FR2489071A1

FR2489071A1 - DC=AC converter supply for photocopier fluorescent tube - uses emitter resistor to detect tube current and triggers monostable which briefly inhibits oscillation of converter when power is excessive

Info

Publication number: FR2489071A1
Application number: FR8018348A
Authority: FR
Inventors: Jean-Claude Laville
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1982-02-26
Also published as: FR2489071B1

Abstract

The dc to ac converter provides alternating current for a photocopier fluorescent tube and has a power control circuit to provide close regulation of the light output of the fluorescent tube. A transistorised oscillator circuit is used with a voltage transformer (2) in the collector circuit of the transistor. A resistor in the emitter circuit of the oscillator transistor develops a voltage proportional to oscillator current. This voltage is filtered then applied to a comparator. If the comparator output goes high a monostable oscillator is activated. The base of the oscillator transistor has an inhibitor transistor connected to ground. The inhibitor transistor is controlled by a NAND gate which has the monostable as one input and the tube ON/OFF switch as the other input, so that the oscillations cease if the switch is off or while the monostable output is high.

Description

Circuit d'alimentation d'un tube fluorescent
La présente invention concerne un circuit d'alimentation d'un tube fluorescent destiné, en particulier, à assurer 11 éclairage d'un document à analyser et dont on veut effectuer une télécopie.Fluorescent tube supply circuit
The present invention relates to a supply circuit for a fluorescent tube intended, in particular, to provide lighting for a document to be analyzed and for which it is desired to make a fax.

D'une manière connue, l'alimentation de ces tubes s'effectue à partir d'une tension continue au moyen d'un convertisseur continualternatif à transformateur et transistor de puissance oscillateur dont la jonction émetteur-collecteur est montée en série avec l'enrou- lement primaire de ce transformateur. Ce convertisseur permet d'obtenir la tension alternative appliquée au tube par l'enroulement secondaire du transformateur. Ces montages sont cependant sensibles aux variations du gain en courant du transistor oscillateur qu'il est nécessaire de compenser. In a known manner, the supply of these tubes is carried out from a DC voltage by means of a DC converter with transformer and oscillator power transistor whose emitter-collector junction is connected in series with the winding - only primary of this transformer. This converter makes it possible to obtain the alternating voltage applied to the tube by the secondary winding of the transformer. These arrangements are however sensitive to variations in the current gain of the oscillator transistor which it is necessary to compensate.

La présente invention a notamment pour but d'éviter une telle compensation et les réglages qui peuvent en découler. The object of the present invention is in particular to avoid such compensation and the adjustments which may result therefrom.

Elle a pour objet un circuit d'alimentation d'un tube fluorescent comportant un convertisseur continu-alternatif à transformateur et à transistor oscillateur dont la jonction émetteur-collecteur est en série avec l'enroulement primaire du transformateur, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une résistance en série avec la jonction émetteur-collecteur du transistor oscillateur, un comparateur de tension prélevant la tension aux bornes de ladite résistance et la comparant avec un seuil de tension préétabli, un monostable déclenché par le comparateur lorsque la tension prélevée atteint ledit seuil et un transistor de blocage dudit transistor oscillateur, commandé par ledit monostable pour le blocage dudit transistor oscillateur pendant la période dudit monostable. It relates to a power supply circuit for a fluorescent tube comprising a DC-to-AC converter with an oscillator transistor, the emitter-collector junction of which is in series with the primary winding of the transformer, characterized in that it comprises , in addition, a resistor in series with the emitter-collector junction of the oscillator transistor, a voltage comparator taking the voltage across said resistor and comparing it with a pre-established voltage threshold, a monostable triggered by the comparator when the voltage taken reaches said threshold and a blocking transistor of said oscillating transistor, controlled by said monostable for blocking said oscillating transistor during the period of said monostable.

D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description d'un mode de réalisation, donnée en regard du dessin ci-annexé dont la figure unique est un schéma représentant un circuit d'alimentation d'un tube fluorescent, selon l'invention. Other characteristics and advantages of the present invention will appear during the description of an embodiment, given with reference to the attached drawing, the single figure of which is a diagram representing a supply circuit of a fluorescent tube. , according to the invention.

Dans cette figure, le tube fluorescent est illustré en 1. Ce tube est par exemple destiné à assurer l'éclairage d'un document dont on veut effectuer une télécopie. Il a une puissance nominale de l'ordre de 25 W, sa consommation est de l'ordre de 10W dans l'application envisagée. Le tube est alimenté à partir d'une source de tension continue notée Vcc Le circuit d'alimentation comporte un convertisseur continu-alternatif à transformateur 2 et à transistor de puissance oscillateur 3.Le transformateur 2 a un enroulement primaire unique 4; un enroulement secondaire 5 d'alimentation du tube ainsi que deux autres enroulements secondaires 6 et 7 reliés respectivement à deux filaments chauffants 8, 9, aux extrémités du tube, pour leur maintien sous tension, les enroulements 5 et 6 étant directement reliés, les enroulements 5 et 7 l'étant avantageusement par un condensateur 10 obligeant alors le courant à traverser le tube 1 dans un sens et l'autre. In this figure, the fluorescent tube is illustrated in 1. This tube is for example intended to ensure the lighting of a document which one wants to make a fax. It has a nominal power of around 25 W, its consumption is around 10 W in the application envisaged. The tube is supplied from a DC voltage source denoted Vcc. The supply circuit comprises a DC-to-AC converter with transformer 2 and an oscillator power transistor 3. The transformer 2 has a single primary winding 4; a secondary winding 5 for supplying the tube as well as two other secondary windings 6 and 7 connected respectively to two heating filaments 8, 9, at the ends of the tube, for keeping them under tension, the windings 5 and 6 being directly connected, the windings 5 and 7 being advantageously by a capacitor 10 then forcing the current to pass through the tube 1 in one direction and the other.

L'enroulement primaire est relié d'une part à la source continue de tension continue Vcc et d'autre part au collecteur du transistor oscillateur 3, ici de type NPN. L'émetteur de ce transistor oscillateur est relié à travers une résistance de mesure 11 à la masse de la source continue. Un condensateur 12 est monté sur l'enroulement primaire 4, il permettra de limiter les surtensions sur le collecteur du transistor oscillateur 3, dans le cas où le tube n'est pas branché. The primary winding is connected on the one hand to the DC source of DC voltage Vcc and on the other hand to the collector of the oscillator transistor 3, here of NPN type. The emitter of this oscillator transistor is connected through a measurement resistor 11 to the ground of the DC source. A capacitor 12 is mounted on the primary winding 4, it will limit the overvoltages on the collector of the oscillator transistor 3, in the case where the tube is not connected.

Le circuit d'alimentation comporte, en outre, pour la commande de blocage du transistor 3, un comparateur 13 prélevant la tension aux bornes de la résistance 11 et la comparant avec un seuil de tension préétabli Vs, un circuit monostable 14 déclenché par le comparateur 13 lorsque la tension prélevée atteint le seuil V5 et délivrant une impulsion de durée prédéterminée T et un transistor de commande 15 pour le blocage du transistor oscillateur 3 lorsque le monostable est déclenché et pendant la durée T de son impulsion. The supply circuit further comprises, for the blocking control of the transistor 3, a comparator 13 taking the voltage across the resistor 11 and comparing it with a preset voltage threshold Vs, a monostable circuit 14 triggered by the comparator 13 when the withdrawn voltage reaches the threshold V5 and delivering a pulse of predetermined duration T and a control transistor 15 for blocking the oscillator transistor 3 when the monostable is triggered and for the duration T of its pulse.

Le comparateur 13 est constitué par un amplificateur différentiel Ila, dont l'entrée négative est reliée à résistance de mesure 11 à travers un circuit RC, à résistance 16 montee entre cette entrée et la résistance 11 et condensateur 17 monté entre cette entrée et la masse. L'entrée positive de l'amplificateur reçoit le seuil de tension préétabli Vs défini par un pont de résistances 18 et 19 monté entre la masse et une tension positive +V et connecté à cette entrée positive. L'alimentation de cet amplificateur est prise entre la masse et la tension +V. The comparator 13 is constituted by a differential amplifier Ila, the negative input of which is connected to measurement resistor 11 through an RC circuit, to resistor 16 mounted between this input and the resistor 11 and capacitor 17 mounted between this input and the ground . The positive input of the amplifier receives the preset voltage threshold Vs defined by a resistance bridge 18 and 19 mounted between ground and a positive voltage + V and connected to this positive input. The power supply for this amplifier is taken between ground and voltage + V.

Une résistance 20 est reliée entre la sortie de l'amplificateur et la tension V. A resistor 20 is connected between the output of the amplifier and the voltage V.

La sortie de l'amplificateur est reliée à l'entrée de commande du monostable 14 déclenché, selon le niveau du signal de sortie de l'amplificateur, lorsque le signal prélevé aux bornes de la résistance 11 atteint le seuil Vs pour délivrer une impulsion de durée calibrée T. La sortie du monostable est reliée à une première entrée d'une porte logique 21, de type ET inverseuse (Nand), dont l'autre entrée est reliée entre un bouton de mise en service et hors service du circuit d'alimentation, schématisé par un interrupteur 22, et une résistance 23, l'interrupteur étant par ailleurs à la masse et l'autre borne de la résistance 23 reliée à la tension +V. The output of the amplifier is connected to the control input of the monostable 14 triggered, according to the level of the output signal of the amplifier, when the signal taken from the terminals of the resistor 11 reaches the threshold Vs to deliver a pulse of calibrated duration T. The output of the monostable is connected to a first input of a logic gate 21, of inverting AND type (Nand), the other input of which is connected between an activation and deactivation button of the circuit. power supply, shown diagrammatically by a switch 22, and a resistor 23, the switch also being grounded and the other terminal of the resistor 23 connected to the voltage + V.

La sortie de cette porte logique 21 est reliée, aveo une résistance 24 connectée à la source Vcc, à la base du transistor t5 de commande de blocage du transistor oscillateur 3. Ce transistor de commande 15 est ici de type NPN. Son collecteur est relié à travers une résistance 25 à la source Vcc et est connecté à la base du transistor 3 pour sa commmande. Son émetteur est relié à la masse. Un condensateur 26 est en outre monté entre la source Vcc et la masse. The output of this logic gate 21 is connected, with a resistor 24 connected to the source Vcc, at the base of the transistor t5 for blocking control of the oscillator transistor 3. This control transistor 15 is here of the NPN type. Its collector is connected through a resistor 25 to the source Vcc and is connected to the base of the transistor 3 for its control. Its transmitter is connected to ground. A capacitor 26 is further mounted between the source Vcc and the ground.

Lors de la mise en service du circuit d'alimentation, l'interrupteur 22 est ouvert pour la mise à un niveau positif, niveau logique 1, de l'entrée correspondante de la porte NAND 21 ; le monostable est au repos ce qui se traduit par un niveau logique 1 appliqué sur l'autre entrée de la porte NAND 21. La sortie de cette porte NAND est donc au niveau logique 0 et le transistor 15 bloqué. Le transistor 3 est normalement conducteur et le courant le traversant est croissant. When the supply circuit is put into service, the switch 22 is open to bring the corresponding input of the NAND gate 21 to a positive level, logic level 1; the monostable is at rest, which results in a logic level 1 applied to the other input of the NAND gate 21. The output of this NAND gate is therefore at logic level 0 and the transistor 15 blocked. The transistor 3 is normally conductive and the current flowing through it is increasing.

Simultanément la tension aux bornes de la résistance de mesure Il croit et atteint le seuil Vs appliqué au comparateur 13 dont le niveau
s de sortie bascule alors. Le signal de sortie du comparateur, traduisant que la tension aux bornes de la résistance 11 a atteint le seuil Vs, déclenche le monostable t4 qui délivre une impulsion négative de durée T. Cette impulsion applique un niveau logique 0 sur la porte
NAND 21 dont la sortie passant au niveau logique 1 et maintenue ainsi pendant la durée T assure la mise en saturation du transistor de commande 15 pendant cette durée T. Le transistor 15 saturé vient bloquer le transistor 3 pendant cette durée T. A la fin de l'impulsion de durée T le transistor 15 se bloque et le transistor 3 redevient normalement conducteur. Un nouveau cycle identique recommence. Simultaneously the voltage across the measurement resistor It increases and reaches the threshold Vs applied to comparator 13 whose level
s of output switches then. The comparator output signal, indicating that the voltage across the resistor 11 has reached the threshold Vs, triggers the monostable t4 which delivers a negative pulse of duration T. This pulse applies a logic level 0 to the gate
NAND 21 whose output passing to logic level 1 and thus maintained for the duration T ensures the saturation of the control transistor 15 during this duration T. The saturated transistor 15 comes to block the transistor 3 during this duration T. At the end of the pulse of duration T the transistor 15 is blocked and the transistor 3 becomes normally conducting again. A new identical cycle begins again.

Lors de la mise hors service du circuit d'alimentation, l'interrupteur 22 est fermé, simultanément l'entrée correspondante de la porte NAND 21 alors reliée à la masse passe au niveau logique 0. When the supply circuit is put out of service, the switch 22 is closed, simultaneously the corresponding input of the NAND gate 21 then connected to ground goes to logic level 0.

Dans ces conditions, quel que soit le niveau logique 1 ou 0 de sortie du monostable, la sortie de la porte NAND 21 passe au niveau 1 et assure donc la mise du transistor 15 à 11 état de conduction pour lequel le transistor 3 se bloque et est maintenu bloqué. Le tube n'est plus alimenté.Under these conditions, whatever the logic level 1 or 0 of the monostable output, the output of the NAND gate 21 goes to level 1 and therefore ensures the setting of the transistor 15 to 11 conduction state for which the transistor 3 is blocked and is kept blocked. The tube is no longer supplied.

Par ce montage, la commande de blocage du transistor oscillateur 3 est définie par la valeur du courant le traversant détectée à partir de la valeur de tension aux bornes de la résistance 11, les variations de gain de ce transistor n'interviennent donc pas pour cette commande et ne nécessitent aucune compensation particulière. La durée du blocage du transistor 3 est définie par la période T du monostable 14 déclenché par le comparateur. Ces deux paramètres Vs et T choisis, donnant la commande et la durée du blocage du transistor 3, permettent une mise en fonctionnement de l'alimentation sans mise au point ou réglage particulier préalable. By this arrangement, the blocking command of the oscillator transistor 3 is defined by the value of the current flowing through it detected from the voltage value across the resistor 11, the gain variations of this transistor therefore do not intervene for this order and do not require any particular compensation. The duration of the blocking of the transistor 3 is defined by the period T of the monostable 14 triggered by the comparator. These two parameters Vs and T chosen, giving the command and the duration of the blocking of the transistor 3, allow the supply to be put into operation without prior adjustment or particular adjustment.

Du fait également que la commande de blocage du transistor 3 est donnée par la valeur du courant le traversant, il est possible d'utiliser une source de tension continue non régulée. Dans le cas d'une source Vcc non régulée, les fluctuations de tension seront automatiquement compensées par une variation de 12 durée de conduction du transistor 3. Les deux paramètres Vs et T choisis déterminent la puissance consommée par le tube et la plage de fréquences d'oscillation.Alors que la puissance consommée par le tube varie peu avec la valeur de Vcc, on indique ci-après, à titre d'exemples, les valeurs de la période d'oscillation (durée de conduction suivie de la durée de blocage du transistor 3) dans le cas où la source Vcc de 9 V varie de + 20% et avec un monostable de période T de 18 s : avec Vcc de 7,5 V la période d'oscillation est de 50 avec Vcc de 9 V la période d'oscillation est de 40 s avec V de 11 V la période d'oscillation est de 34 pIs
Cc
On notera par ailleurs, que l'utilisation de la porte Nand 21 constitue une sécurité dans le fonctionnement du montage. En effet, lors de la mise hors service du circuit d'alimentation + V, cette porte étant à sortie à collecteur ouvert, elle se comporte comme un circuit ouvert, donc elle "force" le transistor 15 à l'état conducteur et, par là-même, le transistor 3 à l'état bloqué.Also because the blocking command for transistor 3 is given by the value of the current flowing through it, it is possible to use an unregulated DC voltage source. In the case of an unregulated source Vcc, the voltage fluctuations will be automatically compensated by a variation of 12 conduction times of the transistor 3. The two parameters Vs and T chosen determine the power consumed by the tube and the frequency range d While the power consumed by the tube varies little with the value of Vcc, the values of the oscillation period (conduction duration followed by the blocking duration of the transistor 3) in the case where the source Vcc of 9 V varies by + 20% and with a monostable of period T of 18 s: with Vcc of 7.5 V the oscillation period is 50 with Vcc of 9 V la oscillation period is 40 s with V of 11 V oscillation period is 34 pIs
CC
It will also be noted that the use of the Nand door 21 constitutes security in the operation of the assembly. Indeed, when the supply circuit + V is put out of service, this door being at an open collector output, it behaves like an open circuit, therefore it "forces" the transistor 15 to the conducting state and, by there, the transistor 3 in the blocked state.

On précise en outre que, dans ce montage, le transformateur 2 est en ferrite et que, pour une source Vcc de 7,5 à 11 V, son enroulement primaire présente 22 spires, l'enroulement secondaire 5 et chacun des deux autres enroulements secondaires ont respectivement 160 et 9 spires. Pour une source Vcc différente on modifiera le nombre de spires de l'enroulement primaire. It is further specified that, in this arrangement, the transformer 2 is made of ferrite and that, for a Vcc source of 7.5 to 11 V, its primary winding has 22 turns, the secondary winding 5 and each of the other two secondary windings have respectively 160 and 9 turns. For a different source Vcc, the number of turns of the primary winding will be modified.

Claims

1 / Supply circuit of a fluorescent tube comprising a DC-to-AC converter with a transformer and an oscillator transistor, the emitter-collector junction of which is in series with the primary winding of the transformer, characterized in that it further comprises , a resistor in series with the emitter-collector junction of the oscillator transistor, a voltage comparator taking the voltage across said resistor and comparing it with a preset voltage threshold, a monostable triggered by the comparator when the sampled voltage reaches said threshold and a blocking transistor of said oscillating transistor, controlled by said monostable for blocking said oscillating transistor during the period of said monostable.

2 / supply circuit according to claim 1, characterized in that it further comprises an AND reversing logic gate whose inputs are respectively connected to the output of said single table and to commissioning / off control means service of said circuit and the output of which controls said blocking transistor.

3 / supply circuit according to claim 2, characterized in that said commissioning / deactivation control means are constituted by a switch button connected to ground and a resistor connected to a DC voltage source V, put in series and whose common connection is connected to the corresponding input of said reversing AND gate.

4 / supply circuit according to one of claims 1 and 2, characterized in that an RC circuit interposed between said resistor and the corresponding input of said comparator, to suppress the voltage spike produced at the start of saturation of said transistor oscillator.

5 / supply circuit according to one of claims 1, 2 and 3 and wherein the transformer has a secondary supply winding of the tube and two other secondary windings for keeping the heating filaments of the tube under tension, characterized by the fact that it further comprises a capacitor mounted between the secondary supply winding and one of the other two secondary windings, forcing the current to pass through the tube in both directions.