FR2771588A1 - Circuit de commande de tube fluorescent - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un circuit de commande (82) d'un starter de tube fluorescent, comprenant des premier (Th1) et second (Th4) commutateurs en série avec un filament de chauffage et en parallèle avec une chambre d'ionisation du tube; un moyen de décomptage (80) de préchauffe; un moyen de commande de commutateur (Th2), par lequel le courant peut être interrompu à la fin de période de préchauffe; un ballast inductif en série avec les électrodes du tube adapté à provoquer une impulsion de tension haute aux bornes de la chambre d'ionisation après interruption du courant; et un moyen de détection d'état de tube (88) adapté à détecter l'état allumé ou non allumé du tube après application de la tension haute.

Description

CIRAIT DE COMMANDE DE TUBE FLUORESCENT
La présente invention concerne des circuits de commande pour faire démarrer et fonctionner des tubes fluorescents.
La figure 1 illustre le principe de fonctionnement d'un tube fluorescent. Le tube fluorescent 2 comprend un filament de chauffage 4, 6 à chaque extrémité. Ces filaments de chauffage servent également d'électrodes. Un ballast inductif de grande dimension 8 est connecté en série entre une première borne d'un premier filament de chauffage 4 et d'un premier noeud d'alimentation 10. Un second noeud d'alimentation 12 est connecté à une première borne du second filament de chauffage 6. Une tension alternative Vac est appliquée entre les premier et second noeuds d'alimentation. Un starter 14 est connecté entre les noeuds 16 et 18 aux secondes bornes des premier 4 et second 6 filaments de chauffage, en parallèle avec le tube fluorescent 2.
Bien que le starter 14 soit représenté commue un simple commutateur il est en fait nettement plus complexe. De façon classique il comprend deux bandes conductrices proches l'une de l'autre dont au moins l'une est un bilame enfermé dans une petite chambre d'ionisation remplie de gaz. Ce dispositif est appelé starter à luminescence.
Après application de la tension d'alimentation alternative Vac, le tube fluorescent 2 est non conducteur entre ses électrodes (filaments de chauffage) 4, 6. La tension Vac apparaît en conséquence aux bornes des bandes métalliques du starter 14.
Ceci provoque l'ionisation des gaz à l'intérieur de la chambre d'ionisation et les bandes métalliques sont en conséquence chauffées. Ce chauffage amène le bilame à se courber pour venir en contact physique et électrique avec l'autre bande métallique, par exemple 0,1 seconde après l'application de Vac. Un courant circule maintenant de Vac dans le ballast 8, le filament de chauffage 4, le starter 14, le filament de chauffage 6. Les filaments de chauffage chauffent, mais le starter n'est plus chauffé, étant donné qu'il n'y a plus d'ionisation des gaz. Le bilame se refroidit et le contact physique et électrique est interrompu. Ceci survient environ 1 seconde après l'application de Vac.
Le ballast inductif 8 a une valeur élevée typiquement voisine de 1 H. L'interruption brutale du courant dans le ballast amène la tension à ses bornes à croître très rapidement, par exemple au-dessus de 1300 V. Cette autre tension est appliquée aux électrodes 4, 6 du tube fluorescent 2. La haute tension amène le gaz dans le tube fluorescent 2 à s'ioniser et le tube s'éclaire. Dans son état allumé le tube fluorescent agit comme un limiteur de tension à environ 130 V. L'énergie en excès en provenance du ballast est dissipée dans le tube fluorescent. La tension aux bornes du starter 14 est limitée par le tube fluorescent à une tension insuffisante pour ioniser le gaz dans le starter qui reste dans un état non-conducteur. Le tube fluorescent reste allumé jusqu'à ce que la tension alternative Vac soit coupée.
Il existe diverses raisons pour lesquelles le tube fluorescent 2 peut ne pas s'éclairer au premier essai. Ces raisons comprennent : une fuite de gaz dans le tube qui empêche une ionisation convenable ; une usure des filaments de chauffage 4, 6 ; une température ambiante très basse ; une tension alternative Vac trop faible.
Quand on utilise le starter susmentionné, si le tube fluorescent 2 ne s'allume pas pour une raison quelconque, le starter 14 sera soumis à toute la tension Vac et recommencera la séquence d'allumage. Si le défaut d'allumage du tube fluorescent se répète tandis que la tension alternative Vac est appliquée, la séquence d'allumage se répète, amendant le tube fluorescent à papilloter une fois par seconde. Ceci est gênant pour l'utilisateur, puisque dans une pièce comportant de nombreux tubes fluorescents dont un seul est en défaut l'utilisateur ne pourra souvent pas couper un tube donné. L'utilisateur devra supporter le tube en papillotement pour bénéficier de la lumière des autres tubes.
En fonctionnement, des événements électriques non usuels peuvent survenir, tels qu'une chute d'alimentation (réduction de la valeur de Vac), ou bien une interférence avec un équipement voisin peut amener le tube fluorescent à s'éteindre.
Si l'événement se prolonge, des essais répétés pour faire démarrer le tube seront à nouveau effectués et le tube peut papilloter
Cet effet de papillotement accélère également le vieillissement du tube fluorescent. En utilisation, les élec trodes 4, 6 perdent de la matière à un taux d'environ 0,2 p g par heure. Chaque essai de mise en route les amène à perdre 2 8 g.
Ainsi, un papillotement à 1 Hz pendant 30 minutes équivaut à 18000 heures d'utilisation.
Cette augmentation de la vitesse d'usure conduit à des coûts d'entretien accrus, étant donné que le tube fluorescent devra être remplacé plus souvent. En outre, en cas d'essais de démarrage répétés, le starter 14 s'usera rapidement, étant entendu que même en fonctionnement normal le starter devra être régulièrement remplacé.
Étant donné que le starter devient non conducteur à un instant déterminé par ses propriétés thermiques, il n'existe pas de contrôle du niveau de courant qui circule au moment de l'ouverture. Si le starter devient non-conducteur pour un niveau de courant élevé, une quantité d'énergie supérieure à ce qui est nécessaire sera transférée dans le tube fluorescent, ce qui contribue également à une détérioration des électrodes 4, 6.
A titre de variante on a proposé des circuits de starter électroniques. En particulier, la demande de brevet européen
EP-A-0743754 de la demanderesse, qui sera considérée ici commue connue, décrit un circuit de starter utilisant plusieurs thyristors et diodes pour réaliser la fonction de starter. Dans cette demande de brevet il faut un circuit intégré pour commander le fonctionnement des divers éléments.
La figure 2 représente un circuit qui correspond sensiblement à un circuit décrit dans la demande de brevet européen susmentionnée. Une résistance de détection de courant 20 et une entrée 24 ont été ajoutées.
La fonction de commutation requise est réalisée par les deux grands thyristors 1T1l, Th4 comnandés par un circuit intégré de commande 30. Un condensateur C1 fournit une tension continue d'alimentation Vcc sur le noeud 25 au circuit intégré de commande 30 et les autres composants - résistances RG, 15, noeuds 16, 18, 25, 26, 27, thyristor Th2, diodes à avalanche Z, Z2, diodes D2, 22 réalisent les opérations décrites dans la demande de brevet susmentionnée.
A titre d'exemple, le fonctionnement du circuit de la figure 2 va être décrit bien que l'invention ne soit en aucune manière limitée à ce circuit.
La figure 3A représente une forme d'onde typique représentant un courant I fourni au circuit de la figure 2 par 1' ali- mentation alternative Vac. A chaque cycle de la tension alternative, le circuit passe par quatre phases désignées par A, B, C, D en figure 3A.
La figure 3B représente le circuit à la phase A à laquelle la tension sur le noeud 16 et le courant I sont faibles.
Aucun signal de commande na été émis par le circuit intégré de commande 30 et donc ni Thl ni Th4 n'est conducteur. La résistance 15 polarise la grille de Th2 par la tension sur le noeud 16 et le thyristor Th2 devient conducteur. Le courant I circule de la façon représentée par une flèche en figure 3B et charge le condensateur C1. Ce condensateur stocke suffisamment de charge pour alimenter le circuit intégré de commande 30 lors du cycle suivant de la tension d'alimentation alternative Vac. Cette situation se poursuit jusqu'à ce que la tension Vcc aux bornes du condensateur C1 soit suffisante pour rendre conductrice la diode à avalanche Z.
Le circuit entre alors dans la phase B de la figure 3A.
Comme cela est représenté en figure 3C, le courant I conmence à circuler dans la diode à avalanche Z et la résistance RG. Étant donné que le condensateur C1 est déjà chargé à la tension d'avalanche de la diode Z, pratiquement aucun courant ne circule pour charger C1. En raison du courant circulant dans RG, la tension sur la gâchette du thyristor Thl augmente jusqu'à ce que le thyristor Thl devienne conducteur et le circuit passe dans la phase
C de la figure 3A.
Comme cela est représenté en figure 3D, le courant I circule maintenant dans le thyristor flil. Une faible différence de potentiel est présente aux bornes de Thl, trop faible pour maintenir la diode à avalanche Z dans un état conducteur et inférieure à la tension continue Vcc stockée sur le condensateur C1.
Le courant I circule donc seulement dans le thyristor l.
Le thyristor Ihl est un dispositif de forte puissance et peut laisser passer le courant I fourni par la tension alternative Vac à sa valeur de crête.
Une fois que la tension d'alimentation alternative a dépassé sa valeur de crête, le courant chute. Comme cela est représenté en figure 3A, quand le courant I chute en dessous du courant de maintien Ihl du thyristor Thl, le thyristor Thl cesse de conduire et le circuit revient dans la phase B exposée en relation avec la figure 3C.
La phase D de la figure 3A correspond à toute l'alter nance négative de la tension. Le e courant pendant cette phase est illustré en figure 3E. Par application d'un signal convenable E au noeud 26 puis à sa gâchette, le thyristor Th4 peut être rendu conducteur au début de l'alternance négative et le restera pendant toute l'alternance. Quand la tension d'alimentation alternative Vac redevient positive, la séquence décrite en relation avec les figures 3B à 3D se répète.
Le e circuit continue à fonctionner selon ce cycle de phases A, B, C, B, D pendant une durée prédéterminée, la durée de préchauffe, pendant laquelle les filaments de chauffage 4, 6 sont chauffés. Après expiration de la période de préchauffe, le circuit intégré de commande 30 tente d'allumer le tube fluorescent 2 en coupant brutalement le courant I dans le ballast 8.
Ceci peut être réalisé en connectant électriquement le noeud 27 et donc la gâchette du thyristor Th2 au noeud 18 ou masse G, pendant la phase B.
Les figures 4A et 4B illustrent une tentative d'allumage.
Comme cela est représenté en figure 3A, vers la fin d'une alternance positive du courant I, le circuit passe de la phase C à la phase B au point auquel le courant I chute en des sous du courant de maintien Ihl du thyristor Thl. Le e circuit entre dans la phase B illustrée en figure 3C. Il peut encore circuler un courant notable étant donné que le thyristor Thl est un dispositif de forte puissance et a un courant de maintien élevé.
Comme le représente la figure 4A, à un instant prédéterminé ts, le circuit intégré de commande 30 ferme un comtiita- teur commandé de façon interne 32 qui met le noeud 27 et la borne de gâchette du thyristor Th2 à une tension proche de la tension de la masse G. Ceci amène un courant de coupure de gâchette Ig à être extrait de la gâchette du thyristor Th2 et celui-ci cesse de conduire. Le commutateur commandé 32 peut alors être rouvert.
Ceci est la fonction d'ouverture par la gâchette du thyristor Th2.
Comme cela est représenté en figure 4B, le courant I est brutalement interrompu, et chute d'une valeur d'ouverture Is à 0. Cette variation brutale de courant dans le ballast 8 amène une très forte tension à se produire aux bornes du tube fluorescent 2 et tend à l'allumer.
La figure 4C représente la tension Vl aux bornes du tube fluorescent 2 pendant et après une tentative réussie de mise en route. Comme cela a été exposé précédenrnent, le courant I dans le ballast 8 est interrompu à l'instant ts. La tension aux bornes du ballast et donc aux bornes du tube fluorescent 2 croît rapidement jusqu'à ce qu'elle soit écrêtée, par exemple à 1300 V, par la diode à avalanche Z2 de la figure 2. Cette tension ionise le gaz dans le tube fluorescent 2, et l'allume. Dans son état allumé, le tube agit en tant que limiteur de tension à environ 130 V. Le tube reste dans cet état jusqu'à la fin de l'alternance de Vac. Le gaz dans le tube fluorescent 2 reste ionisé et le tube reste allumé lors des alternances ultérieures de Vac.
La présente invention concerne un circuit intégré particulièrement avantageux destiné à être utilisé dans un circuit similaire à celui décrit dans la demande de brevet EP-A-0743754.
Un objet de la présente invention est de prévoir un circuit de commande pour commandeur le fonctionnement d'un tube fluorescent qui évite les problèmes d'usure et de papillotement dus à des tentatives infructueuses et répétées d'allumage du tube.
La présente invention vise également à prévoir un circuit de commande de tube fluorescent qui peut détecter l'extinction du tube par suite d'événements électriques non usuels, et tenter de rallumer le tube tout en évitant encore une usure excessive et un papillotement.
La présente invention vise également à produire un circuit de starter de longue durée de vie pour des tubes fluorescents, qui ne nécessite pas de remplacement régulier.
Ainsi la présente invention prévoit un procédé d'actionnement d'un tube fluorescent comprenant les étapes consistant à faire passer un courant dans un ballast inductif et au moins un filament de chauffage du tube fluorescent pendant une durée prédéterminée ; tenter d'allumer le tube fluorescent en, à l'expiration de la durée prédéterminée, interrompant le courant pour provoquer une tension haute aux bornes du ballast, et appliquant la tension haute aux électrodes du tube fluorescent ; et détecter périodiquement si le tube fluorescent est allumé en mesurant la tension entre les électrodes du tube fluorescent
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ce procédé comprend en outre les étapes consistant à compter un nombre de détections négatives d'état de tube survenant à l'inté- rieur d'une période prédéterminée ; et tenter à nouveau d'allumer le tube fluorescent si le nombre de détections négatives d'état de tube survenant à 1' intérieur de la période prédéterminée dépasse une limite prédéterminé.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ce procédé comprend en outre les étapes consistant à compter le nombre de tentatives d'allumage ; détecter si le nombre de tentatives d'allumage dépasse un nombre prédéterminé ; et cesser les tentatives d'allumage si le nombre de tentatives d'allumage effectuées dépasse le nombre prédéterminé.
La présente invention prévoit aussi un circuit de commande d'un starter de tube fluorescent, ce starter comprenant des premier et second commutateurs commandés connectés en série avec au moins un filament de chauffage du tube fluorescent et en parallèle avec une chambre d'ionisation du tube fluorescent ; un moyen de décomptage pour décompter une durée de préchauffe pendant laquelle les premier et second commutateurs commandés sont conducteurs, d'où il résulte que ledit au moins un filament de chauffage peut être chauffé par passage du courant ; un moyen de commande de commutateur, par lequel le courant passant peut être interrompu à la fin de période de préchauffe ; un ballast inductif en série avec les électrodes du tube fluorescent adapté à provoquer une impulsion de tension haute aux bornes de la chambre d'ionisation du tube fluorescent après interruption du courant le circuit de commande comprenant un moyen de détection d'état de tube adapté à détecter l'état allumé ou non allumé du tube fluorescent après application de la tension haute.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de commande comprend en outre un compteur et un temporisateur pour compter un nombre de détections négatives d'état de tube survenant à l'intérieur d'une période prédéterminée.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de commande comprend en outre un compteur pour compter le nombre de tentatives d'allumage ; un signal de drapeau indiquant si le nombre de tentatives d'allumage effectuées dépasse un nombre prédéterminé ; et un circuit d'invalidation pour empêcher d'autres tentatives d'allumage d'être effectuées une fois que le nombre de tentatives d'allumage effectuées dépasse le nombre prédéterminé.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de commande comprend en outre un dispositif de stockage de charge périodiquement chargé par une tension dali- mentation alternative et fournissant une tension d'alimentation au circuit de commande ; un circuit de détection de niveau de tension pour détecter la valeur de la tension d'alimentation et émettre un signal de tension d'alimentation haute quand la valeur de la tension d'alimentation dépasse un maximum prédéterminé, pour empêcher une charge supplémentaire du dispositif de stockage de charge.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moyen de commande de commutation est un thyristor à ouverture par la gâchette ; les impulsions de tension haute sont provoquées par l'ouverture du thyristor à ouverture par la gâchette ; et il est prévu un circuit pour produire une impulsion d'ouverture par la gâchette vers le thyristor à ouverture par la gâchette.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de commande comprend en outre un circuit pour prolonger la durée de l'impulsion d'ouverture par la gâchette de sorte que le thyristor à ouverture par la gâchette est ouvert dès que possible, dans le cas où l'impulsion d'ouverture par la gâchette est émise tandis qu'un courant circule dans le thyristor à ouver ture par la gâchette, supérieur à un courant maximum qui peut être coupé par ce thyristor.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles
la figure 1 représente un circuit de starter de tube fluorescent selon l'art antérieur
la figure 2 représente un circuit de starter de tube fluorescent incorporant un circuit de commande selon l'art antérieur
la figure 3A représente un chronogram d'un courant d'alimentation alternatif
les figures 3B à 3E représentent des trajets de courant dans le circuit de la figure 2 à différentes phases du courant d'alimentation alternative, illustrées en figure 3A
les figures 4A à 4C illustrent une tentative d'allumage de tube fluorescent en utilisant le circuit de la figure 2
la figure 5 représente un organigramme d'un procédé de commande d'allumage selon la présente invention
la figure 6 représente un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisation de l'invention
les figures 7A à 7C illustrent un circuit de remise à zéro selon un aspect de l'invention
les figures 8A et 8B représentent respectivement un circuit et des chronogramnes d'un tampon d'entrée, et d'un circuit de synchronisation en courant et de seuil de courant selon un aspect de l'invention
les figures 9A à 9D représentent des circuits et des chronogrammes de circuits de comptage de préchauffe, de comptage de tentatives et de comptage de défaillances selon un aspect de l'invention
les figures 10A et 10B représentent des circuits et des chronogrammes relatifs à la génération de signal de gâchette du thyristor polarisé positivement, selon un aspect de l'invention
les figures lIA et llB représentent des variantes de réalisation de circuit de génération de signal de gâchette pour le thyristor polarisé négativement, selon un aspect de l'invention
les figures 12A à 12C représentent des circuits et des chronogrammes relatifs à la détection de l'état du tube selon un aspect de l'invention
les figures 13A et 13B représentent des circuits et des chronogrammes relatifs à la détection de niveau de tension maximum selon un aspect de l'invention ; et
la figure 14 représente un circuit de commande de tube fluorescent selon un mode de réalisation de l'invention.
La présente invention concerne un circuit intégré de commande 30 particulièrement avantageux destiné à être utilisé dans le circuit de la figure 2 ou autre circuit de commande de tube fluorescent.
En résumé, le procédé et le circuit de commande selon l'invention fonctionnent de la façon suivante. Les nombres et les durées indiqués entre parenthèses seront utilisés à titre d'exemple dans la description suivante.
A la mise en route initiale de la tension d'alimentation alternative Vac, un courant de préchauffe est amené à circuler dans les filaments de chauffage 4, 6 du tube fluorescent 2.
Le courant de préchauffe circule dans les filaments de chauffage pendant une durée de préchauffe prédéterminée (64 cycles d'alimentation alternative Vac).
A l'instant ts, la fin de la période de préchauffe, le courant dans les filaments de chauffage est interrompu, ce qui amène une haute tension à être produite par l'inductance ballast 8 et une tentative d'allumage prend place.
L'état du tube - allumé ou non - est détecté à chaque cycle de Vac.
Si l'on détecte que le tube n'est pas allumé (détection négative) pendant une certaine limite de défaillance (huit) de cycles de Vac sur une durée prédéterminée (32 cycles de Vac) après la tentative d'allumage, on considère que le tube n'est pas allumé.
Si l'on considère que le tube n'est pas allumé, le courant de préchauffe est rappliqué aux filaments de chauffage pour une autre période de préchauffe. Ce peut être une période de préchauffe réduite (32 cycles de Vac), puisque les filaments 4, 6 sont encore partiellement chauds par suite de la période de préchauffe précédente.
Après la fin de la période de préchauffe supplémentaire, le courant dans les filaments est à nouveau interrompu, ce qui provoque une nouvelle tentative d'allumage.
La détection de l'état du tube est réalisée comme précédemment avec d'autres périodes de préchauffe réduites et tentatives d'allumage si nécessaire.
En cas d'insuccès, ces autres tentatives d'allumage peuvent être répétées jusqu'à ce qu'une limite prédéterminée de tentatives (huit) soit atteinte.
Si la limite de tentatives est atteinte, aucune autre préchauffe ni tentative d'allumage n'est réalisée. Le tube reste dans un état de coupure jusqu'à ce que la tension d'alimentation alternative Vac soit interrompue.
Si l'on n'a pas atteint la limite de défaillance (huit) pendant une durée de temporisation (32 cycles de Vac) après une autre tentative d'allumage, on considère que le tube est allumé.
Selon un aspect de l'invention, si le tube est considéré comme allumé, le procédé de commande entre dans un rôle de surveillance. Lors du rôle de surveillance, la période de temporisation (32 cycles de Vac) est comptée de façon répétée et on compte le nombre de détections négatives pendant chaque période de temporisation.
Si le nombre de détections négatives atteint la limite de défaillance (huit) lors d'une durée de temporisation quel conque, on considère que le tube n'est plus allumé. Ceci peut être dû à une défaillance brutale du tube ou du ballast, ou à des fluctuations de la tension Vac.
Si le tube est considéré comme ayant cessé d'être allumé, la procédure ci-dessus est mise en oeuvre. Le courant de préchauffe est appliqué pendant une autre durée de préchauffe réduite (32 cycles de Vac) étant donné que les filaments de chauffage auront été chauffés dans une certaine mesure par l'ionisation du gaz du tube pendant qu'il était allumé. La détection d'état du tube est réalisée comme précédemment et d'autres tentatives, jusqu'à la limite de tentatives (huit), sont effectuées pour rallumer le tube. Si la limite de tentatives (huit) est atteinte sans que le tube se rallume, aucune autre préchauffe ou tentative d'allumage n'est mise en oeuvre. Le tube reste dans un état de coupure jusqu'à ce que la tension Vac soit supprimée.
A chaque cycle d'alimentation alternative, le condensateur C1 est chargé pour maintenir la tension d'alimentation Vcc du circuit de commande selon l'invention.
La figure 5 représente un organigramme du procédé de commande d'allumage selon l'invention. Le circuit de commende de tube fluorescent selon l'invention est mis en route à une étape 34, lors de l'application initiale de la tension d'alimentation alternative Vac. Le condensateur C1 est chargé pour fournir la tension d'alimentation Vcc, comme cela est illustré en figure 3B.
Un signal de remise à zéro RST est produit à l'étape de remise à zéro 36 et place le circuit intégré de commande selon l'invention dans un état initial connu. Le comptage de tentatives
M est mis à zéro, le comptage de défaillances F est mis à zéro.
Un drapeau d'arrêt STOP est mis à zéro. La limite de comptage L est fixée à 64.
Le comptage de durée de préchauffe P est mis à zéro.
Les thyristors Thl et Th4 commencent à être commandés pour laisser conduire un courant de préchauffe à l'étape de mise en route de préchauffage 40.
La période de préchauffe commence alors dans une boucle de préchauffe 42. Un cycle de la boucle de préchauffe 42 est réalisé à chaque cycle de la tension d'alimentation alternative
Vac. Pendant chaque cycle de la boucle de préchauffe 42, le condensateur C1 est chargé à l'étape de charge de condensateur 44. Le comptage de préchauffe P est comparé à la limite de comptage L à l'étape de seuil de comptage de préchauffe 46. Si le comptage de préchauffe n'a pas atteint la limite de comptage L, il est incrémenté à l'étape de comptage de préchauffe 48, et une autre boucle de préchauffe commence.
La limite de comptage L étant fixée à 64, 64 cycles de boucle de préchauffe 42 sont réalisés. Ceci dure de 1 à 1,5 secondes. Si Vac a une fréquence de 50 Hz, une durée de 64 x 20 ms = 1,28 s sera comptée.
Quand le nombre requis de cycles de boucle de préchauffe 42 a été réalisé, l'étape de seuil de comptage de préchauffe 46 termine la boucle de préchauffe 42. Le comptage de préchauffe P est remis à zéro à une seconde étape de remise à zéro de préchauffe 50.
Lors de l'étape de tentative d'allumage 52, le courant circulant dans les filaments de chauffage 4, 6 est interrompu.
Une haute tension est produite par le ballast 8 et une tentative est effectuée pour allumer le tube. Le comptage de tentatives M est incrémenté de 1 à l'étape de comptage de tentatives 54, et une nouvelle valeur égale à 32 est donnée à la limite de comptage
L à une étape de limite de comptage 56.
Une étape de détection d'état de tube 58 détermine alors si le tube est allumé.
Si la détection d'état de tube 58 est négative (c'està-dire que le tube n'est pas allumé lors du cycle d'alimentation alternative en cours), le comptage de défauts F est incrémenté à une étape de comptage de défauts 60. Une étape de seuil de défauts 62 détermine si le comptage de défauts F représente un nombre de détections négatives inférieur à la limite de défauts, huit dans cet exemple.
Si le comptage de défauts F est inférieur à la limite de défauts, une boucle de temporisation 64 commence. Un cycle de boucle de temporisation 64 est réalisé à chaque cycle de Vac. La boucle de temporisation 64 utilise le comptage de préchauffe P pour compter L cycles de Vac et mesurer ainsi une durée égale à L périodes de Vac. Avec une limite de comptage L égale à 32 et une fréquence Vac égale à 50 Hz, ceci correspond à une durée de temporisation de 0,64 seconde.
A chaque cycle de la boucle de temporisation 64, le comptage de préchauffe P est incrémenté à l'étape de comptage de temporisation 65. Le comptage de préchauffe P est comparé à la limite de comptage L à l'étape de seuil de temporisation 66. Si le comptage de préchauffe P est inférieur à la limite de comptage
L, le condensateur C1 se charge à l'étape de charge de condensateur 68 et, à l'étape de détection d'état de tube 58, un cycle suivant commence pour une autre détection d'état de tube.
Si le comptage de préchauffe P compte jusqu'à L avant que le comptage de défauts F n'atteigne la limite de défauts (à l'étape de seuil de défauts 62) alors, lors du L-ième (32-ième) cycle de la boucle de temporisation 64, l'étape de seuil de temporisation 66 fournira une réponse positive et la boucle "ON" 70 commence.
Étant donné que moins que la limite de défauts de détections négatives a pris place pendant la période de temporisation, le tube est considéré comme allumé. A l'étape de marche "ON" 72, le comptage de tentatives M, le
Le comptage de défauts F somme toutes les détections négatives d'état de tube qui peuvent survenir pendant chaque période de temporisation. Le comptage de défauts F est remis à zéro tous les L cycles de Vac, à l'étape ON 72, pourvu qu'il n'ait pas atteint la limite de défauts à l'étape de seuil de défauts 62.
Cette opération est la fonction de surveillance et est décrite plus en détail ci-après.
Si le comptage de défauts F atteint la limite de défauts à l'intérieur d'une période de temporisation, l'étape de seuil de défauts 62 fournit un résultat positif.
On considère que le tube ne s'est pas allumé si huit détections négatives d'état de tube ont pris place à l'intérieur d'une période de temporisation de L cycles de Vac. Ceci sera le cas ou bien si le tube ne s'allume jamais, par exemple parce que le tube ou le ballast présente un défaut, ou bien si le tube s'allume initialement mais cesse ultérieurement de s'allumer, par exemple par suite de perturbations dans la tension d'alimentation alternative Vac.
Dans ce cas, la répétition de la boucle ON 70 et de la boucle de temporisation 64 cesse. Le tube est considéré comme non allumé, à l'étape 74.
L'étape de seuil de tentatives 76 détermine si une tentative d'allumage supplémentaire est autorisée. Deux conditions doivent être remplies premièrement, le nombre de tentatives d'allumage effectuées, le comptage de tentatives M, doit être inférieur à la limite de tentatives, huit dans cet exemple ; et deuxièmement le drapeau d'arrêt STOP doit être mis à zéro. En supposant que ces deux conditions sont remplies, le comptage de défauts F et le comptage de préchauffe P sont remis à zéro à l'étape de remise à zéro de défaut 77. Le courant de préchauffe est mis en route à l'étape 40 et une autre période de préchauffe est décomptée par la boucle de préchauffe 42.
Cette fois, la boucle de préchauffe réalise seulement 32 cycles étant donné que la limite de comptage L à été mise à 32 à l'étape de réglage de limite de comptage 56. La boucle de pré chauffe 42 amène le tube à être préchauffé pendant 32 cycles de
Vac (0, 64 seconde) si Vac a une fréquence de 50 Hz.
Après cette autre période de préchauffe, l'opération continue de la façon exposée précédemment. Une autre tentative d'allumage est réalisée à l'étape 52, le comptage de tentatives M est incrémenté à l'étape 54 et la commande passe à nouveau à l'étape de détection d'état de tube 58 et à la boucle de temporisation 64.
Ces étapes répétées de détection d'état de tube, de seuil de défauts et de tentatives d'allumage se poursuivront jus qut ce que le comptage de tentatives M atteigne huit, la limite de tentatives fixée par l'étape de seuil de tentatives 76. D'autres tentatives d'allumage du tube sont abandonnées. Un état d'arrêt "STOP" 78 met le drapeau d'arrêt STOP à 1. Le comptage de tentatives M et le comptage de préchauffe P peuvent être remis à zéro. La boucle d'arrêt "OFF" 80 commence. Cette boucle recharge le condensateur C1 à chaque cycle de Vac à l'étape de charge de condensateur 68. La détection d'état de tube peut être réalisée à l'étape 58 mais fournit toujours un résultat négatif. Le comptage de défauts F compte en conséquence à chaque cycle jusqu'à ce que la limite de défauts soit atteinte et qu'une réponse positive soit envoyée à partir de l'étape de seuil de défauts 62. Pendant un tel cycle, l'étape de remise à zéro de défaut 74 met le comptage de défauts F est remis à zéro. L'étape de seuil de tentatives 76 renvoie un résultat négatif, tandis que le drapeau d'arrêt STOP est mis à 1. L'état STOP 78 et la boucle d'arrêt "OFF" 80 sont exécutés à nouveau.
La boucle OFF 80 continue jusqu'à ce que l'alimentation alternative Vac soit supprimée et réappliquée à une étape ultérieure de mise en route 34. Le circuit de contrôle est effectivement verrouillé dans cette boucle OFF par le drapeau d'arrêt mis à 1.
La fonction de surveillance réside dans le fait que le circuit de commande réalise de façon répétée la boucle de temporisation 64, incluant l'étape de détection d'état de tube 58 tant que la tension d'alimentation alternative Vac est appliquée et que le tube est allume.
Si une détection négative d'état de tube 58 prend place, indiquant que le tube 2 a cessé d'éclairer, la commande se branche sur 1' étape de comptage de défauts 60 pour compter les détections négatives pendant cette période de temporisation. Si la limite de défauts de huit est atteinte, d'autres préchauffes et tentatives d'allumage seront effectuées, en accord avec l'étape de seuil de tentatives 76.
Pendant l'opération de surveillance, chaque détection négative d'état de tube 58 amène le comptage de défauts F à être incrémenté à l'étape 60, jusqu'à ce que la limite de défauts soit atteinte, et détectée à l'étape de seuil de défauts 62.
Une fois que le comptage de défauts F est remis à zéro à chaque cycle de la boucle ON 70, dans cet exemple tous les 32 cycles de Vac ou toutes les 0,64 seconde, l'opération de surveillance provoque une nouvelle durée de préchauffe et une tentative d'allumage renouvelée 52 à l'étape de seuil 76 si huit détections négatives ont été atteintes à l'intérieur d'une période de temporisation de la boucle de temporisation 64. Ceci évite de provoquer d'autres périodes de préchauffe et tentatives d'allumage, non nécessaires, qui provoqueraient une usure des filaments de chauffage si une détection négative survenait toute les secondes, par exemple, et si les détections étaient autorisées à s'accumuler dans le comptage de défauts F au cours d'une certaine période temporelle. Une détection d'état de tube en défaut par seconde ne sera pas perceptible pour un utilisateur comme un défaut d'éclairage. Une période de préchauffe et une tentative d'allumage survenant, par exemple toutes les huit secondes seraient très ennuyeuses pour l'utilisateur.
On suppose que moins de huit détections en défaut par période de temporisation, 0,64 seconde, ne posent pas de problème, pour le fonctionnement efficace du tube fluorescent. Bien sûr, la durée de temporisation et la limite de défauts peuvent être adaptées à des situations particulières.
La figure 6 représente un schéma sous forme de blocs d'un mode de réalisation non limitatif d'un circuit de commande 82 selon l'invention. Des caractéristiques communes avec la figure 2 portent de mêmes références. Le schéma sous forme de blocs sera décrit en faisant référence également aux étapes décrites en relation avec la figure 5.
De préférence, les composants Thl, Th2, Th4, Z, RG, Z2,
D2 sont mis en oeuvre sous forme d'un dispositif de puissance intégré 84 tel que celui connu sous la marque ASDTM, disponible auprès de SGS-THOMSON Microelectronics.
Lors de l'application d'une alimentation alternative, à l'étape de mise en route 34, un circuit de remise à zéro à la mise sous tension 86 fournit un signal de remise à zéro RST aux autres blocs du circuit 82, représentant l'étape de remise à zéro 36.
Un tampon d'entrée 88 reçoit l'entrée de détection 24 sur un noeud 26. Ce signal est indicatif du courant circulant dans la résistance 20 et en conséquence également du courant circulant dans le circuit de cortrnande dans son ensemble. Le tampon d'entrée 88 fournit un signal d'indication de courant Vii à un circuit de synchronisation de courant 90 et à un circuit de seuil de courant 92.
Le circuit de synchronisation de courant 90 fournit un signal de synchronisation de courant Vis. Il s'agit d'un signal en créneaux sensiblement synchronisé sur les points de passage à zéro de la tension d'alimentation alternative Vac.
Le circuit de seuil de courant 92 fournit un signal de seuil de courant Vit indiquant quand le courant dans le circuit de comnande 82 dépasse un certain seuil.
Les deux signaux Vis et Vit sont utilisés par divers blocs du circuit, comme cela sera indiqué ci-après.
En correspondance avec l'étape de mise en route de préchauffe 40 et de boucle de préchauffe 42, un circuit de comptage de préchauffe 94 reçoit des informations de comptage à partir du signal de comptage de signaux Pt et une information de comptage à partir d'un signal Vgp.
Le comptage de préchauffe est remis à zéro par le signal RST à la mise en route initiale, et est également remis à zéro par le signal Tf qui indique quand le comptage de défauts atteint la limite de défauts, pourvu que le drapeau d'arrêt STOP n'ait pas été mis. Il se remet à zéro de façon interne chaque fois que la limite de comptage L est atteinte, ce qui correspond à l'étape ON 72. Ces situations correspondent à l'étape de remise à zéro de préchauffe 36 ; à la fonction de remise à zéro de préchauffe de l'étape 77 ; et à la seconde étape de remise à zéro de préchauffe 50, respectivement.
Le circuit de comptage de préchauffe 94 fournit, en tant que signaux de sortie, un signal de fin de préchauffe Pe pour incrémenter le comptage de tentatives, ce qui correspond à 1' étape de comptage de tentatives 54 ; un signal de bascule de préchauffe Pl et un signal d'impulsion de fin de préchauffe Pp qui sont tous deux utilisés par un circuit de remise à zéro de comptage 96 pour remettre à zéro le compteur de défauts 98 et le compteur de tentatives 100 à l'étape ON 72, l'étape de tentative défaillante 74 et l'étape OFF 78 ; et un signal de courant de préchauffe Pi qui commande les circuits 104, 102, de génération de signal de gâchette des thyristors de polarité positive et de polarité négative, de sorte que le courant de préchauffe circule pendant la durée de préchauffe et est interrompu à la fin de durée de préchauffe.
A la fin de la durée de préchauffe, un signal de courant de préchauffe actif Pi est transmis aux circuits 104, 102, de génération de signal de gâchette et un signal de fin de préchauffe Pp est transmis au circuit de remise à zéro de comptage 96. Ceci correspond à l'étape de tentative d'allumage 52 et à la seconde étape de remise à zéro de préchauffe 50.
Le circuit de comptage de défauts 98 reçoit le signal de remise à zéro de comptage de défauts Rf et le signal d'état de tube det, et fournit un signal de seuil de défaillance If. Le compteur de défauts est remis à zéro par le signal de remise à zéro de défaut Rf à la mise en route initiale, ce qui correspond à l'étape 36 ; quand on passe à l'étape 72 et quand on atteint l'étape 74. Le comptage de défauts F s'incrémente à chaque détection négative d'état de tube signalée par le signal de détection det. Si le comptage de défauts atteint la limite de défauts, et tant que le signal de drapeau d'arrêt STOP n'est pas à niveau haut, et que la limite de tentatives n'a pas été atteinte (correspondant à l'étape de seuil de tentatives 76), les compteurs de préchauffe et de défauts sont remis à zéro, ce qui correspond à l'étape 77. Un autre signal de courant de préchauffe
Pi est envoyé aux circuits 102, 104 de génération de signal de gâchette des thyristors de polarité positive et de polarité négative mettant en route le courant de préchauffe, étape 40, et commençant un nouveau cycle de préchauffe 42.
Le compteur de tentatives 100 est incrémenté de 1 à réception du signal de fin de préchauffe Pe. Ceci correspond à l'étape de comptage de tentatives 54. Quand le comptage de tentatives atteint la limite de tentatives, le signal du drapeau d'arrêt STOP est transmis au circuit de comptage de préchauffe 94, qui émet des signaux qui invalident une préchauffe supplémentaire, ou des tentatives d'allumage. Le signal de drapeau d'arrêt
STOP est stocké en bascule, le circuit reste dans cet état. Ceci correspond à l'étape de seuil de tentatives 76, à l'étape d'arrêt 78 et à la boucle d'arrêt 80.
Le circuit de remise à zéro de comptage 96 reçoit les signaux de fin de préchauffe Pe, de verrouillage de préchauffe Pl et d'impulsions de fin de préchauffe Pp à partir du circuit de comptage de préchauffe 94, ainsi que le signal de remise à zéro
RST. Il produit un signal de remise à zéro de défaut Rf et un signal de remise à zéro de tentative Rm en sortie.
La remise à zéro de défaut est activée à l'étape 36 par le signal de remise à zéro RST ; périodiquement à chaque passage de l'étape ON 72 par le signal d'impulsion de fin de préchauffe
Pp ; et à chaque nouvelle tentative d'allumage, correspondant à l'étape 74, par le signal de fin de préchauffe Pe.
Le circuit 104 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité négative reçoit des informations de synchronisation du signal de synchronisation de courant Vis et du signal de seuil de courant Vit. Des signaux de gâchette E sont produits sur le noeud 26 pour placer le thyristor de polarité négative Th4 dans un état conducteur au début de chaque alternance négative de Vac, pendant des périodes de préchauffe. En dehors des périodes de préchauffe, aucun signal de gâchette E n'est produit vers le thyristor de polarité négative Th4 qui reste non-conducteur.
Le circuit 102 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité positive est validé par le signal de préchauffe Pi. Aucun signal de gâchette Vg n'est nécessaire pour placer le thyristor de polarité positive Thl dans un état conducteur pendant les périodes de préchauffe, étant donné que le thyristor Thl est rendu conducteur par le procédé de l'art antérieur décrit en relation avec les figures 3B, 3C, 3D. A la fin de période de préchauffe, pour réaliser une tentative d'allumage, un signal d'ouverture par la gâchette Vg, produit au noeud 27 est appliqué à la gâchette du thyristor Th2 après réception d'une transition du signal de courant de préchauffe Pi, indiquant la fin de la période de préchauffe. Le signal d'ouverture par la gâchette Vg bloque le thyristor Th2, amenant en conséquence la tension de gâchette du thyristor Thl à atteindre la tension de la masse G et le plaçant dans un état non conducteur.
Le thyristor Thl est rendu brutalement non conducteur et une tentative d'allumage prend place, correspondant à l'étape 52. Un noeud 105 sur une sortie du circuit 102 peut être flottant ou à la tension de la masse G. Le noeud 105 est connecté par une résistance Rext au noeud 27, et forme un diviseur de potentiel avec la résistance 15 quand il est connecté à la tension de la masse, pour fournir une représentation divisée de la tension V1 aux bornes du tube 2 au noeud 27, comme tension Vg.
Après réception du signal de courant de préchauffe Pi, le circuit 104 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité négative cesse d'envoyer des signaux de gâchette E au thyristor de polarité négative Th4.
Un circuit de détection d'état de tube 106 réalise l'étape de détection d'état de tube 58. Il reçoit le signal d'ouverture par la gâchette Vg du thyristor de polarité positive et utilise cette tension pour fournir un signal d'état de tube det vers le compteur de défauts 98, et un signal Vgp indiquant la polarité de gâchette de Th2 vers le circuit de comptage de préchauffe 94 et le circuit de détection de niveau de tension d'alimentation maximum 108. Étant donné que la tension de gâchette du thyristor Th2 suit la tension V1 aux bornes du tube fluorescent, le signal Vgp peut être utilisé cotrine signal de temporisation. Sa fréquence est égale à la fréquence de Vac.
Si le signal d'état de tube det indique que le tube est allumé, le circuit entre dans l'étape ON 72, la boucle de temporisation 64 et la boucle ON 70.
Le circuit 108 de détection de niveau de tension maximum est utilisé pour empêcher le condensateur C1 de se surcharger, et la tension d'alimentation Vcc de devenir trop grande. Si
Vcc devenait trop élevée, cette tension dépasserait la tension d'avalanche de la diode à avalanche Z et provoquerait une action indésirée similaire à celle illustrée en figures 3C et 3D. Le circuit de détection de niveau de tension maximum 108 reçoit le signal Vgp pour l'utiliser comme signal d'horloge et émet un signal de tension d'alimentation élevée Vx vers le circuit 102 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité positive. Quand un signal d'alimentation élevée est émis, un signal d'ouverture de gâchette Vg est émis par le circuit 102 pour empêcher une charge supplémentaire du condensateur C1. Comne le condensateur C1 se charge seulement pendant les alternances positives de la tension d'alimentation alternative Vac, aucune action ne doit être prise en relation avec le circuit 104 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité négative.
On décrira ci-après des réalisations particulières possibles, mais non limitatives, des blocs de circuits représentés en figure 6 destinés à être inclus dans le circuit intégré de commande 82.
La figure 7A représente un mode de réalisation du circuit de remise à zéro 86. Une branche commandée 110 comprend une résistance 112, un noeud 114 et le canal d'un transistor MOS à grille isolée à canal N 116 en série entre la tension d'alimentation Vcc et la tension de masse G. Une branche de commande de grille 118 comprend la connexion en série d'une diode à avalanche polarisée en inverse 120, un noeud 122 et une résistance 124 entre la tension d'alimentation Vcc et la tension de la masse G.
Le noeud 122 est connecté à une borne de grille du transistor 116. Le noeud 114 fournit le signal de remise à zéro RST.
Les figures 7B et 7C représentent des signaux présents dans le circuit de la figure 7A.
Comme le représente la figure 7B, la tension d'alimentation Vcc augmente à la mise en route initiale de la tension d'alimentation alternative Vac. Tant que la tension d'alimentation Vcc est inférieure à la tension d'avalanche Vz de la diode à avalanche 120, aucun courant ne circule dans la branche de commande de grille 118. La totalité de la tension Vcc est supportée aux bornes de la diode à avalanche polarisée en inverse 120.
Comme aucun courant ne circule dans la branche de commande de grille, la tension sur le noeud 122 reste basse. Le transistor 116 est en conséquence non-conducteur et la tension sur le noeud 114 (signal de remise à zéro RST) suit la valeur de Vcc.
La figure 7C représente le signal de remise à zéro RST, qui suit la tension d'alimentation Vcc pendant cette période. Une fois que la valeur de Vcc croît au-dessus de la tension d'avalanche Vz de la diode 120 (par exemple 4V), du courant commence à circuler dans la branche de commande de grille 118. La tension sur le noeud 122, la grille du transistor 116, croît. Quand la tension d'alimentation Vcc atteint la tension d'avalanche Vz plus la tension de seuil Vtll6 du transistor 116, le transistor 116 commence à conduire et tire la tension sur le noeud 114 à une valeur basse. Cette transition décroissante de façon abrupte est utilisée comme signal de remise à zéro RST pour de nombreuses parties du circuit intégré 82.
De nombreux autres circuits de génération de signal de remise à zéro pourraient être utilisés comme cela sera clair pour l'homme de l'art.
La figure 8A représente un mode de réalisation du tampon d'entrée 88, du circuit de synchronisation de courant 90 et du circuit de seuil de courant 92. Le tampon d'entrée 88 peut consister en un amplificateur opérationnel 126 agissant comme amplificateur inverseur, recevant la tension d'entrée de détection 24 sur une entrée inverseuse, par l'intermédiaire d'une résistance 128, et la tension de masse G sur son entrée non inverseuse. Une résistance de réaction 130 est connectée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel 126 et son entrée inverseuse.
La figure 8B illustre l'entrée de la tension d'entrée de détection 24 à l'entrée du circuit tampon 88 de la figure 8A le signal d'indication de courant Vii ; le signal de synchronisation de courant Vis ; et le signal de seuil de courant Vit. Le ballast fortement inductif 8 amène la circulation de courant dans le circuit 82 et donc la tension d'entrée de détection 24 à avoir une forme sensiblement triangulaire. Celle-ci est sensiblement symétrique autour d'une valeur moyenne Vo, typiquement la tension du neutre du réseau, quand la tension d'alimentation alternative
Vac est une tension de réseau.
Le signal d'indication de courant Vii fourni par le tampon d'entrée 88 est une version inversée de la tension d'entrée de détection 24 amplifiée par le rapport des résistances 130, 128. Les alternances négatives 132 de la tension d'entrée de détection 24 sont converties en alternances positives correspondantes 134 du signal d'indication de courant Vii. Les alternances positives 136 de la tension d'entrée de détection 24 sont éliminées par l'amplificateur opérationnel 126 qui ne reçoit pas de tension d'alimentation négative.
Le circuit de synchronisation de courant 90 et le circuit de détection de courant de seuil 92 peuvent chacun comprendre un comparateur 138, 140 recevant un signal d'indication de courant Vii sur une entrée inverseuse respective et une tension de référence respective 142, 144 sur des entrées non inverseuses respectives, à partir de références de tension respectives 146, 148.
Dans le circuit de synchronisation de courant 90, la référence de tension 146 fournit une tension de référence 142 qui correspond à une valeur de signal d'indication de courant Vii légèrement supérieure à la valeur moyenne VO de la tension d'entrée de détection 24, correspondant à une faible circulation de courant dans la résistance 20 (figure 6). Le signal de synchronisation de courant Vis a une valeur élevée pendant les alternances positives 136 quand la tension d'entrée de détection 24 est supérieure à la tension de référence 142 et une valeur basse aux autres moments.
Dans le circuit de détection de seuil de courant 92, la référence de tension 148 fournit une tension de référence 144 qui correspond à la valeur du signal d'indication de courant Vii qui correspond à une valeur de seuil de la tension d'entrée de détection 24 qui correspond elle-même à une valeur de courant de seuil
Iso circulant dans la résistance 20 (figure 6). Le signal de seuil de courant Vit produit une valeur élevée chaque fois qu'un courant supérieur à Iso circule dans la résistance 20 et une valeur basse chaque fois qu'un courant inférieur à Iso circule dans la résistance 20.
La figure 9A représente les circuits de comptage de préchauffe 94, de comptage de défauts 98 et de comptage de tentatives 100.
Le circuit de comptage de préchauffe 94 comprend des blocs de logique combinatoire 150, 152. Le circuit logique de remise à zéro 150 fournit un signal de remise à zéro de préchauffe Rp selon l'expression Booléenne Rp=RST+ (Tf./STOP). Le circuit logique d'horloge 152 fournit un signal d' horloge de préchauffe CK selon l'expression Booléenne Pck=/STOP(Pt+Pl.Vgp). Le compteur de préchauffe 154 reçoit un signal d'horloge de préchauffe Pck sur une entrée d'horloge CK et produit un signal en impulsion de fin de préchauffe Pp sur une sortie Q. Une porte OU 156 combine le signal de remise à zéro de préchauffe Rp et l'impulsion de fin de préchauffe Pp pour fournir un signal de fin de préchauffe/remise à zéro Per vers une entrée de remise à zéro R du compteur de préchauffe 154.
Un signal d'établissement de limite de comptage Sel est produit par le premier front montant de la sortie QO du compteur de tentatives M (bloc 54 de la figure 5) et sélectionne la valeur de la limite de comptage L. En supposant que les deux valeurs possibles de L sont 32 et 64, la sélection de limite de comptage peut simplement être la commande d'un multiplexeur qui connecte le bit 25 ou le bit 26 du compteur de préchauffe 154 à sa sortie pp.
Une bascule RS 158 reçoit le signal de remise à zéro de préchauffe Rp sur son entrée R et une impulsion de fin de préchauffe Pp sur son entrée S. Le signal de fin de préchauffe Pe est produit sur sa sortie Q. Un élément de retard 160, par exemple un étage RC reçoit le signal de fin de préchauffe Pe et produit le signal de bascule de préchauffe Pl. Une porte OU 162 reçoit le signal de fin de préchauffe Pe et un signal de drapeau d'arrêt STOP sur ses entrées, et produit le signal de courant préchauffe Pi sur une sortie.
A la mise en route initiale, le signal de remise à zéro de préchauffe Rp est actionné, plaçant le signal en impulsion de fin de préchauffe Pp et le signal de fin de préchauffe Pe à des états bas. Pendant la période de préchauffe, les fronts montants d'horloge Pck sont fournis par le signal de synchronisation de préchauffe Pt à chaque front montant du signal de seuil de courant Vit. Dès que la période de préchauffe est finie, à l'instant Tp, le signal de bascule de préchauffe Pl est mis à niveau haut par le front montant du signal de fin de préchauffe
Pe, les fronts montants de l'horloge Pck sont fournis par le signal Vgp, c'est-à-dire que le système est synchronisé en tension. Si le drapeau d'arrêt STOP est à niveau haut, le signal d'horloge de préchauffe Pck reste haut et le compteur de préchauffe ne compte pas.
Juste après la mise en route initiale, Sel est fourni par le bloc 100 pour sélectionner la limite de comptage L, par exemple 64. Le compteur de préchauffe compte alors 64 cycles de
Vac. Quand il atteint 64 cycles, la sortie Q à savoir le signal d'impulsion de fin de préchauffe Pp passe à niveau haut. Ceci amène le signal de fin de préchauffe/remise à zéro Per à passer à niveau haut, remettant le signal d'impulsion de fin de préchauffe
Pp et le signal de fin de préchauffe/remise à zéro Per à des valeurs basses.
Le signal de fin de préchauffe Pe est amené à se propager par la porte OU 162 pour devenir le signal de courant de préchauffe Pi. Ainsi le bloc 104 qui génère l'impulsion pour le thyristor Th4 est inhibé. Les signaux produits par et dans le compteur de préchauffe sont représentés en figures 9B, 9C, 9D.
Compteur de défauts
La figure 9C illustre le cas où le tube n'est pas allumé. Après réception de 8 impulsions du signal det par le compteur de défauts 166, ce qui correspond à 8 cycles de la tension alternative d'alimentation Vac, le compteur de défauts 166 atteint sa limite de comptage. Au front montant suivant du signal det, après huit cycles de Vac plus un certain retard (par exemple 5 ms), une valeur haute est produite à sa sortie Q, signal Tf. Pourvu que le signal STOP soit à niveau bas, ceci remet à zéro le compteur de préchauffe 154 et la bascule RS 158, et met leurs signaux de sortie respectifs Pp, Pe à niveau bas. Le signal Pl prend un niveau bas après un retard défini par l'élément 160.
Le compteur de préchauffe 154 recommence alors à compter à partir de 0. Une nouvelle période de préchauffe commence, ce qui conduit à une nouvelle tentative d'allumage.
Si on suppose que le huitième défaut vient d'être compté, le signal de sortie Tf aura une valeur haute, étant donné que les huit impulsions de la huitième tentative d'illumination en défaut viennent d'être comptées. Le signal de sortie Tm du compteur de tentatives 171 atteindra une valeur haute, quand la huitième tentative défaillante vient d'être comptée. La porte ET 168 reçoit Tf et le signal de seuil de tentatives Tm et produit une sortie à niveau haut 170. Le signal 170 établit la bascule 172 pour produire un signal de drapeau d'arrêt STOP à niveau haut sur sa sortie Q. Le signal de drapeau d'arrêt STOP avait jusqu'à maintenant été à niveau bas comme cela a été déterminé à la mise en route initiale par l'application du signal de remise à zéro
RST. Le signal STOP à niveau haut empêche le circuit logique 150 de fournir à la bascule 158 un signal de remise à zéro Rp. Les signaux Pe, Pl, restent hauts empêchant le circuit de remise à zéro 96 de remettre le compteur de défauts 166 à zéro. Le compteur 166 reste en conséquence dans son état de sortie haute, le signal 170 reste haut et la bascule 172 garde la valeur haute du signal du drapeau d'arrêt STOP. En outre, la valeur haute du signal de drapeau d'arrêt STOP empêche les impulsions d'horloge d'atteindre le compteur de préchauffe 154. Le compteur de préchauffe 154 reste en conséquence à un état fixe. Le circuit reste dans cet état jusqu' à ce qu'un nouveau signal de remise à zéro RST soit appliqué. Typiquement, ceci survient seulement quand la tension d'alimentation alternative Vac est supprimée et réappliquée.
La figure 9D représente les signaux Pp, Pe, Pl, Pi après l'expiration d'une durée de temporisation de 32 cycles (640 ms dans cet exemple) dans le cas où le tube est allumé. Le compteur de défauts ne reçoit pas huit impulsions sur le n'atteint pas non plus de valeur haute et la bascule 158 n'est pas remise à zéro. Les valeurs hautes des signaux Pe et P1 telles qu'établies à la fin du comptage de préchauffe précédent demeurent. A la fin du comptage de préchauffe, une impulsion est à nouveau produite sur le signal d'impulsion de préchauffe Pp.
Cette fois ci, le circuit de remise à zéro de comptage produit des signaux de remise à zéro actifs Rm et Rf et remet à zéro le compteur de tentatives 171 et le compteur de défauts 166.
Circuit de comptage de tentatives.
En se référant encore à la figure 9A, le circuit de comptage de tentatives 100 comprend un compteur de tentatives 171, une porte ET 168 et une bascule RS 172. Le compteur de tentatives 171 reçoit un signal de remise à zéro de tentative Rn sur une entrée de remise à zéro R, un signal de fin de préchauffe
Pe sur une entrée d'horloge et produit un signal de seuil de tentatives Tm sur une sortie Q. La porte ET 168 reçoit le signal de seuil de tentatives Tm et le signal de seuil de défauts Tf en entrée et produit un signal de bascule de seuil de tentatives 170 en sortie. La bascule RS 172 reçoit le signal de bascule de seuil de tentatives sur son entrée S, le signal de remise à zéro RST sur son entrée R, et produit le signal de drapeau d'arrêt STOP sur sa sortie Q.
A la mise en route initiale, le compteur de tentatives 171 et la bascule RS 172 sont remis à des états de sortie basse.
Le comptage de tentatives M est mis à zéro.
Par suite de l'impulsion de fin de préchauffe Pp, un front montant du signal Pe incrémente le compteur de tentatives 171. Si le compteur de tentatives n'a pas encore atteint sa limite (dans cet exemple huit), sa sortie, le signal de seuil de tentatives Pm reste à niveau bas. Si une tentative d'allumage réussie est effectuée, un signal de remise à zéro de tentative Rm, produit par le signal de bascule de préchauffe Pl et le signal Pe, remet à zéro le compteur de tentatives, comme cela a été exposé en relation avec le circuit de remise à zéro de comp- tage 96.
Si la limite de tentatives est atteinte, un signal actif de seuil de tentatives ,fln est produit. Si le signal de seuil de défauts Tf est également à niveau haut, ce qui serait dû au fait que le tube n'a pas été allumé et que le seuil de défauts a été atteint, la porte ET 168 fournit un signal actif de bascule de tentative 170 vers la bascule RS 172. La sortie de cette bascule RS, le signal de drapeau d'arrêt STOP, atteint une valeur élevée, et reste dans cet état jusqu'à ce que l'alimentation du circuit 82 soit supprimée.
Circuit de remise à zéro de calwtaqe 96
L'impulsion active sur le signal d'impulsion de fin de préchauffe Pp est trop courte pour que le signal d'impulsion de fin de préchauffe Pp et le signal de bascule de préchauffe pl soient simultanément actifs quand la première impulsion active est produite lors du signal d'impulsion de fin de préchauffe Pp.
Le compteur de tentatives 171 n'est pas remis à zéro. Ceci est souhaité puisque, sinon, les informations concernant une première tentative d'éclairage seraient perdues.
Toutefois, tant que le compteur de défauts 116 ne compte pas jusqu'à la limite de défaut, aucun signal de remise à zéro de préchauffe n'est produit. Le signal Pe reste dans son état haut. Le compteur de préchauffe 154 continue à compter la période de temporisation. A la fin de la période de temporisation, après émission de l'impulsion de fin de préchauffe Pp, Pp et pl sont actifs en même temps et le compteur de défauts et le compteur de tentatives sont remis à zéro par les signaux de remise à zéro Rf, Rm respectivement.
De cette façon, quand le tube est allumé, le compteur de tentatives 171 et le compteur de défauts 116 sont périodiquement remis à zéro, à la fin de chaque période de préchauffe et de chaque période de temporisation, quelle que soit la durée de cette période de préchauffe ou de temporisation.
La figue 10A représente un mode de réalisation du circuit 104 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité négative. Il comprend un étage de début de temporisation 176, un étage de durée d'impulsion 178 et un étage de courant 180. La figure 10B représente des chronogrammes de signaux produits ou utilisés par le circuit 104.
L'étage de début de temporisation 176 est un générateur de signal de passage à zéro anti-rebond. Il équivaut à un monostable déclenché par un front montant, déclenché par le signal de synchronisation de courant Vis. Il comprend une bascule de type D 182, recevant le signal de seuil de courant Vit sur une entrée d'horloge CK, la tension d'alimentation Vcc sur une entrée D, la tension de masse G sur une entrée S. Une entrée R reçoit un signal de remise à zéro Prs et une sortie /Q fournit un signal de durée de préchauffe Pt. Un inverseur 184 produit un signal de validation d'impulsion 186. Le signal de validation d'impulsion 186 atteint un niveau haut à chaque transition montante du signal de seuil de courant Vit. Peu après, le signal de synchronisation de courant Vis monte également. Une porte ET 188 reçoit le signal de synchronisation de courant Vis et un signal de validation d'impulsion 186 produit un signal de sortie haut 190.
Un trajet de remise à zéro, comprenant un inverseur 192, un élément de retard 194 tel qu'un réseau RC, et un autre inverseur 196 fournit un signal de remise à zéro 198 destiné à remettre dans un état de sortie basse la bascule de type D 182, un certain retard après le front montant du signal de synchronisation de courant Vis. Une porte OU 200 combine le signal de remise à zéro 198 et le signal de remise à zéro RST pour fournir le signal de remise à zéro Prs à la bascule de type D 182.
En effet, le signal 190 est une impulsion dont le front montant est synchronisé avec le front montant du signal de synchronisation de courant Vis et dont la durée t190 est fixée par l'élément de retard 194. Une porte ET 204 propage ces impulsions en tant que signal de début de temporisation 208 à un étage de durée d'impulsion 178, pourvu que le signal de courant de préchauffe Pi soit bas.
L'étage de durée d'impulsion 178 comprend un monostable calibré 210 qui reçoit le signal de début de temporisation 208 sur son entrée T et fournit des sorties d'impulsions complémentaires Q, /Q qui commencent en même temps que le signal de début de synchronisation 208 et qui persistent pendant une certaine durée tg fixée, par exemple 767 fis.
L'étage de courant 180 fournit le courant nécessaire pour rendre passant le thyristor de polarité négative Th4.
L'étage de courant 180 est choisi pour fournir un courant prédéterminé Ie (par exemple 47 mA) en sortie, sous la forme d'un signal de gâchette E. Le signal de gâchette E est alors calibré en durée par l'étage de durée d'impulsion 178 et en amplitude de courant Ie par l'étage de courant 180. La valeur de seuil 142, choisie pour la génération du signal de synchronisation de courant Vis, est choisie pour que le signal de gâchette E vers le thyristor Th4 soit actif dès que, ou avant que, l'alternance négative de la tension d'alimentation alternative Vac commence.
De cette façon, il n'y a pas de changement brutal de courant quand Th4 est rendu passant, ce qui provoquerait la production d'une tension élevée par le ballast inductif 8.
La tension d'entrée de détection 24 vers le tampon d'entrée 88 de la figure 8A peut être bruitée. Elle peut passer plusieurs fois en succession rapide, par la valeur de seuil 142.
Des transitions répétées correspondantes surviendraient sur le signal de synchronisation de courant Vis. Il serait indésirable de transmettre un tel signal à l'étage de synchronisation d'impulsions 178 par l'intermédiaire des portes 188, 204, étant donné que des impulsions de courant de longueur fixée seraient produites de façon répétée sur le signal de gâchette E, ce qui gaspillerait de la puissance.
L'étage de début de temporisation 176 verrouille simplement la première transition sur le signal de seuil de courant Vit dans une bascule de type D 182. Vu que cette bascule est remise à zéro par le signal Prs après l'émission de la première impulsion du signal 190, ce qui inhibe la porte ET 188, une seule impulsion de courant calibrée est produite sur le signal de gâchette 26 par cycle de la tension d'alimentation alternative Vac.
Le signal de courant de préchauffe Pi est inversé par un inverseur 206 et reçu à une seconde entrée d'une porte ET 204.
Le signal de début de temporisation 208 est ainsi invalidé chaque fois que le signal de courant de préchauffe Pi est à niveau haut, c'est-à-dire en dehors des périodes de préchauffe et quand le signal de drapeau d'arrêt STOP est haut.
La figure lIA représente un mode de réalisation possible du circuit 102 de génération de signal de gâchette pour le thyristor de polarité positive. Une porte ET 212 reçoit le signal de courant de préchauffe Pi sur une première entrée, reçoit le signal de tension d'alimentation haute Vx sur une seconde entrée et fournit un signal de grille de transistor Vgt sur sa sortie.
Le signal de grille de transistor Vgt est fourni à une borne de grille d'un transistor à canal N 216 fournissant lui-même un état de sortie St sur sa borne de drain.
Le signal de grille de transistor Vgt est également fournit à une entrée T d'un temporisateur d'impulsion de gâchette de thyristor 218. Le temporisateur d'impulsion de gâchette de thyristor 218 fournit un signal d'impulsion de grille 220 de longueur prédéterminée à une borne de grille d'un transistor à canal
N 222 qui fournit un signal Vg de coupure par la gâchette du thyristor Th2 sur sa borne de drain.
En conséquence, une impulsion de coupure de gâchette calibrée est produite à chaque front montant du signal de courant de préchauffe Pi pourvu que le signal de tension d'alimentation haute Vx soit à valeur haute, indiquant que la tension d'alimentation Vcc est à l'intérieur de la plage désirée, ce qui est le cas puisque le front de Pi survient pendant une période de préchauffe lorsque le système s'est rechargé jusqu'à la tension
Zener et que le système n' a pas encore envoyé 1' impulsion sur le thyristor Th4 (cette impulsion est une source importante de consommation d'énergie). Donc Vx n'intervient pas lors de la première impulsion de Pi (tentative d'allumage). En revanche, dès que l'on passe en mode de détection/surveillance, Vx pourra venir comnander les transistors MOS.
De façon avantageuse, les impulsions de coupure de gâchette Vg ont une première longueur prédéterminée pour bloquer le thyristor Th2 pendant la phase de préchauffe et une seconde durée (qui s'adapte au tube) plus courte pour ouvrir le thyristor
Th2 pendant un mode de surveillance. Ceci est possible étant donné que moins de courant circule dans Th2 pendant le mode de surveillance.
Pour permettre au thyristor d'être ouvert à l'instant optimal, un mode de commande particulier est nécessaire. Le thyristor Th2 est du type à ouverture par la gâchette (GTO) et peut être ouvert sur demande et seulement quand le courant qui le traverse est inférieur au courant maximum ITCM qui peut être ouvert par le dispositif. Sa valeur est une caractéristique du dispositif GTO particulier utilisé. En appliquant une impulsion de tension de masse à la gâchette du dispositif GTO, le courant cesse de circuler dans le dispositif Glo, à la fin de 1' impulsion de tension de masse. Toutefois, le courant circulant en fait dans le dispositif GTO doit être inférieur à ITCM pour que le signal d'ouverture par la gâchette soit efficace.
Comme le représente la figure 2, le courant circulant dans le GTO peut être déterminé en mesurant la différence de potentiel aux bornes de la résistance 20.
Un compromis doit être recherché entre une ouverture du dispositif GTO à faible courant, en dessous d'ITCM, et une ouverture à un courant plus élevé pour produire un pic de tension important aux bornes du tube 2 sous 1' effet de l'inductance ballast 8.
Dans les dispositifs utilisés, il s'est avéré qu'un courant de 350 mA assure des performances optimales. Le courant de seuil Iso utilisé dans le circuit de seuil de courant 92 pour produire le signal de seuil de courant Vit est en conséquence sélectionné à 350 mA, ce qui permet à l'impulsion d'ouverture par la gâchette Vg d'être appliquée quand le thyristor Th2 chute en dessous de 350 mA. Ceci permet de réaliser l'ouverture tandis qu'un courant maximum possible (presque égal à ITCM) circule dans l'inductance ballast et permet ainsi de produire un pic de tension maximum possible aux bornes du tube fluorescent 2, de façon à rendre aussi grande que possible la probabilité d'allumage du tube.
On souhaite que le circuit selon l'invention soit utilisable avec tout type de tube fluorescent. Des types courants de tube fluorescent sont des tubes de 56 W et des tubes de 18 W, typiquement équipés d' inductances ballast de 1,0 H et de 1,7 H, respectivement.
Pour ces deux tubes pour lesquels les valeurs de ballast différent, des valeurs différentes de courant circulent et les vitesses d'augmentation et de diminution de courant diffèrent. L'impulsion d'ouverture appliquée au Glo peut être optimisé pour un tube de 56 W, de sorte qu'elle commence juste après que le courant dans le ballast a chuté en dessous de 350 mA et dure pendant un certain temps (par exemple 570 pus), jusqu'à ce que le courant dans le dispositif d'ouverture par la gâchette ait chuté en dessous de la valeur de seuil du thyristor Th2, typiquement 230 mA pour le type de dispositif utilisé dans cet exemple. Si la même impulsion était utilisée avec la même temporisation dans le cas d'un tube de 18 W avec une inductance ballast de 1,7 H, le courant dans le ballast serait encore supérieur à la valeur du courant de maintien du thyristor Th2 après la fin de l'impulsion.
Dans ce cas, le dispositif à ouverture par la gâchette ne serait pas ouvert.
La figure llB représente une solution qui utilise une bascule de type D 224 fournissant un signal de gâchette verrouillé 226 sur une entrée d'une porte OU 228. La porte OU 228 reçoit le signal d'impulsion de grille 220 sur une seconde entrée et fournit un signal de grille modifié 230 sur la grille d'un transistor 222.
Un signal de verrouillage de préchauffe Pl est fourni à l'entrée D de la bascule de type D 224. Le signal de verrouillage de préchauffe Pl reste à l'état bas pendant la période de préchauffe et monte à niveau haut itrinediatement après que le courant dans l'inductance a chuté au-dessous de Iso, 350 mA, à la fin de la période de préchauffe.
La valeur du signal de verrouillage de préchauffe Pl s'inverse et se propage vers la sortie 226 de la bascule de type
D 224 sous l'effet d'un front montant du signal de grille de transistor Vgt qui déclenche également le monostable calibré 218.
Le signal de verrouillage de préchauffe Pi passe ensuite à l'état haut et la valeur de sortie stockée par la bascule de type D 224 est supprimée lors du front montant suivant du signal de synchronisation de courant Vis. On garantit ainsi que les impulsions du signal de grille modifié 230 durent à partir du moment où le courant dans le ballast chute en-dessous de Iso (350 mA) jusqu'à ce que le courant chute à 0, comme cela est indiqué par le signal de synchronisation de courant Vis. Le dispositif à ouverture par la gâchette Th2 sera en conséquence ouvert à l'instant optimal ou dès que possible après cet instant, quelle que soit la valeur de son courant de maintien.
La figure 12A représente le circuit de détection d'état de tube qui détecte la tension Vg présente sur la grille du thyristor Th2. Si la tension Vg reste à la tension de limitation du tube, typiquement 130 V, le tube est allumé. Si la tension Vg s'élève au-dessus de ce niveau, le tube n'est pas allumé et une autre tentative doit être effectuée pour allumer le tube.
Un comparateur référencé à la masse 232 reçoit la tension de gâchette Vg de Th2 sur une entrée inverseuse. Le comparateur 232 produit le signal d'indication de polarité de gâchette de Th2 sur sa sortie. Le signal d'indication de polarité Vgp est fourni à la grille d'un transistor à canal N 234. Le canal du transistor 234 est connecté entre la tension de masse G et une entrée non inverseuse d'un second comparateur 236 au niveau d'un noeud 238.
En outre un troisième comparateur 240 reçoit la tension de gâchette Vg de Th2 sur son entrée non inverseuse. Les entrées inverseuses des comparateurs 240 et 236 sont connectées à une tension fixe 242 fournie par une source de tension 244. Une source de courant 246 force un courant à passer de la tension d'alimentation Vcc vers le noeud 238. Un condensateur 248 est connecté entre le noeud 238 et la masse G. Quand le transistor 234 est non-conducteur, la source de courant 246 charge le condensateur 248. Quand le transistor 234 est conducteur, il conduit du courant de la source de courant 246 à la masse.
Une porte ET 250 reçoit en entrée un signal de sortie 252 du troisième comparateur 240 et un signal de sortie 254 du second comparateur 236. Une bascule RS 256 reçoit un signal d'indication de polarité de gâchette Vgp sur une entrée R et un signal de sortie 258 en provenance de la porte ET 250 sur une entrée S. Une sortie Q de la bascule RS 256 fournit le signal d'état de tube det.
Ouand le tube est éteint
Étant donné qu'aucun courant ne circule dans le tube fluorescent, la tension sur le noeud 16 est la tension d'alimentation alternative Vac. Le transistor 216 conduit et le transistor 220 est non-conducteur.
En ce qui concerne les formes d'ondes de la figure 12B, les résistances 15 et Rext agissent en tant que diviseur de potentiel et une tension d'alimentation alternative divisée Vac est présente en tant que signal de tension de gâchette de Th2, Vg of f. Étant donné que le comparateur inverseur 232 est référencé à la tension G, sa sortie, le signal d'indication de polarité de gâchette Vgp, est une onde en créneaux synchronisée sur les points de passage à O de la tension d'alimentation alternative
Vac. Un front montant est présent à chaque cycle d'alimentation alternative, à 10 et 30 ms dans la figure. Ceci remet à zéro la bascule RS 256 à des intervalles de 20 ms. La polarité de signal d'indication de polarité de gâchette Vgp est opposée à celle de la tension d'alimentation alternative et de la tension de gâchette de Th2, Vg.
Pendant les alternances négatives de Vac, le signal d'indication de polarité de gâchette Vgt est positif, le transistor 234 est conducteur et le courant en provenance de la source 246 circule dans le transistor 234 vers la masse G. Le condensateur 248 est déchargé étant donné que le transistor 234 courtcircuite ses électrodes.
Pendant les alternances positives de Vac, le signal d'indication de polarité de gâchette Vgp est à niveau bas. Le transistor 234 est non-conducteur. Le condensateur 248 est chargé par la source de courant 246 pour produire une rampe de tension
Vr sur le noeud 238.
Le comparateur 240 produit un signal de sortie 252 à valeur élevée quand la tension de gâchette Vg de Th2 dépasse la tension de seuil 242. Ceci produit des impulsions 253 centrées sur le point milieu de l'alternance positive de Vg. La durée de ces impulsions dépend de la valeur de la tension de seuil 242.
Le comparateur 236 produit un signal de sortie 254 quand la tension du signal de rampe Vr dépasse la tension de seuil 242. Le signal 254 comprend en conséquence une série d'impulsions 255, une par alternance positive de Vg, dont les fronts descendants sont synchronisés sur les points de passage à zéro dans le sens négatif de Vg, et dont les fronts montants sont déterminés pour se produire avec un certain retard, par exemple 5 ms ou 1S de période après le passage à zéro de Vg.
La tension de référence 242 est choisie pour que les impulsions 253 et 255 se recouvrent dans une certaine mesure. La porte ET 250 produit un signal 258 correspondant à l'échantillon- nage de Vg tous les 1S de période du recouvrement. Les fronts montants du signal 258 correspondent aux fronts montants du signal 254 et mettent la bascule RS 256 dans un état de sortie haute. Le signal det est représenté comme mis à niveau haut à chacun de ces fronts montants. La bascule RS 256 est remise à zéro et le signal det revient à une valeur basse au front montant suivant de Vgp.
La présence d'impulsions sur le signal det indique que le tube est non allumé.
Ouand le tube est allumé
En ce qui concerne les formes d'ondes représentées en figure 12C, la tension aux bornes du tube est affectée par le ballast inductif et les caractéristiques électriques du plasma dans le tube fluorescent. On a montré par une mesure et il est connu dans la technique que la tension de gâchette de Th2 a dans ce cas la forme du signal Vg-on.
A nouveau, dans ce cas, le transistor 216 est conducteur et le transistor 222 est non conducteur. Les résistances 15 et Rext divisent à nouveau la tension sur le noeud Vg. Le comparateur inverseur 232 produit à nouveau un signal Vgp en créneaux d'indication de polarité de signal de gâchette, synchronisé sur les points de passage à zéro du signal Vg-on. Un front montant est présent à chaque cycle - après 10 et 30 ms dans la figure.
Ceci remet à zéro la bascule RS 256 à des intervalles de 20ms.
La polarité du signal Vgp est opposée à celle de la tension d'alimentation alternative, et à Vg-on.
Les signaux Vr, 254 et la tension de seuil 242 ont été décrits ci-dessus en relation avec l'état de coupure du tube.
Le comparateur 240 produit un signal de sortie 252 à niveau haut quand la tension de gâchette Vg de Th2 dépasse la tension de seuil 242. La tension de seuil 242 est choisie de sorte que seuls les pics positifs initiaux de chaque alternance positive de Vg-on produisent une sortie haute à partir du comparateur 240. Le signal 252 est produit, comprenant des impulsions à niveau haut au début de chaque alternance positive de Vg-on, la durée des impulsions étant équivalente à la durée des pics positifs initiaux.
Les impulsions du signal 252 ne recouvrent jamais les impulsions du signal 254. La porte ET 250 ne produit en conséquence jamais d'impulsions de valeur élevée sur son signal de sortie 258. La bascule RS 256 ne reçoit en conséquence jamais de signal de mise en route et sa sortie det reste à niveau bas.
L'absence d'impulsions sur le signal det indique que le tube est allume.
La présence ou l'absence d'impulsions sur le signal det est utilisée par le compteur de défauts. Des impulsions indiquant que le tube fluorescent 2 est coupé sont utilisées comme signal d'horloge pour incrémenter le comptage de défauts. Une absence d'impulsions, indiquant que le tube est allumé, ne fournit pas d'impulsions d'horloge au compteur de défauts, qui n'est en conséquence pas incrémenté.
Pendant cette phase, le circuit est synchronisé en tension sur les signaux Vg-off, Vg-on. Quand le tube est allumé, il peut y avoir trop peu de courant sur lequel synchroniser l'entrée de détection 24.
* Pendant des phases antérieures, l'entrée de détection 24 a été utilisée pour la synchronisation, ce qui donnait une tension qui représentait le courant en circulation. Pendant des périodes de préchauffe, le circuit de commande dans son ensemble ressemble à un commutateur fermé. Un courant élevé circule dans le circuit de commande et la résistance 20 tandis qu'il n'y a pratiquement pas de tension V1 aux bornes du tube. Étant donné qu'aucune tension n'est disponible pour synchroniser le circuit de commande, celui-ci doit être synchronisé en courant.
Après une tentative d'allumage, le circuit de commande dans son ensemble ressemble à un commutateur ouvert. Une tension relativement élevée V1 est présente aux bornes du tube fluorescent 2, mais très peu de courant circule. La tension V1 aux bornes de tube peut alors être utilisée dans des buts de synchronisation.
La figure 13A représente le circuit de détection de tension d'alimentation maximum. Comne cela à été exposé en relation avec les figures 2 et 3B, le condensateur C1 stocke la charge requise pour alimenter le circuit intégré de commande 82 à la tension d'alimentation requise Vcc. Au début de chaque alternance positive de la tension d'alimentation alternative, un courant circule dans le condensateur C1 et le charge à une tension fixée par la diode à avalanche Z. Cette charge doit remplacer la charge consommée par le circuit intégré de commande 82 pendant l'alternance d'alimentation précédente.
Pendant cette charge, on doit prendre soin à ce que la tension d'alimentation alternative Vcc stockée sur le condensateur n'atteigne pas la tension d'avalanche de la diode à avalanche Z. Sinon, la séquence d'allumage du tube fluorescent, décrite en relation avec le système antérieur des figures 3A à 3E commencerait, et éteindrait le tube en amorçant le thyristor Thl.
Dans un exemple, la tension d'avalanche de la diode à avalanche Z peut être de 11 V. La tension d'alimentation Vcc peut être limitée à 7,6 V, étant suffisamment élevée pour alimenter de façon efficace le circuit intégré de commande 82, tout en étant suffisamment basse pour ne pas rendre conductrice la diode à avalanche Z.
En figure 13A, un comparateur de tension d'alimentation 260 reçoit, sur une entrée non inverseuse une tension d'alimentation divisée 262 à partir d'un potentiomètre 264 connecté entre la tension d'alimentation Vcc et la tension de masse G. Une source de tension 266 fournit une tension de référence Vcm (7,6 V dans cet exemple) à l'entrée inverseuse du comparateur de tension d'alimentation 260. Un signal de seuil de tension d'alimentation 270 est fourni par le comparateur de tension d'alimentation 260 à une entrée S d'une bascule RS 272. La sortie Q de la bascule RS 272 fournit un signal indicateur de tension d'alimentation haute
Vx. Le signal de remise à zéro RST et le signal Vgp sont combinés par une porte OU 274, et appliqués à l'entrée de remise à zéro R de la bascule RS 272.
Initialement, la bascule RS 272 sera mise à un état de sortie bas par le signal de remise à zéro initial RST. Elle est ainsi remise à zéro périodiquement par les fronts montants du signal Vgp. La sortie Q, le signal Vx, de la bascule RS 272 est connectée à la porte ET 212 de la figure llA. Quand le signal Vx est à l'état bas, indiquant une tension d'alimentation inférieure au seuil, il invalide la génération de signaux de grille vers les transistors 216, 222. Ceci permet à la tension de gâchette Vg du thyristor Th2 d'être tirée à niveau haut par la résistance 15 et donc de rendre passant le thyristor Th2, comme cela est représenté en figure 3B.
Quand Th2 est rendu passant, la tension Vcc aux bornes de C1 croîtra. Quand la tension Vcc a augmenté jusqu'à ce que la tension d'alimentation divisée 262 dépasse la tension de référence Vcm, la sortie 270 du comparateur 260 passe à niveau haut, mettant à 1 la bascule RS 272 et amenant sa sortie Vx à passer à niveau haut. Ceci valide la porte ET 212 et permet la commande des thyristors Th2, Thl par le circuit intégré 82 selon l'invention. La tension d'alimentation Vcc diminue pendant le reste du cycle, car la capacité C1 se décharge en alimentant le circuit 82.
Tant que la tension d'alimentation Vcc reste en dessous de la tension de référence Vcm, la sortie 270 du comparateur 260 est basse. Au début de chaque alternance positive de la tension d'alimentation alternative, le condensateur C1 (figure 2) se charge et la tension d'alimentation alternative Vcc croît. La bascule RS 272 est remise à zéro à chaque passage à zéro dans le sens négatif de la tension d'alimentation alternative par un front montant du signal Vgp appliqué à l'entrée de remise à zéro
R de la bascule RS 272 par une porte OU 274.
Le condensateur C1 est en conséquence chargé à chaque cycle de la tension d'alimentation alternative, à partir du point de passage à zéro dans le sens positif jusqu'à ce que la tension d'alimentation divisée 262 devienne supérieure à la tension de seuil Vcm. La bascule 272 est remise à durées de décharges plus longues 278 pendant lesquelles la charge stockée sur le condensateur C1 alimente le circuit intégré de commende 82, amenant la tension d'alimentation Vcc à chuter à nouveau en dessous de la tension de seuil Van.
Le signal de seuil de tension d'alimentation 270 est représenté, actif à partir du moment ou Vcc passe par la valeur de seuil Vcm, jusqu'à ce que le condensateur C1 se soit déchargé suffisamment pour que la tension d'alimentation Vcc chute en dessous de la tension de seuil Vcm une fois de plus.
Le signal indicateur de tension d'alimentation haute Vx est représenté, actif à partir du moment où Vcc commence à dépasser la tension de seuil Van, jusqu'au prochain front montant du signal Vgp.
En partant de l'instant tO, la tension d'alimentation
Vcc est à un niveau relativement bas. La tension d'alimentation divisée 262 est inférieure au seuil fixé par la référence Vcm. Le thyristor Th2 est rendu conducteur par la résistance 15, selon le procédé décrit en relation avec la figure 13B. La tension d'alimentation Vcc commence donc à croître.
A l'instant tl, la tension d'alimentation Vcc devient supérieure à la valeur de seuil Van. Le signal de référence de la tension d'alimentation 270, fourni par le comparateur de tension d'alimentation 260, passe à niveau haut et met à un la bascule RS 272. Le signal indicateur de tension d'alimentation haute Vx atteint une valeur haute.
Le signal Vx rend le transistor 216 (figure llA) conducteur et provoque l'apparition d'une impulsion de signal d'ouverture par la gâchette calibré 280 sur le signal d'impulsion de grille 220 vers la grille du transistor 222 à l'instant t2. La tension de gâchette Vg2 du thyristor Th2 est tirée vers le bas par les transistors 216, 222 qui extraient du courant de la gâchette du thyristor Th2, pour l'ouvrir.
Le condensateur C1 n'est plus chargé et la tension d'alimentation Vcc commence à décroître, tandis que le condensa teur C1 se décharge du fait que le circuit intégré de commande 82 consomme du courant.
Le transistor 222 ouvre le thyristor Th2 par évacuation de courant par sa borne de gâchette. Après que l'impulsion 280 sur le signal de grille 220 s'est terminée, le transistor 222 devient non conducteur. Étant donné que le signal Vx est encore à niveau haut, le transistor 216 qui est plus petit que le transistor 222 maintient le thyristor Th2 dans un état d'ouverture par le biais de la résistance Rext jusqu'à ce que le signal Vx soit remis à zéro lors d'un passage à zéro suivant de la tension d'alimentation alternative par l'intermédiaire d'un front montant du signal Vgp.
Le transistor 216 étant conducteur pendant la plus grande partie de l'alternance positive de Vac, il alimente un diviseur de potentiel 15, Rext entre V1 et la masse G (figure 12A), fournissant la tension de gâchette Vg de Th2, utilisée par la détection d'état de tube.
Quand la tension de gâchette Vg de Th2 devient négative, pendant des alternances négatives de la tension d'alimentation alternative Vac, le comparateur référencé à la masse 232 (figure 12A) envoie un signal Vgp haut qui remet à zéro la bascule RS 272, ramenant le signal Vx à l'état bas, et supprimant le signal de tension haute de la grille du transistor 216, le rendant non conducteur.
En fait, la bascule RS peut seulement être remise à zéro si l'entrée de mise à un, et le signal de seuil de tension d'alimentation 270, sont à niveau bas.
La bascule 272 est une bascule d'établissement de priorité et est remise à zéro à la fin de l'alternance positive de la tension d'alimentation alternative Vac, si Vcc est alors inférieur à la tension de seuil Vcm, ou à tout instant pendant l'alternance négative quand Vcc passe en dessous de Vcm. Dans le cas d'une remise à zéro pendant des alternances négatives, c'est-àdire que la tension reste supérieure à Vcc au-delà du front montant du signal Vgp, la bascule est remise à zéro dès que le signal de mise à un, et le signal de seuil de tension d'alimentation 270, deviennent bas.
La figure 14 représente le schéma d'ensemble du circuit. Des caractéristiques communes à d'autres figures portent les mêmes symboles de référence.
La présente invention fournit ainsi un circuit de starter pour un tube fluorescent qui ne nécessite pas de partie mobile, n'incluant pas d'ionisation ou d'effet d'arc, et a donc une longue durée de vie et ne nécessite pas de remplacement régulier.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'actionnement d'un tube fluorescent (2) comprenant les étapes suivantes
faire passer un courant (40) dans un ballast inductif (8) et au moins un filament de chauffage (4, 6) du tube fluorescent pendant une durée prédéterminée
tenter d'allumer le tube fluorescent en
- à l'expiration de la durée prédéterminée (46), interrompant (52) le courant pour provoquer une tension haute aux bornes du ballast
- appliquant la tension haute aux électrodes (4, 6) du tube fluorescent
caractérisé en ce que ce procédé comprend en outre l'étape consistant à détecter périodiquement si le tube fluorescent est allumé en mesurant la tension (V1) entre les électrodes du tube fluorescent
2. Procédé d'actionnement d'un tube fluorescent (2) selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend les étapes suivantes
compter (60) un nombre de détections négatives d'état de tube survenant à 1' intérieur d'une période prédéterminée (64) ; et
tenter à nouveau d'allumer (40) le tube fluorescent si le nombre de détections négatives d'état de tube (60) survenant à l'intérieur de la période prédéterminée dépasse une limite prédéterminée (62).
3. Procédé d'actionnement d'un tube fluorescent (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes
compter (54) le nombre (M) de tentatives d'allumage
détecter (76) si le nombre de tentatives d'allumage dépasse un nombre prédéterminé ; et
cesser (78) les tentatives d'allumage si le ncmbre de tentatives d'allumage effectuées dépasse le nombre prédéterminé.
4. Circuit de commande (82) d'un starter de tube fluorescent (2), ce starter comprenant
des premier (Thl) et second (Th4) commutateurs commandés connectés en série avec au moins un filament de chauffage (4, 6) du tube fluorescent et en parallèle avec une chambre d'ionisation du tube fluorescent
un moyen de décomptage (80) pour décompter une durée de préchauffe pendant laquelle les premier et second commutateurs commandés sont conducteurs, d'où il résulte que ledit au moins un filament de chauffage (4,6) peut être chauffé par passage du courant
un moyen de commande de commutateur (Th2), par lequel le courant passant peut être interrompu à la fin de période de préchauffe
un ballast inductif (8) en série avec les électrodes (4, 6) du tube fluorescent adapté à provoquer une impulsion de tension haute aux bornes de la chambre d'ionisation du tube fluorescent après interruption du courant
caractérisé en ce que le circuit de commande comprend un moyen de détection d'état de tube (88) adapté à détecter l'état allumé ou non allumé é du tube fluorescent (2) après appli- cation de la tension haute.
5. Circuit de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un compteur (98) et un temporisateur (94) pour compter un nombre de détections négatives d'état de tube survenant à l'intérieur d'une période prédéterminée.
6. Circuit de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre
un compteur (100) pour compter le nombre (M) de tentatives d'allumage
un signal de drapeau (STOP) indiquant si le nombre de tentatives d'allumage effectuées dépasse un nombre prédéterminé et
un circuit d'invalidation (212) pour empêcher d'autres tentatives d'allumage d'être effectuées une fois que le nombre de tentatives d'allumage effectuées dépasse le nombre prédéterminé.
7. Circuit de commande selon la revendication 4, comprenant en outre
un dispositif de stockage de charge (C1) périodiquement chargé par une tension d'alimentation alternative (Vac) et fournissant une tension d'alimentation (Vcc) au circuit de commande
un circuit de détection de niveau de tension (108) pour détecter la valeur de la tension d'alimentation (Vcc) et émettre un signal de tension d'alimentation haute (Vx) quand la valeur de la tension d'alimentation dépasse un maximum prédéterminé (Vcm), pour empêcher une charge supplémentaire du dispositif de stockage de charge.
8. Circuit de commande selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que
le moyen de commande de commutation est un thyristor à ouverture par la gâchette (Th2)
les impulsions de tension haute sont provoquées par l'ouverture du thyristor à ouverture par la gâchette ; et
il est prévu un circuit pour produire une impulsion d'ouverture par la gâchette (Vg) vers le thyristor à ouverture par la gâchette.
9. Circuit de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit (224, 228) pour prolonger la durée de l'impulsion d'ouverture par la gâchette (Vg) de sorte que le thyristor à ouverture par la gâchette est ouvert dès que possible, dans le cas où l'impulsion d'ouverture par la gâchette est émise tandis qu'un courant circulant dans le thyristor à ouverture par la gâchette est supérieur à un courant maximum (ITCM) qui peut être coupé par ce thyristor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078790A2 (fr) * 1981-11-02 1983-05-11 Franz Wittmann Dispositif de circuit pour l'ignition électronique de lampes à décharge de gaz
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