CN1764803A - 小型自镇流荧光灯及照明器具 - Google Patents
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Abstract
在电路基板(11)的灯头(2)侧即第1面(12)上配置亮灯电路(4)的尺寸较大的电解电容器(C2)和镇流扼流圈(L3)，在荧光管(6)侧即第2面(13)上配置亮灯电路(4)的单封装体开关(45)。单封装体开关(45)将驱动荧光管(6)的两个反相开关即场效应晶体管(Q1)(Q2)收容在同一封装体(44)内。单封装体开关(45)是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，通过单封装体开关(45)的端子被表面安装在电路基板(11)的第2面(13)上。单封装体开关(45)的散热性提高，可以实现小型化，并且提高安装效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有荧光管和使该荧光管亮灯的反相电路的小型自镇流荧光灯及照明器具。
背景技术
以往，已经知道将N型场效应晶体管和P型场效应晶体管串联连接的互补型半桥式反相电路。该反相电路的N型和P型场效应晶体管的各自的源极相互连接，各自的栅极相互连接。另外，这些N型和P型场效应晶体管的漏极分别连接直流电源的正极和负极。
并且，作为这种反相电路，例如日本专利特开2003-18850号公报记载的结构已被公知。即，N型和P型场效应晶体管分别以使各自端子露出的状态收容于同一封装体内，形成为开闭用元件。并且，这种开闭用元件被直立安装在电路基板上，各个N型和P型场效应晶体管的各自栅极与通过安装在该电路基板上的部件形成的栅极控制电路相连接。
小型自镇流荧光灯要求更加小型化，所以需要进一步缩小反相电路的尺寸，为此必须使开闭用元件进一步小型化。
但是，根据日本专利特开2003-18850号公报的记载，把N型和P型场效应晶体管分别单纯地收容在同一封装体内构成的开闭用元件，直立安装在电路基板上，在这种结构中，为了确保元件的安装强度必须使元件的导线端子粗到一定程度，所以元件的小型化具有限度。并且，在日本专利特开2003-18850号公报中，虽然公开了使开闭用元件形成为表面安装型元件，但没有公开使元件小型化的具体方法，没有研究适用于小型自镇流荧光灯用反相电路时的性能。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种提高安装效率的小型自镇流荧光灯及照明器具。
本发明的小型自镇流荧光灯，具有：荧光管；亮灯电路，其具有把驱动荧光管的反相开关即一对场效应晶体管收容在同一封装体内的单封装体开关、电容器和电感器；以及电路基板，其具有至少配置尺寸较大的滤波用电容器和限流用电感器的非荧光管侧的第1面和荧光管侧的第2面，在该小型自镇流荧光灯中，单封装体开关是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，从两侧分别引出端子，并且通过该端子被表面安装在电路基板的第1面和第2面的任一方，可以实现亮灯电路的小型化，并且由于荧光管在寿命末期时的异常亮灯，使单封装体开关的温度迅速上升而使得自身很快损坏，所以能够防止长期持续异常亮灯。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，其荧光管具有电极，单封装体开关被表面安装在离开电极的位置的电路基板的第2面上，能够不易受到电极的热影响。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，其单封装体开关被表面安装在电路基板的第2面上，在与表面安装了单封装体开关的区域对应的第1面侧的区域没有安装部件，可以降低来自第1面的安装部件的热影响。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，单封装体开关被表面安装在电路基板的第2面上，在与表面安装了单封装体开关的区域对应的第1面侧的区域没有安装发热部件，能够不易受到发热部件的热影响。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，其单封装体开关以使导通阻抗较大的场效应晶体管面向电路基板的周缘侧的方向进行表面安装，抑制通常亮灯时的场效应晶体管的过度发热，可以抑制很快损坏。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，具有：设在电路基板的第2面侧的灯头；形成于电路基板并贯通第1面和第2面之间的贯通孔；设在荧光管上，其前端通过贯通孔延伸到灯头侧的长顶端式细管；以及被封入该细管的主水银合金。并且单封装体开关被安装在贯通孔的附近，可以提供光束的上升良好的荧光管，并且可以通过贯通孔使单封装体开关的热量散热。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，其电路基板是两面安装式基板，单封装体开关被安装在第1面上，可以抑制单封装体开关受到灯热量的影响。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，场效应晶体管是互补型，可以简化驱动电路、栅极电路，能够应用于自激振荡电路，可以使反相器更加小型化。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，场效应晶体管的漏极—源极间电压大于等于200V，漏极电流大于等于0.5A，可以构成以能够置换为白炽灯的光输出来驱动荧光管的反相器。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，具有：荧光管；亮灯电路，其具有把驱动荧光管的反相开关即一对场效应晶体管收容在同一封装体内的单封装体开关、电容器和电感器；电路基板，其具有至少配置尺寸较大的滤波用电容器和限流用电感器的非荧光管侧的第1面和荧光管侧的第2面；以及设在电路基板的第2面侧的灯头。在该小型自镇流荧光灯中单封装体开关是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，亮灯电路被收容在灯头内，可以实现亮灯电路的小型化，并可以使单封装体开关的热量通过灯头散热，并且由于荧光灯在寿命末期时的异常亮灯，单封装体开关的温度迅速上升使得自身很快损坏，所以能够防止长期持续异常亮灯。
另外，本发明的小型自镇流荧光灯，灯头在基端侧具有开口，电路基板被设置成堵塞开口，单封装体开关被安装在电路基板的第1面侧，可以使单封装体开关不受荧光管的热量影响，更加有效散热。
另外，本发明的照明器具具有：器具主体；安装在该器具主体上的权利要求1～11中任一项所述的小型自镇流荧光灯，能够增加可以使用小型自镇流荧光灯的照明器具。
附图说明
图1是将表示本发明的第1实施方式的小型自镇流荧光灯的一部分剖开的侧视图。
图2是小型自镇流荧光灯的灯头部的分解侧视图。
图3是小型自镇流荧光灯的单封装体开关的俯视图。
图4是小型自镇流荧光灯的单封装体开关的侧视图。
图5是小型自镇流荧光灯的电路图。
图6是将表示本发明的第2实施方式的小型自镇流荧光灯的一部分剖开的侧视图。
图7是卸下小型自镇流荧光灯的球状容器的立体图。
图8是卸下小型自镇流荧光灯的球状容器的仰视图。
图9是表示小型自镇流荧光灯的电路基板的第1面的俯视图。
图10是表示小型自镇流荧光灯的电路基板的第2面的仰视图。
图11是小型自镇流荧光灯的荧光管的展开图。
图12是使用小型自镇流荧光灯的照明器具的侧视图。
图13是表示在第3实施方式中，小型自镇流荧光灯的单封装体开关的连接结构的俯视图。
图14是表示在第4实施方式中，小型自镇流荧光灯的单封装体开关的安装结构的剖视图。
图15是表示在第5实施方式中，小型自镇流荧光灯的单封装体开关的安装结构的剖视图。
图16是表示在第6实施方式中，小型自镇流荧光灯的电路基板的第2面的仰视图。
图17是表示在第7实施方式中，小型自镇流荧光灯的灯头部分的剖视图。
图18是表示在第8实施方式中，小型自镇流荧光灯的灯头部分的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1～图5表示第1实施方式，图1是将小型自镇流荧光灯的一部分剖开的侧视图，图2是小型自镇流荧光灯的灯头部的分解侧视图，图3是小型自镇流荧光灯的单封装体开关的俯视图，图4是小型自镇流荧光灯的单封装体开关的侧视图，图5是小型自镇流荧光灯的电路图。
并且，如图1和图2所示，1表示小型自镇流荧光灯，该小型自镇流荧光灯1包括：具有灯头2的护罩3；收容在该护罩3内的作为亮灯装置的亮灯电路4；具有透光性的球状容器5；以及收容在该球状容器5内的荧光管6。由灯头2和护罩3及球状容器5构成的外壳形成为与相当于额定功率60W或100W的白炽灯等一般照明用灯的标准尺寸相近似的外形。另外，所说一般照明用灯参见JIS C 7501中的定义。
护罩3利用例如聚丁烯对酞酸盐(PBT)等耐热性合成树脂等形成为朝向荧光管6敞开的大致圆筒状。螺口型E26式等灯头2被护罩3覆盖着，并通过粘接剂或铆接等进行固定。
球状容器5为透明或具有散光性的乳白色等，利用玻璃或合成树脂形成为与一般照明用灯的玻璃球大致相同形状的平滑曲面状。并且，在该球状容器5的开口部的边缘部形成有与护罩3的开口部内侧嵌合的嵌合缘部。另外，该球状容器5也可以与扩散膜等其他部件相配合，提高亮度的均匀性。
亮灯电路4具有大致圆板状的电路基板11，其与垂直于荧光管6的长度方向的面相平行地进行设置。在该电路基板11的非荧光管6侧、即灯头2侧的第1面12和与该第1面12相反的荧光管6侧的第2面13这两面上，配置构成亮灯电路4的电子部件14。
荧光管6具有玻璃制的灯泡体21，在该灯泡体21的内面形成例如三波长发光形的荧光体层，并且在灯泡体21的内部封入氩气等稀有气体或含有水银等的放电气体。另外，在灯泡体21的两端封装有电极22、22(参见图5所示)。
灯泡体21具有3个弯曲的灯泡23a、23b、23c。这些灯泡23a、23b、23c为玻璃制品，其截面大致呈圆筒状，并且形成为具有在中间部平滑地弯曲的弯曲部的大致U字状。并且，中间的灯泡23b的两端和两端的各个灯泡23a、23c的一端通过未图示的连接管连接，形成了构成1个连续的放电路径的灯泡体21。
在灯泡体21被装配到小型自镇流荧光灯1中的状态下，各个灯泡23a、23b、23c的弯曲部在以小型自镇流荧光灯1的灯长度方向的中心轴为中心的规定圆周上，位于隔开相等间隔的位置。并且，这些各个灯泡23a、23b、23c对应截面为三角形的各边而配置。
并且，荧光管6被安装在作为荧光管固定部件及亮灯电路固定部件的支架31上。该支架31被固定在护罩3上。该支架31具有形成为圆板状的基板部32，把各个灯泡23a、23b、23c的端部插入形成于该基板部32的未图示的多个安装孔中，然后利用例如未图示的硅树脂等粘接剂进行粘接等，将灯泡体21固定在支架31上。
并且，把该支架31嵌合在护罩3的内侧，在把球状容器5的嵌合缘部嵌合在该支架31和护罩3之间的状态下，在该支架31和护罩3之间填充粘接剂，由此，将该支架31和护罩3相互固定。并且，在该支架31的上侧突出设置呈圆筒状等的安装片部33。在该安装片部33上通过嵌合或粘接等安装有亮灯电路4的电路基板11。
此处，亮灯电路4如图5所示，构成滤波器的电容器C1经由过熔断器F1连接在商用交流电源e上。在该电容器C1上连接着全波整流器41的输入端子。在该全波整流器41的输出端子上，经由构成滤波器的电感器L1连接作为滤波(平滑)用的电容器的电解电容器C2，构成输入电源电路E。在该输入电源电路E的电解电容器C2上连接着进行开闭的反相器主电路43，用于使产生高频的半桥型反相电路42产生高频电压。另外，包括输入电源电路E的电解电容器C2在内的电子部件14多数安装在电路基板11的第1面12上。
反相器主电路43与电解电容器C2并联，反相开关即相互构成为互补型的一对的作为MOS型的N沟道晶体管的场效应晶体管(FET)Q1、和作为MOS型的P沟道晶体管的场效应晶体管(FET)Q2，相互以串联关系连接。此处，这些场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2分别构成为具有漏极源极间电压(VDS)大于等于200V、漏极电流(ID)大于等于0.5A的特性。
并且，这些场效应晶体管Q1和Q2如图3～图5所示，半导体芯片状态的场效应晶体管Q1和Q2利用由树脂或玻璃等构成的相同的绝缘性模塑材料被同时模塑，从而形成被内置收容在同一封装体44内的开闭用元件。这样，不是将一对分别对每个场效应晶体管进行模塑的开关元件集中起来，再进行模塑，实现同一封装体化，而是利用相同模塑材料对在进行彻底模塑之前的半导体芯片状态的一对场效应晶体管Q1和Q2同时进行模塑，将这样形成的开闭用元件定义为单封装体开关45。该单封装体开关45是作为单封装体场效应晶体管元件的大功率封装体(powerpackage)元件。另外，单封装体开关45的端子可以是6针端子或4针端子。
并且，单封装体开关45是表面安装元件，如图1和图2所示，被表面安装在电路基板11的第2面13上。该单封装体开关45的封装体44形成为大致矩形平板状。该单封装体开关45的具体单封装体尺寸为，即，长度尺寸小于等于6mm，优选约小于等于5mm，宽度尺寸小于等于6mm，优选约小于等于4.5mm，厚度尺寸小于等于2mm，优选约小于等于1.5mm。
此处，单封装体开关45如图3和图5所示，场效应晶体管Q1的漏极作为N沟道的一对漏极端子D(N)，在封装体44的一侧缘并联着突出露出。该场效应晶体管Q1的栅极和源极分别作为N沟道的栅极端子G(N)和源极端子S(N)，从封装体44的另一侧缘并联地突出露出。
同样，场效应晶体管Q2的漏极作为P沟道的一对漏极端子D(P)，在封装体44的一侧缘并联地突出露出。这些漏极端子D(P)与场效应晶体管Q1的各个漏极端子D(N)相同，被设置成以相等间隔并列的状态。另外，该场效应晶体管Q2的栅极和源极分别作为P沟道的栅极端子G(P)和源极端子S(P)，从封装体44的另一侧缘并联地突出露出。这些栅极端子G(P)和源极端子S(P)也与栅极端子G(N)和源极端子S(N)同样，被设置成以相等间隔并列的状态。
并且，这些漏极端子D(N)、D(P)、栅极端子G(N)、G(P)和源极端子S(N)、S(P)，其各自的基端部如图4所示，从封装体44的两侧缘的厚度方向的中间部沿着该封装体44的表面和背面突出，并且与封装体44的两侧缘垂直。并且，这些漏极端子D(N)、D(P)、栅极端子G(N)、G(P)和源极端子S(N)、S(P)，其各自的中间部从封装体44的表面侧朝向背面侧突出，并且与该封装体44的表面和背面垂直。
另外，这些漏极端子D(N)、D(P)、栅极端子G(N)、G(P)和源极端子S(N)、S(P)，其各自的前端部构成为沿着封装体44的背面，与该封装体44的背面大致为同一平面，并相对该封装体44的两侧缘垂直地突出。即，这些漏极端子D(N)、D(P)、栅极端子G(N)、G(P)和源极端子S(N)、S(P)，其各自的前端部构成为，在使单封装体开关45的背面侧接近电路基板11的第2面13进行表面安装时，分别连接在形成于该电路基板11的第2面13的电路图形的焊盘部上。
并且，如图5所示，在单封装体开关45的封装体44内的场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2上，分别存在由寄生二极管构成的二极管D1、D2。
另外，在单封装体开关45的封装体44内的场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2的各自源极和栅极之间，分别连接着保护这些场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2的稳压二极管ZD1、ZD2。
并且，在场效应晶体管Q2的漏极和源极之间，连接着串联电路，该串联电路由反馈用变压器的一次绕组L2、作为限流用电感器的镇流扼流圈L3和直流切断用电容器C3、及通过荧光管6两端的电极22、22的灯丝线圈连接的振荡(共振)用电容器C4构成。电容器C4连接在一方电极22的灯丝线圈的另一端和另一方电极22的灯丝线圈的另一端之间的非反相器主电路43侧，所以用作预热用和起动用电容器C4。
并且，在电解电容器C2与场效应晶体管Q1及Q2的栅极端子G(N)、G(P)之间，连接着构成起动电路46的起动用电阻R1。即，在场效应晶体管Q1的漏极端子D(N)和栅极端子G(N)、G(P)之间连接着起动用电阻R1。
另外，起动电路46构成为包括电阻R1、R2、R4、电容器C6、C7的充电回路，但是也可以在充电回路的一部分上利用负荷电路，该负荷电路包括振荡用电容器C4。
并且，在这些场效应晶体管Q1和Q2的栅极端子G(N)、G(P)、与场效应晶体管Q1和Q2的源极端子S(N)、S(P)之间，连接着电容器C6和栅极控制电路47的电容器C7的串联电路。对这些电容器C6和C7的串联电路，并联连接着用于保护场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2的栅极的稳压二极管ZD3和ZD4的串联电路。
另外，栅极控制电路47是包括变压器的一次绕组L2、二次绕组L4、电容器C6、C7、稳压二极管ZD3、ZD4的自激振荡型驱动电路，但也可以使用他激式驱动电路。
在变压器的一次绕组L2上磁接合地设有二次绕组L4。该二次绕组L4也作为电感元件发挥作用，并且连接在电容器C6和电容器C7的连接点上。起动电路46的电阻R2并联连接电容器C6。
另外，在场效应晶体管Q2的漏极和源极之间，连接起动电路46的电阻R4和开闭改善用电容器C8的串联电路。场效应晶体管Q1的源极端子S(N)和场效应晶体管Q2的源极端子S(P)分别连接在电阻R4和电容器C8的连接点上。
另外，反相器主电路43可以是具有两对以上相互串联连接的开关元件的例如全桥型电路。另外，荧光管6可以是双方电极22、22的灯丝线圈被预热的类型，也可以是双方电极22、22的灯丝线圈不被预热的类型。
并且，在电路基板11的第1面12上安装了包括亮灯电路4的电解电容器C2、镇流扼流圈L3等的电子部件14的大部分。另外，镇流扼流圈L3配置在电路基板11的大致中央部，电解电容器C2配置在其上。电解电容器C2的一对导线穿过形成于镇流扼流圈L3的绕线管壳体端部的未图示的导线插通孔连接在电路基板11上，该一对导线通过折弯形成为可以插入上述导线插通孔的形状。这样，将较大的部件即镇流扼流圈L3和电解电容器C2配置成在电路基板11的大致中央部沿高度方向相互重叠，由此可以减小电路基板11的宽度方向尺寸，能够使亮灯电路14更加小型化。在电路基板11的第2面13上，除单封装体开关45外，还安装有二极管和芯片电阻等耐热温度较高的小型电子元件。
并且，在从商用交流电源e向亮灯电路4提供电力时，使商用交流电源e的电压在全波整流器41进行全波整流，在电解电容器C2进行滤波。
借助电解电容器C2的两端电压的上升，经由起动电路46的电阻R1、R4等对电容器C6、C7充电，并向N沟道的场效应晶体管Q1的栅极附加电压，使场效应晶体管Q1导通。通过场效应晶体管Q1的导通，在一次绕组L2、镇流扼流圈L3、电容器C3和C4的闭路中流过电流，主要通过镇流扼流圈L3和电容器C4的串联振荡作用，产生振荡电压。
并且，在二次绕组L4产生一次绕组L2的反馈电流，并感应出电压，栅极控制电路47的电容器C6和电容器C7等进行固有振荡，产生使场效应晶体管Q1导通、使场效应晶体管Q2截止的电压。
然后，在一次绕组L2、电容器C3、镇流扼流圈L3和电容器C4的电路中的振荡电压反转时，在二次绕组L4产生与前次相反的电压，栅极控制电路47产生使场效应晶体管Q1截止、使场效应晶体管Q2导通的电压，开始自激振荡。
另外，在一次绕组L2、电容器C3、镇流扼流圈L3和电容器C4的电路中的振荡电压反转时，在场效应晶体管Q1导通的同时，场效应晶体管Q2截止。
以后，同样场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2交替导通、截止，产生振荡电压，与电容器C4并联连接的荧光管6的电极22、22的灯丝线圈被预热，并被附加起动电压，进行起动、亮灯。
并且，通过稳压二极管ZD1、ZD2、ZD3、ZD4，使场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q2的栅极电压一定，保护栅极不受过大电压的破坏。
结果，因为使用N沟道和P沟道的场效应晶体管Q1、Q2，而且将N沟道场效应晶体管Q1连接高电位侧，所以利用一个栅极控制电路47即可控制N沟道和P沟道的场效应晶体管Q1、Q2。
根据上述实施方式，单封装体开关45是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，从两侧分别引出端子，并且通过该端子被表面安装在电路基板11上。通过使单封装体开关45小型化为纵、横尺寸分别小于等于6mm，从而在电路基板11上的安装面积变小，通过印刷电路基板11的布线图形，或者把第1面侧的部件置换为芯片化部件安装在第2面侧上等，可以提高安装效率，可以使电路基板11小型化。
因此，可以提高单封装体开关45在电路基板11上的安装效率，并且可以简化电路的布线设计，特别适合于要求电路基板11小型化的小型自镇流荧光灯1。即，通过提高场效应晶体管Q1、Q2的安装效率，可以使具有这些场效应晶体管Q1、Q2的反相电路42小型化。因此，可以实现安装了该反相电路42的电路基板11的小型化，从而可以使具有该电路基板11的小型自镇流荧光灯1更加小型化。
并且，单封装体开关45是利用相同的绝缘性模塑材料同时对半导体芯片状态的场效应晶体管Q1、Q2的元件进行模塑，其纵、横尺寸分别小于等于6mm，因此场效应晶体管Q1和Q2在开闭动作中相互容易受发热的影响，并且由于体积小，所以温度容易升高。如果产生寿命末期时等的异常放电，则灯电流上升，漏极电流也变大，场效应晶体管Q1、Q2至少一方过度发热，但如上面所述，因为单封装体开关45容易受相互发热量上升的影响，所以由于因异常放电造成的过度的自己发热而使温度迅速上升，很快自己损坏，停止开闭动作。这样，单封装体开关45具有防止在寿命末期时等长期持续异常放电的安全性，可以抑制因异常放电造成的发热等问题。
并且，场效应晶体管Q1、Q2是互补型，可以简化驱动电路、栅极电路，也能够适用于自激振荡电路，可以使反相电路42更加小型化。
并且，通过使各个场效应晶体管Q1、Q2的漏极源极间电压大于等于200V，同时使这些场效应晶体管Q1、Q2的漏极电流大于等于0.5A(根据使用方式有时大于等于1.0A)，可以构成以能够置换为白炽灯的光输出来驱动荧光管6的反相电路42。
另外，为了防止单封装体开关45的温度上升，也可以在电路基板11和支架31之间安装玻璃棉等隔热部件等。该情况下，从荧光管6产生的热量通过隔热部件被隔热，该热量不易传递给电路基板11，所以能够利用简单的结构可靠地防止安装在该电路基板11上的单封装体开关45的温度上升。
并且，上述电路基板11示出单面安装型，所以单封装体开关45被表面安装在电路基板11的第2面13上，但通过使电路基板11形成为两面安装型，可以把单封装体开关45表面安装在电路基板11的第1面12上，该情况下，可以进一步抑制荧光管6的热影响。
另外，在不需要共用栅极控制电路47进行简化的情况下，单封装体开关45的场效应晶体管Q1、Q2不必一定是互补型结构，例如也可以均利用N沟道型的FET构成场效应晶体管Q1、Q2。
以下，图6～图12表示小型自镇流荧光灯的第2实施方式，图6是将小型自镇流荧光灯的一部分剖开的侧视图，图7是卸下小型自镇流荧光灯的球状容器的立体图，图8是卸下小型自镇流荧光灯的球状容器的仰视图，图9是表示小型自镇流荧光灯的电路基板的第1面的俯视图，图10是表示小型自镇流荧光灯的电路基板的第2面的仰视图，图11是小型自镇流荧光灯的荧光管的展开图，图12是使用小型自镇流荧光灯的照明器具的侧视图。另外，基本结构与图1～图5所示小型自镇流荧光灯1相同。
小型自镇流荧光灯1的外形类似于相当于额定功率60W的、JIS C7501中定义的一般照明用灯的外观形状，从灯头2到球状容器5顶部的高度方向的尺寸H为100～115mm，在本实施方式中约为109mm，护罩3的最大外径约为35～45mm，球状容器5的最大外径约为55～65mm。
荧光管6具有玻璃制弯曲的灯泡体21，在灯泡体21的内面形成例如三波长发光型荧光体层，并且被封入氩气等稀有气体。在本实施方式中，以300～800Pa的封入压力封入了封入气体比率大于等于99％的氩气。
灯泡体21例如具有4个灯泡53a、53b、53c、53d，该4个灯泡53a、53b、53c、53d通过使管外径为7～9mm的直管型灯泡的中间部弯曲成U字状，从而形成有一对直线部51和弯曲部52。在本实施方式中，各个灯泡53a、53b、53c、53d利用管外径约为8.5mm、管内径约为6.5mm的截面大致为圆筒状的灯泡形成为U字状。
4个灯泡53a、53b、53c、53d在使其呈U字状的面相互平行对置，并且各个灯泡端部并列设置在以灯长度方向的中心轴为中心的圆周上的状态下，通过连接管54a、54b、54c连接。通过位于两端的灯泡53a、53d和连接管54a、54c连接的、位于中间位置的2个灯泡53b、53c，如图8所示，通过连接管54b被连接成在从灯泡的U字面的延伸方向、即弯曲部52的端面方向观看时具有约2mm的间隙。并且，中间的灯泡53b、53c与封装有电极22、22的位于两端的灯泡53a、53d，如图8所示，被配置成在从灯泡的U字面的延伸方向、即弯曲部52的端面方向观看时没有间隙地重合。即，各个灯泡53a、53b、53c、53d的一对直线部51通过限制一对直线部51的间隔和弯曲部52的曲率来形成，以使它们可以配置在以灯长度方向的中心轴为中心的大致同一圆周上。另外，连接各个灯泡53a、53b、53c、53d的连接管54a、54b、54c形成为，与由配置在以荧光管6的长度方向的中心轴为中心的圆周上的灯泡53a、53b、53c、53d形成的假想圆的近旁的切线(近接接線)大致平行。
在两端的灯泡53a、53d的各自一端上封装一对电极22、22。各个电极22、22具有灯丝线圈57，该灯丝线圈57被支撑在一对线状柱井(wells/ウエルズ)58上，通过连接设于封接部的杜美包铜铁镍合金丝的导线59被引出到外部，并连接亮灯电路4。
并且，荧光管6形成为其中央的灯泡53b、53c的高度H1为55～65mm，两端的灯泡53a、53d的高度H2为45～55mm，并且大致满足关系H1＞H2。在本实施方式中，H1为55mm，H2为50mm。另外，4个灯泡53a、53b、53c、53d被利用连接管54a、54b、54c依次连接，形成放电路径长度为340～400mm的1个连续的放电路径。
在4个灯泡53a、53b、53c、53d中的没有封装电极22、22的中间灯泡53b的至少一个端部，密封安装有长顶端式细管(ロングチツプ)62，该细管62利用管外径为3.0～5.0mm、管内径为1.5～3.5mm的玻璃制灯泡构成。该细管62是在前端封入主水银合金(amalgam)63的水银封入用管，也被用作排气管。该细管62如图11所示，优选距灯泡53b端部的突出长度L1为25～50mm，以使其前端位于护罩3内的灯头2侧，在本实施方式中，直线长度的突出长度L1约为45mm。细管62如图6所示，具有在两处被折弯的弯曲形状，使前端略微位于内侧以不抵接护罩3的内壁，在该弯曲状态下从灯泡53b的端部到细管62前端的突出长度L2约为40mm。
被封入细管62前端的主水银合金63以由50～65质量百分比的铋(Bi)、35～50质量百分比的锡(Sn)构成的合金为基体，并含有相对该合金为12～25质量百分比的水银。
在中间灯泡53b、53c的两端部和两端灯泡53a、53d的电极22、22附近的柱井(wells/ウエルズ)58上分别设有辅助水银合金64。设在中间灯泡53b、53c的辅助水银合金64通过芯棒密封(stem seal)、收缩密封(pinch seal)等被安装在封接于灯泡53b、53c两端部的柱井(wells/ウエルズ)65上，并且设置在放电路径的中间位置。辅助水银合金64是在纵2mm、横7mm、厚40μm的不锈钢基板上电镀约3mg的金(Au)或银(Ag)而形成的。
并且，在保持荧光管6的支架31形成荧光管6插通用的未图示的多个安装孔，在这些安装孔上，在荧光管6的灯泡53a、53b、53c、53d的各自端部被插通的状态下，例如利用未图示的硅树脂等粘接剂进行固定。在支架31的非荧光管6侧配置电路基板11。
并且，电路基板11呈大致圆板状，并且形成为直径小于等于灯泡体21的最大宽度的1.2倍，优选小于等于1.0倍(在形状不是大致圆板状，例如为多边形时，以最大宽度尺寸定义)。该直径(最大宽度尺寸)为了实现与白炽灯相同的尺寸、外观形状，优选形成为20～30mm，但在本实施方式中，通过使用单封装体开关45，可以形成为上述直径(最大宽度尺寸)的范围内。在该电路基板11上，对应细管62的位置，形成细管62插通用的直径约6mm的贯通孔68，细管62的前端通过该贯通孔68延伸到灯头2侧。被封入细管62前端的主水银合金63距电路基板11的第1面12的距离约为40mm。
在电路基板11的灯头2侧即第1面12侧安装着滤波用电解电容器C2、电感器L1、镇流扼流圈L3、变压器的一次绕组L2和二次绕组L4、电阻和振荡用电容器C3、C4等电子部件14的大部分。在电路基板11的荧光管6侧即第2面13上除了表面安装有单封装体开关45外，还安装有全波整流器41的整流二极管(REC)和芯片电阻等耐热温度较高的小型电子元件。电解电容器C2与电感器L1、镇流扼流圈L3、变压器的一次绕组L2和二次绕组L4、电阻和振荡用电容器C3、C4等的发热量较大的电子部件14相比，其前端部向灯头2侧突出。并且，在电路基板11的第1面12侧突起一对绕接销66，该一对绕接(wrapping)销66分别缠绕各个电极22、22的各自导线59而连接。
并且，如图9和图10所示，单封装体开关45被表面安装在从亮灯时温度较高的荧光管6的电极22、22和绕接销66离开的位置，而且是在贯通孔68附近的电路基板11的第2面13上。并且，在第1面12侧的与表面安装了该单封装体开关45的区域相对应的区域，不安装包括发热部件等在内的电子部件14。
这样构成的小型自镇流荧光灯1通过使用额定输入功率13W的三波长发光型荧光体，可以获得8101m的总光束。
并且，亮灯电路4构成为以7～15W的灯功率、3～5mA/mm2的电流密度(每截面积的电流)亮灯。本实施方式的小型自镇流荧光灯1的额定输入功率为12W，对荧光管6施加功率为10.5W的高频，灯电流为190mA、灯电压为58V，借助来自荧光管6的光输出，总光束约达8101m。
但是，亮灯电路4的附近由于位于主要发热部件即荧光管6的附近，所以温度变高。这意味着热量向灯头2方向和外径方向扩散，以及在亮灯电路4中的主要发热部件即镇流扼流圈L3和单封装体开关45附近形成高温空间。相比安装在这种高温区域的部件组，灯头2侧的护罩3内的空间温度较低，通过利用细管62使主水银合金63位于该灯头2侧的空间中，可以降低主水银合金63的温度。接近主水银合金63的电解电容器C2是几乎不发热的部件，并且灯头2附近的内部空间的温度约为50～60°。另外，测定短细管式主水银合金63的温度，约为90℃，该短细管式主水银合金63具有被封入了主水银合金63的细管62的突出长度约为10mm的细管。因此，通过把主水银合金63配置在灯头2侧的长顶端(ロングチツプ)方式，具有使主水银合金63的温度降低约30～40℃的效果。
从而，由于具有长顶端式灯泡体21的小型自镇流荧光灯1，可以降低亮灯时的主水银合金63的温度，所以能够使用水银蒸气压力较大的主水银合金63，而且从辅助水银合金64放出适量的水银，所以不会产生因细管62的长度较长造成的刚起动后的水银不足现象，光束上升很快，已经证实，在从亮灯开始约经过5秒钟时可以获得稳定亮灯时的约50％的光输出，在约经过25秒钟时可以获得稳定亮灯时的约85％的光输出。
如图12所示，把这样规定的小型自镇流荧光灯1用于一般照明用灯的照明器具71时，小型自镇流荧光灯1的配光近似一般照明用灯的配光，由此可以确保朝向设于照明器具71内的灯座72附近的反射体73的光照射量充足，能够使反射体73获得如光学设计的器具特性。而且，例如象台灯那样，即使是内部光源的效果被布制等的光扩散性灯罩映射出来的照明器具时，小型自镇流荧光灯1的配光也近似一般照明用灯的配光，因此可以在没有不舒适感的状态下使用。
另外，小型自镇流荧光灯使用的荧光管不限于上述那样连接U字形灯泡的方式，例如也可以是具有把灯泡折弯成螺旋状的弯曲灯泡的荧光管，还可以是无电极型荧光管。
并且，在该实施方式的小型自镇流荧光灯1中，可以获得和图1～图5所示的小型自镇流荧光灯1相同的作用效果。即，单封装体开关45是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，从两侧分别引出端子，并且通过该端子被表面安装在电路基板11上。因此，单封装体开关45在电路基板11上的安装面积变小，可以提高安装效率。并且，通过使单封装体开关45小型化为纵、横尺寸分别小于等于6mm，在寿命末期时等自己很快损坏，使反相电路42的动作停止，所以能够形成安全性高的亮灯电路。
并且，单封装体开关45被表面安装在电路基板11的第2面13上，并且是从荧光管6的电极22、22离开的位置，可以不易受到电极22、22的热影响。而且，单封装体开关45被安装在电路基板11的贯通孔68附近，所以能够使单封装体开关45的热量通过贯通孔68向散热效率较高的灯头2的空间对流，并传递给贯通孔68附近的温度较低的部件等，从而可以有效散热。
另外，单封装体开关45被表面安装在电路基板11的第2面13上，在第1面12侧的与表面安装了单封装体开关45的区域对应的区域不安装电子部件14，所以能够从第1面12良好地进行散热。而且，被表面安装在电路基板11的第2面13上的单封装体开关45，在与表面安装了单封装体开关45的区域对应的第1面12侧的区域不安装发热部件，所以不易受到发热部件的热影响。
并且，由于在与表面安装了单封装体开关45的区域对应的第1面12侧的区域不安装电子部件14，例如可以通过激光刻印等来表示电路的制造批次编号等。
并且，在上述各实施方式的小型自镇流荧光灯1中，如图13所示，可以使分别连接单封装体开关45的多个端子中一对漏极端子D(N)、一对漏极端子D(P)的电路基板11的焊盘81、82形成为共有的焊盘。通过使焊盘81、82形成为共有的焊盘，可以提高锡焊的强度，并且焊盘81、82的面积增大，而且焊锡量增多，由此可以提高从焊盘81、82的散热性。
并且，如图14所示，在电路基板11的表面安装了单封装体开关45的区域形成有孔部85，通过该孔部85填充接触单封装体开关45的例如硅树脂等填充材料(粘接剂)86，由此可以通过该填充材料86提高单封装体开关45的散热性。
并且，如图15所示，电路基板11也可以构成为被划分成电路基板11a和电路基板11b，电路基板11a被安装在支架31上，具有与荧光管6的长度方向垂直的面，电路基板11b具有与电路基板11a垂直的面，并设置在其端部与电路基板11a电气、机械连接的灯头2侧的空间中，也可以把单封装体开关45安装在电路基板11b上。该情况下，使单封装体开关45和护罩3的内面接近，并且在两者的间隙处填充硅树脂等填充材料86，由此可以利用护罩3的外表面的散热效果使单封装体开关45有效散热。另外，在电路基板11b上除了单封装体开关45外，还可以安装耐热性较低的其他部件，以使荧光管6的热影响减轻。
并且，P型场效应晶体管Q2的导通阻抗具有高于N型场效应晶体管Q1的导通阻抗的电气特性。因此，图16所示的电路基板11，在导通阻抗较高的P型场效应晶体管Q2朝向电路基板11的周缘侧的方向表面安装单封装体开关45。这显示出电路基板11的表面附近的温度分布在灯亮灯时随着朝向进行散热作用的护罩3而变低的趋势，所以将导通阻抗较高、更容易发热的P型场效应晶体管Q2配置成使其朝向接近护罩3的电路基板11的周缘侧。由此，可以提高P型场效应晶体管Q2的散热性，抑制其因热影响而很快损坏。
并且，如图17所示，如果以堵塞灯头2的基端侧开口的方式配置电路基板11，使亮灯电路4的电子部件14的大部分收容在灯头2内，则可以使从单封装体开关45传递给电路基板11的热量从灯头2有效散热。
该情况下，如图18所示，通过把单封装体开关45配置在电路基板11的第1面12侧，收容于灯头2内，可以使单封装体开关45不受荧光管6的热影响，更加有效地散热。配置在电路基板11的第1面12侧的单封装体开关45可以表面安装在第1面12上，也可以相对第1面12直立配置。如果把单封装体开关45表面安装在第1面12上，可以抑制荧光管6对单封装体开关45的热影响。
本发明的小型自镇流荧光灯通过采用单封装体开关，可以实现亮灯电路和电路基板的小型化，因此能够实现小型自镇流荧光灯的小型化，可以广泛适用于使用一般照明用灯的照明器具。
Claims (12)
1.一种小型自镇流荧光灯，具有：荧光管；亮灯电路，其具有把驱动荧光管的反相开关即一对场效应晶体管收容在同一封装体内的单封装体开关、电容器和电感器；以及电路基板，其具有至少配置尺寸较大的滤波用电容器和限流用电感器的非荧光管侧的第1面和荧光管侧的第2面，其特征在于，
单封装体开关是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，从两侧分别引出端子，并且通过该端子被表面安装在电路基板的第1面和第2面的任一方。
2.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，荧光管具有电极，
单封装体开关在离开电极的位置被表面安装在电路基板的第2面上。
3.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，单封装体开关被表面安装在电路基板的第2面上，
在与表面安装了单封装体开关的区域对应的第1面侧的区域没有安装部件。
4.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，单封装体开关被表面安装在电路基板的第2面上，
在与表面安装了单封装体开关的区域对应的第1面侧的区域没有安装发热部件。
5.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，单封装体开关以使导通阻抗较大的场效应晶体管朝向电路基板的周缘侧的方向进行表面安装。
6.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，具有：
设在电路基板的第2面侧的灯头；
形成于电路基板并贯通第1面和第2面之间的贯通孔；
设置在荧光管上，其顶端通过贯通孔延伸到灯头侧的长顶端式细管；
以及
被封入该细管的主水银合金，
单封装体开关被安装在贯通孔的附近。
7.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，电路基板是两面安装式基板，单封装体开关被表面安装在第1面上。
8.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，场效应晶体管是互补型。
9.根据权利要求1所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，场效应晶体管的漏极一源极间电压大于等于200V，漏极电流大于等于0.5A。
10.一种小型自镇流荧光灯，具有：荧光管；亮灯电路，其具有把驱动荧光管的反相开关即一对场效应晶体管收容在同一封装体内的单封装体开关、电容器和电感器；电路基板，其具有至少配置尺寸较大的滤波用电容器和限流用电感器的非荧光管侧的第1面和荧光管侧的第2面；以及设在电路基板的第2面侧的灯头，其特征在于，
单封装体开关是纵、横尺寸分别小于等于6mm的大致矩形状的表面安装部件，亮灯电路被收容在灯头内。
11.根据权利要求10所述的小型自镇流荧光灯，其特征在于，灯头在基端侧具有开口，电路基板被设置成堵塞开口，单封装体开关被安装在电路基板的第1面侧。
12.一种照明器具，具有：器具主体；安装在该器具主体上的权利要求1～11中任一项所述的小型自镇流荧光灯。
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