FR2552294A1

FR2552294A1 - Device for reducing the power consumed by sodium vapour lamps used in particular for public lighting

Info

Publication number: FR2552294A1
Application number: FR8314752A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-03-22

Abstract

The device comprises two monostable circuits 1, 2 each connected to a phase-shifter with zero reset 3 by means of a circuit for gradual control 4, 5. This phase-shifter 3 is connected to a static power circuit 6 which is connected to the terminals of the circuit of the lamp 26, an anti-interference filter 7 being connected in series with this lamp. Use in particular for saving the electrical energy consumed by public lighting.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour réduire la puissance électrique des lampes à vapeur de sodium haute ou basse pression, utilisées notamment pour l'éclairage public et les lampes à vapeur métallique de caractéristiques analogues. The present invention relates to a device for reducing the electrical power of high or low pressure sodium vapor lamps, used in particular for public lighting and metal vapor lamps with similar characteristics.

On sait que les lampes au sodium utilisées pour l'éclairage public dans les villes consomment une puissance électrique considérable. We know that sodium lamps used for public lighting in cities consume considerable electrical power.

Actuellement, l'alimentation électrique de ces lampes est conçue pour délivrer une puissance constante, définie une fois pour toutespar construction. Currently, the power supply of these lamps is designed to deliver a constant power, defined once and for all by construction.

La puissance de ces lampes est calculée pour obtenir une luminosité satisfaisante toute la nuit. The power of these lamps is calculated to obtain a satisfactory brightness all night.

Or, à partir d'une certaine heure de la nuit ou pour certaines nuits où la luminosité naturelle est supérieure à la moyenne, il serait souhaitable de pouvoir réduire la puissance de ces lampes afin d'économiser de l'énergie. However, from a certain hour of the night or for certain nights when the natural light is above average, it would be desirable to be able to reduce the power of these lamps in order to save energy.

Cependant, la réduction de la puissance d'alimentation électrique des lampes à vapeur de sodium pose un problème complexe. En effet, en procédant à une telle réduction, on court le risque que l'arc "décroche" c'està-dire s'éteigne brusquement. On conçoit qu'un tel risque doit absolument être évité en éclairage public. However, reducing the power supply of sodium vapor lamps poses a complex problem. Indeed, by carrying out such a reduction, there is a risk that the arc "picks up", that is to say, goes out suddenly. It is understood that such a risk must absolutely be avoided in public lighting.

Le but de la présente invention est précisément de surmonter cette difficulté en créant un dispositif permettant de réduire substantiellement la puissance consommée par les lampes à vapeur de sodium, et qui évite tout risque d'extinction intempestive de l'arc de ces lampes. The object of the present invention is precisely to overcome this difficulty by creating a device making it possible to substantially reduce the power consumed by sodium vapor lamps, and which avoids any risk of untimely extinction of the arc of these lamps.

Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend deux circuits monostables reliés chacun à un déphaseur à remise à zéro, au moyen d'un circuit de commande progressive, ce déphaseur étant relié à un circuit de puissance statique qui est branché aux bornes du circuit de la lampe, un filtre antiparasite étant branché en série avec cette lampe. According to the invention, this device is characterized in that it comprises two monostable circuits each connected to a reset phase shifter, by means of a progressive control circuit, this phase shifter being connected to a static power circuit which is connected to the terminals of the lamp circuit, a noise filter being connected in series with this lamp.

Les circuits monostables permettent, par l'intermédiaire des circuits de commande auxquels ils sont reliés, de modifier la phase du circuit de puissance statique et ainsi de réduire (ou d'augmenter) la puissance d'alimentation électrique de la lampe à vapeur de sodium. The monostable circuits make it possible, via the control circuits to which they are connected, to modify the phase of the static power circuit and thus to reduce (or increase) the power supply of the sodium vapor lamp .

Ainsi, suivant cette phase, cette puissance peut être réduite par exemple de 13%, de 40% ou même de 57%. Thus, according to this phase, this power can be reduced for example by 13%, by 40% or even by 57%.

Etant donné que la phase est modifiée de façon progressive, on évite toute variation brutale de la puissance qui pourrait engendrer "un décrochement" de l'arc, c'est-à-dire l'extinction de la lampe. Since the phase is gradually modified, any sudden variation in the power is avoided which could cause the arc to “drop”, that is to say the extinction of the lamp.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Other features and advantages of the invention will appear in the description below.

La figure unique annexée, donnée à titre d'exemple non limitatif représente le schéma électrique du dispositif conforme à l'invention. The single appended figure, given by way of nonlimiting example represents the electrical diagram of the device according to the invention.

Comme on le voit sur la figure annexée, le'dispo- sitif pour réduire la puissance consommée par une lampe à vapeur de sodium comprend essentiellement deux circuits monostables 1, 2 reliés chacun à un déphaseur à remise à zéro 3 au moyen d'un circuit de commande 4, 5. Ce déphaseur 3 est relié à un circuit de puissance statique 6 qui est branché aux bornes du circuit de la lampe à vapeur de sodium 26. Un filtre antiparasite 7 est branché en série avec cette lampe 26. As can be seen in the appended figure, the device for reducing the power consumed by a sodium vapor lamp essentially comprises two monostable circuits 1, 2 each connected to a reset phase-shifter 3 by means of a circuit 4, 5. This phase shifter 3 is connected to a static power circuit 6 which is connected to the terminals of the circuit of the sodium vapor lamp 26. A suppressor filter 7 is connected in series with this lamp 26.

Les deux circuits monostables 1,2 comprennent un circuit intégré 8 qui comporte quatre portes non-ou 8a, 8b, 8c, 8d. Deux (8a, 8b) de ces portes sont mises en fonction par une tension négative passant à travers une résistance R1 et sont adaptées pour commander les circuits monostables 1, 2. Une résistance R2 reliée à la porte 8a est adaptée pour polariser l'entrée de celle-ci. The two monostable circuits 1,2 include an integrated circuit 8 which has four non-or 8a, 8b, 8c, 8d gates. Two (8a, 8b) of these doors are activated by a negative voltage passing through a resistor R1 and are adapted to control the monostable circuits 1, 2. A resistor R2 connected to the door 8a is adapted to polarize the input of it.

Des condensateurs C6, C15 reliés respectivement aux portes 8c et 8d par l'intermédiaire de résistances R5,
R7 et R13, R16 sont adaptés pour se décharger dans ces portes pour rendre négatif le potentiel à l'entrée de ces portes 8c et 8d après décharge complète de ces condensateurs C6, C15.Capacitors C6, C15 respectively connected to gates 8c and 8d via resistors R5,
R7 and R13, R16 are adapted to discharge in these doors to make negative the potential at the entry of these doors 8c and 8d after complete discharge of these capacitors C6, C15.

Les portes 8c et 8d sont reliées au moyen de résistances R8, R17 à des transistors 9, 18 qui sont commandés c'est-à-dire rendus conducteurs lorsque le potentiel de sortie des portes 8c et 8d est positif. Par ailleurs, des diodes D4, D13 sont branchées en série avec les condensateurs C6, C15 pour éviter que ces derniers se déchargent à travers la porte 8b. Le fonctionnement des circuits monostables 1, 2 est le suivant
Les circuits 1, 2 sont mis en fonctionnement par une commande extérieure qui a pour effet d'envoyer un signal négatif dans le circuit 1. Ce signal passe au travers de la résistance R1 qui est reliée à l'entrée de la porte non-ou 8a du circuit intégré 8. La résistance R2 polarise cette entrée, de ce fait la sortie de la porte 8a devient positive et inversement la sortie de la porte non-ou 8b devient négative.The doors 8c and 8d are connected by means of resistors R8, R17 to transistors 9, 18 which are controlled, that is to say made conductive when the output potential of the doors 8c and 8d is positive. Furthermore, diodes D4, D13 are connected in series with the capacitors C6, C15 to prevent the latter from discharging through the gate 8b. The operation of the monostable circuits 1, 2 is as follows
The circuits 1, 2 are put into operation by an external control which has the effect of sending a negative signal in the circuit 1. This signal passes through the resistor R1 which is connected to the input of the door no or 8a of the integrated circuit 8. The resistor R2 polarizes this input, therefore the output of the gate 8a becomes positive and conversely the output of the non-gate or 8b becomes negative.

Les deux circuits monostables 1, 2 entrent alors en fonction. Le condensateur C6 du. circuit 1 se décharge à travers les résistances R5 et R6 et dans l'entrée de la porte non-ou 8c. Lorsque le condensateur C6 est déchargé, la sortie de la porte 8c bascule et devient positive, ce qui rend conducteur le transistor Cg via la résistance R8. The two monostable circuits 1, 2 then come into operation. The capacitor C6 of. circuit 1 is discharged through resistors R5 and R6 and into the input of the non-or 8c door. When the capacitor C6 is discharged, the output of the gate 8c switches and becomes positive, which makes the transistor Cg conductive via the resistor R8.

La diode D4 évite que le condensateur C6 se décharge au tra- vers de la porte non-ou 8a et dans le deuxième circuit monostable 2.The diode D4 prevents the capacitor C6 from discharging through the non-or gate 8a and into the second monostable circuit 2.

Le fonctionnement du second circuit monostable 2 est le même que celui du premier circuit 1. Les différents temps de temporisation sont donnés par la résistance R5,
R13 et les condensateurs C6, C15. The operation of the second monostable circuit 2 is the same as that of the first circuit 1. The different delay times are given by the resistor R5,
R13 and capacitors C6, C15.

Le circuit de commande du déphaseur 3 comprend deux relais 10, 19 reliés respectivement aux transistors 9 et 18 comportant chacun un contact repos 31 et 34. Ces relais 10, 19 sont branchés en parallèle avec des diodes D11,
D20 dont le but est de protéger les transistors 9, 18
20 contre l'auto-induction créée lors de la coupure des relais 10, 19. Les condensateurs C12, C21 branchés en parallèle avec les relais 10, 19 sont adaptés pour retarder pendant une durée prédéterminée l'ouverture des relais 10 et 19.The phase shifter control circuit 3 comprises two relays 10, 19 respectively connected to the transistors 9 and 18 each comprising a rest contact 31 and 34. These relays 10, 19 are connected in parallel with diodes D11,
D20 whose purpose is to protect transistors 9, 18
20 against the self-induction created when the relays 10, 19 are cut off. The capacitors C12, C21 connected in parallel with the relays 10, 19 are adapted to delay the opening of the relays 10 and 19 for a predetermined period.

Par ailleurs, les contacts 31 et 34 sont adaptés pour commander le déphaseur 3 lors de leurs ouvertures successives. Les résistances 30, 35 en série avec les contacts 31 et 34 et branchées en parallèle avec une résistance 32 sont adaptées pour déterminer l'angle de déphasage du déphaseur 3. Furthermore, the contacts 31 and 34 are adapted to control the phase shifter 3 when they are successively opened. The resistors 30, 35 in series with the contacts 31 and 34 and connected in parallel with a resistor 32 are adapted to determine the phase shift angle of the phase shifter 3.

Le premier circuit mono stable 1 commande la commutation du relais 10. La diode D11 protège le trånsis- tor 9 de- l'auto-induction due à la commutation de ce relais 10. Le condensateur Cl2 branché en parallèle aux bornes du relais 10 maintient ce dernier en position ouverte quand des micro-coupures se produisent dans l'alimentation électrique. Le relais 19 est commuté par le deuxième circuit monostable 2. L'auto-induction survenant au moment de la coupure de ce relais 1 9 est supprimée grâce à la diode D20 branchée en parallèle sur ses bornes. Le condensateur C21 a la même fonction que le condensateur C12. Les relais 10 et 19 commandent les différentes phases de puissance du déphaseur 3 au moyen des résistances 30 et 35. Ces dernières sont mises hors circuit l'une après l'autre par les contacts 31 et 34 dont les ouvertures sont commandées par les relais 10 et 19. The first stable mono circuit 1 controls the switching of the relay 10. The diode D11 protects the transformer 9 from self-induction due to the switching of this relay 10. The capacitor Cl2 connected in parallel to the terminals of the relay 10 maintains the latter in the open position when micro-cuts occur in the power supply. Relay 19 is switched by the second monostable circuit 2. The self-induction occurring when this relay 1 9 is cut is eliminated thanks to the diode D20 connected in parallel on its terminals. The capacitor C21 has the same function as the capacitor C12. Relays 10 and 19 control the different power phases of the phase shifter 3 by means of resistors 30 and 35. These latter are switched off one after the other by contacts 31 and 34, the openings of which are controlled by relays 10 and 19.

Le déphaseur 3 muni d'une remise à zéro comprend quatre diodes 28, 29, 36, 38, un condensateur 33, des résistances 27, 30, 32, 35, 37 et un diac 39. Les diodes 28, 29, 36, 38 sont agencées pour autoriser ou non la mise en fonction de la résistance 27 ou de la résistance 37 selon que l'alternance est négative ou positive. Ces résistances 27 et 37 ont des valeurs ohmiques égales. The phase shifter 3 provided with a reset comprises four diodes 28, 29, 36, 38, a capacitor 33, resistors 27, 30, 32, 35, 37 and a diac 39. The diodes 28, 29, 36, 38 are arranged to authorize or not the activation of the resistor 27 or the resistor 37 depending on whether the alternation is negative or positive. These resistors 27 and 37 have equal ohmic values.

Le condensateur 33 est agencé pour se décharger à travers la résistance 27 lorsque l'alternance est négative et à travers la résistance 37 lorsque l'alternance est positive et pour rendre conducteur le diac 39 lorsque le condensateur précité a une tension supérieure à la tension de blocage de la couche négative centrale du diac 39. The capacitor 33 is arranged to discharge through the resistor 27 when the alternation is negative and through the resistor 37 when the alternation is positive and to make the diac 39 conductive when the aforementioned capacitor has a voltage greater than the voltage of blocking of the central negative layer of the diac 39.

La constante de temps du circuit est fournie par celle obtenue lorsque le condensateur 33 est relié avec la résistance 27 ou avec la résistance 37. The time constant of the circuit is provided by that obtained when the capacitor 33 is connected with the resistor 27 or with the resistor 37.

Le circuit de puissance statique 4 comprend un triac 40 dont la gâchette est reliée et commandée par le diac 39. Ce triac 40 est branché en série avec la lampe 26. Pour modifier la puissance électrique d'alimentation de la lampe 26, on fait donc varier l'angle de déphasage du triac 40. The static power circuit 4 comprises a triac 40, the trigger of which is connected and controlled by the diac 39. This triac 40 is connected in series with the lamp 26. To modify the electric power supply of the lamp 26, therefore, vary the phase angle of the triac 40.

Le filtre antiparasite 5 relié à la lampe 26 comprend deux selfs de choc 23 et 25. La self de choc 25 est adaptée pour bloquer les parasites engendrés lors de la commande du déphaseur 3. La self de choc 23 a pour but de bloquer les fréquences venant de l'alimentation pour ne pas déclencher le triac 40 de façon intempestive. The suppressor filter 5 connected to the lamp 26 comprises two shock inductors 23 and 25. The shock inductor 25 is adapted to block the parasites generated during the control of the phase shifter 3. The purpose of the shock inductor 23 is to block the frequencies coming from food so as not to trigger the triac 40 inadvertently.

Ainsi, suivant la position ouverte ou fermée de l'un ou l'autre des contacts 31 ou 34 ou de ces deux contacts, qui sont commandés par les circuits monostables 1 et 2, on peut réduire en fonction des circonstances, la puissance électrique d'alimentation de la lampe à vapeur de sodium 26 de 13%, de 40% et même de 57%.Thus, depending on the open or closed position of one or other of the contacts 31 or 34 or of these two contacts, which are controlled by the monostable circuits 1 and 2, it is possible to reduce, depending on the circumstances, the electric power d 13%, 40% and even 57% sodium lamp 26 power.

De ce fait, lorsqu'il est inutile d'utiliser la pleine puissance de la lampe 26, on peut obtenir une réduction substantielle de la consommation électrique de la lampe 26. Therefore, when it is unnecessary to use the full power of the lamp 26, a substantial reduction in the electrical consumption of the lamp 26 can be obtained.

Par ailleurs, étant donné que les circuits de commande du déphaseur 3, commandent d'une façon progressive la modification de la phase, on évite toute chute brutale de la puissance qui risquerait de provoquer le "décrochement" de l'arc, c'est-à-dire l'extinction de la lampe 26. Furthermore, given that the control circuits of the phase shifter 3, gradually control the modification of the phase, any sudden drop in power is avoided, which would risk causing the "drop" of the arc, this is i.e. the lamp 26 goes out.

En particulier, lorsqu'on commande une réduction de puissance de 57%, cette réduction de puissance s'effectue progressivement pendant plusieurs minutes. In particular, when a power reduction of 57% is ordered, this power reduction takes place gradually over several minutes.

Par ailleurs, les demandeurs ont constaté de façon surprenante que lorsque la puissance d'une lampe de sodium était réduite jusqu'à 57%, sa luminosité était encore largement suffisante dans de nombreux cas, en partilier jusqu'à une certaine heure avancée dans la nuit ou pour toute la nuit lorsque le ciel n'est pas nuageux. Furthermore, the applicants have surprisingly found that when the power of a sodium lamp is reduced to 57%, its brightness is still largely sufficient in many cases, in partying until some daylight saving time. overnight or overnight if the sky is not cloudy.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the example which has just been described and many modifications can be made to it without departing from the scope of the invention.

Ainsi le dispositif selon l'invention peut être associé avec un programmateur adapté pour commander automatiquement la réduction de puissance de la lampe au sodium, à une heure déterminée à l'avance. De plus ce programmateur pourrait être adapté pour commander automatiquement une réduction de puissance prédéterminée choisie entre des valeurs telles que 13%, 40% et 57% en fonction de la saison, de l'heure, de la luminosité ambiante, de l'emplacement de la lampe, etc. Thus, the device according to the invention can be associated with a programmer adapted to automatically control the reduction in power of the sodium lamp, at a time determined in advance. In addition, this programmer could be adapted to automatically control a predetermined power reduction chosen between values such as 13%, 40% and 57% depending on the season, the time, the ambient light, the location of the lamp, etc.

Claims

1. Device for reducing the power consumed by sodium vapor lamps, used in particular for public lighting, characterized in that it comprises two monostable circuits (1, 2) each connected to a reset phase-shifter (3 ) by means of a progressive control circuit (4, 5), this phase shifter (3) being connected to a static power circuit (6) which is connected to the terminals of the lamp circuit (26), a noise filter ( 7) being connected in series with this lamp.

2. Device according to claim 1, characterized in that the two monostable circuits (1, 2) comprise an integrated circuit (8) which comprises four non-or doors (8a, 8b; 8c, 8d), in that two first (8a, 8b) of these doors, activated by a negative voltage passing through a resistor R1, are adapted to control the monostable circuits (1, 2) in that a resistor (R2) connected to one (8a) of the two aforementioned doors is adapted to polarize the input thereof, in that capacitors (C6, C1 5) respectively connected to two other doors (8c and 8d) via resistors (R5, R7 and R13,

R16 are adapted to discharge in these doors in order to make negative the potential at the entry of these doors (8c and 8d) after complete discharge of these capacitors (C6,

C15), in that these gates (8c and 8d) are connected by means of resistors (R8, R17) to transistors (9, 18) which are controlled when the output potential of the gates (8c and 8d) is positive and in that diodes (D4, D13) are connected in series with the capacitors (C6, C15) to prevent the latter from discharging through the other first door (8b).

3. Device according to claim 2, characterized in that the circuit (2) for controlling the phase shifter comprises two relays (10, 19) respectively connected to the transistors (9, 18) each comprising a rest contact (31, 34), these relays (10, 19) being connected in parallel with diodes (D11, D20) adapted to protect the transistors (9, 18) against the self-induction created during switching off of the relays (10, 19), in this that capacitors (C12, C21) connected in parallel with these relays are adapted to delay for a predetermined period the opening of the relays (10 and 19), in that the contacts (31, 34) are adapted to control the phase shifter ( 3) when they are successively opened and in that the resistors (30, 35) in series with the contacts (31 and 34) and in parallel with a resistor (32) are adapted to determine the phase shift angle of the phase shifter (3 ).

4. Device according to claim 3, characterized in that the phase shifter (3) provided with a reset comprises four diodes (28, 29, 36, 38), a capacitor (33), resistors (27, 30 , 32, 35, 37) and a diac (39), in that the diodes (28,29, 36, 38) are arranged to authorize or not the activation of one or the other of two of these resistors (27, -37) depending on whether the alternation is negative or positive, in that the capacitor (33) is arranged to discharge through one of these two resistors (27) when the alternation is negative and at through the other of these two resistors (37) when the alternation is positive and to make the diac conductive (39) when the capacitor is at a voltage greater than the blocking voltage of the central negative layer of the diac (39).

5. Device according to claim 4, characterized in that the static power circuit (4) comprises a triac (40), the trigger is connected and controlled by the diac (39) and in that this triac (40) is connected in series with the lamp (26).

6. Device according to claim 5, characterized in that the interference filter (7) comprises two shock inductors (23 and 25), one (25) being adapted to block the parasites generated during the control of the phase shifter ( 3), the other shock inductor (23) being adapted to block the frequencies coming from the electrical supply so as not to trigger the triac (40) inadvertently.