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La présente invention se réfère à l'alimentation des enceintes lumineuses à gaz, telles que tubes d'éclairage lumipescents ou fluorescents, désignées dans le cours de la description qui suit sous le terme de "tubes à décharge".
De nombreux procédés ont été proposés pour obtenir cette alimen- tation au moyen de courants à haute fréquence. Cependant ce type d'alimen- tation n'a pratiquement pas été appliqué, ce qui semble dû au fait que l'on n'a pu jusqu'à présent surmonter les difficultés techniques qui se présen- tent. En outre les procédés connus ne permettent pas pratiquement d'alimen- ter plusieurs tubes.
L'invention a pour objet un dispositif qui permet de résoudre complètement le problème posé par l'alimentation des tubes à décharge au moyen de courants à haute fréquence.
Conformément à l'invention, ce dispositif consiste en ce que les courants à-haute fréquence sont produits par un générateur auto-oscillant, à l'enroulement de sortie duquel est couplé, par une impédance de couplage un circuit d'alimentation comprenant au moins un tube à décharge avec une impédance en sérié avec le dit tube.
Ce dispositif présente, entre àutres avantages, celui de permettre l'alimentation d'un nombre quelconque de tubes, dans les limites de la puissance de sortie de l'oscillateur, ce dernier restant constamment accor- dé quelle que soit la valeur de la charge, c'est à dire le nombre de tubes mis en service. Si l'on utilisait en effet, comme dans certains dispositifs connus, un oscillateur à fréquence imposée, il faudrait réaccorder le cir- cuit en fonction du nombre de tubes mis en fonctionnement.
D'autre part la présence d'une impédance en série avec chaque tube a pour effet de limiter le courant à travers le tube à une valeur con- venable. En effet, la tension d'amorçage ou tension d'ionisation des tubes au départ est très supérieure à la tension d'entretien et sans la présence d'une telle impédance le courant à travers la tube prendrait une valeur exa- gérée.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser un condensateur comme impédance en série avec chaque tube. Outre son rôle de limiteur de courant, le condensateur a pour effet de s'opposer à la création d'une com- posante continue de courant due à l'action de redresseur du tube en cours de fonctionnement, et par. conséquent d'éviter tout transport de matière d'une électrode à l'autre. De plus l'utilisation d'un condensateur en série avec chaque tube amélioré le fonctionnement de l'auto-oscillateur.
Il est également avantageux de donner à l'impédance formée par le condensateur en série aves chaque tube une valeur de l'ordre de la ré- sistance du tube de fonctionnement, étant entendu que le couplage entre l' enroulement de osrtie de l'auto-oscillateur et le circuit du tube donne une tension au moins égale à la tension d'amorçage du tube.
On peut utiliser tout type d'auto-oscillateur convenable. Il est cependant avantageux d'utiliser un auto-oscillateur comportant un mon- tage de lampes tétrodes oupentodes à régulation automatique de la tension de la grille-écran pour maintenir le courant grille dans des limites nor- males .
La Demanderesse a observé que si l'on alimente un tube à déchar- ge au moyen d'un courant d'une fréquence inférieure au temps de désionisa- tion du gaz ou de la vapeur contenu dans le tube, l'énergie absorbée par ce gaz ou cette vapeurpour s'ioniser pendant une demi-période est restituée sous forme de chaleur durant le temps de désionisation, pendant la demi- période suivante. Il en résulte une perte d'énergie qui se reproduit à cha-
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que cycle et qui diminue dans de grandes proportions le rendement lumineux du tube.
L'invention prévoit donc l'alimentation des tubes à décharge au moyen de courants de fréquence telle que la période soit sensiblement plus courte que le temps de désionisation du gaz ou de la vapeur inclus dans le tube. C'est ainsi que pour un tube qui contiendrait uniquement de la vapeur de mercure, on utiliserait des fréquence de 15 à 20 kilocycles par seconde.
Pratiquement, et pour tenir compte de l'existence dans les tubes courants des gaz rares; argon, néon, krypton, et du temps de désionisation de ces gaz, on utilisera des fréquences de l'ordre de 100 kilocycles par seconde.
La limite supérieure de la fréquence que l'on peut utiliser est limitée pour ne pas créer un trouble dans les transmissions radiotélégraphi- ques et la radiodiffusion. D'autre part, on éprouve de trop grandes diffi- cultés pour la transmission à distance de l'énergie à très hautefréquenoe (phénomènes de résonance dans les lignes, effet de peau dans les conduc- teurs, etc...).
Le schéma ci-joint montre à titre d'exemple non limitatif, un dispositif suivant l'invention.
L'oscillateur comporte deux tétrodes ou pentodes ¯la dont les cir- cuits plaque sont montés sur le circuit de sortie 2. Ce circuit comporte une self 3 dont le point milieu est relié à la haute tension par l'intermédiai- re d'une bobine de choc 4 destinée à arrêter les oscilations parallèles.
La self 3 est couplée à une self 5 reliée par une ligne '6 aux tubes à déchar- ge 7-7a....à alimenter et qui sont montés en parallèle-
Sur chaque tube est monté un interrupteur 8 et un condensateur 9.
Pour une alimentation en courant haute fréquence de 100 kilocycles et des tubes de type courant, on utilise, par exemple, des condensateurs 9 de 300 picofarads. Ces condensateurs peuvent notamment être disposés dans le culot de branchement des tubes.
Le montage auto-oscillateur à tétrodes ou:pentodes représenté est particulièrement avantageux. En effet, supposons qu'un seul tube soit mis en circuit. Le courant d'anode est faible et par conséquent le courant de la grille-écran est élevé, d'où une faible tension écran en raison de la présence des résistances 10. La pente de la lampe est faible, ce qui corres- pond à un faible courant de grille.
Si l'on augmente le nombre de tubes en service, le courant d'a- node augmente, le courant de, la grille-écran diminue et la tension écran augmente, d'où augmentation du courant grille.
On obtient donc un fonctionnement correct de l'oscillateur quelle que soit la charge, c'est-à-dire le nombre de tubes mis en service, le montage représenté permettant d'obtenir une régulation automatique de l'é- cran pour maintenir le courant grille dans des limites normales.
Le dispositif d'alimentation suivant l'invention permet d'obte- nir un certain nombre d'avantages importants qui sont notamment, outre la suppression des effets stroboscopiques, des risques d'électrocution et de la diminution des effets des court-circuits, l'augmentation très importante du rendement. La Demanderesse a constaté en effet que le rendement lumineux (lumen/watt) était très supérieur, de l'ordre de 4 à 1, par rapport aux tu- bes alimentés par les dispositifs connus. Cette amélioration notable du rendement est due au fait que l'on supprime ou diminue dans une grande mesu- re l'énergie dépensée sous la forme de chaleur pour la désionisation du gaz ou de la vapeur contenu dans le tube.
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En outre, l'invention permet d'utiliser des tubes à décharge qui ne comportent pas d'électrodes ou filamentso C'est ainsi que l'on peut uti- liser des tubes comportant à chaque extrémité une simple plaque éventuelle- ment munie de pointeso
REVENDICATIONS.
1) Dispositif pour l'alimentation au moyen de courants à haute fréquence d'enceintes lumineuses à gaz, telles que tubes d'éclairage fluo- rescents ou luminescents, qui consiste en ce que les courants à haute fré- quence sont produits au moyen d'un générateur auto-oscillant à l'enroule- ment de sortie duquel est couplé, par une impédance de couplage, un circuit d'alimentation comprenant au moins une enceinte lumineuse à gaz avec une impédance en série avec la dite enceinte.
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The present invention relates to the supply of gas light enclosures, such as lumipescent or fluorescent lighting tubes, designated in the course of the description which follows under the term “discharge tubes”.
Many methods have been proposed to obtain this power by means of high frequency currents. However, this type of power supply has hardly been applied, which seems to be due to the fact that the technical difficulties which have arisen have not been overcome so far. Furthermore, the known methods do not practically make it possible to feed several tubes.
The object of the invention is a device which makes it possible to completely solve the problem posed by the supply of the discharge tubes by means of high frequency currents.
According to the invention, this device consists in that the high-frequency currents are produced by a self-oscillating generator, to the output winding of which is coupled, by a coupling impedance, a supply circuit comprising at least a discharge tube with an impedance in series with said tube.
This device has, among other advantages, that of allowing the supply of any number of tubes, within the limits of the output power of the oscillator, the latter remaining constantly tuned whatever the value of the load. , ie the number of tubes put into service. If in fact, as in certain known devices, an oscillator with a fixed frequency were used, the circuit would have to be re-tuned according to the number of tubes put into operation.
On the other hand, the presence of an impedance in series with each tube has the effect of limiting the current through the tube to a suitable value. In fact, the starting voltage or ionization voltage of the tubes at the start is much higher than the sustaining voltage and without the presence of such an impedance, the current through the tube would take an exaggerated value.
It is particularly advantageous to use a capacitor as the impedance in series with each tube. In addition to its role of current limiter, the capacitor has the effect of opposing the creation of a continuous current component due to the rectifying action of the tube during operation, and by. Therefore avoid any transport of material from one electrode to another. Additionally the use of a capacitor in series with each tube improved the operation of the auto-oscillator.
It is also advantageous to give the impedance formed by the capacitor in series with each tube a value of the order of the resistance of the operating tube, it being understood that the coupling between the coil of the auto -oscillator and the tube circuit gives a voltage at least equal to the starting voltage of the tube.
Any suitable type of auto-oscillator can be used. However, it is advantageous to use an auto-oscillator comprising an assembly of tetrode or pentode lamps with automatic regulation of the voltage of the screen grid to keep the grid current within normal limits.
The Applicant has observed that if a discharge tube is supplied by means of a current of a frequency lower than the time for deionization of the gas or vapor contained in the tube, the energy absorbed by this tube. gas or this vapor to ionize for a half-period is restored in the form of heat during the deionization time, during the following half-period. This results in a loss of energy which recurs every time.
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cycle and which greatly reduces the light output of the tube.
The invention therefore provides for the supply of the discharge tubes by means of currents of frequency such that the period is appreciably shorter than the time for deionization of the gas or of the vapor included in the tube. Thus, for a tube that would contain only mercury vapor, frequencies of 15 to 20 kilocycles per second would be used.
Practically, and to take into account the existence in the current tubes of rare gases; argon, neon, krypton, and during the deionization time of these gases, frequencies of the order of 100 kilocycles per second will be used.
The upper limit of the frequency which can be used is limited so as not to create a disturbance in radiotelegraph transmissions and broadcasting. On the other hand, there are too great difficulties for the remote transmission of energy at very high frequency (resonance phenomena in the lines, skin effect in the conductors, etc.).
The attached diagram shows by way of nonlimiting example a device according to the invention.
The oscillator has two tetrodes or pentodes ¯la whose plate circuits are mounted on output circuit 2. This circuit has a choke 3 whose midpoint is connected to the high voltage through the intermediary of a shock coil 4 intended to stop parallel oscillations.
The choke 3 is coupled to a choke 5 connected by a line '6 to the discharge tubes 7-7a .... to be supplied and which are connected in parallel.
On each tube is mounted a switch 8 and a capacitor 9.
For a high-frequency current supply of 100 kilocycles and tubes of the current type, capacitors 9 of 300 picofarads are used, for example. These capacitors can in particular be placed in the connection base of the tubes.
The auto-oscillator arrangement with tetrodes or: pentodes shown is particularly advantageous. Indeed, suppose that only one tube is switched on. The anode current is low and therefore the current of the screen grid is high, hence a low screen voltage due to the presence of resistors 10. The slope of the lamp is low, which corresponds to low gate current.
If the number of tubes in service is increased, the node current increases, the current of the screen grid decreases and the screen voltage increases, hence the grid current increases.
Correct operation of the oscillator is therefore obtained whatever the load, that is to say the number of tubes put into service, the assembly shown making it possible to obtain automatic regulation of the screen to maintain the current burns within normal limits.
The power supply device according to the invention makes it possible to obtain a certain number of important advantages which are in particular, in addition to the elimination of the stroboscopic effects, the risks of electrocution and the reduction of the effects of short circuits, very significant increase in yield. The Applicant has in fact observed that the light output (lumen / watt) was much higher, of the order of 4 to 1, compared to the tubes supplied by known devices. This noticeable improvement in efficiency is due to the fact that the energy expended in the form of heat for the deionization of the gas or vapor contained in the tube is removed or reduced to a great extent.
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In addition, the invention makes it possible to use discharge tubes which do not include electrodes or filaments. Thus it is possible to use tubes comprising at each end a simple plate optionally provided with points.
CLAIMS.
1) Device for the supply by means of high frequency currents of gas light enclosures, such as fluorescent or luminescent lighting tubes, which consists in that the high frequency currents are produced by means of a self-oscillating generator to the output winding of which is coupled, by a coupling impedance, a supply circuit comprising at least one gas light enclosure with an impedance in series with said enclosure.