FR2783666A1 - Circuit de clignotant a lampe fluorescente et commande pour un tel circuit - Google Patents
Circuit de clignotant a lampe fluorescente et commande pour un tel circuit Download PDFInfo
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Abstract
Ce circuit comprend une lampe fluorescente (11), une source de tension d'alimentation à courant alternatif (12) connectée à la lampe par une réactance de charge (13) branchée en série, un dispositif de commutation (21) connectant et déconnectant la source de tension à la lampe à une cadence prédéterminée, un circuit (25) commandant le dispositif de commutation pour produire cette cadence, et un pont redresseur double alternance (14-17) associé au dispositif de commutation pour connecter la réactance de charge en parallèle avec la source de la tension (12) et avec une résistance additionnelle (18). Application notamment à des circuits de clignotants à lampe fluorescente pour automobiles.
Description
i La présente invention concerne un circuit de clignotant à lampe
fluorescente à réactance, qui est équipé d'un dispositif de commande permettant de commander un dispositif de commutation pour régler la cadence de clignotement pulsatoire de la lampe fluorescente et son
intensité, sans réduire la durée de vie prévue de la lampe.
Depuis longtemps il est possible de produire une action de clignotement en utilisant des lampes à
incandescence et des lampes formées de tubes à néon.
Produire une action de clignotement similaire avec une lampe fluorescente n'était pas possible étant donné que le ballast activant la lampe réduit fortement la durée de vie de cette lampe. Pour cette raison, les lampes fluorescentes ne fonctionnent pas dans des modes de clignotement et leurs avantages ne peuvent par conséquent pas être utilisés pour certaines applications, pour lesquelles il existerait des
marchés importants pour de telles lampes.
Un but de la présente invention est de fournir un circuit de clignotant à lampe fluorescente, qui permet une action de clignotement avec des lampes fluorescentes, sans
réduction de la durée de vie des lampes.
Un autre but de la présente invention est de fournir une circuit de clignotant à lampe fluorescente qui permet également une action d'atténuation de la lumière de la lampe fluorescente moyennant l'utilisation d'un circuit de commande approprié qui commande un élément de commutation. Un autre but de la présente invention est de fournir un circuit de clignotant à lampe fluorescente, qui possède un agencement simple et soit fiable et qui prolonge la durée de vie des lampes fluorescentes lorsqu'elles sont
utilisées dans un mode de clignotement.
Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un circuit de clignotant à lampe fluorescente qui comprend une lampe fluorescente à laquelle est appliquée une tension pour un dispositif de chauffage, une source de tension d'alimentation à courant alternatif connectée à ladite lampe fluorescente par l'intermédiaire d'un dispositif formant réactance de charge branché en série, qui réalise une limitation du courant, un dispositif de commutation servant à déconnecter ladite source de tension d'alimentation à courant alternatif de ladite lampe fluorescente et à la reconnecter à cette dernière, à une cadence de fréquence prédéterminée, un circuit de commande pour commander le fonctionnement du dispositif de commutation pour produire la cadence de fréquence prédéterminée et un pont redresseur double alternance de dérivation associé audit dispositif de commutation pour connecter ledit dispositif formant réactance de charge en parallèle avec ladite source de tension d'alimentation et avec une résistance de fuite pour maintenir constant ledit dispositif formant réactance de charge et permettre un échange d'énergie entre ladite source de tension d'alimentation et ledit dispositif formant réactance de charge dans un mode résonnant, ce qui permet de maintenir une forme d'onde sinusoïdale et de réduire les pertes lorsque ledit dispositif de commutation est dans un état
conducteur "fermé".
Selon une autre caractéristique de l'invention, une résistance variable est branchée en parallèle aux bornes dudit dispositif de commutation et de ladite résistance additionnelle, ladite résistance additionnelle agissant en tant que charge pour ledit redresseur en pont et
déchargeant une capacité parasite.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite résistance variable est une varistance, qui agit en tant que dispositif de réduction de phénomènes transitoires à haute tension de manière à protéger ledit dispositif de commutation vis-à-vis de phénomènes transitoires à haute
tension lorsque ledit dispositif de commutation fonctionne.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit dispositif de commutation est un transistor de commutation, ledit circuit de commande étant connecté à une
base dudit transistor.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit circuit de commande est préréglé de manière à produire des impulsions de commutation envoyées à ladite base dudit transistor par l'intermédiaire d'une résistance de limitation du courant pour commander les périodes de "conduction" et de "blocage" dudit dispositif de commutation pour régler la cadence de clignotement de ladite lampe fluorescente, ledit circuit de commande commandant également l'atténuation de la lumière de ladite
lampe fluorescente.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit transistor de commutation est un transistor de type
bipolaire ou un transistor de type MOSFET.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit dispositif formant réactance est une réactance
capacitive.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite alimentation en tension pour un dispositif de chauffage est constituée par un couple de sources de courant alternatif indépendantes de la source de tension
d'alimentation à courant alternatif.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il existe deux lampes fluorescentes branchées en série entre elles, une alimentation additionnelle de tension pour un dispositif de chauffage étant connectée à un dispositif de
chauffage commun desdites deux lampes fluorescentes.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu deux lampes fluorescentes branchées en parallèle, ladite source de tension d'alimentation en courant alternatif étant connectée auxdites deux lampes fluorescentes par l'intermédiaire de l'un respectif faisant partie d'un couple desdits dispositifs formant réactance de charge branchés en série, et il est prévu deux ponts redresseurs double alternance connectés chacun à l'une desdites lampes fluorescentes, lesdites deux lampes fluorescentes étant déconnectées à ladite source de tension d'alimentation en courant alternatif et étant reconnectées
à cette dernière au moyen dudit dispositif de commutation.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma représentant un circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la présente invention, dans son état connecté, qui est connecté à une seule lampe fluorescente; - la figure 2 est un schéma semblable à celui de la figure 1, mais représentant le circuit connecté à deux lampes fluorescentes branchées en série; et - la figure 3 est un schéma similaire à la figure 1, mais montrant le circuit selon la présente invention connecté à deux lampes fluorescentes branchées en parallèle. En se référant maintenant aux dessins, et plus particulièrement à la figure 1, on y voit représenté le circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la présente invention, désigné d'une manière générale par la référence 1. Comme cela est représenté ici, le circuit 10 est connecté à une lampe fluorescente 11, et la source de tension alternative 12 est couplée à la lampe fluorescente 11 par l'intermédiaire d'une réactance capacitive 13, qui agit en tant que dispositif de limitation du courant de la lartpe. Un pont redresseur double alternance est formé par des diodes 14,15,16 et 17 et son rôle sera décrit plus loin. Une résistance additionnelle ou résistance de fuite 18 est branchée entre le collecteur 19 et l'émetteur 20 du transistor de commutation 21 et son rôle est de charger le pont redresseur à double alternance et de décharger la capacité parasite du circuit et la capacité qui est représentée par une varistance 22 qui est également branchée en parallèle avec la résistance additionnelle 18. La varistance 22 agit en tant que dispositif réduisant des phénomènes transitoires à haute tension de manière à protéger le transistor de commutation 21 vis-à-vis de phénomènes transitoires à haute tension au moment de la
commutation.
Le transistor de commutation 21 est l'élément de commutation actif dans le circuit et peut être un transistor de type bipolaire ou un transistor de type
MOSFET.
Lorsqu'une tension de signal à niveau élevé est appliquée à la base ou à grille 23 du transistor 21 par l'intermédiaire de la résistance de limitation de courant 24, le transistor passe dans son état "fermé" entièrement conducteur, ce qui court-circuite la lampe fluorescente 11 par l'intermédiaire du pont de diodes. Ce court-circuit s'établit par l'intermédiaire de la diode 14 ou 17 en fonction de la phase de la tension de la source de courant alternatif, puis aux bornes de la connexion parallèle du transistor 21, de la varistance 22 et de la résistance additionnelle 18, puis revient à la source d'alimentation par l'intermédiaire de la diode 15 ou 16 en fonction de la phase de la tension de la source de courant alternatif (trajet fléché en trait interrompu). Cette action déconnecte la source de haute tension 12 des bornes de la lampe fluorescente, qui de ce fait est éteinte. Dans cet état, le circuit de commutation 10 place le condensateur 13 en parallèle avec la source à courant alternatif par l'intermédiaire du trajet conducteur mentionné précédemment. Ceci crée un circuit résistif, tandis que la source de courant alternatif 12 maintient la capacité de charge 13 constante. Cette capacité de charge constante permet un échange d'énergie entre la source de courant alternatif 12 et le condensateur 13 dans un mode de résonance, tout en conservant une forme d'onde sinusoïdale et en réduisant les pertes. Le transistor de commutation 21 est actionné par un dispositif de commande 25 qui envoie des impulsions de signal de commande à la base 23 du transistor pour placer ce dernier à l'état conducteur et à l'état bloqué. Lorsque l'impulsion du circuit de commande est faible, le transistor 21 n'est pas conducteur et passe à l'état "ouvert" en tant qu'élément de commutation et seulement un très faible courant traverse le pont de diode en passant par la résistance additionnelle 18. A cet instant, la haute tension est appliquée aux bornes de la lampe 11, qui de ce fait est allumée. Dans ce mode de commutation, la réactance capacitive ou capacité 13 est connectée directement à la borne 26 de la lampe fluorescente 11, la tension pouvant activer la lampe, tandis que le trajet de retour s'établit depuis la seconde extrémité 26' de la lampe fluorescente jusqu'à la source de courant alternatif (trajet fléché en trait continu). Par conséquent la lampe fluorescente est branchée en série avec la réactance capacitive et la source
d'alimentation à courant alternatif 12.
On insiste sur le fait que le transistor de commutation n'a aucun effet sur les dispositifs de chauffage de la lampe (non représentés), qui sont chauffés en permanence par des sources respectives d'alimentation à
courant alternatif 27 et 28.
Le circuit de commande 25 peut être réglé de manière à produire des impulsions de commutation qui ont une caractéristique prédéterminée, qui permet d'obtenir un clignotement prédéterminé ou une cadence de clignotement à fréquence prédéterminée pour la lampe fluorescente. A une très basse fréquence du dispositif de commande, le circuit produit l'effet de clignotement, pour lequel les durées des périodes "d'allumage" et "d'extinction" sont réglables (cycle d'utilisation). Lorsque la fréquence du circuit de commande est égale approximativement à 120 hertz et plus, le rapport du cycle d'utilisation ou taux d'impulsions produit un effet d'atténuation. En réglant les durées "d'activation" et "de désactivation" des impulsions de commutation, il est possible de commander le taux d'impulsions du commutateur de telle sorte que les périodes de commutation "activation" et "désactivation" peuvent varier. Par exemple, si l'intervalle de temps, pendant lequel le transistor de commutation est "conducteur" est égal à l'intervalle de temps pendant lequel il est "bloqué", alors on obtient une atténuation de la lumière de la lampe fluorescente à environ 50 % de son intensité totale. Si la période de "conduction" est égale par exemple à 75 % et que la période de "blocage" est égale à 25 %, alors la réduction par atténuation est seulement de 25 % de
l'intensité totale.
On insiste en outre sur le fait que, bien que dans le système tel que décrit précédemment on utilise un inverseur d'alimentation du courant à réglage d'accord en parallèle en tant que source d'alimentation à courant alternatif à haute fréquence, il est également possible d'utiliser ce système avec un inverseur à résonance série à alimentation en tension par substitution de l'élément formant réactance capacitive 13 par un élément formant
réactance inductive (non représenté).
En se référant maintenant à la figure 2, on peut voir que le circuit 10 de clignotement à lampe fluorescente selon la présente invention peut être également adapté pour la commande de deux lampes fluorescentes 11 et 11' branchées en série entre elles. Le circuit de clignotement fonctionne de la même manière qu'avec une seule lampe fluorescente comme représenté sur la figure 1, mais à cette différence près qu'une source additionnelle à courant alternatif 30 est prévue pour l'alimentation des dispositifs de chauffage communs 31 et 32 des deux lampes fluorescentes branchées en série et qui sont chauffées en permanence, comme décrit précédemment. En référence à la figure 3, on y voit représenté le circuit de clignotement 10 à lampes fluorescentes selon la présente invention, modifié pour faire fonctionner deux lampes fluorescentes 11 et 11" branchées en parallèle. Dans cette configuration particulière, la source de tension alternative 12 est couplée à la lampe fluorescente 11" par l'intermédiaire d'une autre réactance capacitive 40, les deux capacités 13 et 40 agissant en tant que dispositifs de limitation du courant des lampes. Etant donné que les diodes 15 et 16 constituent la partie du côté à niveau bas du pont redresser commun aux deux lampes, le pont redresseur double alternance pour la lampe 11 est par conséquent constitué par les diodes 14, 17 (côté à niveau haut) et par les diodes 15, 16 (côté à niveau bas). Le pont redresseur double alternance pour la lampe 11" est de ce fait constitué par des diodes 41, 42 (côté haut) et 15, 16 (côté bas). La résistance additionnelle 18 charge les deux ponts et décharge la capacité parasite du circuit et la capacité qui est représentée par une varistance 22, comme décrit précédemment, lorsque l'interrupteur est dans un état ouvert non conducteur. Lorsque l'impulsion de commutation à niveau haut est délivrée par le circuit de commande 25 à la base 23 du transistor 21 par l'intermédiaire de la résistance de commutation 27, le transistor passe à l'état complètement conducteur "fermé", en court-circuitant les deux lampes fluorescentes 11 et 11", par l'intermédiaire de leurs ponts de diodes respectifs. Cette action élimine la haute tension aux bornes des deux lampes, qui sont éteintes. Le transistor de commutation branche alors les deux capacités 13 et 40 en parallèle avec la source de courant alternatif 12 pour former à nouveau un circuit résonnant comme décrit précédemment. Par conséquent le circuit de clignotant fonctionne de la même manière, mais en commandant simultanément deux lampes fluorescentes branchées en parallèle. Les spécialistes de la technique noteront que la
conception, sur laquelle la présente description est basée,
peut être aisément utilisée en tant que base pour modifier le présent circuit pour satisfaire aux différents objectifs de la présente invention. C'est pourquoi la présente invention englobe également toutes les modifications
évidentes et les équivalents d'utilisation.
Claims (15)
1. Circuit de clignotant à lampe fluorescente, caractérisé en ce qu'il comporte une lampe fluorescente (11) à laquelle est appliquée une tension pour un dispositif de chauffage, une source de tension d'alimentation à courant alternatif (12) connectée à ladite lampe fluorescente (11) par l'intermédiaire d'un dispositif formant réactance de charge (13) branché en série, qui réalise une limitation du courant, un dispositif de commutation (21) servant à déconnecter ladite source de tension d'alimentation à courant alternatif de ladite lampe fluorescente et à la reconnecter à cette dernière, à une cadence de fréquence prédéterminée, un circuit de commande (25) pour commander le fonctionnement du dispositif de commutation pour produire la cadence de fréquence prédéterminée et un pont redresseur double alternance de dérivation (14,15,16,17) associé audit dispositif de commutation (21) pour connecter ledit dispositif formant réactance de charge en parallèle avec ladite source de tension d'alimentation et avec une résistance de fuite pour maintenir constant ledit dispositif formant réactance de charge et permettre un échange d'énergie entre ladite source de tension d'alimentation (10) et ledit dispositif formant réactance de charge dans un mode résonnant, ce qui permet de maintenir une forme d'onde sinusoïdale et de réduire les pertes lorsque ledit dispositif de commutation
est dans un état conducteur "fermé".
2. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une résistance variable (22) est branchée en parallèle aux bornes dudit dispositif de commutation et de ladite résistance additionnelle (18), ladite résistance additionnelle (18) agissant en tant que charge pour ledit redresseur en pont
(14,15,16,17) et déchargeant une capacité parasite.
3. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite résistance variable (22) est une varistance, qui agit en tant que dispositif de réduction de phénomènes transitoires à haute tension de manière à protéger ledit dispositif de commutation (21) vis-à-vis de phénomènes transitoires à haute tension lorsque ledit dispositif de commutation fonctionne.
4. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de commutation (21) est un transistor de commutation, ledit circuit de commande étant connecté à une base dudit transistor.
5. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (25) est préréglé de manière à produire des impulsions de commutation envoyées à ladite base dudit transistor par l'intermédiaire d'une résistance de limitation du courant pour commander les périodes de "conduction" et de "blocage" dudit dispositif de commutation (21) pour régler la cadence de clignotement de ladite lampe fluorescente, ledit circuit de commande (25) commandant également l'atténuation de la lumière de ladite
lampe fluorescente.
6. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit transistor de commutation (21) est un transistor de type bipolaire ou
un transistor de type MOSFET.
7. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif
formant réactance est une réactance (13) capacitive.
8. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite alimentation en tension pour un dispositif de chauffage est constituée par un couple de sources de courant alternatif indépendantes de la source de tension d'alimentation à
courant alternatif.
9. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu deux lampes fluorescentes (11;11') branchées en série entre elles, une alimentation additionnelle de tension (30) pour un dispositif de chauffage étant connectée à un dispositif de chauffage commun (31,32) desdites deux lampes fluorescentes.
10. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu deux lampes fluorescentes branchées (11,11") en parallèle, ladite source de tension d'alimentation en courant alternatif (12) étant connectée auxdites deux lampes fluorescentes (11,11') par l'intermédiaire de l'un respectif (40) faisant partie d'un couple desdits dispositifs formant réactances de charge (13,40) branchés en série, et qu'il est prévu deux ponts redresseurs double alternance (14, 17,15,16;41,42,15,16) connectés chacun à l'une desdites lampes fluorescentes, lesdites deux lampes fluorescentes (11,11") étant déconnectées de ladite source de tension d'alimentation en courant alternatif et étant reconnectées à cette dernière au moyen dudit dispositif de
commutation (21).
11. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite réactance est une varistance, qui agit en tant que dispositif de réduction de phénomènes transitoires à haute
tension pour protéger ledit dispositif de commutation vis-
à-vis de phénomènes transitoires haute tension lorsque
ledit dispositif de commutation (21) fonctionne.
12. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit dispositif de commutation (21) est un transistor de commutation, ledit circuit de commande étant connecté à une
base dudit transistor.
13. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (25) est préréglé de manière à produire des impulsions de commutation pour les appliquer à ladite base dudit transistor par l'intermédiaire d'une résistance de limitation du courant (13,40) pour commander les périodes de "conduction" et de "blocage" dudit dispositif de commutation (21) pour régler la cadence de clignotement de ladite lampe fluorescente, ledit circuit de commande commandant également l'atténuation de la lumière de ladite
lampe fluorescente.
14. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit transistor de commutation (21) est un transistor de type
bipolaire ou un transistor de type MOSFET.
15. Circuit de clignotant à lampe fluorescente selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif formant réactance (13) est une réactance capacitive.
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