CN101133686B - 点灯单元和灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明在不会招致成本增加和尺寸增大的情况下，能够防止在发光管的寿命末期破损的电路部件的发热所导致的树脂箱体的变色和变形。本发明是一种从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路并被施加了50V以上的电压的电容器(C4、C5、C6、C7、C8、CD1、CD2)除了平滑用电解电容器(CD1、CD2)之外都是箔式薄膜电容器。

Description

点灯单元和灯具
技术领域
本发明涉及灯具中使用的点灯单元和具备该点灯单元的灯具，特别是涉及以逆变式(inverter)点灯的点灯单元和灯具。
背景技术
近年来随着节省能源的需求，在照明领域中，白炽电灯正逐渐被发光效率高而且使用寿命长的低压水银放电灯具、这里是灯泡型荧光灯所取代。
这种灯泡型荧光灯由发光管、以逆变式将发光管点亮的点灯单元、用于支撑发光管并同时收纳点灯单元的树脂箱体等构成(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开平11-289776号公报
发明内容
然而，在发光管的寿命末期，电极的不发射(no emission)等现象会导致发光管难以点亮，产生闪烁或忽亮忽灭。此时的点灯单元的电路动作与通常的点灯时的动作不同，处于长时间重复执行点灯启动动作的异常状态。在这种异常状态下，构成点灯单元的电路部件可能会因为电流过载和电压过载而破损、发热，并因发热而导致树脂箱体变色，严重的话可能会变形。
另外，即使不是在发光管的寿命末期，因电路部件本身达到寿命末期或初始次品等导致电路部件异常发热，也同样可能引发上述现象。
为了避免出现这种状态，可以考虑在点灯单元中设置温度熔丝。但是，温度熔丝的动作速度相对较慢，当发热的电路部件与树脂箱体的距离很近等情况下，有时候难以避免树脂箱体的变色和变形。特别地，近年来灯具形状、甚至是树脂箱体都倾向于小型化，因此容易发生问题。另外，增设温度熔丝违背了成本削减和尺寸小型化的要求，因此不能说是一种是可取的方法。
此外，除了低压水银放电灯具之外的灯具，即LED灯、卤素灯、HID灯等也同样存在这个问题。
因此，本发明的目的在于提供一种不会招致成本增加和尺寸增大、能够防止树脂箱体变色和变形的点灯单元和灯具。
本发明的点灯单元是一种从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器之外都是箔式薄膜电容器(film capacitors)。
发明人注意到电路部件的故障模式因电路部件的种类及其用途而表现出各种各样的形态，对用于点灯单元的情况下的电路部件的故障模式进行了详细的调查、验证。结果发现，在点灯单元所使用的电路部件中，电容器比较容易破损。对于这种容易破损的电路部件，必须特别注意发生故障时的发热。因此，发明人进一步调查了各种电容器在发生故障时的发热情况，发现箔式薄膜电容器即使发生了故障也几乎不会发热。可以认为其原因在于，箔式薄膜电容器的故障模式是完全短路模式。如果是完全短路模式，则例如即使电容器发生故障出现过载电流，电容器本身也不发热。因此，采用上述结构能够防止树脂箱体的变色和变形。
进而，上述结构将点灯单元所使用的电容器做成箔式薄膜电容器，没有增设任何电路部件。
因此，不会招致成本增加和尺寸增大，就能够防止树脂箱体的变色和变形。
此外，除了箔式之外，发明人也调查了蒸镀膜型薄膜电容器发生故障时的发热情况。但是，结果发现蒸镀膜型薄膜电容器在发生故障时会出现异常发热。可以认为其原因在于，在用于点灯单元中的情况下，蒸镀膜型薄膜电容器的故障模式既不是完全短路也不是完全断路，而是具有不稳定的电阻成分的模式。如果存在这种电阻成分，当电容器发生故障而产生过载电流时电容器本身就会发热。
另外，在上述结构中排除了平滑用电解电容器，这是因为可以认为平滑用电解电容器不会导致树脂箱体变色和变形。电解电容器在发生故障时会在瞬间破损。因此，即使电解电容器发生了故障，在该电容器中也不会长时间有电流流动。因此，其发热量少，不会导致树脂箱体变色和变形。
另外，如果采用上述结构，对于施加了低于50V的较低电压的电容器来说，并不必须是箔式薄膜电容器。这是因为，如果施加的电压低于50V，则例如即使处于具有不稳定电阻值的故障模式，也不会出现很大的电流，不会造成树脂箱体的变色和变形。
此外，如果采用上述结构，不仅能够防止因电容器破损而导致的树脂箱体的变色和变形，而且对于点灯单元本身的所有故障以及达到使用年限或部件损坏、点灯单元的使用不当、在异常场所的使用问题等也能够防止树脂箱体或树脂部件的变色和变形。
本发明的点灯单元是一种从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器和缓冲用陶瓷电容器之外都是箔式薄膜电容器。
在上述结构中排除了缓冲用陶瓷电容器，这是因为可以认为缓冲用陶瓷电容器不会导致树脂箱体变色和变形。缓冲用陶瓷电容器是完全断路故障模式。因此，当缓冲用陶瓷电容器发生故障时，该电容器中一概没有电流流过。因此，该电容器不会发热，不会导致树脂箱体变色和变形。
进而，缓冲用陶瓷电容器是完全断路故障模式，因此虽然在开关元件处会有少许电能损失，但点灯单元仍然能够继续完成点亮动作。亦即，点灯单元的使用年限可以不受缓冲电容器的使用年限的影响。
另外，在上述薄膜电容器中，也可以通过焊接将电极和导线(lead)连接起来。
如果采用上述结构，电极和导线被焊接在一起，因此，当电容器破损时电极和导线的连接部分不会产生接触不良。因此，能够防止接触不良导致的发热。另外，由于电极和导线被焊接起来，短路时的电容器电流容量容许值足够大，无论什么样的电流流过都不会发热，并能够保持短路状态，因此可以用于各种场合，更加安全。
另外，上述点亮电路也可以具备：串联式插设在将交流电源和整流平滑电路连接起来的布线中的电流熔丝元件；在上述布线的上述电流熔丝元件和上述整流平滑电路之间与该整流平滑电路并联连接的噪声抑制电容器。
如果采用上述结构，在噪声抑制电容器中会使用箔式薄膜电容器。由此获得以下效果。
(a)即使噪声抑制电容器破损，树脂箱体也不会变色和变形。其理由如上所述。
(b)箔式薄膜电容器其故障模式是完全短路模式，因此当噪声抑制电容器发生故障时会产生瞬间大电流。因此，电流熔丝元件立即熔断，能够迅速使点亮动作停止。
(c)箔式薄膜电容器具有与电容器温度大致成反比的耐压特性。因此，如果点灯单元周围的温度很高，能够使该电容器先于其他电路部件发生故障。其结果是，能够保护点灯单元。
(d)箔式薄膜电容器在发生故障时必定会产生大电流，不会有不稳定的微弱电流流过。因此，即使是在微弱电流的作用下熔断特性的偏差很大的元件也可以用于电流熔丝元件。例如，可以使用在1A左右的电流作用下熔断特性的偏差很大的1/2～1W左右的电流熔丝线绕电阻或单纯的线绕电阻。
另外，上述点亮电路也可以具备：串联式插设在将交流电源和整流平滑电路连接起来的布线中的电流熔丝元件和在上述整流平滑电路的整流输出侧并联连接的噪声抑制电容器。
如果采用上述结构，噪声抑制电容器配置在整流输出侧。由此获得以下效果。
(a)可以从AC电力线中排除噪声抑制电容器，因此印刷基板上的噪声减小，并能够极大地减小需要符合电气安全法所规定的大的绝缘距离的AC模式。其结果是，能够减小印刷基板整体的尺寸。
(b)即使点亮电路被误用于调光器中，调光器中也基本不会出现进相电流，因此能够减少调光器的误动作，能够极度地抑制误使用时点亮电路的输入电流。
(c)在采用半桥型逆变电路的情况下，一对电容器与一对开关元件并联连接。另一方面，滤波线圈与一对开关元件串联连接。亦即，一对电容器与整流平滑电路用电解电容器以及滤波线圈构成π型LC滤波器。因此，上述一对电容器除了原有的耦合功能之外还兼具噪声抑制电容器的功能。其结果是，可以去除通常情况下所需的交流电源一侧的噪声抑制电容器，可以实现尺寸的减小。
(d)既能够降低噪声抑制电容器的额定容量，又能够做到小型化，因此能够实现点灯单元的小型化。
另外，上述电流熔丝元件也可以采用线绕电阻。
借助于上述结构，能够获得价格非常低廉的点灯单元。
另外，上述箔式薄膜电容器之中的至少一个也可以具有弯曲成U字状的外形，并围绕着其他电路部件的至少一部分而配置。
如果采用上述结构，当其他电路部件接近寿命末期而发热时，能够使箔式薄膜电容器先于该电路部件破损。箔式薄膜电容器会以完全短路模式坏掉，因此不会发热，能够安全地停止点亮动作。
本发明的点灯单元是一种从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其具有由多个电路部件构成的点亮电路，该点亮电路具备串联式插设在将交流电源和整流平滑电路连接起来的布线中的电流熔丝元件和在上述整流平滑电路的整流输出侧并联连接的噪声抑制电容器；上述噪声抑制电容器是箔式薄膜电容器。
如果采用上述结构，噪声抑制电容器配置在整流输出侧。由此所获得的效果如上所述。
本发明的点灯单元是一种从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的箔式薄膜电容器以外的电容器之中的任何一个上都并联连接有箔式薄膜电容器。
如果采用上述结构，即使某个电容器接近寿命末期而发热，也能够使箔式薄膜电容器先于该电容器破损。箔式薄膜电容器会以完全短路模式坏掉，因此不会发热，能够安全地停止点亮动作。
另外，上述箔式薄膜电容器也可以由利用第1和第2金属箔夹着树脂膜而形成的层叠片构成。
借助于上述结构，能够使点灯单元体积小而且价格低廉。
本发明的点灯单元是一种从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器之中的至少一个电容器是具有弯曲成U字状外形的箔式薄膜电容器，并围绕着其他电路部件的至少一部分而配置。
如果采用上述结构，当其他电路部件接近寿命末期而发热时，能够使箔式薄膜电容器先于该电路部件破损。箔式薄膜电容器会以完全短路模式坏掉，因此不会发热，能够安全地停止点亮动作。
本发明的灯具具备：光源；从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮上述光源的点灯单元；支撑着上述光源并同时收纳上述点灯单元的箱体；上述点灯单元具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器之外都是箔式薄膜电容器。
在点灯单元与光源形成为一体的灯具中，光源的损失极大，其发出的热量将电路加热，会达到普通的电路部件难以承受的高温状态。因此，容易发生多种故障，树脂箱体有可能会变色和变形。但是，通过采用上述结构，至少能够减小电路部件故障导致的发热，能够安全地防止树脂箱体的变色或变形。
本发明的灯具具备：光源；从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮上述光源的点灯单元；支撑着上述光源并同时收纳上述点灯单元的箱体；上述点灯单元具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器和缓冲用陶瓷电容器之外都是箔式薄膜电容器。
若采用上述结构，除了上述效果之外，还能够实现灯具的小型化。
另外，上述光源也可以采用低压水银放电管。
借助于上述结构，既能够构成价格低廉的灯具，又因为具有丝状电极，当发光管接近寿命末期或部件发生故障时该丝状电极会断线而停止电路振荡，能够以最简单、最安全的模式使电路停止。另外，这时候可以使丝状电极发热，调整达到上述停止的时间，并且能够使电路温度本身上升到预定温度，更切实地实现上述保护动作。
另外，上述低压水银放电管也可以采用形成双重螺旋状直至管的端部的形式。
如果采用上述结构，能够将电极部配置于印刷基板的附近。这种情况下，在发光管接近寿命末期、发光管电极部的发热增大时，热量更容易由印刷基板快速传导，能够尽快地将电路加热，因此能够使上述接近寿命末期时箔式电容器效果更加显著，同时能够进一步提高灯具整体的安全性。
另外，上述点亮电路具备：与整流平滑电路的输出端子串联连接的2个开关元件和与上述整流平滑电路的输出端子串联连接、与上述2个开关元件一起构成半桥型逆变电路的2个耦合电容器；上述2个耦合电容器之中的至少一个也可以配置于上述箱体中距离上述光源最远的区域。
借助于上述结构，能够保护灯具，避免受到点亮电路的高度方向上的异常发热的影响。另外，当2个耦合电容器都远离发光管的情况下，即使是需要特大的静电电容的耦合电容器，其使用温度也会降低，因此膜厚可以尽量薄，实现小型化。
附图说明
图1是本发明的灯具1的侧面图。
图2是本发明的点灯单元50的外形图。
图3是表示含有点灯单元50的灯具1的电路结构的图。
图4是表示本发明的灯具1中的各个电容器的发热状况的验证结果的图。
图5是表示变形例中的灯具1的电路结构的图。
图6是表示粘结着发热防止膜的贴片陶瓷电容器的图。
图7是表示被发热防止膜包围着的蒸镀膜型薄膜电容器的图。
图8是变形例中的灯具1的侧面图。
图9是表示电容器温度与发生故障前时间的关系的图。
符号说明
10发光管
20支撑物
21树脂材料
30树脂箱体
31支架
40灯头
50点灯单元
51印刷基板
100整流平滑电路
110逆变电路
120谐振电路
130预热电路
具体实施方式
参照附图，详细说明实施本发明的最优实施方式。
1.灯具1的整体结构
图1是本发明的灯具1的侧面图，将其一部分切除以显露出内部状况。
灯具1由放电路径形成为双重螺旋状的发光管10、用于支撑发光管10的支撑物20、用于点亮驱动发光管10的点灯单元50、一端安装有灯头40的支撑物20和覆盖着点灯单元50而设置的树脂箱体30构成。
发光管10的两端分别设置了具有丝状线圈的电极。
支撑物20由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等树脂材料构成，并具有与发光管10中的电极形成部分的附近区域的形状一致的插入孔。发光管10在支撑物20中的插入孔中插入电极形成部分，通过由硅树脂等材料构成的树脂材料21固定在支撑物20内。
树脂箱体30由例如PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)构成，具备小口径部30a、口径比小口径部30a大的大口径部30b、位于小口径部30a和大口径部30b之间并从小口径部30a向大口径部30b口径逐渐变大的锥形部30c，呈漏斗状。
树脂箱体30的大口径部30b的内周面和小口径部30a的外周面上分别安装有支撑物20和灯头40。此外，在这里的说明中，支撑物20的外围粘附在树脂箱体30的大口径部30b上，但也可以是例如树脂箱体与支撑物形成为一体。
即，树脂箱体只要是支撑着发光管并在小口径部粘附灯头、内部收纳点灯单元即可，对零件数目、形状等没有限定。
例如，灯头40在金属筒的侧壁外表面上刻有螺纹槽，这里使用E17型灯头。灯头40并不限于E17型，也可以是例如E26型或B形。
点灯单元50被收纳在树脂箱体30内，通过在主面设有预定布线图案的印刷基板51上安装电子器件而构成。此外，利用树脂箱体30的支架31、32支撑印刷基板51的周边，将点灯单元50安置在树脂箱体30内部。
2.点灯单元50的整体结构
图2是表示本发明的点灯单元50的外观的透视图。
点灯单元50是将各个电路部件安装在印刷基板51的主面上而形成的。印刷基板51呈近似圆形，其中央部分配置有扼流线圈L。电容器C4、C5、C6沿着印刷基板51的外围配置。另外，点灯单元50所具有的其他电容器也沿着印刷基板51的外围配置，但被2个电解电容器CD1、CD2遮挡住了。
3.灯具1的电路结构
图3是表示含有点灯单元50的灯具1的电路结构的图。
点灯单元50具备点亮电路，该点亮电路主要由整流平滑电路100、逆变电路110、谐振电路120和预热电路130构成。
整流平滑电路100用于将商业用低频交流电进行整流，使其平滑后变换为直流输出，由二极管电桥(diode bridge)和电解电容器构成。此外，由于采用了倍电压方式，整流平滑电路100的输出电压是输入电压(有效值)的大约2.8倍。例如，如果商业用电源的电压(有效值)是100V，则整流平滑电路100的输出电压约为280V。
点灯单元50经由灯头40连接到商业用电源，另外，灯头40和整流平滑电路100之间、即整流平滑电路100的输入侧连接有电阻P2。电阻P2具有防止突入电流的电阻功能和电流熔丝功能。
逆变电路110是由2个开关元件(晶体管Q1、Q2)和2个耦合电容器C5、C8所构成的半桥型逆变器。在本说明书中，“半桥型逆变器”这一术语仅包含通过2个开关元件和2个电容器构成电桥的逆变器，不包含由2个开关元件和1个电容器所构成的变形半桥型逆变器。逆变电路110具有向负载电路(这里是谐振电路120、预热电路130和发光管10)提供高频(例如50kHz)电力的功能。
该功能借助于晶体管Q1、Q2交替导通这样的开关动作来实现。为了实现这种开关动作，电流互感器CT的一次线圈串联连接到负载电路，同时，2个二次线圈分别连接到晶体管Q1、Q2的基极。
二次线圈根据一次线圈中流过的负载电流的大小和方向而分别产生感应电压。如果采用图3所示的结构，借助于晶体管Q1导通时产生的负载电流在二次线圈产生感应电压，随着晶体管Q1变为截止，晶体管Q2也变为截止。另一方面，借助于晶体管Q2导通时所产生的负载电流在二次线圈产生感应电压，随着晶体管Q2变为截止，晶体管Q1也变为截止。由此就能够实现上述开关动作。
另外，刚刚接通电源时的开关动作的启动通过电阻R1、R2、启动用电容器C3以及触发二极管TD所构成的启动电路来实现。电阻R1、R2和启动用电容器C3串联连接，电阻R1和启动用电容器C3的连接节点经由触发二极管TD连接到晶体管Q2的基极。点灯单元50接通电源后，启动用电容器C3的端子间电压以固定的时间常数上升。时间常数由电阻R1、R2的电阻值和启动用电容器C3的静电电容决定。当启动用电容器C3的端子间电压超过触发二极管TD的击穿(breakover)电压时，启动用电容器C3的端子间电压施加到晶体管Q2的基极，晶体管Q2变为导通。由此启动开关动作。
逆变电路110进一步具备缓冲电容器C4。开关动作开始后，晶体管Q1、Q2随着电流互感器CT的输出电压而交替重复通断。该开关的关闭需要经过开关元件所特有的预定时间，另外，之前流过的电流也会流经扼流线圈L，电压和电流的开关时间会有一定偏差。因此，在晶体管Q1、Q2处的损失大幅度增加。为了抑制这种开关损失、保护晶体管Q1、Q2，设置缓冲电容器C4。
此外，逆变电路110经由用于去除晶体管所产生的开关噪声的滤波线圈NF连接到整流平滑电路100。由此，由滤波线圈NF和耦合电容器C5、C8以及电解电容器CD1、CD2构成π型LC滤波器，既能够防止开关噪声流向商业用电源，又能够加强抗扰度。
谐振电路120由扼流线圈L和谐振电容器C6串联连接而成。谐振电路120的功能是在点灯启动时使丝状线圈中流过预热电流，同时使该丝状线圈之间的电压增大。
预热电路130与谐振电容器C6并联连接，并具有用于在点灯启动时的初期降低谐振电路120的谐振频率的辅助电容器C7。
如上所述，逆变电路110、谐振电路120和预热电路130具备多个电容器。在本实施方式中，采用箔式薄膜电容器作为各个电容器。箔式薄膜电容器在破损时处于完全短路状态，因此此后即使有电流流过也不会发热。此外，在本说明书中，“完全短路”这一术语表示小于等于2Ω的电阻值。
进而，在箔式薄膜电容器中，采用将电极的金属箔和导线(leads)的金属线焊接在一起而构成的箔式薄膜电容器。如果将金属箔和金属线焊接起来，当电容器破损时电极与导线的连接部分不会产生接触不良，能够防止接触不良导致的发热。另外，有的箔式薄膜电容器的电极-导线连接结构使用金属喷镀(metallikon)法，这种情况下，金属喷镀部分的连接不良有时候会导致电阻值增大10Ω左右，但箔和膜的层结构处的短路部分小于等于2Ω。另外，在这种情况下，即使箔和金属喷镀之间存在电阻而发热，金属喷镀与箔的熔化所导致的连接不良最终会被改善，不会继续发热。另外，尤其是在箔和导线被焊接起来的情况下，在电容器发生故障时电流容量变得足够大，其效果是，即使流过点灯单元的任何电流也都不会发热。
另外，假定各电容器的额定温度为125℃，额定电压为(1)耦合电容器C5、C8：250V；(2)谐振电容器C6：1.2kV；(3)缓冲电容器C4：1.2kV；(4)辅助电容器C7：1.2kV；(5)启动用电容器C3：100V。箔式薄膜电容器由作为电极的金属箔和作为电介体的电介体膜重叠卷绕而成。电介体膜的厚度根据其材料、耐电压、电容器每单位体积的静电电容而定。亦即，如果减小厚度，则每单位体积的静电电容增大，而耐电压则下降。结果发现，电介体膜的材料如果采用聚酯，则膜厚度优选是采用下述数值。
(1)额定电压DC400V或DC250V：5至11μm；(2)额定电压DC1kV或DC1.2kV：9至15μm；(3)额定电压DC1.5kV：12至18μm。这种情况下，薄膜的耐压性能恶化的发生与使用时电容器温度有关，如果小于等于125℃，则在预定的额定使用期限内都能够发挥电容器功能。另外，此时，可以根据膜种类和加工条件进行设定，使故障时间和温度呈对数关系，如图9所示，在170℃下经过1小时左右短路，在200℃下则工作几分钟。另外，此时，如果使用耐热聚酯膜作为膜，可以将额定温度设定为150℃，并将故障温度设定为同等的数值。进而，也可以使用聚丙烯膜，将额定温度设定为85℃，使其在更低的温度下工作。
4.发光管10在接近寿命末期时点灯单元50的电路动作
接着，说明发光管10在寿命末期时点灯单元50的电路动作。
当发光管10在寿命末期时，无发射(no emission)等现象会导致发光管10的电压上升，并进而导致难以点亮，产生光束低下或闪烁或忽亮忽灭。此时，点灯单元50的电路动作随着发光管电压的上升而出现比通常点亮时更强的谐振。亦即，谐振电路电流增大，电容器C5、C8、C6、C7以及CD1、CD2的电流增大，损失也增大。因此，这些电容器不仅容易受到损伤同时因温度上升而发生故障。
另外，进而开始出现发光管放电中途停止后立即再次启动的动作重复执行的异常状态。
在点灯启动时，逆变电路110向谐振电路120输出启动电流。谐振电路120串联谐振导致其阻抗下降，因此该启动电流与通常点灯时流过的点灯电流相比大3倍至4倍左右。另外，谐振电路120受到启动电流作用后在发光管10所具有的丝状线圈上施加放电开始电压。该放电开始电压与通常点灯时所施加的电压相比高5倍至10倍左右。
在上述异常状态下，点灯启动动作被间歇式重复，因此构成点灯单元50的电路部件有可能会产生破损。特别地，启动电流所流过的耦合电容器C5、C8和施加有放电开始电压的谐振电容器C6发生破损的可能性很高。但是，如果采用本实施方式的结构，即使耦合电容器C5、C8或谐振电容器C6发生了破损，它们是以完全短路模式破损，因此不会发热。因此，能够防止树脂箱体30变色和变形。
此外，上述薄膜电容器以外的部件，例如晶体管Q1、Q2、扼流线圈L、电解电容器CD1、CD2、印刷基板的布线图案在焊锡溶解温度(约200℃)以下的温度环境中破损时，会成为小于等于2Ω的完全短路或数100kΩ以上的完全断路，因此不会发热。
5.验证结果
图4是表示本发明的灯具1中的各个电容器的发热状况的验证结果的图。
发明人在将点灯单元50收纳在树脂箱体30中的状态下，区分为各个电容器都是合格品的情形和各个电容器都被强行破坏时的情形，对向灯具1供给电力时的电容器的表面温度进行了测定。在树脂箱体30的侧壁上设置插入孔并插入热电偶，将热电偶的探头部紧贴到电容器的外表面测定表面温度。另外，使用耐压实验机(AC电压)、高压电源(DC电压)、脉冲发生器向各个电容器供给过载电压和过载电流将电容器强行破坏。
耦合电容器C5在合格品的情况下是100℃，而在强行破坏品的情况下变为室温。可以认为，在合格品的情况下变为100℃是因为耦合电容器C 5中流过通常点灯时的负载电流而其本身发热以及受到其他部件(例如发光管10)的发热的影响。顺便说一下，发光管10在通常点灯时温度会升至200℃左右。
可以认为，在强行破坏品的情况下变为室温是因为耦合电容器C5处于完全短路状态，因此本身不会发热，而且点灯单元50的电路动作立即变为停止状态，因而其他部件也不会发热。点灯单元50变为停止状态，所以发光管熄灭。
耦合电容器C8与耦合电容器C5的情形相同。
谐振电容器C6在合格品的情况下是110℃，而在强行破坏品的情况下变为75℃。可以认为，在合格品的情况下变为110℃是因为谐振电容器C6中流过灯丝电流而其本身发热以及受到其他部件的发热的影响。
可以认为，在强行破坏品的情况下变为75℃是因为谐振电容器C6处于完全短路状态，因此本身不会发热，而灯丝电流则导致丝状线圈发热。此外，谐振电容器C6被破损时，丝状线圈之间的电压会降低，因此发光管熄灭。其后，灯丝电流持续流过而导致灯丝断线，点灯单元50的电路动作变为停止状态。
图4中也表示了耦合电容器C5、C8是蒸镀膜型时的数据，用于与箔式进行比较。蒸镀膜型的电阻值低，并进一步具有比短路电阻值更大的不稳定电阻值。这是因为，蒸镀膜型特有的自愈(自我修复)会连续发生，其放电能量导致电介体膜熔化、碳化。因此，当蒸镀膜型的电容器破损后，因电流流过而导致电容器发热。如图4所示，耦合电容器C5、C8在合格品的情况下是100℃，而在强行破坏品的情况下会超过400℃。
可以认为，在强行破坏品的情况下超过400℃是因为耦合电容器C5、C8中流过的电流导致其自身发热。对于蒸镀膜型的验证是通过在整流平滑电路的一次线圈一侧设置有温度熔丝的点灯单元中将温度熔丝与C5、C8相接触而实施的。因此，在电容器的表面温度上升过程中温度熔丝熔断，点灯单元的电路动作变为停止状态。此时的电容器的表面温度为400℃，因此可以认为如果没有温度熔丝，电容器的表面温度会进一步上升。
由上可知，箔式薄膜电容器在破损时自身不会发热，能够防止树脂箱体的变色和变形。
依照此种方式，不需要考虑破损时的发热，因此在将点灯单元50收纳于树脂箱体30中的状态下可以将各个电容器靠近树脂箱体30的内壁配置。例如，图1中耦合电容器C5、C8和谐振电容器C6紧靠着树脂箱体30的内壁配置。因此，不会招致灯具1整体尺寸的增大。另外，箔式与蒸镀膜型相比价格低廉。因此，能够降低灯具1整体的成本。
此外，缓冲电容器C4在受到其他电路部件的发热的影响后电介体膜的耐电压会降低，有时候会发生绝缘破坏而破损。这种情况下，缓冲电容器C4与上述同样地不会发热，因此能够防止树脂箱体30的变色和变形。此外，如果缓冲电容器C4发生短路，则晶体管Q2因过载电流和过载电压的供给而破损，点灯单元50变为停止状态。
辅助电容器C7在受到其他电路部件的发热的影响后电介体膜的耐电压会降低，有时候会发生绝缘破坏而破损。这种情况下也能够防止树脂箱体30变色和变形。
此外，在本实施方式中采用半桥型作为逆变方式。利用这种结构，由半桥型逆变电路所具有的2个耦合电容器C5、C8和滤波线圈NF、电解电容器CD1、CD2构成了π型LC滤波器。亦即，上述耦合电容器C5、C8除了原有的电容耦合功能之外还兼具噪声抑制电容器的功能。因此，可以去除通常情况下所需的交流电源一侧的噪声抑制电容器。此外，可以根据点灯单元50是否满足电气用品安全法的规定来判断耦合电容器是否可以兼用做噪声抑制电容器。
电气用品安全法将点灯单元50的噪声端子电压规定为小于等于56dBμV(526.5kHz-5MHz)。于是，发明人测定了点灯单元50的噪声端子电压，其结果是44dBμV(606kHz)和41dBμV(597kHz)。亦即，点灯单元50符合电气用品安全法的规定，去除噪声抑制电容器是没有问题的。
以上基于实施方式说明了本发明的点灯单元和灯具，但本发明并不限于这些实施方式。例如，可以考虑以下变形例。
(1)本实施方式中缓冲电容器C4使用箔式薄膜电容器。但是，缓冲电容器C4也可以是陶瓷电容器。缓冲电容器C4发生故障(绝缘破坏)时，晶体管Q2中出现瞬间大电流而导致晶体管损坏，其结果是电流熔丝元素P2立即熔断。另外，当缓冲电容器C4发生故障时如果电流没有达到使电流熔丝元素P2熔断的程度，则晶体管Q2会截止但不会损坏，与此同时，晶体管Q1变为导通，施加在缓冲电容器C4上的电压被去除。其结果是，缓冲电容器C4中流过的电流停止，缓冲电容器C4恢复耐压(因断路而几乎没有静电电容)。此后，缓冲电容器C4不再发热。
依照此种方式，即使使用陶瓷电容器作为缓冲电容器C4也能够降低缓冲电容器C4发生故障时的发热。这种情况下，晶体管Q1、Q2的损失会有所增加，但在晶体管Q1、Q2因发热老化而短路之前，基本能够保持正常点亮。这样一来，最终能够安全地实现电路停止。另外，使用陶瓷电容器作为缓冲电容器C4时，能够实现小型化。(在使用金属化薄膜电容器的情况下，C4的电阻成分一直处于不稳定老化状态而不能恢复耐压，导致异常发热。)
(2)本实施方式中启动用电容器C3使用箔式薄膜电容器。但是，启动用电容器C3在通常点灯时触发二极管(两端交流开关元件)并联连接，所以不会超过触发二极管的触发电压(有25、27、32、35、38、42、48V等各种电压)而施加电压。即使发生了故障，启动用电容器C3上也只提供不足50V的电压、小于等于10mA的电流。因此，可以认为不会出现足以导致树脂箱体变色、变形的发热量。因此，启动用电容器C3也可以使用箔式薄膜电容器以外的电容器。通过采用尺寸比箔式薄膜电容器更小的电容器，有助于实现灯具整体的小型化。依照此种方式，在点灯单元中不足50V的部分中所使用的电容器或其他电路部件发生故障时不会产生足以导致树脂箱体变色或变形的热量。另外，在采用电池或DC电源作为能量供应源的点灯单元中，即使是低压大功率部分，其所使用的电容器可以很容易地以低廉的价格实现优良的性能，因此不需要是箔式电容器，但即使使用箔式电容器也没有问题。
(3)在本实施方式中说明了具有辅助电容器C7的电路结构，但也可以是没有辅助电容器C7的电路结构。这种情况下，预热电路130仅由正温度特性电阻元件PTC构成。另外，也可以不是PTC。
(4)在实施方式中采用了半桥型作为逆变方式，但并不限于此。例如，也可以是串联逆变方式。然而，在这种情况下，逆变电路所具有的耦合电容器不能实现噪声抑制电容器的效果，因此，需要在交流电源一侧或整流平滑后的滤波器之后另行设置噪声抑制电容器。另外，也可以是单开关元件(one main switch element)逆变器、推挽式(push-pull)逆变器以至于高次谐波抑制型(restrains higher harmonics)逆变器。
图5是表示变形例中的灯具1的电路结构的图。
该点灯单元50采用串联逆变方式。
噪声抑制电容器C1在电阻P2和整流平滑电路200之间与整流平滑电路200并联连接。另外，噪声抑制电容器C1优选是采用箔式薄膜电容器。
如果采用上述结构，即使噪声抑制电容器破损，其自身也不会发热。因此，能够防止树脂箱体30变色和变形。进而，会变成完全短路，因此具有熔丝功能的电阻P2立即熔断。因此，能够立即停止点灯单元50的电路动作。此外，电阻P2的规格优选是1/4W以上1W以下、1/2Ω以上22Ω以下的线绕电阻。另外，这种情况下，电流熔丝元素P2只要在施加有相当于16倍以上功率的情况下在预定时间内断路即可，因此，不需要规定其对于小电流的熔断特性，仅使用例如线绕电阻也能够切实地防止树脂箱体的变形和变色。因此能够以极低的价格实现小型化。
此外，在交流电源一侧设置有噪声抑制电容器，该噪声抑制电容器采用箔式薄膜电容器的结构及其效果并不限于灯泡型荧光灯，其对于光源和点灯单元并非一体型构造的灯具也是有效的。
(5)在本实施方式中所有电容器都采用箔式薄膜电容器，但如果采用以下方式，即使使用箔式以外的电容器也能够防止发热。
图6是表示粘结着发热防止膜的贴片陶瓷电容器的图。
发热防止膜60形成为聚酯膜D1、D2、D 3和金属箔M1、M2相互重合(图6(a))并分别粘贴在一起的结构(图6(b))。金属箔M1、M2上分别设有导线。利用这种结构，发热防止膜60还发挥箔式薄膜电容器的功能。发热防止膜60因聚酯膜在130℃至270℃的温度环境中会在短时间内热收缩而导致其耐电压下降，变为完全短路。
另一方面，贴片陶瓷电容器C11形成为其外表面上粘结着发热防止膜60(图6(c))，同时其端子t1、t2上连接着发热防止膜60的导线的结构(图6(d))。亦即，形成为发挥箔式薄膜电容器功能的发热防止膜60与贴片陶瓷电容器C11并联连接的结构。
利用这种结构，即使贴片陶瓷电容器C11破损而发热，其热量导致发热防止膜60短路，因此电容器C11中不流过电流。因此，该电容器C11在发热防止膜60短路后不会发热。此外，聚酯膜在如上所述的130℃至270℃下热收缩，但该温度低于树脂箱体30的熔化温度。因此，通过在点灯单元50中使用上述贴片陶瓷电容器C11，就能够在树脂箱体30变色和变形之前停止电路动作，降低输入功率，迁移到安全的动作状态。
进而，发热防止膜60即使尺寸很小也能够实现同样的效果，因此不会影响安装效率。另外，如图6所示，只要将发热防止膜60预先粘结到电容器C11上，就不会增加点灯单元50的制造过程中的工时。另外，发热防止膜上连接了导线，但即使仅靠金属箔电极本身延长而连接到陶瓷电容器的电极，也可以实现同样的效果。这种情况下，陶瓷电容器的制造可以简单地实现。
另外，在本结构中，可以消除破损时的发热和动作的不稳定性，因此不需要电容器或陶瓷制品具有过高的性能。因此，可以采用小型的部件，能够减小点灯单元50的尺寸。另外，该发热防止膜容易在端部因湿度等产生的沿面放电等导致耐压变差，因此即使将端部的膜部分弯折、或将其整体卷绕数次都没有关系。
此外，该效果并不限于贴片陶瓷电容器，也适用于例如蒸镀膜型薄膜电容器。
图7是表示被发热防止膜包围着的蒸镀膜型薄膜电容器的图。
蒸镀膜型薄膜电容器C12形成为周围设置发热防止膜60(图7(a))并将其导线在基板上与发热防止膜60相连接的结构(图7(b))。这里，发热防止膜60弯曲成U字形并包围着蒸镀膜型薄膜电容器C12而配置。
利用这种结构，即使蒸镀膜型薄膜电容器C12破损而发热，其热量导致发热防止膜60短路，因此电容器C12中不流过电流。因此，该电容器C12在发热防止膜60短路后不会发热。
进而，由于其围绕着电容器C12而配置，因此电容器C12的外部的电场强度不受电容器C12的缺陷的影响而变得均匀，能够减小噪声辐射的干扰。
另外，发热防止膜60能够实现与箔式薄膜电容器相同的效果，通过做成片状，如图7所示，可以包围着电容器C12，在电容器C12发热时能够切实地使其短路。如果做成片状，进而可以只覆盖不稳定的金属喷镀电极部分，能够同时实现切实的短路和尺寸的小型化。
另外，在蒸镀膜型薄膜电容器中，最初出现故障的位置是任意的微小部分，故障会随着该位置的发热而扩大开来。如果采用本结构的发热防止膜，热容量与温度熔丝相比极小，因此该微小发热部分的热量很容易导致短路，与温度熔丝相比，在反应时间或热量方面非常优越，能够使电路更加安全。
另外，该发热防止膜即使与电容器的导线或电极直接连接也能够获得同样的效果。这种情况下，能够简单地完成部件安装。另外，为了提高电容器的耐湿性等，也可以置于表面树脂的内侧。这种情况下，采用一体结构能够提高耐湿性。
另外，该发热防止膜也可以置于电容器蒸镀膜的内侧。这种情况下，虽然存在若干对电容器外部的热辐射，但能够进一步减小尺寸。
此外，在图7中说明的是发热防止膜包围着蒸镀膜型薄膜电容器的实例，但并不限于此，也可以是包围着其他电路部件的实例。
图8是变形例中的灯具1的侧面图，将其一部分切除以显露出内部状况。
图8所示的灯具1仅在具备发热防止膜60这一点上不同于图1所示的灯具1的结构。发热防止膜60覆盖着树脂箱体30的内壁设置。发热防止膜60的导线在比图3中的电阻P2更靠近发光管一侧的位置分别与电源或整流输出电压并联连接。利用这种结构，即使点灯单元50的电路部件发热并且该热量传导到树脂箱体30，在树脂箱体30变形之前发热防止膜60会短路。其结果是，电阻P2熔断，电路动作停止。这种情况下，由于发热防止膜的电位连接到交流电源或整流平滑后的稳定的DC电位，因而具有屏蔽逆变器所产生的噪声电磁场的效果，能够进一步降低噪声。因此，在应用于无电极放电光源或将LED高频斩波的电路中时效果显著。
另外，发热防止膜60除了能够实现与箔式薄膜电容器相同的效果之外，又因其是片状而能够很容易地增大保护范围，并且因其热容量小而能够实现无延迟反应。另外，容易与树脂箱体30的形状保持一致，没有保护范围的遗漏。在灯泡型荧光灯中，圆锥形树脂箱体很多，但只要将长方形发热防止膜在其中央沿着箱体缠绕即可。另外，电容器本身也可以是发热防止膜。这种情况下，能够减少元件数目，使电路进一步小型化。另外，如果逆变器一侧的电容器的一部分采用发热防止膜，则发热防止膜上带有高频电压，但如果发热防止膜产生的电磁场与逆变器自身的电磁场相互抵消，就能够进一步降低噪声。
(6)本实施方式以低压水银放电灯为例进行说明，但本发明并不限于此。也可以应用于除低压水银放电灯以外的灯具，即LED灯、卤素灯、HID灯等。
工业上的可利用性
本发明可以应用于即使电容器破损也能够防止树脂箱体变色和变形的点灯单元和灯具。

Claims (17)

1.一种点灯单元，是从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其特征在于，
具有由多个电路部件构成的点亮电路，
构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器之外都是箔式薄膜电容器，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
2.一种点灯单元，是从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其特征在于，
具有由多个电路部件构成的点亮电路，
构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器和缓冲用陶瓷电容器之外都是箔式薄膜电容器，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
3.如权利要求1或2所述的点灯单元，其特征在于，上述点亮电路具备：
串联式插设在将交流电源和整流平滑电路连接起来的布线中的电流熔丝元件；和
在上述布线的上述电流熔丝元件和上述整流平滑电路之间与该整流平滑电路并联连接的噪声抑制电容器。
4.如权利要求1或2所述的点灯单元，其特征在于，上述点亮电路具备：
串联式插设在将交流电源和整流平滑电路连接起来的布线中的电流熔丝元件；和
在上述整流平滑电路的整流输出侧并联连接的噪声抑制电容器。
5.如权利要求3所述的点灯单元，其特征在于，上述电流熔丝元件是线绕电阻。
6.如权利要求4所述的点灯单元，其特征在于，上述电流熔丝元件是线绕电阻。
7.如权利要求1或2所述的点灯单元，其特征在于，上述箔式薄膜电容器之中的至少一个具有弯曲成U字状的外形，并围绕着其他电路部件的至少一部分而配置。
8.一种点灯单元，是从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其特征在于，
具有由多个电路部件构成的点亮电路，
该点亮电路具备：串联式插设在将交流电源和整流平滑电路连接起来的布线中的电流熔丝元件和在上述整流平滑电路的整流输出侧并联连接的噪声抑制电容器；
上述噪声抑制电容器是箔式薄膜电容器，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
9.一种点灯单元，是从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其特征在于，
具有由多个电路部件构成的点亮电路，
构成该点亮电路的箔式薄膜电容器以外的电容器之中的任何一个上都并联连接有箔式薄膜电容器，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
10.如权利要求9所述的点灯单元，其特征在于，上述箔式薄膜电容器由利用第1和第2金属箔夹着树脂膜而形成的层叠片构成。
11.一种点灯单元，是从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮光源的点灯单元，其特征在于，
具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器之中的至少一个电容器是具有弯曲成U字状外形的箔式薄膜电容器，并围绕着其他电路部件的至少一部分而配置，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
12.一种灯具，其特征在于，具备：
光源；
从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮上述光源的点灯单元；
支撑着上述光源并同时收纳上述点灯单元的箱体；
上述点灯单元具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器之外都是箔式薄膜电容器，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
13.一种灯具，其特征在于，具备：
光源；
从交流电源接受电力供给、以逆变式点亮上述光源的点灯单元；
支撑着上述光源并同时收纳上述点灯单元的箱体；
上述点灯单元具有由多个电路部件构成的点亮电路，构成该点亮电路的电容器上施加有50V以上的电压，这些电容器除了平滑用电解电容器和缓冲用陶瓷电容器之外都是箔式薄膜电容器，
在上述薄膜电容器中，电极和导线通过焊接被连接起来。
14.如权利要求12或13所述的灯具，其特征在于，上述光源是低压水银放电管。
15.如权利要求14所述的灯具，其特征在于，上述低压水银放电管采用形成双重螺旋状直至管的端部的结构。
16.如权利要求12或13所述的灯具，其特征在于，
上述点亮电路具备：
与整流平滑电路的输出端子串联连接的2个开关元件，和
与上述整流平滑电路的输出端子串联连接、与上述2个开关元件一起构成半桥型逆变电路的2个耦合电容器；
上述2个耦合电容器之中的至少一个配置于上述箱体内距离上述光源最远的区域。
17.如权利要求12或13所述的灯具，其特征在于，上述光源为LED。
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