FR2545311A1 - Circuit de ballast pour des lampes equipees de tubes a decharge dans un gaz a basse tension - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'ECLAIRAGE PAR DECHARGE DANS UN GAZ. UN CIRCUIT DE BALLAST RESISTIF-CAPACITIF 20 POUR UNE COMBINAISON SERIE D'UN TUBE A DECHARGE DANS UN GAZ ET D'UN FILAMENT INCANDESCENT COMPREND NOTAMMENT UN CONDENSATEUR C BRANCHE EN SERIE AVEC LE TUBE ET LE FILAMENT. ON CHOISIT LA VALEUR DU CONDENSATEUR DE FACON A REDUIRE LA TENSION APPLIQUEE (120V OU 220V) JUSQU'A UNE PLAGE DESIREE POUR FAIRE FONCTIONNER LE CIRCUIT DE MANIERE QU'IL PRODUISE UNE TENSION REDUITE DESIREE POUR LE FONCTIONNEMENT DU TUBE A DECHARGE. CECI DIMINUE DE FACON CORRESPONDANTE LA TENSION DE REAMORCAGE QUI PEUT ETRE NECESSAIRE POUR FAIRE FONCTIONNER LE TUBE A DECHARGE DANS DES CONDITIONS DE REAMORCAGE. APPLICATION AUX LAMPES A DECHARGE.

Description

La présente invention concerne un circuit de ballast pour une lampe à

décharge dans un gaz L'invention porte plus particulièrement sur un circuit de ballast fonctionnant directement à partir d'une source de tension alternative et comportant un condensateur connecté en série à une combinaison série d'un filament incandescent et d'un

tube à décharge dans un gaz.

Des perfectionnements récents à la technique de l'éclairage par incandescence ont conduit à la réalisation d'un dispositif d'éclairage perfectionné comportant un tube à décharge dans un gaz à haut rendement en tant que source lumineuse principale, et un filament incandescent en tant que source lumineuse complémentaire Une telle lampe à incandescence perfectionnée est décrite de façon générale

dans le brevet US 4 350 930.

Le tube à décharge dans un gaz possède divers modes de fonctionnement tels que: ( 1) un mode de claquage initial à tension élevée, ( 2) un mode de transition entre la décharge luminescente et la décharge d'arc, et ( 3) un

mode de fonctionnement de régime permanent L'un des para-

mètres de fonctionnement du circuit consiste en ce que la tension appliquée aux bornes du tube à décharge dans un gaz est telle que le courant circulant dans le tube à décharge dans un gaz soit maintenu audessus d'une valeur critique telle que 60 m A Si le courant qui circule dans le tube à

décharge dans un gaz tombe au-dessous de cette valeur criti-

que, la condition d'arc du tube à décharge dans un gaz peut disparaître, ce qui peut entraîner le retour du tube à décharge dans un gaz de son mode de fonctionnement en régime

permanent à son mode de transition d'une décharge luminescen-

te à une décharge d'arc, ou même au mode de claquage initial.

Le rétablissement de la condition d'arc désirée du tube à décharge dans un gaz peut exiger une tension de réamorçage ayant une valeur qui est de façon caractéristique d'au moins environ 2,5 fois celle de la tension de fonctionnement du

tube à décharge dans un gaz.

La tension de réamorçage nécessaire pour un tube à

décharge dans un gaz, égale à 2,5 fois sa tension de fonc-

tionnement, présente une difficulté pour un circuit de -

ballast pour un tube à décharge fonctionnant directement à partir d'une source alternative de 120 volts, 60 Hz Par exemple, si le tube à décharge dans un gaz a une tension de fonctionnement de 80 V%, une tension de réamorçage de

x 2,5 = 200 volts ou plus est nécessaire de façon carac-

téristique, et on ne peut habituellement pas disposer d'une telle valeur de tension, à partir des tensions de crête

d'une source alternative caractéristique à 120 volts, 60 Hz.

On considère souhaitable d'employer des moyens pour réduire la tension de fonctionnement d'un tube à décharge dans un gaz, ce qui réduit à son tour la valeur de la tension de réamorçage nécessaire, ceci permettant à son tour de produire plus aisément la tension de réamorçage à partir de la valeur de tension de cr 8 te d'une source alternative caractéristique

à 120 volts, 60 Hz, et il devient ainsi plus facile au cir-

cuit de ballast de faire fonctionner le tube à décharge dans un gaz directement à partir d'une source alternative à

120 volts, 60 Hz.

Une difficulté supplémentaire qu'on rencontre avec un circuit de ballast consiste dans l'aptitude du circuit à s'adapter à des changements des paramètres de tension et de fréquence de la source alternative Les paramètres de tension

et de fréquence sont déterminés par la source d'énergie dis-

ponible Par exemple, on choisit de façon caractéristique les paramètres d'un circuit de ballast en fonction de la source de tension alternative appliquée, d'une manière telle

qu'un circuit de ballast fonctionnant avec une tension alter-

native appliquée de 120 volts, 60 Hz, ne fonctionne pas d'une manière satisfaisante lorsque la source alternative appliquée est changée pour passer d'une source alternative de volts, 60 Hz, disponible de façon caractéristique pour l'utilisation aux Etats-Unis, à une source alternative de 220 volts, 50 Hz, disponible de façon caractéristique pour

l'utilisation en Europe et ailleurs dans le monde On consi-

dère qu'il est souhaitable de réaliser un circuit de ballast

pour un tube à décharge dans un gaz qui soit capable de -

fonctionner directement soit sur une source d'énergie alter-

native de 120 volts, 60 Hz, soit, avec un choix approprié de composants, à partir d'une source d'énergie de 220 volts, Hz. Les buts de l'invention sont donc ( 1) de procurer un circuit de ballast qui puisse fonctionner directement à partir d'une source alternative, et ( 2) de procurer un tel circuit de ballast qui fonctionne directement soit avec une source d'énergie alternative de 120 volts, 60 Hz, soit avec

une source d'énergie alternative de-220 volts, 50 Hz.

Conformément à l'invention, un dispositif d'éclai-

rage comportant un circuit de ballast fonctionnant directe-

ment à partir de diverses sources de courant alternatif, pro-.

cure une tension de fonctionnement désirée pour un tube à

décharge dans un gaz ayant un filament de tungstène incan-

descent connecté en série.

Dans un mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage qui comporte un tube à décharge dans un gaz en tant que source lumineuse principale, il existe un filament qui fait fonction d'élément résistif et de source lumineuse complémentaire Le filament est branché en série avec le tube à décharge dans un gaz, de même qu'un circuit de démarrage et un condensateur Le circuit de ballast résistif-capacitif est conçu de façon à accepter diverses tensions alternatives appliquées entre ses bornes Le circuit de ballast produit une tension alternative de fonctionnement pour un tube à décharge dans un gaz Le circuit de ballast comprend un con-

densateur connecté en série entre l'une des bornes auxquel-

les la source de tension alternative est appliquée, et la combinaison série du filament et du tube à décharge dans un gaz Le condensateur est sélectionné de façon à avoir une valeur qui réduit d'un facteur dans la plage d'environ 3 à

environ 1 la tension alternative qui est appliquée aux bor-

nes de la combinaison du tube à décharge dans un gaz et du filament.

La suite de la description se réfère aux dessins

annexés qui représentent respectivement: Figure 1 un dispositif d'éclairage conforme à l'invention.

Figure 2 un circuit conforme à un mode de réali-

sation de l'invention.

Figure 3: une représentation similaire à la figu-

re 1 qui montre les éléments essentiels de l'invention.

Figure 4: un circuit pour un tube à décharge dans

un gaz et un filament branché en série, connectés directe-

ment à une source alternative.

Figure 5: un diagramme montrant des signaux liés

au fonctionnement du circuit de la figure 4.

Figure 6: un diagramme montrant des tensions liéées au fonctionnement du circuit de la figure 3, dans le

cas d'une source alternative appliquée de 220 volts, 50 Hz.

Figure 7: un diagramme montrant des tensions liéées au fonctionnement du circuit de la figure 3, sous

l'effet d'une source alternative de 220 volts, 50 Hz, four-

nissant une tension réduite.

La figure 1 montre un dispositif d'éclairage 10 qui comporte un tube à décharge dans un gaz (représenté en pointillés) en tant que source lumineuse principale, et un

filament, en tant que source lumineuse complémentaire (éga-

lement représenté en pointillés), qui sont placés à l'inté-

rieur d'une ampoule extérieure transparente 12 Le disposi-

tif d'éclairage 10 comporte un culot conducteur de l'élec- tricité, 14, et un bottier 16 destiné à loger les composants

électriques du dispositif d'éclairage 100 La figure 1 mon-

tre en outre que le bottier contient un circuit de ballast

résistif 20, représenté plus clairement sur la figure 2.

La figure 2 montre la configuration d'un circuit

de ballast résistif-capacitif 20 pour le dispositif d'éclai-

rage 10, dans lequel le filament constitue l'élément résis-

tif Si on le désire, on peut remplacer le filament par une résistance On peut faire fonctionner le circuit de ballast

20 de la figure 2 à partir d'une source de courant alterna-

tif de 120 volts, 60 Hz, ou de 220 volts, 50 Hz, branchée entre ses première et seconde bornes Ll et L 2, chacune

d'elles comportant une connexion appropriée (non représen-

tée) au culot conducteur de l'électricité 14 Le circuit de ballast 20 produit une tension alternative de fonctionnement pour le tube à décharge dans un gaz comportant un circuit de démarrage 22 Le tube à décharge dans un gaz est branché en série avec le filament de tungstène, comme le montre la figure 2 Le tube à décharge dans un gaz peut être du type à

haut rendement qui est décrit dans le brevet US 4 161 672.

Le circuit de ballast 20 comporte divers paramètres

caractéristiques et des valeurs de composants caractéristi-

ques, donnés dans le Tableau 1, qui sont sélectionnés pour le fonctionnement avec une source alternative appliquée

caractéristique de 120 volts à 60 Hz, ou une source alterna-

tive appliquée caractéristique de 220 volts à 50 Hz.

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Paramètre/valeur de composant C 1 Tension de fonc- tionnement de la lampe V Lampe Puissance d'entrée (PE) appliquée au circuit de ballast Puissance (P Lam De)

appliquée au -

tube à décharge dans un gaz

Courant (Id(effi-

cace)) du tube à décharge dans un gaz Rendement du circuit (P Lampe/PE)

TABLEAU 1

V Hz p F volts 62 watts 33,0 watts 1,7 ampères environ 0,53 220 V Hz p F volts 51,5 watts 33,8 watts 1,0 ampère environ 0,65 La tension de fonctionnement de la lampe V Lampe

du Tableau 1, et du Tableau 3 qu'on envisagera ultérieure-

ment, est la valeur de tension observée aux bornes du tube

à décharge dans un gaz, seulement lorsque ce tube est con-

ducteur. Le circuit de ballast résistif-capacitif 20 est branché en série entre la borne L 1 à laquelle est appliquée la source de tension alternative, et la combinaison série du filament et du tube à décharge dans un gaz, comportant

le circuit de démarrage 22 La figure 2 montre la configura-

tion du circuit de démarrage 22, qui comprend un ensemble d'éléments classiques du type indiqué dans le Tableau 2 ou ayant des valeurs de composants caractéristiques indiquées

dans le Tableau 2.

TABLEAU 2

Valeur ou type pour V"u SIDAC type K 120 de Teccor Co. Condensateur de 0, 05 p F

Structure d'auto-

transformateur utili-

sant une paire de noyaux en E de Ferroxcube, type 813 E 187-3 E 2 A, et un mandrin 990-023-01

bobiné avec un pri-

maire de 20 spires et un secondaire de

400 spires.

Résistance ayant une valeur de 15 k SL et

une puissance admis-

sible de 1 W. Le circuit de démarrage 22 Valeur ou type pour

220 V %

SIDAC type K 240 Condensateur de 0,05 p F

Structure d'auto-

transformateur utili-

sant une paire de noyaux en E de Ferroxcube, type 813 E 187-3 E 2 A, et un mandrin 990-023-01

bobiné avec un-pri-

maire de 20 spires et un secondaire de

400 spires.

Résistance ayant une valeur de 50 kf et

une puissance admis-

sible de 1 W. fournit les tensions nécessaires pour faire passer la décharge du tube à décharge dans un gaz ( 1) de son état initial exigeant une tension appliquée élevée pour produire un amorçage d'arc initial du tube à décharge dans un gaz, ( 2) à son mode de transition de décharge luminescente à la décharge d'arc, et ensuite ( 3) à son état de fonctionnement final en régime permanent Le circuit de démarrage 22 fonctionne de la manière suivante

( 1) lorsque le tube à décharge dans un gaz est mis initiale-

ment sous tension, c'est un dispositif à impédance relative-

ment élevée, ce qui fait que le courant circule initialement dans RS en chargeant CS, ( 2) lorsque la tension aux bornes du condensateur Cs est égale ou supérieure à la tension de

claquage ou d'amorçage (environ 120 volts) du SIDAC QS' con-

necté en parallèle sur CS, par l'intermédiaire d'un trans-

formateur à ferrite TS, QS devient conducteur, ( 3) QS à l'état conducteur établit un chemin à faible impédance de façon à décharger soudainement l'énergie qui est emmagasinée Elément QS c S TS

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dans le condensateur C 59 par l'intermédiaire du primaire de TS qui produit un potentiel suffisant pour l'ionisation du tube à décharge dans un gaz, ( 4) cette énergie de décharge

est d'une valeur suffisante pour produire une condition ini-

tiale d'amorçage d'arc dans le tube à décharge dans un gaz, ( 5) le tube à décharge dans un gaz passe ensuite de son état initial à son mode de décharge luminescenteet enfin à son mode de fonctionnement de régime permanent,( 6) lorsque le

tube à décharge dans un gaz est dans son état-de fonctionne-

ment de régime permanent, il devient un dispositif à impé-

dance relativement faible et à tension relativement faible, ce qui fait que le courant circule de préférence dans le tube à-décharge dans un gaz, et enfin ( 7), le circuit de démarrage 22 est effectivement déconnecté du circuit de

ballast 20, du fait que la lampe conductrice empêche la ten-

sion sur Cs d'atteindre la tension d'amorçage du SIDAC La figure 3 montre le circuit de-ballast 20 avec le circuit de

démarrage 22 déconnecté.

La configuration de circuit 20 de la figure 3 pro-

cure un circuit de ballast capable de produire une tension alternative de fonctionnement pour le tubé à décharge dans un gaz Le circuit de ballast 20 comprend un condensateur Cl et permet un fonctionnement direct à partir d'une source alternative ayant des paramètres caractéristiques de

120 volts, 60 Hz ou 220 volts, 50 Hz, avec le choix appro-

prié des paramètres et des valeurs de composants qui est indiqué dans le Tableau 1 Le condensateur C 1 présente une

grande importance dans l'invention, dans la mesure o il pro-

cure un moyen pour réduire aux valeurs désirées la tension de fonctionnement alternative du tube à décharge dans un gaz, ce qui a pour effet de réduire à des valeurs désirées

l'amplitude de la tension de réamorçage qui peut être néces-

saire dans des conditions de réamorçage, ceci permettant à son tour de produire la tension de réamorçage à partir de la

source alternative En outre, en emmagasinant une charge pen-

dant la durée au cours de laquelle le tube à décharge dans un

gaz n'est pas conducteur, le condensateur C 1 fournit une ten-

sion qui s'ajoute à la tension de la source d'alimentation,

et on peut utiliser les deux tensions pour favoriser l'amor-

gage du tube à décharge dans un gaz De plus, le condensa- teur C 1 adapte le fonctionnement du tube à décharge dans un gaz à une source de 120 volts, 60 Hz ou à une source de 220 volts, 50 Hz Pour permettre d'apprécier plus clairement le circuit de ballast 20 de l'invention, on va maintenant

considérer le circuit de la figure 4 qui n'utilise pas l'in-

vention.

La figure 4 montre la source alternative directe-

ment appliquée à la combinaison en série du filament et du tube à décharge dans un gaz La figure 4 montre en outre les points A et B situés de part et d'autre du filament, et un point C qui se trouve à une extrémité du tube à décharge dans un gaz qui est connectée à la source alternative La tension entre les points A et C est la tension de la source

alternative et on la désigne ici par VAC De façon similai-

re, on désigne par VBC la tension entre les points B et C, qui est la tension appliquée aux bornes du tube à décharge dans un gaz La tension VAC est divisée entre le filament et le tube à décharge dans un gaz en fonctionnement, connectés en série La division de VAC est déterminée par la tension

du tube à décharge dans un gaz en fonctionnement, et la ten-

sion restante apparaît aux bornes du filament On désigne

ici par VAB la tension aux bornes du filament de la figure 4.

On va maintenant considérer la figure 5 qui montre les ten-

sions VAC, VBC et VAB, représentée avec des hachures entre

VAC et VAB, pour la configuration de circuit de la figure 4.

La figure 5 montre l'amplitude des tensions VAC,

VBC et VAB dans la direction de son axe Y, et la durée répé-

titive des tensions VAC, VBC et VAB dans la direction de son axe X La figure 5 se rapport à une tension alternative appliquée ayant une valeur caractéristique de 220 volts et

une fréquence de 50 Hz.

On voit sur la figure 5 que VBC a une amplitude de.

crête d'environ 250 volts Cette amplitude correspond à une tension de fonctionnement d'environ 100 volts pour le tube à décharge dans un gaz Comme indiqué dans l'introduction, la tension de réamorçage du tube à décharge dans un gaz, qui peut être nécessaire dans des conditions de réamorçage du tube à décharge dans un gaz, est de façon caractéristique 2, 5 fois la tension de fonctionnement du tube à décharge dans un gaz, ce qui fait qu'une tension de fonctionnement de volts nécessiterait une tension de réamorçage d'environ 250 volts Bien qu'une telle tension de réamorçage de 250 volts soit disponible et puisse être obtenue directement à partir de la tension de la source alternative, VAC, ayant une valeur de crête d'environ 310 volts, la configuration de circuit de la figure 4, ayant les signaux de la figure 5, possède un rendement défavorable en ce qui concerne les valeurs des tensions respectives VAB et VBC du filament et du tube à décharge dans un gaz Les signaux de la figure 5 sont destinés à montrer que l'aire occupée par VBC (tension aux bornes du tube à décharge dans un gaz) n'est que de 30 %

environ de VAC (tension de source).

L'aire de VAB par rapport à l'aire de VAC repré-

sente le fait qu'on utilise environ 200 volts de la tension alternative VAC pour maintenir l'excitation du filament, tandis que l'aire de VBC indique qu'on n'utilise qu'environ

volts de la tension alternative pour maintenir l'exci-

tation du tube à décharge dans un gaz On désire que la majeure partie de la tension VAC soit utilisée pour le tube

à décharge dans un gaz, qui est la source lumineuse princi-

pale, et, inversement, qu'une faible proportion de la tension VAC soit utilisée pour le filament qui est la source de lumière complémentaire Le rapport de division de VAC entre le tube à décharge dans un gaz et le filament est une mesure du rendement du circuit de ballast, et les signaux VABJ "BC

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et VAC de la figure 5 représentent un rendement du circuit

relativement faible, d'environ 30 % Des manipulations simi-

laires portant sur la tension de fonctionnement, la tension de réamorçage et les valeurs de crête disponibles à partir d'une source alternative de 120 volts à 60 Hz, rendraient la configuration de circuit de la figure 4 indésirable pour le fonctionnement direct à partir d'une source alternative de

volts à 60 Hz.

La configuration de circuit de l'invention, repré-

sentée sur la figure 3, supprime les inconvénients de la configuration de circuit de la figure 4 La structure du circuit de la figure 3 est similaire à celle du circuit de la figure 4, à l'exception du fait que le condensateur C 1 est connecté entre la source alternative et la combinaison en série du filament et du tube à décharge dans un gaz La figure 3 montre des points A, A' situés de part et d'autre du condensateur C 1, un point B placé entre le filament et une extrémité du tube à décharge dans un gaz, et un point C situé à l'autre extrémité du tube à décharge dans un gaz, qui est également connectée à la source alternative Les tensions qui correspondent à la figure 3 sont indiquées

ci-après et représentées sur la figure 6.

La figure 6 est divisée en quatre parties: ( 1) la figure 6 (a) montrant VAC qui est la tension de la source alternative,-ayant des valeurs de crête d'environ 300 volts, ( 2) la figure 6 (b) montrant VAA, qui est la tension aux bornes du condensateur C 1, ayant une valeur de crête un peu inférieure à 300 volts, ( 3) la figure 6 (c) montrant (a) VAC qui est la tension appliquée aux bornes du filament et du tube à décharge dans un gaz, ayant une valeur de crête d'environ 200 volts, (b) VBC (représentée partiellement en pointillés), qui est la tension appliquée aux bornes du tube à décharge, ayant une valeur de crête d'environ 200 volts, et (c) VAB, qui est la tension appliquée aux bornes du filament et qui est représentée sur la figure 6 (c) par des

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hachures entre VA,c et V Bc, et ( 4) la figure 6 (d) montrant Id qui est le courant circulant dans le tube à décharge d'arc. La tension VBC de la figure 6 (c) a une valeur de crête relativement faible, telle qu'environ 110 volts, com- parée à celle de-VBC de la figure 5 Cette amplitude de crête de 110 volts correspond à une tension de fonctionnement d'environ 60 volts pour un tube à décharge dans un gaz Comme indiqué dans l'introduction et sur la figure 5, la tension de fonctionnement nécessite de façon caractéristique une tension

de réamorçage égale à 2,5 fois la tension de fonctionnement.

Cependant, une tension de fonctionnement de 60 volts produite par la configuration de circuit de la figure 3 ne nécessitait qu'une tension de réamorçage de 150 volts Une telle tension de réamorçage de 150 volts est aisément disponible et peut être obtenue directement à partir de la tension de source alternative VAC de la figure 6, ayant une valeur de crête de 310 volts, et elle est tout à fait dans les limites désirées pour la tension de réamorçage La tension de réamorçage inférieure que procure la configuration de circuit de la figure 3, par rapport à celle de la figure 4, permet de faire fonctionner directement le circuit de ballast de l'invention à partir d'une source alternative de 220 volts à 50 Hz,

d'une manière souhaitable Une manipulation similaire concer-

nant la tension de fonctionnement, la tension de réamorçage et les valeurs de crête disponibles à partir d'une source

alternative de 120 volts à 60 Hz montrerait que la configura-

tion de circuit de la figure 3 peut fonctionner directement à partir d'une source alternative de 120 volts à 60 Hz, d'une manière souhaitable Les signaux liés à la configuration de

circuit de la figure 3, ainsi que la description associée

dans le cas d'une source alternative appliquée de 220 volts à 50 Hz, correspondent fondamentalement aux signaux et à la

description associée de la figure 6, et les signaux doivent

être réduits d'un facteur d'environ 2 à 1 pour représenter et

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décrire le fonctionnement du circuit de la figure 3 pour une

source de tension appliquée de 120 volts, 60 Hz.

En outre, la configuration de circuit de la figure 3, ayant les signaux de la figure 6, présente un rendement souhaitable en ce qui concerne les valeurs des tensions VAIB et VBC correspondant respectivement au filament et au tube à décharge dans un gaz D'une manière décrite précédemment en relation avec les signaux de la figure 5, les signaux VAB et VBC de la figure 6 représentent un rendement relativement

élevé, de 0,65.

La configuration de circuit de la figure 3 assure le fonctionnement désiré du tube à décharge dans un gaz, même en présence d'une tension appliquée relativement basse, qui peut apparaître pendant des conditions de réduction de la puissance électrique disponible, correspondant à une

baisse de tension On décrira avantageusement le fonctionne-

ment désiré de la configuration de circuit de la figure 3 sous l'effet d'une condition de tension relativement basse,

en considérant tout d'abord la figure 7.

La figure 7 est similaire à la figure 6 décrite précédemment et elle est divisée en plusieurs parties, à savoir: ( 1) la figure 7 (a) montrant la tension VAC ayant des valeurs de crête relativement faibles, d'environ volts,( 2) la figure 7 (b) montrant la tension VAA, ayant des valeurs de crête d'environ 150 volts, ( 3) la figure 7 (c)

montrant la tension VAC ayant des valeurs de crête d'envi-

ron 300 volts et montrant également VBC, et ( 4) la figure 7 (d) montrant le courant Id En l'absence de la technique de l'invention, la tension relativement basse d'environ

200 volts de VAC de la figure 7 (a) serait de façon caracté-

ristique insuffisante pour maintenir la conduction du tube à

décharge dans un gaz.

De façon générale, la configuration de circuit de la figure 3, ayant les signaux de la figure 7, fonctionne d'une manière telle que la tension VAA, de la figure 7 (b),

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qui est la tension aux bornes du condensateur C 1, soit pré-

servée lorsque Id = 0, et s'ajoute à la tension d'entrée VAC de la figure 7 (a) pendant le demi-cycle suivant, la tension VAC de la figure 7 (c) étant appliquée au filament et au tube à décharge dans un gaz Le fonctionnement de la confi- guration de circuit applique automatiquement au tube à décharge dans un gaz une tension de réamorçage ayant une

valeur supérieure à la valeur de crête de VAC, ce qui empê-

che l'extinction des conditions d'arc du tube à décharge dans un gaz dans des conditions de tension réduite pour VAC' Le condensateur C 1 est chargé à une valeur proche de la valeur de crête de V A, pour former VAA, de la figure 7 (b) pendant l'état non conducteur du tube à décharge dans un gaz, et cette tension s'ajoute à VAC La combinaison de VAA et de VAC forme la tension de réamorçage destinée à maintenir les conditions d'arc du tube à décharge dans un gaz dans la condition de tension réduite de VAC de la figure

7 (a).

La figure 7 montre, en pointillés, deux lignes verticales 30 et 32 ayant des composantes respectives 30 a be 30 ce 30 d 30 et 32 a, 32 b 9 32 c, 32 d et 32 e La ligne verticale 30 et ses composantes sont destinées à montrer le déclenchement de l'état conducteur du tube à décharge dans un gaz pendant les conditions de tension relativement basse négative de VAC, tandis que la ligne verticale 32 et ses composantes sont destinées à montrer le déclenchement de l'état conducteur du tube à décharge dans un gaz pendant la condition de tension relativement basse positive de VAC' Les composantes 30 a, 30 b, 30 c, 30 d et 30 e sont respectivement destinées à représenter et à montrer ( 1) la valeur de crête négative de V A'C de la figure 7 (c), qui est la tension de réamorçage appliquée au tube à décharge dans un gaz dans la condition de tension réduite de VAC de la figure 7 (a), et VA,ç a une valeur d'environ 300 volts, ( 2) la valeur de crête positive de VAA, de la figure 7 (b), qui

s'ajoute à VAC de la figure 7 (a), de façon à former la ten-

sion de réamorçage de crête de VA,-, ( 3) le déclenchement de la conduction du tube à décharge dans un gaz représenté sur la figure 7 (d) par la transition négative de Id sous l'effet de la tension de réamorçage de crête de VA-CI ( 4) le coude

de la courbe de décharge de VAA de la figure 7 (b), repré-

sentant le fait que la majeure partie de la charge emmagasi- née dans C 1 s'est-déchargée dans le tube à décharge dans un gaz, et ( 5)

la terminaison de la conduction du tube à décharge dans un gaz, représentée sur la figure 7 (d) par la transition positive de Id sous l'effet de la décroissance de la tension de réamorçage de VA C. La ligne 32 et ses composantes 32 a 9 32 b 32 c, 32 d

et 32 e sont destinées à représenter et à montrer le fonction-

nement de la configuration de circuit de la figure 3 qui pro-

voque la conduction du courant positif Id de la figure 7 (d) pendant les conditions de tension positive réduite de VAC

de la figure 7 (a) La description concernant la ligne 30 et

ses composantes 30, 30 b 30 c 30 d et 30 e est respectivement applicable à la ligne 32 et à ses composantes 32 a 32 b 9 32 c' 32 d et 32, à l'exception de leurs relations de polarité de tension.

On peut adapter les valeurs des tensions des figu-

res 6 et 7 à la tension de fonctionnement et aux tensions de réamorçage désirées du tube à décharge dans un gaz par le choix approprié de la valeur du condensateur C De la manière mentionnée précédemment en relation avec le Tableau 1, le Tableau 3 donne une liste de valeurs caractéristiques de C 1 relatives aux paramètres envisagés précédemment ici, pour l'utilisation avec des valeurs caractéristiques de la

tension alternative appliquée VAC.

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TABLEAU 3

VAC Lampe en volts

V à 25,0

60 Hz

V 25,0

220 V à 60,0

Hz

220 V à 65,0

50 Hz 220 V/50 Hz 68,0 220 V/50 Hz 68,2

*240 V à 70,0

Hz

260 V à 70,6

Hz

280 V à 80,0

Hz C 1 en)F P Lampe en watts

51

33,8

8 26,3

6 22,5

6 21,7

6 24,5

6 27,3

4 20,0

On doit maintenant voir que le dispositif -

d'éclairage 10 ayant le ballast résistif 20 peut fonction-

ner directement à partir d'une source alternative et que la source alternative peut être de 120 volts à 60 Hz ou de 220 volts à 50 Hz, par le choix approprié du condensateur

C 1 Le circuit de ballast résistif a un rendement relative-

ment élevé Le circuit de ballast résistif 20 permet un tel

fonctionnement direct et produit une tension de fonctionne-

ment alternative permettant d'obtenir le fonctionnement désiré pour la source lumineuse principale consistant en un tube à décharge dans un gaz à rendement élevé, ainsi que le fonctionnement désiré du filament qui constitue la source

lumineuse complémentaire.

PE en watts 51,5 ,4 34,2 37,8 42,5 47,9

* 31,0

Iden ampères 1,7 2,3 1,0 0,985 0,504 0,446 0,446 0,487 0,31

254531 1

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Circuit de ballast résistif-capacitif branché

en série avec un tube à décharge dans un gaz dans un disposi-

tif d'éclairage ( 10) qui comporte le tube à décharge dans un gaz en tant que source lumineuse principale, un filament fai- sant fonction d'élément résistif et de source lumineuse complémentaire, ce filament formant une combinaison série

avec le tube à décharge dans un gaz, et un circuit de démar-

rage ( 22) pour le tube à décharge dans un gaz, ce circuit de ballast résistif-capacitif ( 20) étant adapté de façon à accepter diverses tensions alternatives appliquées entre ses

bornes, et à développer une tension alternative de fonction-

nement pour le tube à décharge dans un gaz et le filament, caractérisé en ce qu'il comprend: un condensateur (C 1) connecté en série entre l'une des bornes (L 1)auxquelles la tension alternative est appliquée, et la combinaison série

du filament et du tube à décharge dans un gaz; ce condensa-

teur (C 1) ayant une valeur choisie de façon à réduire d'un facteur dans la plage d'environ 3 à environ 1 la tension alternative qui est développée à titre de tension alternative de fonctionnement de la combinaison du tube à décharge dans

un gaz et du filament.

2 Circuit de ballast résistif-capacitif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension alternative appliquée a des valeurs dans la plage de 115 à 280 volts, à

des fréquences dans la plage de 50 à 60 Hz, et le condensa-

teur a une valeur choisie dans la plage d'environ 4 p F à environ 65 p F.

3 Circuit de ballast résistif-capacitif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il développe ladite tension alternative de fonctionnement même lorsqu'il est soumis à une réduction de la tension alternative appliquée,

d'un facteur d'environ un tiers ( 1/3).

4 Circuit de ballast résistif-capacitif, branché

254531 I

en série avec un tube à décharge dans un gaz, dans un dispo-

sitif d'éclairage ( 10) qui comporte ce tube à décharge dans un gaz en tant que source lumineuse, un élément résistif combiné en série avec le tube à décharge dans un gaz, et un circuit de démarrage ( 22) pour le tube à décharge dans un gaz, ce circuit de ballast résistif-capacitif ( 20) étant adapté de façon à accepter diverses tensions alternatives

appliquées à ses bornes, et à développer une tension alter-

native de fonctionnement pour le tube à déchargeet le fila-

ment, caractérisé en ce qu'il comprend: un condensateur

(C 1) connecté en série entre l'une des bornes (L> 1) auxquel-

les la tension alternative est appliquée et la combinaison série du filament et du tube à décharge dans un gaz; ce

condensateur (C 1) ayant une valeur choisie de façon à rédui-

re d'un facteur dans la plage d'environ 3 à environ 1 la tension alternative qui est développée en tant que tension alternative de fonctionnement pour la combinaison du tube à

décharge dans un gaz et du filament.

Circuit de ballast résistif-capacitif selon la

revendication 4, caractérisé en ce que la tension alternati-

ve appliquée à des valeurs dans la plage de 115 à 280 volts

a des fréquences dans la plage de 50 à 60 Hz, et le conden-

sateur a une valeur choisie dans la plage d'environ 4 OF à environ 65 p F. 6 Circuit de ballast résistif-capacitif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il développe ladite tension alternative de fonctionnement même lorsqu'il est soumis à une réduction de la tension alternative appliquée,

d'un facteur d'environ un tiers ( 1/3).