BE1024146A1

BE1024146A1 - Protection contre les surtensions pour diodes électroluminescentes"

Info

Publication number: BE1024146A1
Application number: BE20145138A
Authority: BE
Inventors: Yves Borlez
Original assignee: Schreder Sa
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2017-11-21
Also published as: PL3024302T3; ZA201508572B; PT3024302T; BE1024146B9; CN105636261B; CN110677948A; CN105636261A; BE1024146B1; US10117301B2; US20160150606A1; HUE041683T2; RS58261B1; EP3024302B1; EP3024302A1; ES2707713T3; BE1024146A9; KR20160061272A; DK3024302T3

Abstract

(57) L'invention concerne un dispositif de protection contre les surtensions pour protéger des luminaires contre de fortes surtensions. Le dispositif de protection contre les surtensions comprend des éléments d'impédance en dérivation (510, 520) positionnés dans des raccordements (150,155) entre un pilote (120) et un module de diodes électroluminescentes (130) pour diriger le courant généré par des surtensions en mode différentiel et ou des surtensions en mode commun vers la terre afin que les éléments diodes électroluminescentes (170) dans le module de diodes électroluminescentes (130) ne soient pas détruites. Des elements d'impédance en serie (710, 720) peuvent également être prévus entre le pilote (120) et l'élément d'impédance en dérivation (510, 520).

Description

« Protection contre les surtensions pour diodes électroluminescentes »

Les luminaires à diodes électroluminescentes (DEL) sont souvent sujets à des fortes surtensions ayant des origines différentes. Ces surtensions peuvent être générées par des coups de foudre, par des phénomènes transitoires pendant l'allumage/ia coupure de charges inductives connectées au même réseau que le luminaire à DEL, ou par de lourdes machines industrielles.

De plus, dans certaines situations, des surtensions peuvent être générées par des charges électrostatiques qui se sont accumulées sur le corps du luminaire et qui peuvent trouver un moyen de se décharger par l'intermédiaire des DEL et du pilote de DEL dans le boîtier du luminaire vers les lignes de raccordement au réseau de distribution. Les DEL sont particulièrement sensibles aux décharges de haute tension et pourraient être endommagées, même sans dommage apparent au pilote de DEL. Cela peut avoir pour conséquence le court-circuitage de certaines, si non de toutes les DEL dans un groupe de DEL, étant donné que leurs puces ont été détruites par des hautes tensions.

Ces fortes surtensions peuvent être soit en mode différentiel où la haute tension apparaît dans l'alimentation réseau, c’est-à-dire entre les conducteurs de ligne et neutre de l’alimentation réseau, ou en mode commun où les deux conducteurs de ligne et neutre de l'alimentation réseau sont soumis à un phénomène transitoire de haute tension par rapport à la terre. Une combinaison des surtensions en mode différentiel et en mode commun est également possible.

Afin de protéger un luminaire contre de fortes surtensions, des composants de protection sont souvent prévus sur le chemin d'entrée du luminaire, c'est-à-dire entre l'alimentation réseau et un pilote pour un module de diodes électroluminescentes associé et comprennent souvent des varistances à oxyde métallique (MOV) ou des tubes à décharge gazeuse (GDT) ou une combinaison des deux. Ces composants de protection sont relativement efficaces contre les surtensions en mode différentiel, étant donné qu'ils sont connectés entre les conducteurs de ligne et neutre et absorbent l'énergie de la surtension ayant un courant dont l'intensité peut être de plusieurs kA. Ces composants de protection tendent à fournir une bonne protection pour le pilote, étant donné qu'il est le plus sensible aux surtensions en mode différentiel.

Mais le problème est différent pour les surtensions en mode commun. Il y a deux types de situations en fonction de la classe de protection IEC à laquelle le luminaire est assigné. Dans te cas d'un luminaire de classe I, la présence d'un raccordement de mise à la terre de protection (PE) permet aux composants de protection d'être connectés entre la ligne et la terre ou entre le neutre et la terre. Ces composants de protection tendent à fournir une bonne protection contre les surtensions en mode commun. En outre, des fusibles en série insérés entre l'entrée et le composant de protection couperont le circuit quand les composants de protection sont court-circuités.

Dans le cas d'un luminaire de classe II, il n'y a pas de raccordement PE et aucune connexion n'est autorisée entre les conducteurs de ligne et neutre de l'alimentation réseau et le boîtier du luminaire pour des raisons de sécurité électrique. Cela signifie que seuls des composants de protection différentiels peuvent être utilisés pour des luminaires de classe II. Néanmoins, cela ne signifie pas qu’une surtension ne peut pas trouver un chemin de retour fiable à la terre, étant donné qu'un chemin de retour peut être fourni par inadvertance par le cadre ou l'enceinte métallique du luminaire qui est monté sur un poteau métallique qui est, à son tour, en contact direct avec la terre.

Dans WO-A-2014/029772, un membre isolant capable de supporter les niveaux de tension de coups de foudre sur le chemin électrique d'un cadre de luminaire à la terre est prévu pour isoler le luminaire à DEL de la terre. Sans courants de retour, il ne peut y avoir aucun endommagement du luminaire. Cela est possible quand le cadre du luminaire est monté sur un poteau en fibres de verre ou en béton mais est difficile à mettre en œuvre quand le cadre du luminaire est monté sur un poteau métallique.

De plus, il est également important de prendre en considération le danger potentiel pour les DEL dû à des tensions statiques élevées qui peuvent être accumulées par électrisation du cadre de luminaire en raison de la présence de nuages lourdement chargés pendant un orage. Dans ce cas, il est également bénéfique d'éviter les différences de tension élevées entré les DEL et le cadre de luminaire. Résumé de l'invention

Par conséquent, un but de la présente invention est de fournir une protection contre les surtensions pour les DEL qui sont les composants les plus sensibles aux fortes surtensions.

Un autre but de la présente invention est de fournir une mesure peu coûteuse, facile à mettre en œuvre pour améliorer la protection des DEL de luminaire contre les surtensions tant en mode commun qu'en mode différentiel.

Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un dispositif de protection contre les surtensions pour protéger un luminaire, le luminaire comprenant un cadre, au moins un pilote et au moins un module de diodes électroluminescentes, chaque pilote et chaque module de diodes électroluminescentes étant montés sur le cadre avec une connexion électrique entre un pilote et son module de diodes électroluminescentes associé, le circuit de protection contre les surtensions comprenant au moins un élément d'impédance en dérivation situé entre la connexion électrique entre chaque pilote et son module de diodes électroluminescentes associé et le cadre, chaque élément d'impédance en dérivation comprenant au moins un de: un condensateur, une résistance et un composant à base de semi-conducteur.

En prévoyant au moins un élément d'impédance en dérivation entre la connexion électrique entre le pilote et son module électroluminescent associé et le cadre, les forts courants générés dus à des surtensions sont redirigés vers la terre par l'intermédiaire du cadre et n'affectent pas les diodes électroluminescentes dans le module de diodes électroluminescentes. Il faut savoir qu'au moins un élément d'impédance en dérivation est prévu pour chacune des connexions DEL+ et DEL- du module de diodes électroluminescentes.

De manière avantageuse, en utilisant des condensateurs, des résistances et des composants à base de semi-conducteur, une solution fiable et relativement bon marché peut être fournie pour la protection contre les surtensions pour des modules de diodes électroluminescentes et leurs diodes électroluminescentes associées. En particulier, en utilisant des condensateurs et des résistances, il n'y a pas de seuil auquel les condensateurs et résistances fonctionneront toujours et toute surtension sera dérivée par l'intermédiaire du cadre et puis vers la terre.

Dans un mode de réalisation, ledit au moins un module de diodes électroluminescentes comprend une carte de circuits imprimés et ledit au moins un élément d'impédance en dérivation est monté sur celle-ci.

Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins un élément d'impédance en dérivation est situé dans une boîte de raccordement entre le pilote et le module de diodes électroluminescentes.

Dans un mode de réalisation, ledit au moins élément d’impédance en dérivation comprend un condensateur. Chaque condensateur peut comprendre soit un condensateur X soit un condensateur Y ayant des caractéristiques de sécurité électrique prédéterminées. Lesdits condensateurs peuvent avoir une valeur de capacité entre 10 nF et 1000 nF.

Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins élément d'impédance en dérivation comprend une résistance. Ladite résistance peut avoir une valeur de résistance entre 1 ΜΩ et 10 ΜΩ.

Dans un mode de réalisation supplémentaire, ledit au moins élément d'impédance en dérivation comprend un composant à base de semi-conducteur ayant une tension de déclenchement qui est inférieure à une tension d'isolation entre le module de diodes électroluminescentes et le cadre. Le composant à base de semi-conducteur peut comprendre une diode Zener ou un parasurtenseur à semi-conducteur.

De plus, au moins un élément d'impédance en série peut être positionné entre ledit au moins un pilote et ledit au moins un élément d'impédance en dérivation.

Dans un mode de réalisation, ledit au moins élément d'impédance en dérivation comprend une bobine d'inductance.

Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins un élément d'impédance en série comprend un filtre de mode commun. Le filtre de mode commun peut comprendre deux bobines d'inductance couplées.

Brève description des dessins

Pour une meilleure compréhension de la présente invention, il sera maintenant fait référence, à titre d’exemple uniquement, aux dessins joints dans lesquels:

La figure 1 illustre une vue schématique d'un luminaire à DEL extérieur typique;

La figure 2 est similaire à la figure 1 mais illustre la propagation d'une surtension en mode différentiel à travers le luminaire;

La figure 3 est similaire à la figure 1 mais illustre la propagation d'une surtension en mode commun à travers le luminaire;

La figure 4 illustre un plan d'ensemble schématique de l'utilisation des composants de protection à l'entrée d'un luminaire;

La figure 5 est similaire à la figure 1 mais illustre des composants de protection contre les surtensions pour les éléments DEL selon la présente invention;

La figure 6 est similaire à la figure 5 mais illustre un courant passant par les composants de protection contre les surtensions dans le cas d'une surtension; et

La figure 7 est similaire à la figure 5 mais illustre des composants de protection contre les surtensions pour les éléments DEL selon la présente invention.

Description de l'invention

La présente invention sera décrite en rapport avec des modes de réalisation particuliers et en référence à certains dessins mais l'invention n'y est toutefois pas limitée. Les dessins décrits ne sont que schématiques et sont non limitatifs. Dans les dessins, la taille de certains des éléments peut être exagérée et non dessinée à l’échelle à des fins illustratives.

Les luminaires sont souvent composés d’un cadre métallique relié à la terre par un raccordement de mise à la terre de protection (PE). C'est le cas pour un luminaire de classe I (classe de protection IEC). Dans le cas où le luminaire n'est pas équipé d'un raccordement PE, le luminaire est appelé dispositif de classe II. Néanmoins, cela ne signifie pas qu'il n'y a aucune possibilité d'un retour à la terre, étant donné que le cadre métallique peut être en contact avec un poteau métallique qui est, à son tour, en relativement bon contact avec la terre. Cependant, la terre n'est pas aussi fiable pour ce qui est d'offrir une sécurité électrique mais elle peut être très bonne pour le retour de courants de surtension.

Nous référant pour commencer à la figure 1, il y est montré un luminaire 100 extérieur typique. Le luminaire 100 comprend un cadre métallique 110 sur lequel un pilote 120 de DEL et un module de DEL 130 sont montés. Le cadre métallique 110 a une partie transparente ou de lentille 140 qui est alignée sur le module de DEL 130 de sorte que la lumière fournie par le module de DEL peut être dirigée vers une zone ou région appropriée qui est à éclairer par le luminaire 100.

Le terme "cadre métallique” tel qu'utilisé dans le présent document est censé se référer non seulement à un cadre dans le logement ou boîtier du luminaire dans lequel des composants du luminaire sont montés mais aussi au logement ou boîtier de luminaire, Dans de nombreux modes de réalisation, le cadre métallique comprend le logement ou boîtier du luminaire.

Le pilote de DEL 120 comprend un côté primaire 120A et un côté secondaire 120B qui sont isolés l'un de l'autre (non représenté), le côté primaire étant raccordé à l'alimentation réseau 160 et le côté secondaire étant raccordé au module de DEL 130 au moyen de raccordements électriques 150, 155, un raccordement électrique étant raccordé à la ligne DEL+ (non représentée) et l'autre raccordement électrique étant raccordé à la ligne DEL- (également non représentée). Comme montré, l'alimentation réseau 160 a un conducteur de ligne 160L et un conducteur neutre 160N. Le cadre métallique 110 a un raccordement PE 165 comme c'est le cas pour les luminaires de classe I comme décrit ci-dessus.

Pour les luminaires de classe II (non représentés), il n'y a pas de raccordement PE et le cadre 110 est raccordé à la terre par l'intermédiaire du cadre métallique 110 et du poteau ou mât métallique (non représenté) sur lequel le cadre métallique est monté. L'isolation entre les côtés primaire et secondaire 120A, 120B du pilote de DEL 120 peut, en fonction du type de pilote de DEL, être capable de supporter une haute tension limitée pour empêcher une surtension d’atteindre le côté secondaire 120B du pilote de DEL 120.

Le module de DEL 130 comprend une pluralité d'éléments DEL 170 agencés en un motif sur une carte de circuits imprimés 180, la carte de circuits imprimés comprenant des lignes DEL+ et DEL- à raccorder aux raccordements électriques respectifs 150, 155 comme décrit ci-dessus. On se rendra aisément compte que les éléments DEL 170 peuvent être agencés en un quelconque motif approprié sur la carte de circuits imprimés 180 selon les exigences d'éclairage voulues.

Le module de DEL est monté sur un dissipateur de chaleur 190 pour la dissipation de la chaleur générée par les éléments DEL 170 quand le luminaire 100 est allumé.

Comme décrit ci-dessus, les conducteurs de ligne et neutre 160L et 160N alimentent le côté primaire 120A du pilote de DEL 120 à la tension de réseau, comprenant typiquement une tension alternative d'environ 230V (au moins en Europe continentale). Le côté secondaire 120B transforme la tension de réseau pour fournir un courant (et une tension) CC pour le module de DEL 130, et en particulier, à la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle les éléments DEL 170 sont montés.

Comme décrit ci-dessus, le pilote de DEL 120 fournit, la plupart du temps, une isolation électrique entre son côté ou circuit primaire 120A et son côté ou circuit secondaire 120B qui peut résister à certaines fortes surtensions comme décrit ci-dessus. Cependant, cela peut ne pas être le cas pour tous les pilotes de DEL et une protection supplémentaire contre les surtensions est requise pour le module de DEL 130.

Les éléments DEL 170 et la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle ils sont montés sont isolés du cadre métallique 110 du luminaire 100 par une couche isolante 185 prévue entre la carte de circuits imprimés 180 et le dissipateur de chaleur 190.

La figure 2 illustre la propagation d’une surtension en mode différentiel survenant entre les conducteurs de ligne et neutre 160L, 160N du luminaire 100 montré sur la figure 1. Les éléments du luminaire 100 précédemment décrits sur la figure 1 ont les mêmes numéros et ne seront pas décrits à nouveau ici.

Dans ce cas, la haute tension est appliquée en majeure partie aux composants dans le côté primaire 120A du pilote de DEL 120 (non représenté en détail). Ces composants peuvent comprendre des condensateurs à capacité électromagnétique (EMC), des filtres de mode commun, des ponts redresseurs et des transistors de commutation.

Dans la majorité des situations comme décrit ci-dessus, l'entrée du pilote de DEL 120 sera' la victime d’une telle surtension 200 qui a un chemin d’entrée 210 et un chemin de sortie 220, et l’isolation entre le côté primaire 120A et le côté secondaire 120B dans le pilote de DEL 120 peut être suffisante pour protéger les éléments DEL 170. Néanmoins, si une telle surtension .différentielle se propage dans le côté secondaire 120B comme indiqué par le chemin d'entrée 230 et le chemin de sortie 240 et provoque une forte surtension 250 entre les raccordements DEL+ et DEL- (non représentés) sur la carte de circuits imprimés 180, elle est également capable de détruire les éléments DEL 170 ainsi que la carte de circuits imprimés proprement dite sur laquelle ils sont montés.

La figure 3 illustre la propagation d'une surtension en mode commun survenant sur les deux conducteurs de ligne et neutre 160L, 160N du luminaire 100 montré sur la figure 1 par rapport à la terre. Les éléments du luminaire 100 précédemment décrits sur la figure 1 ont les mêmes numéros et ne seront pas décrits à nouveau ici.

Ce type de situation est plus dangereux pour les éléments DEL 170, étant donné qu'une surtension en mode commun peut se propager à travers le pilote de DEL 120 parce que la barrière d'isolation entre le côté primaire 120A et le coté secondaire 120B est souvent évitée par certains condensateurs EMC,- indiqué par exemple en 300, qui fournissent un passage à grande vitesse à travers le module de DEL 130.

De plus, les pilotes de DEL pour les luminaires de classe II sont également isolés du cadre métallique 110 du luminaire 100 et ne fournissent pas de retour interne vers la terre. Par conséquent, une surtension frappant le côté primaire 120A (entrée) du pilote de DEL 120 est presque complètement transférée au côté secondaire 120B (sortie) et puis au module de DEL 130 par les raccordements 150, 155, comme indiqué par la flèche 310, jusqu'à ce qu'une rupture de tension, comme indiqué en 320 et 330, survienne sur la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle les éléments DEL 170 sont montés.

Comme le dissipateur de chaleur 190 tend à être et électriquement et thermiquement conducteur, le courant passe de la rupture de tension comme indiqué en 320, 330, à travers la couche isolante 185 (qui est également détruite par la surtension) vers le dissipateur de chaleur 190 dans le cadre métallique 110 sur lequel le dissipateur de chaleur 190 est monté, comme indiqué par les flèches 340A, 340B, 340C, 340D, 340E, 340F. Le flux de courant fusionne dans le cadre métallique 110 et puis passe le long du cadre métallique 110, comme indiqué par la flèche 350, vers la terre en passant par le raccordement PE 165. Voilà comment la surtension en mode commun trouve son chemin de retour à la terre, c'est-à-dire par l'intermédiaire du cadre métallique 110 et de son raccordement PE 165.

Pour les luminaires de classe II, la surtension en mode commun est transférée à la terre par le raccordement mécanique entre le cadre et le poteau ou mât métalliquè sur lequel ils sont montés.

Bien que six chemins de courant soient représentés passant par le dissipateur de chaleur (190) vers le cadre 110, il faut savoir que c'est uniquement à titre d'illustration et qu'un nombre quelconque de chemins de courant peut être généré à travers le dissipateur de chaleur selon les zones de rupture sur la carte de circuits imprimés 180 et/ou de défaillance des éléments DEL 170.

De plus, la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle les éléments DEL 170 sont montés comprend souvent de grandes zones de cuivre à des fins de dissipation de chaleur. Ces grandes zones créent une capacité relativement grande qui peut permettre à des surtensions à grande vitesse de passer et de générer des courants préjudiciables à travers les éléments DEL 170. D'autre part, quand une charge électrostatique s'accumule sur le cadre métallique 110 du luminaire 100 ou quand la terre locale subit une augmentation soudaine du potentiel due à un coup de foudre local, comme indiqué en 360, la tension entre le cadre métallique 110 et les conducteurs de ligne et neutre 160L, 160N respectifs sera tellement élevée que la surtension trouvera un retour par le raccordement PE 165 dû à la différence de potentiel de plus kV entre le cadre 110 et les lignes d'alimentation réseau 160. Une rupture de tension aura lieu entre le cadre et les conducteurs de ligne ét neutre 160L, 160N, passant par les éléments DEL 170 et le pilote de DEL 120.

Comme décrit ci-dessus, pour les luminaires de classe I. des composants de protection seront prévus pour les surtensions en mode commun. Un diagramme schématique 400 est représenté sur la figure 4, lequel illustre l'emplacement de tels composants de protection.

Sur la figure 4, une entrée côté réseau 410 comprend les bornes de lignes et neutre 410L, 41 ON respectives et un raccordement PE 41 OPE, et est raccordée à une entrée 420 au côté primaire 120A sur le pilote de DEL 120 comme montré sur la figure 1. Les bornes à l'entrée 420 sont étiquetées respectivement 420L, 420N et 420PE et chaque borne est raccordée à une des bornes respectives 41OL, 41 ON et 41 OPE par l'intermédiaire d'un fil de raccordement 430L, 430N et 430PE comme montré.

Des fusibles en série 440, 450 sont représentés dans les fils de raccordement de ligne et neutre* respectifs 430L, 430N. Des éléments de protection 460, 470 et 480 sont également représentés, lesquels sont respectivement situés entre le fil de raccordement de ligne 430L et le fil de raccordement PE 430PE; le fil de raccordement neutre 430N et le fil de raccordement PE 430PE; et les fils de raccordement de ligne et neutre 430L, 430N comme montré.

Des éléments de protection 460, 470, 480 peuvent comprendre des varistances à oxyde métallique (MOV), des tubes à décharge gazeuse (GDT) ou une combinaison de MOV et GDT comme décrit ci-dessus.

Les fusibles en série 440, 450 fonctionnent conjointement avec les composants de protection 460, 470, 480 et peuvent être actionnés pour fermer le circuit, c'est-à-dire l'alimentation réseau du luminaire, quand les composants de protection 460, 470, 480 sont court-circuités.

Cependant, bien que ces composants de protection 460, 470, 480 fonctionnent pour protéger le pilote de DEL 120, ils peuvent ne pas être suffisants pour empêcher la destruction d'au moins une partie de la carte de circuits imprimés 180 et d'au moins certains des éléments DEL 170 montés sur celle-ci avant qu'ils soient activés.

Par conséquent, afin d'éviter la destruction des éléments DEL 170, une bonne approche consiste à s'assurer qu'aucune tension dangereuse ne puisse être générée entre la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle les éléments DEL 170 sont montés et le cadre métallique 110 du luminaire 100.

La figure 5 montre un luminaire 500 qui est identique au luminaire 100 sur la figure 1, exception faite de l'addition de composants de protection selon la présente invention. Des éléments d'impédance en dérivation 510, 520 qui sont insérés entre chacun des raccordements électriques respectifs 150, 155 (entre le pilote de DEL 120 et les lignes DEL+ et DEL- sur la carte de circuits imprimés 180 à laquelle les éléments DEL 170 sont raccordés) et le cadre métallique 110 du luminaire 500.

Dans le cas d'une surtension en mode commun, ces éléments d'impédance en dérivation 510, 520 fournissent un chemin de retour direct pour les courants de surtension via le cadre métallique 110 du luminaire 500 vers la terre. Ces éléments d'impédance en dérivation 510, 520 peuvent aussi être utilisés pour éviter le développement de charge électrostatique et une haute tension statique entre la carte de circuits imprimés 180 et le cadre métallique 110 du luminaire 500 pendant le développement d’une charge électrostatique dans les nuages comme précurseur à des orages ou pendant ceux-ci.

Comme le pilote de DEL 120 est en général plus résistant aux fortes surtensions que les éléments DEL 170, il tend en général à survivre à de telles fortes surtensions tandis que les éléments DEL seront détruits. De plus, le pilote de DEL 120 est également capable d'absorber les charges électrostatiques délivrées par les éléments d'impédance en dérivation 510, 520 de sorte que cela empêche les décharges électrostatiques de passer à travers les éléments DEL 170. Cela est montré plus clairement sur la figure 6.

La figure 6 montre le luminaire 500 avec une surtension 600 à l'entrée côté réseau 160. La surtension 600 passe à travers le côté primaire 120A (entrée) du pilote de DEL 120, comme indiqué par la flèche 610, et est presque complètement transférée vers le côté secondaire 120B, comme indiqué par la flèche 620, et par à travers celui-ci, comme indiqué par les flèches 630, 640 et dans les raccordements 150, 155. Au lieu que la surtension provoque un endommagement des éléments DEL 170 comme décrit ci-dessus en référence à la figure 3, le courant est canalisé via les éléments d'impédance en dérivation 510, 520 comme indiqué respectivement par les flèches 650, 660 dans le cadre métallique 110 et vers la terre via le raccordement PE 165, comme indiqué par les flèches 670, 680 et 690.

Les deux surtensions en mode commun et en mode différentiel à l’entrée du pilote de DEL 120 peuvent aussi générer une haute tension entre les lignes DEL+ et DEL- sur la carte de circuits imprimés 180 raccordée au côté secondaire 120B du pilote de DEL 120 par les raccordements respectifs 150, 155. Les deux éléments d'impédance en dérivation 510, 520 sont efficaces pour réduire cette haute tension. Dans ce cas, les deux éléments d'impédance en dérivation 510, 520 agissent comme s'ils étaient raccordés en série sur les lignes LED+ et LED-, c'est-à-dire entre les raccordements 150, 155 et le cadre 110.

Il est également possible de limiter le courant de surtension et d'améliorer la protection du pilote en insérant des composants en série avant les éléments d'impédance en dérivation 510, 520 comme montré sur la figure 7.

La figure 7 montre un luminaire 700 similaire à celui montré sur la figure 5 mais avec l'ajout d'éléments d'impédance en dérivation 710, 720 dans les raccordements respectifs 150, 155 entre le pilote de DEL 120 et les éléments d'impédance en dérivation 510, 520. Ces éléments d'impédance en série 710, 720 réduisent aussi davantage la tension entre la carte de circuits imprimés 180 et les éléments DEL 170 et le cadre métallique 110 et agissent comme des limiteurs de courant en cas de surtension tout en n'ayant aucun impact sur le courant CC qui est fourni aux éléments DEL 170 par le pilote de DEL 120.

Dans un mode de réalisation préféré, les éléments d'impédance en dérivation 510, 520 et/ou les éléments d'impédance en série 710, 720 sont situés sur la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle les éléments DEL 170 sont montés. En variante, ces éléments d'impédance peuvent aussi être disponibles dans une boîte de raccordement située à un quelconque endroit entre le côté secondaire 120B du pilote de DEL 120 et la carte de circuits imprimés 180 sur laquelle les éléments DEL 170 sont-montés (non représentée). Dans une autre variante (également non représentée), les éléments d'impédance en série 710, 720 peuvent être situés dans une boîte de raccordement située entre le côté secondaire 120B du pilote de DEL 120 et la carte de circuits imprimés 180 avec les éléments d'impédance en dérivation 510, 520 situés sur la carte de circuits imprimés 180.

Le choix du type d'élément d'impédance en dérivation est important pour fournir une protection efficace et un tel élément d'impédance en dérivation peut comprendre un de ce qui suit: un condensateur, une résistance et un composant à base de semi-conducteur tel que, sans toutefois,y être limité, une diode Zener et un parasurtenseur à semi-conducteur.

Si les éléments d’impédance en dérivation 510, 520 comprennent des condensateurs, ils formeront, avec la capacité parasite primaire à secondaire d’un transformateur entre le côté primaire 120A et le côté secondaire 120B du pilote de DEL 120 (montré comme 300 sur les figures 3 et 6), un pont diviseur qui réduira de manière significative la tension en mode commun à la sortie du pilote de DEL 120, pour autant que les valeurs de capacité de dérivation soient nettement plus grandes que les valeurs de capacité parasite des côtés primaire et secondaire 120A, 120B du transformateur dans le pilote de DEL 120. Étant donné que ces condensateurs en dérivation sont effectivement positionnés sur une couche d'isolation (la couche 185 dans le module de DEL 130), il est important de sélectionner des condensateurs qui sont appropriés pour ce type d'application, par exemple, dés condensateurs à filtre de ligne tels que des condensateurs X (pouvant être raccordés entre ligne et neutre) et/ou des condensateurs Y (pouvant être raccordés entre ligne et terre), qui ont été réglés pour satisfaire aux conditions de sécurité internationales requises. Des valeurs de capacité entre 10 nF et 1000 nF sont appropriées et on a constaté que des valeurs de capacité autour de 100 nF donnaient de bons résultats.

Si les éléments d'impédance en dérivation comprennent des résistances, celles-ci peuvent être utilisées pour éviter l'accumulation de tension électrostatique entre le cadre métallique 110 et les lignes de raccordement 150, 155 entre le pilote de DEL 120 et les lignes DEL+ et DEL- sur la carte de circuits imprimés 180 qui pourrait générer une décharge disruptive. Les valeurs dé résistance typiques de ces résistances se situent dans la plage de 1 ΜΩ à 10 ΜΩ, préservant la sécurité de l'isolation électrique entre la carte de circuits imprimés 180 et les éléments DEL 170 associés par rapport au cadre métallique 110.

Si les éléments d'impédance en dérivation comprennent des composants à base de semi-conducteur, ils déclencheront une tension prédéterminée, et il est important de veiller à ce que leur tension de déclenchement soit nettement plus basse que le niveau d’isolation intrinsèque de la carte de circuits imprimés 180 et des éléments DEL 170 associés par rapport au cadre métallique 110.

Naturellement, les éléments d'impédance en dérivation peuvent comprendre une quelconque combinaison de condensateurs, résistances et composants à base de semi-conducteur en fonction des exigences de protection.

Les éléments d'impédance en série 710, 720 peuvent comprendre des bobines d'inductance qui fournissent une impédance élevée aux surtensions à grande vitesse tout en étant presque transparent au courant CC alimentant la carte de circuits imprimés 180 et les éléments DEL 170 associés.

De plus, un filtre en mode commun peut être configuré à partir de deux bobines d'inductance couplées (non représentées) ayant des valeurs d'inductance appropriées.

On se rendra aisément compte que le dispositif de protection contre les surtensions défini par les éléments d'impédance en dérivation (et les éléments d'impédance en série, s'il y en a) peuvent être complétés en prévoyant des fusibles en série et des éléments de protection entre l'alimentation réseau 160 et le côté primaire 120A du pilote de DEL 120 comme décrit ci-dessus en référence à la figure 4.

La présente invention a été décrite en référence à un luminaire comprenant un seul module de DEL et un seul pilote de DEL. Cependant, on se rendra aisément compte qu’un pilote de DEL peut piloter plus d'un module de DEL dans le luminaire. De plus, il peut y avoir, dans le luminaire, plus d'un pilote de DEL qui pilote un ou plusieurs modules de DEL. Quand il y a plus d'un module de DEL dans le luminaire, les éléments d'impédance en dérivation peuvent être positionnés en travers de chaque module de DEL dans des raccordements respectifs entre le pilote de DEL et chaque module de DEL.

Bien que la présente invention ait été décrite en référence à des modes de réalisation spécifiques, on se rendra aisément compte que d'autres modes de réalisation sont possibles pour empêcher la destruction d'éléments DEL dans des luminaires pendant des surtensions.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de protection contre les surtensions pour protéger un luminaire, le luminaire, comprenant un cadre, au moins un pilote et au moins un module de diodes électroluminescentes, chaque pilote et chaque module de diodes électroluminescentes étant monté sur le cadre avec une connexion électrique entre un pilote et son module de diodes électroluminescentes associé, le circuit de protection contre les surtensions comprenant au moins un élément d'impédance en dérivation situé entre la connexion électrique entre chaque pilote et son module de diodes électroluminescentes associé et le cadre, chaque élément d'impédance en dérivation comprenant au moins un de: un condensateur, une résistance et un composant à base de semi-conducteur.
2. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 1, dans lequel ledit au moins un élément d'impédance en dérivation est situé dans une boîte de raccordement entre le pilote et le module de diodes électroluminescentes.
3. Dispositif de protection contre les surtensions selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit au moins un élément d'impédance en dérivation comprend un condensateur.
4. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 4, dans lequel chaque condensateur comprend un de: un condensateur X ou condensateur Y ayant des caractéristiques de sécurité électrique prédéterminées.
5. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 5, dans lequel chaque condensateur a une valeur de capacité entre 10 nF et 1000 nF.
6. Dispositif de protection contre les surtensions selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ledit au moins un élément d'impédance en dérivation comprend une résistance.
7. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 7, dans lequel ladite résistance comprend une valeur de résistance de 1 ΜΩ et 10 Mû.
8. Dispositif de protection contre les surtensions selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit au moins un élément d’impédance en dérivation comprend un composant à base de semi-conducteur ayant une tension de déclenchement qui est plus basse qu'une tension d'isolation entre le module de diodes électroluminescentes et le cadre.
9. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 9, dans lequel le composant à base de semi-conducteur comprend une diode Zener.
10. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 9, dans lequel le composant à base de semi-conducteur comprend un parasurtenseur à semi-conducteur.
11. Dispositif de protection contre les surtensions selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 comprenant en outre au moins un élément d'impédance en-série positionné entre ledit au moins un pilote et ledit au moins un élément d'impédance en dérivation.
12. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 12, dans lequel ledit au moins un élément d'impédance en série comprend une bobine d'inductance.
13. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 12, dans lequel ledit au moins un élément d'impédance en série comprend un filtre de mode commun.
14. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 14, dans lequel le filtre de mode commun comprend deux bobines d'inductance couplées.
15. Dispositif de protection contre les surtensions selon la revendication 14, dans lequel le filtre de mode commun comprend deux bobines d’inductance couplées.