FR2500251A1 - DEVICE FOR SUPPORTING FEEDBACK OF A FLUORESCENT LUMINAIRE - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIF D'ALIMENTATION DE SECOURS D'UN LUMINAIRE FLUORESCENT. LE DISPOSITIF D'ALIMENTATION DE SECOURS COMPREND UNE BATTERIE B ALIMENTANT UN CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU 2, T1, T2, T3, 12, 13, 14 DELIVRANT UN COURANT DE SORTIE VARIANT EN FONCTION INVERSE DE LA TENSION DE SORTIE.EMERGENCY POWER SUPPLY FOR A FLUORESCENT LUMINAIRE. THE EMERGENCY POWER SUPPLY DEVICE INCLUDES A BATTERY B POWERING A CONTINUOUS-CONTINUOUS CONVERTER 2, T1, T2, T3, 12, 13, 14 DELIVERING AN OUTPUT CURRENT VARIING IN THE REVERSE FUNCTION OF THE OUTPUT VOLTAGE.

Description

Dispositif d'alimentation de secours d'un luminaire fluorescentEmergency power supply of a fluorescent luminaire

L'invention concerne un dispositif d'alimentation de secours d'un luminaire fluorescent, permettant d'alimenter le luminaire sous  The invention relates to a device for back-up power supply of a fluorescent luminaire, making it possible to power the luminaire under

puissance réduite à partir d'une batterie d'accumulateurs.  reduced power from a storage battery.

Un luminaire fluorescent est constitué par un tube fluorescent équipé d'un ballast et d'un starter; il peut être compensé par un  A fluorescent fixture consists of a fluorescent tube equipped with a ballast and a starter; it can be offset by a

condensateur en parallèle sur son alimentation.  capacitor in parallel on his power supply.

Avec une alimentation de secours à puissance réduite, par rap-  With a back-up power supply with reduced power,

port à la puissance nominale du luminaire, le problème principal  port at the rated power of the fixture, the main problem

réside dans l'amorçage du tube fluorescent.  lies in the priming of the fluorescent tube.

On connait deux solutions classiques d'onduleurs pour ali-  We know two conventional UPS solutions for

menter un luminaire à puissance réduite; dans une première solution on alimente le luminaire à la fréquence de 50 Hz, mais sous tension réduite; dans une deuxième solution on alimente le luminaire sous  Maintain a reduced power fixture in a first solution, the luminaire is powered at a frequency of 50 Hz, but under reduced voltage; in a second solution, the luminaire is powered

tension nominale mais à une fréquence de 100 Hz.  rated voltage but at a frequency of 100 Hz.

Ces deux solutions permettant l'alimentation du luminaire mais non l'amorçage du tube fluorescent du fait de l'insuffisance du courant de chauffage des filaments du tube fluorescent. Afin de contourner cette impossibilité il est nécessaire d'alimenter d'abord le tube fluorescent à pleine puissance afin d'en assurer l'amorçage puis de réduire la puissance soit par modification de la fréquence soit par modification de la tension de l'onduleur. Bien évidemment la commutation entre l'alimentation à la pleine puissance et le régime d'alimentation à puissance réduite ne peut avoir lieu qu'après amorçage du tube fluorescent; pour cela on peut effectuer la commutation soit après un temps déterminé suffisant pour que l'amorçage ait eu lieu, soit par détectio.n de l'amorçage du tube fluorescent. Dans le cas o la commutation est effectuée après un temps déterminé ce temps doit être suffisant pour assurer l'amorçage  These two solutions allow the supply of the luminaire but not the priming of the fluorescent tube due to insufficient heating current filaments of the fluorescent tube. In order to circumvent this impossibility, it is necessary to supply the fluorescent tube firstly at full power in order to prime it and then to reduce the power either by modifying the frequency or by modifying the voltage of the inverter. Of course, switching between the power supply at full power and the power regime at reduced power can take place only after priming of the fluorescent tube; for this, it is possible to switch either after a predetermined time sufficient for the priming to take place, or by detectio.n of the priming of the fluorescent tube. In the case where the commutation is carried out after a determined time this time must be sufficient to ensure the priming

dans tous les cas; en cas de désamorçage accidentel du tube fluores-  in all cases; in case of accidental defusing of the fluorescent tube

cent le dispositif d'alimentation de secours ne peut le réamorcer.  the emergency power device can not reboot it.

Ces deux solutions sont assez complexes; d'autre part un onduleur à Hz est un dispositif coûteux et volumineux, et la compensation en  These two solutions are quite complex; on the other hand a Hz inverter is an expensive and bulky device, and compensation in

puissance du luminaire ne sera possible que pour un onduleur assu-  the power of the luminaire will only be possible for an inverter

rant l'amorçage et l'alimentation à la fréquence de 50 Hz.  priming and power supply at a frequency of 50 Hz.

-2 - L'invention a pour but de fournir un dispositif d'alimentation  The object of the invention is to provide a feed device

de secours d'un luminaire fluorescent ne présentant pas les inconvé-  emergency lighting of a fluorescent luminaire not presenting the

nients des dispositifs connus.known devices.

L'invention a pour objet un dispositif d'alimentation de secours d'un luminaire fluorescent à partir d'une batterie, caracté- risé par le fait qu'il eomporte un convertisseur continu-continu délivrant un courant de sortie variant en fonction inverse de la tension.  The subject of the invention is a device for back-up power supply of a fluorescent luminaire from a battery, characterized in that it comprises a DC-DC converter delivering an output current varying in inverse function from voltage.

L'invention sera mieux cem-rise à l'aide d'un exemple de réa-  The invention will be better understood using an example of

lisation illustrée par la figure anrnexée.  illustrated by the annexed figure.

Dans cette figure un luminaire fluorescent 1 est alimenté par le secteur alternatif à travers des contacts D2 et D3 d'un détecteur D qui détecte les coupures du secteur alternatif normal; un autre  In this figure a fluorescent luminaire 1 is fed by the AC sector through contacts D2 and D3 of a detector D which detects the cuts of the normal AC sector; another

contact D1 du déteeteur permet l'alimentation en secours du lumi-  contact D1 of the detector allows the emergency power supply of

naire, par fermeture du circuit d'une batterie B; un fil F1 est alors relié au pôle prsitif de la batterie par le contact DI, un fil  by closing the circuit of a battery B; a wire F1 is then connected to the positive pole of the battery by the contact DI, a wire

F2 étant relié direetement au paie négatif de la batterie. Un dispo-  F2 being connected directly to the negative pay of the battery. A provision

sitif de commande 2, qui est par exemple un circuit intégré du type 555 a une borne 8 reliée au fil F1 et une borne I reliée au fil F2. Deux résistances 3 et 4 et un eondonsateur 5 en série sont connectés entre]es fils F1 et F2; un point ecommun aux résistances 3 et 4 est relié à une borne 7 du dispositif de commande, dont des bornes 2 et 6 sont reliées un point eommin à la résistance 4 et au condensateur 5. Deux bornes 4 et 5 du dispositif de commande sont reliées au fil F2 par un eondensateur 6 et 7, respectivement. Un condensateur 8 de forte capacité, est connecté entre les fils F1 et F2. Une borne 3 du dispositif de commande est reliée à chacune des  2, which is for example an integrated circuit of the type 555 has a terminal 8 connected to the wire F1 and a terminal I connected to the wire F2. Two resistors 3 and 4 and a series emitter 5 are connected between the wires F1 and F2; a point ecommun with the resistors 3 and 4 is connected to a terminal 7 of the control device, whose terminals 2 and 6 are connected to a point eommin resistor 4 and the capacitor 5. Two terminals 4 and 5 of the control device are connected at wire F2 by a condenser 6 and 7, respectively. A capacitor 8 of high capacity, is connected between the F1 and F2 son. A terminal 3 of the control device is connected to each of the

bases de deux transistors T1 et T27 le transistor T1 ayant son col-  bases of two transistors T1 and T27 transistor T1 having its col-

lecteur au fil F1 et son émetteur relié à l'émetteur du transistor T2 dont le eollecteur est relié au fil F2. Les émetteurs des transistors T1 et T2 sont relies par une résistance g à la base d'un transistor T3; un condensabeur 10 est connecté ern parallèle sur la  F1 reader and its transmitter connected to the emitter of transistor T2 whose eollector is connected to the wire F2. The emitters of transistors T1 and T2 are connected by a resistor g at the base of a transistor T3; a capacabeur 10 is connected ern parallel on the

résistance 9. La base du transistor T3 est relié par une résis-  9. The base of transistor T3 is connected by a resistor

tance 1! au fil F2. Un transformateur 12 a un enroulement primaire El relie d'une part au fil FI et d'autre part au collecteur e0251 -3-  tance 1! over F2. A transformer 12 has a primary winding El connects firstly to the wire FI and secondly to the collector e0251 -3-

du transistor T3 dont l''émetteur est relié au fil F2; un enroule-  transistor T3 whose emitter is connected to the wire F2; a winding

ment secondaire E2 a une extrémité reliée par une diode 13 à une borne a et une autre extrémité reliée directement à une borne b; un condensateur 14 est connecté entre les bornes a et b qui sont reliées au luminaire fluorescent 1 par les contacts D2 et D3 en cas de défaut  secondary E2 has one end connected by a diode 13 to a terminal a and another end connected directly to a terminal b; a capacitor 14 is connected between the terminals a and b which are connected to the fluorescent luminaire 1 by the contacts D2 and D3 in case of defect

du secteur alternatif.alternative sector.

Le dispositif de commande 2, les transistors Tl, T2, T3, le transformateur 12, la diode 13 et le condensateur 14 constituent un  The control device 2, the transistors T1, T2, T3, the transformer 12, the diode 13 and the capacitor 14 constitute a

convertisseur continu-continu, alimenté par la batterie B, et déli-  DC-DC converter, powered by battery B, and deli-

vrant un courant Is sous une tension Vs.  supplying a current Is under a voltage Vs.

Un dispositif de blocage 15 comprend un transistor T4 ayant sa  A blocking device 15 comprises a transistor T4 having its

base reliée d'une part au collecteur du transistor T3 par une résis-  base connected on the one hand to the collector of the transistor T3 by a resistor

tance 16 et un condensateur 17 en série et d'autre part au fil F2 par une résistance 18, son émetteur relié au fil F2 et son collecteur relié d'une part au fil Fl par une résistance 19 et d'autre part  16 and a capacitor 17 in series and secondly to the wire F2 by a resistor 18, its transmitter connected to the wire F2 and its collector connected on the one hand to the wire Fl by a resistor 19 and secondly

directement à la borne 4 du dispositif de commande 2.  directly to terminal 4 of the control device 2.

Un circuit de protection contre les surtensions 20 comporte un  An overvoltage protection circuit 20 has a

transistor T5 dont le collecteur est relié au collecteur du tran-  T5 transistor whose collector is connected to the collector of the tran-

sistor T4, l'émetteur est relié au fil F2 et la base est reliée d'une part au fil F2 par une résistance 21 et d'autre part au collecteur du transistor T3 par une diode zener 22 en série avec une diode 23; un condensateur 24 est connecté en parallèle sur la diode zéner 22 et la  sistor T4, the transmitter is connected to the wire F2 and the base is connected on the one hand to the wire F2 by a resistor 21 and on the other hand to the collector of the transistor T3 by a zener diode 22 in series with a diode 23; a capacitor 24 is connected in parallel on the zener diode 22 and the

résistance 21.resistance 21.

Le luminaire fluorescent est normalement alimenté par le sec-  The fluorescent luminaire is normally powered by the

teur alternatif par les contacts D2 et D3, le contact Dl étant ouvert. Lorsque le secteur alternatif est en défaut, le détecteur D détecte l'absence de tension alternative et ferme le contact Dl et bascule les contacts D2 et D3 sur les bornes a et b. Le dispositif de commande 2 qui est essentiellement un circuit multivibrateur délivre sur sa borne 3 un signal en forme de créneau qui rend le  alternatively by the contacts D2 and D3, the contact D1 being open. When the AC mains is faulty, the detector D detects the absence of AC voltage and closes the contact D1 and switches the contacts D2 and D3 on the terminals a and b. The control device 2 which is essentially a multivibrator circuit delivers on its terminal 3 a slot-shaped signal which makes the

transistor Tl passant, ce transistor commandant à son tour le tran-  passing transistor T1, this transistor in turn controlling the

sistor T3. Le signal délivré par le dispositif de commande 2 a une  sistor T3. The signal delivered by the control device 2 has a

durée tl définie par les résistances 3 et 4 et le condensateur 5.  duration tl defined by the resistors 3 and 4 and the capacitor 5.

Pendant le temps tl de conduction du transistor T3, un courant tra-  During the conduction time T1 of the transistor T3, a current of

verse l'enroulement primaire El qui accumule une certaine énergie; lorsque le signal délivré par le dispositif de commande 2 disparaît  pours the primary winding El which accumulates a certain energy; when the signal delivered by the control device 2 disappears

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- 4 - au bout du temps tl, la borne 3 du dispositif de commande prend le potentiel 0, ce qui bloque le transistor Tl et rend le transistor T2 passant, qui assure ainsi le blocage du transistor T3. L'énergie  At the end of the time t1, the terminal 3 of the control device takes the potential 0, which blocks the transistor T1 and makes the transistor T2 passing, thereby ensuring the blocking of the transistor T3. energy

emmagasinée par l'enroulement primaire est récupérée par l'enroule-  stored by the primary winding is recovered by the winding

ment secondaire E2 pendant un temps de récupération T2; ce temps de récupération t2 est inversement proportionnel à la tension Vs sous laquelle cette énergie est utilisée, Vs étant la tension aux bornes a et b, donc aux bornes du luminaire, on a n2 V t2 -. ti ni Vs en désignant par nl et n2 le nombre de spires des enroulements primaire et secondaire, et par V la tension de la batterie B. Le courant moyen fourni par le dispositif d'alimentation de secours est égal à: t2 n2 V Is = Io Io (1) tl+t2 n2 V + ni Vs  secondary E2 during a T2 recovery time; this recovery time t2 is inversely proportional to the voltage Vs under which this energy is used, Vs being the voltage at the terminals a and b, therefore at the terminals of the luminaire, n2 V t2 -. ti ni Vs denoting by nl and n2 the number of turns of the primary and secondary windings, and V the voltage of the battery B. The average current supplied by the backup power device is equal to: t2 n2 V Is = Io Io (1) tl + t2 n2 V + ni Vs

Lorsque le starter du luminaire est en court-circuit la ten-  When the choke of the luminaire is short-circuited,

sion de sortie V2 du dispositif d'alimentation de secours est faible et le courant est élevé; on a pratiquement Is = Io, ce courant assurant le chauffage des filaments du tube du luminaire. Lorsque le starter s'ouvre, le courant qui était élevé passe à une valeur plus faible, ce qui provoque une surtension nécessaire à l'amorçage du  output V2 output of the backup power device is low and the current is high; This current is practically Is = Io, this current ensuring the heating of the filaments of the tube of the luminaire. When the starter opens, the current that was high goes to a lower value, which causes a surge necessary for the boot of the

tube.tube.

Pratiquement lorsque la tension Vs est égale n2/nl V le tube  Practically when the voltage Vs is equal n2 / nl V the tube

est amorcé et le courant Is prend la valeur Io/2; lorsque la ten-  is initiated and the current Is takes the value Io / 2; when the

sion Vs prend la valeur 3 n2/nl V, le starter est ionisé et le cou-  Vs takes the value 3 n2 / nl V, the choke is ionized and the

rant Is prend la valeur Io/4.rant Is takes the value Io / 4.

L'équation (1) montre que le courant moyen Is délivré par le  Equation (1) shows that the average current Is delivered by the

convertisseur continu-continu varie en fonction inverse de la ten-  DC-DC converter varies inversely with the voltage

sion de sortie Vs.output voltage Vs.

On peut également obtenir un fonctionnement similaire en gar-  It is also possible to obtain a similar operation in

dant constante la fréquence du signal délivré par le dispositif de Q0251 5 - commande 2 et en modifiant le rapport tl:t2, ou encore en gardant le temps de récupération t2 constant et en faisant varier le temps tl du  the frequency of the signal delivered by the Q0251 5-control device 2 and by modifying the ratio t1: t2, or by keeping the recovery time t2 constant and by varying the time t1 of the

signal délivré par le dispositif de commande.  signal delivered by the control device.

Le dispositif de blocage 15 assure le blocage du dispositif de commande 2 pendant le transfert de l'énergie emmagasinée dans l'en- roulement primaire El, donc pendant le temps de récupération t2. En effet quand le transistor T3 cesse d'être conducteur au bout du temps tl, la tension aux bornes de l'enroulement primaire El s'inverse et le transistor T4 devient conducteur; son collecteur est porté au potentiel du fil F2, ce qui porte également la borne 4  The locking device 15 locks the control device 2 during the transfer of the energy stored in the primary winding El, thus during the recovery time t2. Indeed, when the transistor T3 ceases to be conducting at the end of the time t1, the voltage across the primary winding El is reversed and the transistor T4 becomes conductive; its collector is brought to the potential of the wire F2, which also carries the terminal 4

du dispositif de commande au potentiel du fil F2 et bloque le multi-  from the control device to the potential of the wire F2 and blocks the multi-

vibrateur du dispositif de commande. Quand le transistor T4 se bloque après la récupération dans l'enroulement secondaire E2 de l'énergie emmagasinée dans l'enroulement primaire El, le dispositif de commande 2 délivre à nouveau, par sa borne 3, un signal de  vibrator of the control device. When the transistor T4 is blocked after the recovery in the secondary winding E2 of the energy stored in the primary winding E1, the control device 2 delivers again, via its terminal 3, a signal of

durée tl.duration tl.

Le dispositif de protection contre les surtensions 20 assure la protection du luminaire contre les surtensions. Si la tension au collecteur du transistor T3 devient trop élevée, la diode zéner 22  The overvoltage protection device 20 protects the luminaire against overvoltages. If the voltage at the collector of the transistor T3 becomes too high, the zener diode 22

devient conductrice et polarise le transistor T5 qui devient conduc-  becomes conductive and polarizes the transistor T5 which becomes conductive

teur; son collecteur, donc la borne 4 du dispositif de commande 2, sont portés au potentiel du fil F2, ce qui bloque le dispositif de  tor; its collector, therefore the terminal 4 of the control device 2, are brought to the potential of the wire F2, which blocks the device of

commande pendant la durée de la surtension.  control during the duration of the overvoltage.

Le dispositif d'alimentation de secours d'un luminaire fluo-  The emergency power supply of a fluorescent luminaire

rescent de l'invention a donc une caractéristique courant/tension de sortie qui permet à la fois l'amorçage du tube et son alimentation à puissance réduite, le courant étant élevé et la tension de sortie faible lors du chauffage du filament, et le courant faible et la  Therefore, the rescent of the invention has a current / output voltage characteristic which allows both priming of the tube and its power supply at reduced power, the current being high and the output voltage low when heating the filament, and the current weak and the

tension élevée lors de l'ionisation du tube.  high voltage during ionization of the tube.

Le dispositif d'alimentation de secours de l'invention est  The emergency power supply device of the invention is

donc essentiellement un convertisseur continu-continu; l'alimen-  so essentially a DC-DC converter; the SUPPLY TERMINAL

tation du luminaire fluorescent par ce dispositif est possible, sans polarisation du tube fluorescent, lorsque l'alimentation de secours n'est utilisée que pendant un temps relativement court, de l'ordre  This fluorescent luminaire is possible without polarization of the fluorescent tube when the emergency power supply is only used for a relatively short period of time.

d'une heure par exemple.of an hour for example.

- 6 -- 6 -

Claims (3)

REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'alimentation de secours d'un lumnaire fluorescent à partir d'une batterie (B), caractérisé par le fait qu'il comporte un convertisseur continu-continu (2, TI, T2, 3, 12, 13, 14' délivrant un eourant de sortie variant en fcnction inverse de la tension de sortie.  1 / A device for emergency power supply of a fluorescent light from a battery (B), characterized in that it comprises a DC-DC converter (2, T1, T2, 3, 12, 13, 14 providing an output current varying in inverse function of the output voltage. 2/ Dispositif d'alimentation de secours d'un luminaire fluorescent selon la revendieation 1,, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de commande (2) délivrant des signiaux de d'urée déterminée à un transistor (T3) en série avec un enroulcment primaire (El) d'un transformateur (12) dont un enroulement seecondaire (E2) alimente à2 / Emergency power supply device of a fluorescent luminaire according to revendieation 1 ,, characterized in that it comprises a control device (2) delivering determined urea signals to a transistor (T3) in series with a primary winding (El) of a transformer (12) having a secondary winding (E2) travers une diode (13) le luminaireun condensateur (14) étant bran-  through a diode (13) the light a capacitor (14) being connected ché en parallèle sur l'enroulement. seeondaire à travers la  parallel in the winding. furthermore through the diode (13), et un dispositif de blocage (15) commandé par une ten-  diode (13), and a locking device (15) controlled by a voltage sion eoilecteur dudit transi.stor fT3).t délivrant un signal de blo-  said transi.stor fT3) .toting a signal of cage au dispositif de zonade (2} pendant un temps de blocage nécessaire pour rScupérer dans i'enroulement secondaire l'énergie emmagasinée dans l'enroulezent primaire, ledit temps de blocage  cage to the zoning device (2) during a blocking time necessary to recover in the secondary winding the energy stored in the primary winding, said blocking time étant inversement proportionnel à la tension sous laquelle s'effec-  being inversely proportional to the tension under which tue la récupération.kill the recovery. 3/ Dispositif d'alimentation de secours selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de protection  3 / emergency power device according to claim 2, characterized in that it comprises a protection circuit contre les surtensions (20) commandé par une surtension au collec-  against overvoltage (20) controlled by an overvoltage at the teur dudit transistor (T3) et dlivemrant un signal d'inhibition au  said transistor (T3) and transmitting an inhibition signal to the dispositif de commande (2) pendant la durée de ladite surtension.  control device (2) during the duration of said overvoltage.
FR8102891A 1981-02-13 1981-02-13 DEVICE FOR SUPPORTING FEEDBACK OF A FLUORESCENT LUMINAIRE Granted FR2500251A1 (en)

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