(57)【要約】【課題】コンバータ、インバータの一体化を行なうと共に、ＥＥＦＬランプの細管に見合う細長基板化・放熱バランスを最適にして電源装置のコンパクト化を実現すること。【解決手段】基板４０は細長状に形成されていて、該基板４０の幅寸法を、平滑コンデンサＣ４、Ｃ８、Ｃ９、高圧トランスＬ４、チョークコイルＬ２、Ｌ３の幅寸法に略合わせる。また、発熱量の大きい整流部３２、スイッチング電源部３４、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２、高圧トランスＬ４を間隔をあけて配置する。そして、配置した各部品の間に発熱量の小さいコンデンサＣ４、Ｃ８、Ｃ９、チョークコイルＬ２、Ｌ３を配置する。【選択図】図２
2007207445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極蛍光灯（１０）の駆動に供する電源装置（２０）が、ＡＣ電源入力部（３１）と、整流部（３２）と、第１の平滑コンデンサ（Ｃ４）と、スイッチング電源部（３４）と、第１のチョークコイル（Ｌ２）と、第２の平滑コンデンサ（Ｃ８）と、スイッチングトランジスタ（Ｑ１）（Ｑ２）と、第２のチョークコイル（Ｌ３）と、共振コンデンサ（Ｃ９）と、高圧トランス（Ｌ４）とで構成されており、
前記の各部品を基板（４０）上に概略一列に配置していることを特徴とする外部電極蛍光灯用の電源装置。
【請求項２】
前記基板（４０）は細長状に形成されていて、該基板（４０）の幅寸法を、前コンデンサ（Ｃ４）（Ｃ８）（Ｃ９）、高圧トランス（Ｌ４）、チョークコイル（Ｌ２）（Ｌ３）の幅寸法に略合わせていることを特徴とする請求項１に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置。
【請求項３】
発熱量の大きい前記整流部（３２）、スイッチング電源部（３４）、スイッチングトランジスタ（Ｑ１）（Ｑ２）、高圧トランス（Ｌ４）を間隔をあけて配置し、各部品の配置間に発熱量の小さいコンデンサ（Ｃ４）（Ｃ８）（Ｃ９）、チョークコイル（Ｌ２）（Ｌ３）を配置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置。
【請求項４】
前記各部品を前記基板（４０）に実装した基板ユニット（４１）を樹脂モールドし、モールドした樹脂の表面を、該基板ユニット（４１）が納装配置される金属製のケース（４２）の内面に接触ないし密着させていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の外部電極蛍光灯用の電源装置。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４のいずれかで構成された電源装置（２０）と、該電源装置（２０）にて駆動される外部電極蛍光灯（１０）とで照明器具本体（５１）を構成し、前記電源装置（２０）の厚みと、外部電極蛍光灯（１０）用のソケット（５３）とのサイズが略同等としていることを特徴とする外部電極蛍光灯用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管の外部に電極を設けた外部電極蛍光灯を点灯させるための外部電極蛍光灯用の電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の一般的な蛍光灯である熱陰極管（以下、ＨＣＦＬランプという。Hot Cathode Flourescent Lamp )の発光原理を示す図である。このＨＣＦＬランプ１は周知のように、ガラス管２と、このガラス管２の内周面の全体にわたって塗布されている蛍光体３と、ガラス管２の両端の内部に設けられている一対のフィラメント４とで構成されている。また、ガラス管２内には不活性ガス原子や微量の水銀原子が封じ込まれている。
【０００３】
このＨＣＦＬランプ１においては、ガラス管２内のフィラメント４を通電加熱して発生する熱電子放射により、ガラス管２内に封入されている不活性ガス原子や熱電子が、同様に封入されている微量の水銀原子と衝突して励起させて紫外線を発生する。この紫外線が管壁の蛍光体３を発光させる。
【０００４】
これに対して冷陰極管（以下、ＣＣＦＬランプという。Cold Cathode Flourescent Lamp ) では、フィラメントが無く、電極に高電圧を印加することにより放電させる方式である。
図６は、このＣＣＦＬランプ６の発光原理を示す図であり、ガラス管２の両端の内部に一対の電極７が設けられている。両端の電極７に電圧を印加することで電極７の先端で放電が行なわれ、ガラス管２内に電流が流れる。また、ガラス管２内の電極７近傍の部分（灰色で描いた部分）で陰極降下電圧が大きい。
【０００５】
このＣＣＦＬランプ６は、上記ＨＣＦＬランプ１よりも電極構造を小さくできて、細型でランプ寿命も長く、用途が広がっている。しかしながら、ＣＣＦＬランプ６でも上述したように電極７の近傍での陰極降下電圧が大きくて発光効率という点ではＨＣＦＬランプ１より劣っている。
【０００６】
図７は最近注目を浴びてきている外部電極蛍光灯（以下、ＥＥＦＬランプという。External Electrode Flourescent Lamp ) の発光原理を示す図である。このＥＥＦＬランプ１０は、ガラス管２内には電極を設けずに、ガラス管２の両側の外部に電極１１を設けたものである。
このＥＥＦＬランプ１０は、上記ＣＣＦＬランプ６と同じ冷陰極管であり、発光の原理的な部分は同じである。両者の違いはＣＣＦＬランプ６の電極７がガラス管２内にあり、電子もガラス管２内を走るのに対して、ＥＥＦＬランプ１０では、ガラス管２の外部に電極１１を設置し、ガラス管２の外側を電子が走ることである。これにより、ＥＥＦＬランプ１０では、陰極降下電圧が小さくなり、低消費電力で発光し、ランプの発熱も非常に小さくなるという特徴がある。
【０００７】
上記ＣＣＦＬランプ６は放電管の一般的な性質として、図８に示すように、電流が増えると抵抗値が小さくなるという負性抵抗特性を持っているため、複数のＣＣＦＬランプ６を並列接続して点灯させようとしても、その内の１本しか点灯しないという問題を有している。
【０００８】
これに対してＥＥＦＬランプ１０は、図９に示すように、正の抵抗特性を持っているため複数のＥＥＦＬランプ１０を並列に接続しても点灯させることができる。しかし、ＥＥＦＬランプ１０は特性上、駆動に６０ＫＨｚ前後の高周波で、且つ１．６ＫＶ前後の高電圧の電源を要する。
そのため、商用電源のＡＣ１００Ｖ・２００Ｖを利用する場合、先ずこのＡＣ電源をＤＣ電源に変換し、更にＥＥＦＬランプ１０の点灯用の電源として高圧高周波に変換しなければならない。
【０００９】
かかる場合、各変換部分でのロスが発生し、効率が悪くなると共に、このロスが熱になるため大きな放熱器が必要となる。本来、ＥＥＦＬランプ１０はフィラメントが無いため、ＨＣＦＬランプ１に比べて管径を細くできて、施工上種々の優位性を持っているのであるが、上記の理由で電源部分が肥大化して、この特徴を活かせて無かった。
【００１０】
ＥＥＦＬランプを駆動点灯させるための既に商品化された電源部としては、例えば、ホームページにて照会されている下記に示す非特許文献１、２がある。
【００１１】
【非特許文献１】http://i-front.sekisui.co.jp/sign/html/products/eefl/index.html
【非特許文献２】http://www.lussstation.co.jp/eefl.html
【００１２】
これらの非特許文献１、２では、ＡＣ１００ＶをＤＣ２４Ｖに変換する電源部分（コンバータ部分）と、このＤＣ２４Ｖの直流電源を高周波発振させて、高電圧の高周波に変換するインバータ部分とで構成されている。
すなわち、これらの非特許文献１、２にて示されている電源装置は、コンバータ部分と、インバータ部分とが独立して構成されており、しかも、各素子の放熱バランスも取れておらず、肥大化したサイズ構成となっている。
【００１３】
これでは、照明器具の厚みを薄くできる、例えば、液晶のバックライトに使うと液晶画面が更に薄く設計が可能となる、一般照明や広告塔・看板なども同じメリットがあるという、折角のＥＥＦＬランプの細管特徴を活かしきれていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、ＥＥＦＬランプの細管の特徴を活かすため、その電源回路に構成を工夫することで、コンバータ、インバータの一体化を行なうと共に、ＥＥＦＬランプの細管に見合う細長基板化・放熱バランスを最適にして電源装置のコンパクト化を実現することを目的とした外部電極蛍光灯用の電源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、本発明の請求項１に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置では、外部電極蛍光灯１０の駆動に供する電源装置２０が、ＡＣ電源入力部３１と、整流部３２と、第１の平滑コンデンサＣ４と、スイッチング電源部３４と、第１のチョークコイルＬ２と、第２の平滑コンデンサＣ８と、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２と、第２のチョークコイルＬ３と、共振コンデンサＣ９と、高圧トランスＬ４とで構成されており、前記の各部品を基板４０上に概略一列に配置していることを特徴としている
【００１６】
請求項２に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置では、前記基板４０は細長状に形成されていて、該基板４０の幅寸法を、平滑コンデンサＣ４、Ｃ８、Ｃ９、高圧トランスＬ４、チョークコイルＬ２、Ｌ３の幅寸法に略合わせていることを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置では、発熱量の大きい前記整流部３２、スイッチング電源部３４、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２、高圧トランスＬ４を間隔をあけて配置し、各部品の配置間に発熱量の小さいコンデンサＣ４、Ｃ８、Ｃ９、チョークコイルＬ２、Ｌ３を配置していることを特徴としている。
【００１８】
請求項４に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置では、前記各部品を前記基板４０に実装した基板ユニット４１を樹脂モールドし、モールドした樹脂の表面を、該基板ユニット４１が納装配置される金属製のケース４２の内面に接触ないし密着させていることを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置では、前記請求項１から請求項４のいずれかで構成された電源装置２０と、該電源装置２０にて駆動される外部電極蛍光灯１０とで照明器具本体５１を構成し、前記電源装置２０の厚みと、外部電極蛍光灯１０用のソケット５３とのサイズが略同等としていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置によれば、外部電極蛍光灯１０の駆動に供する電源装置２０が、ＡＣ電源入力部３１と、整流部３２と、第１の平滑コンデンサＣ４と、スイッチング電源部３４と、第１のチョークコイルＬ２と、第２の平滑コンデンサＣ８と、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２と、第２のチョークコイルＬ３と、共振コンデンサＣ９と、高圧トランスＬ４とで構成されており、前記の各部品を基板４０上に概略一列に配置しているので、幅を狭くした細長の基板４０を製作でき、しかも、電源装置２０を構成しているコンバータ部２１とインバータ部２２との一体化ができ、ＥＥＦＬランプ１０の細管に見合った基板４０を提供することができる。
【００２１】
請求項２に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置によれば、前記基板４０は細長状に形成されていて、該基板４０の幅寸法を、前記コンデンサＣ４、Ｃ８、Ｃ９、高圧トランスＬ４、チョークコイルＬ２、Ｌ３の幅寸法に略合わせているので、基板４０の幅寸法を実装している素子の幅寸法とほぼ同等となり、基板４０の幅寸法を一層狭くすることができ、そのため、電源装置２０を一層小型化することができる。
【００２２】
請求項３に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置によれば、発熱量の大きい前記整流部３２、スイッチング電源部３４、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２、高圧トランスＬ４を間隔をあけて配置し、各部品の配置間に発熱量の小さいコンデンサＣ４、Ｃ８、Ｃ９、チョークコイルＬ２、Ｌ３を配置していることで、発熱量の大きい素子からの発熱を分散することができて、最適な放熱設計とすることができ、他の素子への熱的な悪影響を防止することができる。このように、コンバータ部２１とインバータ部２２の一体化を行なうと共に、ＥＥＦＬランプ１０の細管に見合う細長基板化・放熱バランスを最適にして電源装置２０のコンパクト化を実現することができる。
【００２３】
請求項４に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置によれば、前記各部品を前記基板４０に実装した基板ユニット４１を樹脂モールドし、モールドした樹脂の表面を、該基板ユニット４１が納装配置される金属製のケース４２の内面に接触ないし密着させているので、発熱量の大きい素子からの熱は、樹脂を介してケース４２へと伝導し、放熱を効率的に促進させることができる。
【００２４】
請求項５に記載の外部電極蛍光灯用の電源装置によれば、前記請求項１から請求項４のいずれかで構成された電源装置２０と、該電源装置２０にて駆動される外部電極蛍光灯１０とで照明器具本体５１を構成し、前記電源装置２０の厚みと、外部電極蛍光灯１０用のソケット５３とのサイズが略同等としているので、外部電極蛍光灯１０のソケット５３のサイズと略同等の電源装置２０を構成でき、照明器具本体５１の薄型化、設置スペースのスリム化・コンパクト化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のＥＥＦＬランプを起動・点灯するための電源装置２０の具体回路図を示し、この電源装置２０は大きく分けて、ＡＣ１００ＶあるいはＡＣ２００Ｖを直流に変換するコンバータ部２１と、このコンバータ部２１の出力である直流電源を高電圧の高周波に変換するインバータ部２２とで構成されている。
【００２６】
上記コンバータ部２１の主要素子は、図１に示すように、フューズＦ１、サージアブソーバーＺ１及び入力用コンデンサＣ１からなるＡＣ電源入力部３１と、コイルＬ１、コンデンサＣ２、Ｃ３及びダイオードブリッジＢＤ１からなる整流部３２と、平滑コンデンサＣ４と、電源ＩＣからなるスイッチング電源部３４と、チョークコイルＬ２と、平滑コンデンサＣ８とで構成されている。
また、インバータ部２２の主要素子は、高周波発振する一対のスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２と、チョークコイルＬ３と、共振コンデンサＣ９と、高圧トランスＬ４と、出力部３５とで構成されている。
【００２７】
上記主要素子のうち、平滑コンデンサＣ４、平滑コンデンサＣ８及び共振コンデンサＣ９のコンデンサと、チョークコイルＬ２、チョークコイルＬ３及び高圧トランスＬ４のコイル・トランス部品が構成上最も大きいサイズの部品であり、これらの部品を実装する基板としてこれらの部品以下のサイズの細長基板はできない。また、上記の素子を２つ並列に配置すると、２倍の幅の基板となってしまって、細長の基板を構成することができなくなる。
そこで、本発明では、基板の幅をこれらの部品の限界サイズにするため、それぞれの部品を概略一列上に配置するように回路基板設計を行なっている。これにより、基板４０の幅寸法を実装している素子の幅寸法とほぼ同等となり、基板４０の幅寸法を一層狭くすることができ、そのため、電源装置２０を一層小型化することができる。
【００２８】
また、素子の発熱の点からは、整流部３２、スイッチング電源部３４、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２及び高圧トランスＬ４の部品の発熱量が大きいため放熱の考慮をする必要がある。これらの発熱量の大きい素子を近接して配置すると他の素子に熱的に悪影響を与える恐れがある。最適な放熱にするには、熱源を形状内（基板上）に均一（等間隔）に配置することが重要である。
そのため、本発明では、整流部３２、スイッチング電源部３４、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２及び高圧トランスＬ４の各素子を発熱量の少ない平滑コンデンサＣ４、チョークコイルＬ２、平滑コンデンサＣ８、チョークコイルＬ３、共振コンデンサＣ９をその間に配置して発熱を分散させるようにしている。これにより、発熱量の大きい素子からの発熱を分散することができて、最適な放熱設計とすることができ、他の素子への熱的な悪影響を防止することができる。このように、コンバータ部２１とインバータ部２２の一体化を行なうと共に、ＥＥＦＬランプ１０の細管に見合う細長基板化・放熱バランスを最適にして電源装置２０のコンパクト化を実現することができる。
【００２９】
図２は上記各部品を基板４０に実装した場合の平面図を示し、基板４０の左方から発熱量の大きい整流部３２、スイッチング電源部３４、スイッチングトランジスタＱ１、Ｑ２、高圧トランスＬ４を略等間隔に配置し、これらの部品の間に発熱量の少ない他の部品を配置している。
なお、基板４０の表面に記されている小さな記号は部品配置用にシルク印刷されているものである。
【００３０】
図３に示すように、上記基板４０に各素子を実装した場合の基板ユニット４１の大きさは厚みは約１０ｍｍ、幅が約１８．５ｍｍ、長さが約２００ｍｍの大きさとすることができた。そして、基板ユニット４１を納装するケース４２の大きさも厚みが約１５ｍｍ、幅が約２２ｍｍ、長さが約２２０ｍｍの大きさに形成でき、ほぼ部品最大寸法のギリギリのサイズの大きさのケース４２に基板ユニット４１を納装することができる。
【００３１】
上記ケース４２内に基板ユニット４１を納装した状態でＥＥＦＬランプを点灯させる電源装置２０として、そのまま使用しても良いが、本発明では、ケース４２内に基板ユニット４１を納装してから一体樹脂モールドするようにしている。
モールドした樹脂の表面を金属製のケース４２の内面に接触ないし密着させるようにして、発熱素子からの熱を樹脂を介してケース４２へと伝導し、さらに、ケース４２の外殻から放熱させるようにしている。これにより別途放熱用の部材を必要とせず、そのため、電源装置２０のコンパクト化を助長させることが可能である。
【００３２】
このように本実施形態では、コンバータ部２１とインバータ部２２の一体化を行なうと共に、ＥＥＦＬランプ１０の細管に見合う細長基板化・放熱バランスを最適にして電源装置２０のコンパクト化を実現させることができる。
【００３３】
図４は上記電源装置２０を用いてＥＥＦＬランプ１０を２灯点灯させるようにした照明器具本体５１を示し、下面を開口した薄型のケース５２の天井面に上記電源装置２０とＥＥＦＬランプ１０を２灯配置したものである。
ＥＥＦＬランプ１０の両端にはソケット５３が装着されていて、このソケット５３に電源装置２０からコード５４が渡り配線されている。また、電源装置２０からは先端にプラグを設けた電源コード５５が導出されている。
【００３４】
このように図４に示すように、ＥＥＦＬランプ１０のソケット５３のサイズと略同等の電源装置２０（インバータ電源ユニット）を構成でき、照明器具本体５１の薄型化、設置スペースのスリム化・コンパクト化が可能となる。
なお、図４では、ＥＥＦＬランプ１０を２灯用いているが、１本でも良く、あるいは３本〜１０本程度のＥＥＦＬランプ１０を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態におけるコンバータ部とインバータ部とからなる電源装置の具体回路図である。
【図２】本発明の実施の形態における部品を実装した場合の基板の平面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態におけるケース内に基板を納装した場合の平面図及び側面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態におけるＥＥＦＬランプ及び電源装置を用いた照明器具本体の底面図及び側断面図である。
【図５】ＨＣＦＬランプの発光原理を示す図である。
【図６】ＣＣＦＬランプの発光原理を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＥＥＦＬランプ（外部電極蛍光灯）の発光原理を示す図である。
【図８】ＣＣＦＬランプの特性を示す図である。
【図９】ＣＣＦＬランプ及びＥＥＦＬランプの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  外部電極蛍光灯（ＥＥＦＬランプ）
２０  電源装置
３１  ＡＣ電源入力部
３２  整流部
３４  スイッチング電源部
４０  基板
４１  基板ユニット
５１  照明器具本体
５３  ソケット
Ｃ４  第１の平滑コンデンサ
Ｃ８  第２の平滑コンデンサ
Ｃ９  共振コンデンサ
Ｌ２  第１のチョークコイル
Ｌ３  第２のチョークコイル
Ｌ４  高圧トランス
Ｑ１、Ｑ２  スイッチングトランジスタ
【図１】
2007207445.tif 000003
【図２】
2007207445.tif 000004
【図３】
2007207445.tif 000005
【図４】
2007207445.tif 000006
【図５】
2007207445.tif 000007
【図６】
2007207445.tif 000008
【図７】
2007207445.tif 000009
【図８】
2007207445.tif 000010
【図９】
2007207445.tif 000011