈52更靠近灯头40侧。
电解电容53具有圆柱状的主体部53a和从该主体部53a一端面(下表面)引出的一对导线53a、53b，例如用具有160(V)、12(μF)规格的电解电容。
电解电容53的一对导线53a、53b沿扼流圈52弯曲，使得主体部53a位于扼流圈52的上方(与印刷线路板51的主面正交并从其表面离开的方向)。
在此，将电解电容53配置在扼流圈52的上方的理由是，由于在安装于点亮单元50上的部件中该电解电容53具有对热很敏感的性质(例如动作温度为110℃以下)，所以，在将点亮单元50配置在罩体30内时，如图1所示，电解电容53的主体部53a的几乎全部整体被放入到灯1点亮时温度上升最小的灯头40的安装部分的内部空间。还有，此处是电解电容53主体部53a的整体被放入前述内部空间，但也可以只将电解电容53的主体部53a的一部分放入。
防冲击电流电阻62具有圆柱状的主体部62a和从该主体部62a引出的一对导线62b、62c，例如使用具有4.7(Ω)规格的防冲击电流电阻。该防冲击电流电阻62的其一根导线62b连接于印刷线路板51，另一根导线62c连接于灯头40。另外，连接灯头40和印刷线路板51的导线的图示被省略。
防冲击电流电阻62以其主体部62a的上部侧(灯头40侧)与电解电容53的主体部53a的外周面接触状态的状态下安装在印刷线路板51上。具体地说，防冲击电流电阻62的导线62b以随着向上方(相对于与印刷线路板51的面正交的方向从印刷线路板51的表面离开的方向)移动而靠近扼流圈52的方式倾斜，使得当防冲击电流电阻62的主体部62a和电解电容53的主体部53a接触。还有，如图4所示，防冲击电流电阻62的主体部62a的印刷线路板51侧的端面和印刷线路板51的表面的距离L1为20mm。
另外，防冲击电流电阻62的导线62c，如图1所示，其通过电解电容53的主体部53a和小径部30a的内周面之间与灯头40连接。另外，防冲击电流电阻62，其主体部62a的导线62c侧的部分插入到电解电容53和小径部30a的内周面的空隙间，并与电解电容53的主体部53a接触，。
共振用电容54，如图3及图4所示，具有主体部54a和从该主体部54a引出的一对导线54b(，54b)。该共振用电容54例如使用具有5600(pF)电容的聚酯电容，并配置于扼流圈52的附近。
共振用电容54的主体部54a的外周面以与防冲击电流电阻62的主体部62a的下部侧(印刷线路板51侧)的外周面接触的状态安装。具体地说，通过使导线54b弯曲，使得将共振用电容54的主体部54a的上部(与导线54b延伸的一侧相反侧部分)如图4所示那样倾斜向扼流圈52侧，从而使两者接触。并且，在此状态下，使共振用电容54的主体部54a沿着罩体30的锥部30a的内周面。
上述防冲击电流电阻62、共振用电容54随着它们的主体部62a、54a从印刷线路板51的表面向与该面正交的方向离开而向灯1的中心侧倾斜是为了当使电解电容53、防冲击电流电阻62、共振用电容54相接触时，将这些部件紧密地收纳于漏斗状的罩体30内。
另外，除扼流圈52、电解电容53、防冲击电流电阻62、共振用电容54以外的部件，例如齐纳二极管元件59、60等配置于扼流圈52的周边。
4、灯的点亮动作因为上述结构的灯1的点亮动作是众所周知的，所以此处使用图2作简单说明。
从商用低频电源通过灯头40供给到灯1的交流电在整流·滤波电路部100中变换为直流电，并施加给nMOS-FET元件56的栅极。由此，通过扼流圈52施加给电极11、12。另一方面，电流一流到扼流圈52，在作为扼流圈52的次极线圈起作用的线圈58上就产生电动势，将该电动势作为反转电压交替地施加给连接于Q点的FET元件55、56的栅极，并将预定的高频电流供给发光管10的各个电极11、12。另外，一旦在从电极11、12开始放电的发光管10中有负阻抗，就通过限制来自点亮单元50的供给电流来维持放电。
5、灯的异常点亮动作在此，使用图4对上述结构的灯1安装于具备相位控制方式的调光功能的照明器具上的情况进行说明。图4是点亮单元的防冲击电流电阻的周边部的放大图。
当以相位控制方式调光点亮灯1时，如在上述“发明内容”中所说明的那样，流过点亮单元50的防冲击电流电阻62的电流增大，从而防冲击电流电阻62的温度上升。
如图4所示，由于达到高温的防冲击电流电阻62其主体部62a的上部侧与电解电容53的主体部53a接触，此外，其下部侧与共振用电容54的主体部54a接触，因此，在防冲击电流电阻62上蓄积的热量如图4的箭头A所示那样传给电解电容53，并且如同图中的箭头B所示那样传给共振用电容54。
灯1在进一步被调光点亮后，随着时间的推移，施加于整流·滤波电路部100的电压波形失真，防冲击电流电阻62的温度越发上升，该温度上升了的防冲击电流电阻62的热传给电解电容53和共振用电容54，使两个电容53和54a的温度进一步上升。
而且，在电解电容53及共振用电容54的温度超过它们的耐热温度例如110(℃)的时刻，两个电容因过热而被击穿。
例如在电解电容53被击穿的情况下，因为其电容大幅度减小，所以，对电解电容53的充电电流减少。另一方面，在共振用电容54被击穿的情况下，其与扼流圈52的共振动作停止，不能向逆变器电路部110的两个FET元件55、56施加反转电压，其结果是，逆变器电路部110和共振电路部120的动作停止。由此，电解电容53成为开放状态，不能放电，并且向电解电容53充电的电流也减小。
如上所述，当电解电容53或共振用电容54中的任何一个电容53、54被击穿时，使向电解电容53充电的电流减少的同时，当然，流过防冲击电流电阻62的电流也随之减小。由此，防冲击电流电阻62的发热量也减小，能够防止温度上升到其以上。
另一方面，本实施例中使用的罩体30的耐热温度(250(℃))比电解电容53和共振用电容54的耐热温度(110(℃))高。因此，即使在防冲击电流电阻62开始异常发热的情况下，也可以在达到罩体30发生变色等不良的温度之前，使电解电容53及/或共振用电容54被击穿。
因此，能够将防冲击电流电阻62、电解电容53、共振用电容54等的发热部件靠近罩体30的内周面配置，可以提高部件配置的效率，且可将罩体30小型化。
(变形例)以上基于实施例说明了本发明，但本发明内容不限于上述本实施例所示的具体例，例如可施行以以下这样的变形例。
1、灯在上述实施例中，以12W品种的灯泡形荧光灯作为一例进行了说明，但灯的品种、尺寸等是不受其限制的。还有，当然，若构成点亮单元的电子部件的规格或者种类等是防冲击电流电阻62与电解电容53、共振用电容54的任意一个接触的那样的构成，则也不限于上述还有，在上述实施例中，对在构成发光管的玻璃管的端部封入有具有灯丝的电极的有电极型的灯进行了说明，但是，例如对于利用感应磁场的所谓的无电极型的灯来说也可以适用。
在实施例中，发光管的形状是双重螺旋状，但当然也可以是其他的形状。作为其它形状的例子，例如也可以为以下这样的形状，即，将一根玻璃管弯曲成U字状，进而将前述U字状的玻璃管弯曲成所谓“鞍形”的形状，或将多个例如2个、3个被弯曲成U字状的玻璃管组合的形状。
3、电容和防冲击电流电阻的距离在实施例中，防冲击电流电阻与电解电容及共振用电容接触，但是，在防冲击电流电阻发热时，若传给电解电容及共振用电容的热量比传给罩体的热量多，则也可以不和这些电容接触。也就是说，防冲击电流电阻如果靠近电解电容及/或共振用电容，则这些电容的温度总是高于罩体内周面的温度，在罩体因热而变色之前，电容就会被击穿。
4、覆盖发光管的外管在上述实施例中，对没有覆盖发光管的外管的类型即所谓D形进行了说明，但也可以是具有例如A形、T形、G形的外管的类型。
5、其它在上述实施例中，防冲击电流电阻与电解电容及共振用电容接触，但是，从原理上说，两个电容中只要一个电容接触，本发明就成立。但是，从提高对安全可靠性的观点来说，优选防冲击电流电阻与两个电容接触。
另外，罩体的耐热温度不限于上述实施例中说明的数值，在防冲击电流电阻发热的情况下，在电解电容或共振用电容因热而被击穿时，只要罩体不发生变色等不良的程度的耐热性即可。
即，在上述实施例中，罩体30的耐热温度是250(℃)，电解电容53的耐热温度是110(℃)，两者的耐热温度差为140(℃)。但是，该两者的耐热温度差也根据防冲击电流电阻62和电解电容53的接触的程度、流过防冲击电流电阻62的电流的偏差、还有罩体的形状、防冲击电流电阻与罩体的距离而变化，但在实施例中的只要为30(℃)以上即可。还有，这些耐热温度也有必要根据实际使用的电解电容或共振用电容的耐热温度变化而适当决定。
产业上的可利用性本发明可利用于能够抑制防冲击电流电阻的异常发热的点亮单元及低压水银放电灯中。
权利要求
1.一种低压水银放电灯泡用的点亮单元，其在基板上具有整流·滤波电路部、逆变器电路部、以及共振电路部，还具有与所述整流·滤波电路部的输入侧连接的防冲击电流电阻，其特征在于，所述防冲击电流电阻的主体部以与用于所述整流·滤波电路部的滤波电容和用于所述共振电路部的共振用电容中的至少一个电容的主体部外周接触或接近的状态来配置。
2.如权利要求1所述的点亮单元，其特征在于，所述滤波电容的主体部配置为相对于所述基板比所述共振用电容的主体部离开的更远，所述防冲击电流电阻的主体部的所述基板的相反侧部分与所述滤波电容的主体部接触或接近，同时，所述基板侧部分与所述共振用电容的主体部接触或接近。
3.一种低压水银放电灯泡，其具有发光管、用于点亮所述发光管的点亮单元、保持所述发光管同时在内部收纳所述点亮单元的筒状罩体、被所述罩体的保持所述发光管侧的相反侧包覆的灯头，其特征在于，所述点亮单元在基板上具有整流·滤波电路部、逆变器电路部、以及共振电路部，并且具有与所述整流·滤波电路部的输入侧连接的防冲击电流电阻，所述防冲击电流电阻的主体部与所述整流·滤波电路部使用的滤波电容和所述共振电路部使用的共振用电容中的至少一个电容的主体部外周接触或接近。
4.如权利要求3所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述至少一个电容为滤波电容，所述共振电路部使用的扼流圈和所述滤波电容，以所述扼流圈位于所述发光管侧的状态，在所述罩体的轴心方向并排配置，所述防冲击电流电阻的主体部外周与所述滤波电容的主体部外周接触或接近。
5.如权利要求4所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述防冲击电流电阻的主体部的所述发光管的相反侧部分与所述滤波电容的主体部接触或接近，所述防冲击电流电阻的发光管侧部分与所述共振用电容的主体部接触或接近。
6.如权利要求4所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述罩体具有包覆所述灯头的小径部、直径比所述小径部大的大径部、位于所述小径部和所述大径部之间的从小径部向大径部扩大的锥部，所述基板在其主面与所述罩体的管轴正交的状态下安装在大径部内，所述滤波电容的主体部的至少一部分以位于所述灯头的内侧的状态来配置。
7.如权利要求5所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述罩体具有包覆所述灯头的小径部、直径比所述小径部大的大径部、位于所述小径部和所述大径部之间的从小径部向大径部扩大的锥部，所述基板在其主面与所述罩体的管轴正交的状态下安装在大径部内，所述滤波电容的主体部的至少一部分以位于所述灯头的内侧的状态来配置。
8.如权利要求6所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述防冲击电流电阻具有从主体部两端引出的导线，一根导线通过所述滤波电容的主体部和所述小径部的内周面之间与所述灯头连接，所述防冲击电流电阻被插入到所述滤波电容和所述小径部的内周面的空隙间，而与所述滤波电容接触。
9.如权利要求7所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述防冲击电流电阻具有从主体部两端引出的导线，一根导线通过所述滤波电容的主体部和所述小径部的内周面之间与所述灯头连接，所述防冲击电流电阻被插入到所述滤波电容和所述小径部的内周面的空隙间，而与所述滤波电容接触。
10.如权利要求6所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述共振用电容的主体部以沿所述锥部倾斜的状态与所述防冲击电流电阻接触或接近。
11.如权利要求7所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述共振用电容的主体部以沿所述锥部倾斜的状态与所述防冲击电流电阻接触或接近。
12.如权利要求8所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述共振用电容的主体部以沿所述锥部倾斜的状态与所述防冲击电流电阻接触或接近。
13.如权利要求9所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述共振用电容的主体部以沿所述锥部倾斜的状态与所述防冲击电流电阻接触或接近。
14.如权利要求3～13中任意一项所述的低压水银放电灯，其特征在于，所述罩体的耐热温度和所述滤波电容的耐热温度之差为30℃以上。
全文摘要
本发明涉及一种点亮单元及低压水银放电灯，具有用于减小冲击电流的防冲击电流电阻，同时，即使被错误地调光点亮也可防止防冲击电流电阻中流过过电流。灯泡形荧光灯(1)由支架(20)和罩体(30)构成，在该罩体(30)内部收纳有使发光管(10)点亮的点亮单元(50)。该点亮单元(50)在基板(51)上具有整流·滤波电路部、逆变器电路部、以及共振电路部，且具有与整流·滤波电路部的输入侧连接的防冲击电流电阻(62)。防冲击电流电阻(62)的主体部外周以与整流·滤波电路部使用的电解电容和共振电路部使用的共振用电容(54)的两主体部外周接触的状态配置。
文档编号H05B41/24GK1926379SQ20058000627
公开日2007年3月7日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月26日
发明者高桥晓良, 业天正芳 申请人:松下电器产业株式会社