FR2789838A1 - Procede et ballast d'allumage d'une lampe a decharge - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'allumage d'une lampe à décharge, qui consiste à faire varier une puissance appliquée à la lampe suivant une courbe de démarrage (CIGN ) dérivée d'une couche de référence (CREF ) pour appliquer une puissance nominale maximale (WMAX ), puis une puissance diminuant jusqu'à une puissance nominale normale (WNOR ), courbe de référence qui possède une valeur maximale supérieure à (WMAX ) et un point d'inflexion (PINF ) proche de (WMAX ) afin de définir une première courbe de référence (C1ST ) ayant une première pente moyenne pendant un premier temps (TA), et une seconde courbe de référence (C2ND ) ayant une seconde pente moyenne plus grande que la première pendant un second temps (TB). (CIGN ) est une courbe composite continue formée par une partie d'une ligne droite de (WMAX ), située au-dessous de (CREF ), et par le reste de (CREF ).L'invention concerne également un ballast mettant en oeuvre ce procédé.
Description
La présente invention concerne un procédé et un ballast pour allumer une
lampe à décharge, en particulier une lampe à décharge à haute intensité
(HID), telle qu'une lampe à halogénures métalliques.
Les lampes HID sont connues pour leur lenteur à atteindre un fonctionnement stable permettant l'émission d'une sortie de lumière souhaitée, lorsqu'elles sont allumées à froid. En particulier, lorsque la lampe est utilisée pour un phare de véhicule automobile ou une source de lumière destinée à un projecteur d'affichage à cristaux liquides (LCD), il est particulièrement souhaitable qu'un allumage à froid permette une augmentation rapide de la sortie de lumière. A cet effet, les demandes de brevets japonais publiées sous les nO 4-141988 et 9-82480 ont proposé un ballast qui fournit, au moment de l'allumage de la lampe, une puissance de démarrage supérieure à une puissance nominale normale requise pour maintenir la lampe en fonctionnement. Puis, la puissance de démarrage est amenée à diminuer avec le temps d'une puissance nominale maximale à la puissance nominale normale sur une période de transition suivant une courbe particulière. La courbe de la puissance de démarrage est dérivée d'une courbe de charge unique d'un condensateur, visible sur la figure 15A, et est représentée comme l'inverse de la courbe de charge, visible sur la figure 15B. Etant donné que le ballast a la puissance nominale maximale fixe pour la lampe à décharge, une partie de la courbe de puissance de démarrage, située au-dessus de la puissance nominale maximale doit être limitée à la puissance nominale maximale, ce qui se traduit par une courbe composite dans laquelle la puissance nominale maximale est maintenue pendant une période de temps de démarrage initial, puis diminue avec le temps pour atteindre la puissance nominale normale. Du fait que le temps de démarrage initial doit être plus long pour permettre un démarrage plus rapide de la lampe, comme cela est indiqué par les lignes en trait plein, par rapport aux lignes en trait discontinu sur les figures ci-dessus, les deux courbes, c'est-à- dire la courbe de charge et la courbe de démarrage sont plus modérées. Ainsi, la diminution de la puissance de démarrage suit une pente plus modérée, pour appliquer davantage de puissance à la lampe au cours d'une période de transition allant du démarrage au fonctionnement stable de la lampe, d'o un dépassement de la sortie de lumière, comme cela est visible sur la figure 16. Pour éviter ce problème, il est souhaitable de contrôler séparément le temps de démarrage initial et la forme de la courbe pendant la période de transition, ce que ne permet pas l'art antérieur ci-dessus, pour qu'ainsi la diminution de la puissance de démarrage suive une pente modérée afin d'éliminer un risque de dépassement de la sortie de
lumière.
Compte tenu du problème ci-dessus, la présente invention a pour but de proposer un procédé et un ballast d'allumage d'une lampe à décharge, permettant un démarrage rapide tout en limitant le dépassement de la sortie de lumière. Plus précisément, la présente invention se propose de définir séparément la période de temps de démarrage initial pendant laquelle une puissance nominale maximale est appliquée à la lampe, et la courbe consécutive de diminution de la puissance jusqu'à une puissance nominale normale de la lampe, et
ce, d'une manière optimisée.
Pour atteindre ce but, et selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé un procédé d'allumage d'une lampe à décharge ayant une puissance nominale normale et une puissance nominale maximale, à l'aide d'un ballast comportant un convertisseur de puissance capable de faire varier une puissance appliquée à la lampe à décharge à l'intérieur d'une plage qui s'étend entre la puissance nominale maximale et la puissance nominale normale, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape qui consiste à faire varier la puissance appliquée à la lampe à décharge suivant une courbe de démarrage particulière afin d'appliquer la puissance nominale maximale, puis une puissance allant en diminuant jusqu'à la puissance nominale normale; la courbe de démarrage étant dérivée d'une courbe de référence ayant un niveau de puissance qui diminue avec le temps à partir de l'excitation du ballast; la courbe de référence ayant une valeur maximale supérieure à la puissance nominale maximale et un point d'inflexion proche de la puissance nominale maximale afin de définir une première courbe de référence au-dessus du point d'inflexion et une seconde courbe de référence au-dessous du point d'inflexion; première courbe de référence qui a une première pente moyenne pendant une première période de temps de référence, depuis un point correspondant à la valeur maximale jusqu'au point d'inflexion, tandis que la seconde courbe de référence a une seconde pente moyenne pendant une seconde période de temps de référence qui commence à partir du point d'inflexion et dure pendant le même intervalle de temps que la première période de temps de référence, la seconde pente moyenne étant plus grande que la première pente moyenne; et la courbe de démarrage étant une courbe composite continue formée par une partie d'une ligne droite de la puissance nominale maximale, située au-dessous de la courbe de référence, et par la partie restante de la courbe de référence définie entre la puissance nominale maximale
et la puissance nominale normale.
Ainsi, la période de temps de démarrage initial définie par la ligne droite de la courbe de démarrage peut être déterminée par la première courbe de référence, tandis que la courbe suivante le long de laquelle la puissance diminue jusqu'à la puissance nominale normale peut être déterminée sensiblement par la seconde courbe de référence au-dessous du point d'inflexion. Ceci permet de concevoir séparément l'un de l'autre le temps de démarrage initial et la courbe suivante, afin de laisser une période de temps de démarrage initial suffisante pour permettre un allumage rapide de la lampe tout en donnant une configuration optimale à la courbe suivante pour permettre une transition stable de l'allumage au fonctionnement normal de la lampe, sans provoquer un dépassement ou
une insuffisance de la sortie de lumière.
Ceci permet par conséquent d'atteindre l'un des buts principaux de la présente invention qui consiste à proposer un procédé d'allumage d'une lampe à décharge, avec une caractéristique de puissance optimale, pour permettre un allumage rapide avec une sortie de lumière suffisante. De préférence, le point d'inflexion est défini pour se situer au niveau de la puissance nominale maximale, afin que la seconde courbe de référence puisse se définir comme la courbe de diminution de la puissance appliquée à la lampe à décharge, après la période de
temps de démarrage initial.
Selon un second aspect de la présente invention, il est également proposé un ballast spécialement conçu pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus. Le ballast est caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur de puissance capable d'appliquer une puissance variable à la lampe à décharge, et un organe de commande de puissance qui génère la courbe de démarrage de la puissance en fonction du temps, et qui est relié au convertisseur de puissance pour faire varier la
puissance suivant la courbe de démarrage.
De préférence, l'organe de commande de puissance comprend un générateur de fonctions comportant un condensateur, une source de tension et un régulateur pour permettre un chargement du condensateur par la source de tension à des régimes différents afin de produire une courbe de charge. La courbe de référence est obtenue par une inversion de la courbe de charge, de sorte que le point d'inflexion est défini sur la courbe de référence, à l'endroit du changement critique
du régime de charge.
Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention,
ressortira plus clairement de la description détaillée
suivante de modes de réalisation donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un ballast selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2A est un graphique d'une courbe de charge de condensateur obtenue dans le ballast ci-dessus; la figure 2B est un graphique d'une courbe de référence et de la courbe de démarrage résultante obtenues dans le ballast ci-dessus; les figures 3A à 3C sont des graphiques illustrant le fonctionnement du ballast; la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un ballast selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un schéma fonctionnel d'un ballast selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 6 est un schéma fonctionnel d'un organe de commande de puissance utilisé dans un ballast selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; la figure 7A est un graphique d'une courbe de charge de condensateur obtenue dans le ballast de la figure 6; la figure 7B est un graphique d'une courbe de référence et de la courbe de démarrage résultante obtenues dans le ballast; la figure 8 est un schéma fonctionnel d'un organe de commande de puissance utilisé dans un ballast selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention; la figure 9A est un graphique d'une courbe de charge de condensateur obtenue dans le ballast de la figure 8; la figure 9B est un graphique d'une courbe de référence et de la courbe de démarrage résultante obtenues dans le ballast; la figure 10 est un schéma fonctionnel d'un organe de commande de puissance utilisé dans un ballast selon un sixième mode de réalisation de la présente invention; la figure 11A est un graphique d'une courbe de charge de condensateur obtenue dans le ballast de la figure 10; la figure 11B est un graphique d'une courbe de référence et de la courbe de démarrage résultante obtenues dans le ballast; la figure 12 est un schéma fonctionnel d'un organe de commande de puissance utilisé dans un ballast selon un septième mode de réalisation de la présente invention; la figure 13 est un schéma fonctionnel d'un organe de commande de puissance utilisé dans un ballast selon un huitième mode de réalisation de la présente invention; la figure 14 est un schéma fonctionnel d'un organe de commande de puissance utilisé dans un ballast selon un neuvième mode de réalisation de la présente invention; les figures 15A et 15B sont des graphiques d'une courbe de charge de condensateur et d'une courbe de puissance appliquées à une lampe à décharge, et destinés à illustrer l'art antérieur; et la figure 16 est un graphique d'un flux lumineux relatif, destiné à illustrer l'art antérieur et sur lequel le flux relatif est représenté par un pourcentage du flux lumineux par rapport au flux lumineux atteint au bout de 3 minutes à partir de
l'allumage d'une lampe à décharge.
Premier mode de réalisation En se référant à la figure 1, on peut voir un ballast pour une lampe à décharge selon le premier mode de réalisation de la présente invention. La lampe à décharge L est une lampe à décharge à haute intensité, telle qu'une lampe à halogénures métalliques, utilisée, par exemple, pour un phare de véhicule automobile et une source de lumière destinée à un projecteur d'affichage à cristaux liquides (LCD). Le ballast doit fournir une puissance nominale maximale pour allumer la lampe, et une puissance nominale normale pour permettre à la lampe de continuer à fonctionner, en fonction des
spécifications de la lampe à décharge.
Le ballast comprend un convertisseur de puissance , un régisseur de sortie 20 et un organe de commande de puissance 30. Le convertisseur de puissance 10 comprend un convertisseur continu/continu 12 qui fournit une tension continue amplifiée à partir d'une source de courant continu 11, telle qu'une batterie, et un inverseur 14 qui fournit une tension alternative basse fréquence à la lampe à décharge L par l'intermédiaire d'un igniteur 16. L'igniteur 16 génère à partir de la sortie de l'inverseur une impulsion à haute tension suffisante pour allumer la lampe. Le régisseur de sortie 20 est relié pour contrôler une tension et un courant dans le convertisseur de puissance 10 afin de commander une opération d'allumage de la lampe par rétroaction. Le régisseur de sortie 20 comprend un processeur de valeur de courant 22 qui détecte une tension de sortie du convertisseur continu/continu 12 et qui reçoit de l'organe de commande de puissance 30 un ordre de puissance
indiquant une puissance de fonctionnement de la lampe.
Puis, le processeur de valeur de courant 22 agit pour diviser la puissance par la tension détectée afin de fournir une demande de courant à un amplificateur d'erreur 26 par l'intermédiaire d'un limiteur de courant 24 o une demande de courant excessive n'est pas prise en compte. L'amplificateur d'erreur 26 compare la demande de courant avec un courant détecté par un détecteur de courant 28 et destiné à pénétrer dans l'inverseur 14, et fournit un signal de commande de sortie indicatif du résultat de la comparaison. Le signal de commande de sortie est transmis en rétroaction pour réguler le convertisseur continu/continu 12 de manière à assurer un
fonctionnement stable de la lampe.
L'organe de commande de puissance 30 est chargé de fournir au processeur de valeur de courant 22 l'ordre de puissance indiquant la diminution de la puissance
nominale maximale à la puissance nominale normale.
L'ordre de puissance est fourni sous la forme d'une combinaison d'une courbe de démarrage CiGN et d'une ligne droite LNOR représentative de la puissance nominale normale, comme indiqué par les lignes en trait plein sur la figure 2B. L'organe de commande de puissance 30 comprend un générateur de fonctions 40 qui fournit une courbe de puissance à un processeur de puissance 32 dans lequel une valeur de décalage de la puissance nominale normale est ajoutée ou superposée à la courbe de puissance pour former une courbe de référence CREF qui sera décrite plus loin en détail en référence à la figure 2B. La courbe résultant de la superposition ou courbe de référence CREF est ensuite fournie à un limiteur de puissance 34 dans lequel le maximum de la courbe de référence CREF est limité à la puissance nominale maximale WmAx pour donner l'ordre de puissance destiné à être fourni au processeur de valeur de courant 22. Le générateur de fonctions 40 comporte un condensateur 41 et une source de tension variable formée d'une première source de tension 42-1 et d'une seconde source de tension 42-2 pour charger le condensateur 41 à des régimes différents afin de former une courbe de charge C visible sur la figure 2A. La courbe de charge C est ensuite inversée au niveau d'un section d'inversion 70 pour fournir la courbe de puissance au processeur de puissance 32 o celle-ci est mise sous la forme de la courbe de référence CREF par l'addition de la valeur de décalage de la puissance
nominale normale WNOR.
Lors de l'excitation du ballast réalisée par la fermeture d'un commutateur de puissance 13, un contrôleur de tension de ligne 15 répond en envoyant un signal d'activation d'éclairage au convertisseur continu/continu 12 ainsi qu'au générateur de fonctions lorsque le niveau de tension d'entrée contrôlé se situe à l'intérieur d'une plage de tensions de fonctionnement prédéterminée, pour activer les deux composants 12 et 40. Le signal d'activation d'éclairage ferme un commutateur 43 pour commencer le chargement du condensateur 41 par l'intermédiaire d'une résistance 44. Une minuterie 71 connectée pour activer un commutateur 45 afin de relier sélectivement les première et seconde sources de tension 42-1 et 42-2 au condensateur 41, est également activée par le signal d'activation pour commencer à compter un temps. Tout d'abord, la minuterie 71 active un commutateur 46 pour charger le condensateur 41 à partir de la première source de tension 42-1, après quoi, une fois écoulée une période prédéterminée, elle active le commutateur 46 pour charger le condensateur 41 à partir de la seconde source de tension 42-2. La seconde source de tension 42-2 fournit une tension plus élevée que la première source de tension 42-1, de sorte que la courbe de charge C présente un point d'inflexion Pinf, visible sur la figure 2A, à un moment correspondant au passage de la première source de tension à la seconde source de tension. Par conséquent, la courbe de référence CREF résultante, visible sur la figure 2B, présente un point d'inflexion PINF correspondant, pour définir une première courbe de référence C1ST et une seconde courbe de référence C2ND au-dessus et au- dessous du point d'inflexion PINF. Le point d'inflexion PINF est choisi pour se situer au niveau ou à proximité de la tension nominale maximale WmAx afin que la courbe de démarrage CIGN soit composée de la partie de la ligne droite de la puissance nominale maximale, qui correspond à la Il première courbe de référence ClST située au- dessus de la puissance nominale maximale, et de la seconde courbe de référence C2ND. La caractéristique de la courbe de démarrage peut être représentée sous la forme d'une pente moyenne des courbes sur des périodes de temps particulières. Précisément, la première courbe de référence ClST ou la partie de la courbe de référence située au-dessus du point d'inflexion PINF a une première pente moyenne sur une période TA à partir de l'excitation du ballast (temps 0) jusqu'au point d'inflexion, tandis que la seconde courbe de référence C2ND OU la partie de la courbe de référence située au-dessous du point d'inflexion PINF a une seconde pente moyenne plus grande que la première pente moyenne sur une période de temps TB identique partant du point d'inflexion. Le fait de prévoir le point d'inflexion sur la courbe de référence permet de sélectionner la seconde courbe de référence de diminution de la puissance jusqu'à la puissance nominale normale, indépendamment de la forme de la première courbe de référence qui détermine la période d'application de la puissance nominale maximale. Ainsi, la courbe d'allumage résultante peut être optimisée pour assurer avec succès une mise en marche de la lampe par application de la puissance nominale maximale sur une période de temps suffisante, et également une diminution de la puissance jusqu'à la puissance nominale normale pendant une période de transition allant du démarrage de la lampe
jusqu'au fonctionnement stable de celle-ci.
Lorsque le commutateur de puissance 13 est désactivé, le contrôleur de tension de ligne 15 émet un signal de désactivation pour désactiver le convertisseur continu/continu 12 et également pour ouvrir le commutateur 43, afin de permettre une décharge du condensateur 41 par l'intermédiaire d'un chemin de décharge formé de la résistance 44 et d'une résistance 45. La diminution de la tension du condensateur 41 est indicative d'un temps écoulé à partir de l'extinction de la lampe, c'est-à-dire d'une durée de refroidissement de la lampe, de sorte que, lorsque le commutateur 13 est fermé, la tension du condensateur 41 donne une valeur de réglage de tension initiale qui augmente à partir de zéro avec le temps écoulé, comme cela est visible sur la figure 3C. La valeur de réglage de tension initiale est fournie à la section d'inversion 70 en vue de faire varier le point de départ de la diminution de la puissance sur la
courbe de référence CREF en fonction du temps écoulé.
Lorsque la lampe est allumée peu de temps après son extinction, au temps T1, c'est-à-dire avec une certaine chaleur résiduelle résultant de son fonctionnement précédent, la courbe de référence CREF, est modifiée, comme indiqué par la ligne en trait plein de la figure 3A, pour démarrer au niveau de puissance correspondant à la valeur de réglage de puissance initiale W1 au temps Tl sur la figure 3C. Lorsque la lampe est mise en marche après l'écoulement d'un temps T2 relativement long après son extinction, c'est-à-dire avec une chaleur résiduelle moindre, la courbe de référence CREF est modifiée, comme indiqué par la ligne en trait plein de la figure 3B, pour démarrer au niveau correspondant à la valeur de réglage de puissance initiale W2 au temps T2 de la figure 3C. On peut ainsi réussir à rallumer la lampe en tenant effectivement compte de la
chaleur résiduelle de celle-ci.
Deuxième mode de réalisation La figure 4 représente un ballast selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation sauf en ce qui concerne la configuration d'un générateur de fonctions A. Les éléments identiques sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe formé par la lettre "A". Le générateur de fonctions 40A comprend un comparateur 48 qui compare une tension développée aux bornes du condensateur 41A avec une tension de référence 49. Le comparateur 48 est relié au commutateur 46A pour charger le condensateur à partir de la première source de tension 42-1, lorsque la tension du condensateur 41A est inférieure à la tension de référence 49 et, sinon, pour charger le condensateur 41A à partir de la seconde source de tension 42-2, afin de définir ainsi le point d'inflexion sur la courbe de
référence, comme dans le premier mode de réalisation.
Troisième mode de réalisation La figure 5 représente un ballast selon le troisième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation sauf en ce qui concerne la configuration d'un organe de commande de puissance 30B. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe formé par la lette "B". L'organe de commande de puissance 30B possède un générateur de fonctions 40B similaire qui comprend un comparateur 48B relié pour recevoir la sortie du processeur de puissance 32B, c'est-à-dire la courbe de référence, et la puissance nominale maximale WMAX qui est fixée au niveau d'une source de tension de référence 49 et fournie au limiteur de puissance 34B. Le comparateur 48B a sa sortie reliée à un commutateur 46B de sorte que, lorsque l'ordre de niveau de puissance fourni par le processeur de puissance 32B est supérieur au niveau de puissance maximale, la première source basse tension 42-1B assume le chargement du condensateur 41B. Lorsque la tension aux bornes du condensateur 41B augmente jusqu'à un niveau tel que l'ordre de puissance sur la courbe de référence résultante, provenant du processeur de puissance 32B descend audessous de la puissance nominale maximale WMAX, le comparateur 48B réagit en activant le commutateur 46B pour charger le condensateur 41B à partir de la seconde source de tension 42-2B à un régime de charge supérieur, afin de fixer ainsi le point d'inflexion, comme illustré sur la figure 2B, au niveau ou juste au-dessous de la puissance nominale maximale. De cette manière, le point d'inflexion peut être fourni facilement par rétroaction. Ouatrième mode de réalisation La figure 6 représente un ballast selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation à l'exception de la configuration d'un générateur de fonctions 40C. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe formé par la lettre "C". Le générateur de fonctions 40C comprend une source de tension variable 42C destinée à charger un condensateur 41C à des régimes variables. La source de tension 42C a sa tension de sortie régulée
par un circuit de fonctions à variation temporelle 50.
Le circuit 50 comprend une source de tension fixe 51 et un commutateur 52 actionné par le signal d'activation d'allumage LENB provenant d'un contrôleur de tension de ligne (non représenté) semblable à celui du premier mode de réalisation, pour charger un condensateur 53 par l'intermédiaire d'une résistance 54 à partir de la source de tension 51. C'est la tension de charge aux bornes du condensateur 53 qui est responsable de la variation de la tension de sortie de la source de tension variable 42C de telle sorte que, comme cela est visible sur la figure 7A, la tension de sortie de la source 42C augmente avec la tension de charge du condensateur 53. Par conséquent, le circuit 50 joue le rôle d'une minuterie qui oblige la tension de sortie de la source de tension 42C à augmenter progressivement à partir d'un premier niveau jusqu'à un second niveau et à se fixer au second niveau au bout d'une période
prédéterminée après l'excitation du ballast, c'est-à-
dire lorsque la tension aux bornes du condensateur 53 atteint un niveau prédéterminé. La courbe de référence peut ainsi être dotée du point d'inflexion au niveau ou à proximité de la tension nominale maximale, comme illustré sur la figure 7B, du fait que la tension de
sortie du condensateur 41C est fixée au second niveau.
Lorsque le signal d'activation d'éclairage est supprimé, le commutateur 52 est ouvert pour permettre la décharge du condensateur 53 par l'intermédiaire des résistances 54 et 55, tandis que simultanément le commutateur 46B est ouvert pour décharger le
condensateur 41C.
Cinquième mode de réalisation La figure 8 représente un ballast selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation à l'exception de la configuration d'un générateur de fonctions 40D. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe sous la forme de la lettre "D". Le générateur de fonctions 40D comprend une source de tension variable 42D et un circuit de fonctions à variation temporelle 50D qui est connecté pour réguler la tension de sortie de la source 42D en fonction du développement de la tension détectée aux bornes du condensateur 41D. Lorsqu'il reçoit le signal d'activation d'éclairage LENB, un commutateur 43D est fermé pour commencer à charger le condensateur 41D à partir de la source de tension 42D, tandis que simultanément le circuit de fonctions 50D fournit une valeur qui augmente linéairement en fonction de la tension détectée du condensateur 41D. Le circuit de fonctions 50D fournit une valeur (y=f(x) dans laquelle y est la tension détectée du condensateur, qui augmente à partir d'un premier niveau (yl) jusqu'à un second niveau (y2) lorsque la tension détectée du condensateur 41D augmente, et qui est fixée au second niveau une fois que la tension détectée a atteint une valeur prédéterminée. La sortie de la source de tension 42D est régulée en fonction de la valeur, de sorte que le condensateur 41D est chargé suivant une courbe de charge visible sur la figure 9A et que le point d'inflexion est défini sur la courbe de référence, comme illustré sur la figure 9B, lorsque la sortie est fixée au niveau de tension haut après avoir augmenté
jusqu'à celui-ci.
Sixième mode de réalisation La figure 10 représente un ballast selon le sixième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation sauf en ce qui concerne la configuration d'un générateur de fonctions E. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe sous la forme de la lettre "E". Le générateur de fonctions 40E comprend une source de tension variable 42-1E et une source de tension fixe 42-2E qui fournit une tension de
sortie plus élevée que la source de tension variable.
Ces sources de tension sont connectées sélectivement par l'intermédiaired'un commutateur 45E pour charger un condensateur 41E. Le commutateur 45E est normalement dans une position dans laquelle il relie la source de tension variable 42-1E au condensateur 41E, et est commandé pour passer dans l'autre position dans laquelle il connecte la source de tension fixe 42-2E au condensateur 41E, par un comparateur 47E qui compare la tension développée aux bornes du condensateur 41E détectée, avec une tension de référence correspondant à la puissance nominale maximale WMAX, par inversion de la tension chargée, c'est-à-dire sur la courbe de référence. Lorsqu'il reçoit le signal d'activation d'éclairage LENB, un commutateur 43E est fermé pour commencer à charger le condensateur 41E à partir de la source de tension variable 42-1E. Lorsque le condensateur 41E est chargé jusqu'à un niveau correspondant à la puissance nominale maximale, le comparateur 47E intervient pour activer le commutateur E afin de connecter la source de tension fixe 42-2E en vue de charger le condensateur 41E. De cette manière, le condensateur 41E est chargé en continu pour présenter une courbe de charge visible sur la figure 11A, afin de fournir la courbe de référence de la figure 11B sur laquelle le point d'inflexion est fixé au niveau ou à proximité de la puissance nominale maximale. La source de tension variable 42-1E est régulée pour fournir la tension de sortie qui est exprimée par une fonction y=f(I44 R44+x) dans laquelle I44 représente un courant traversant la résistance 44E, R44 représente une valeur ohmique de la résistance 44E et x représente une tension de charge du condensateur 41E. Ainsi, la tension du condensateur 41E augmente linéairement avec l'augmentation de la tension de sortie de la source de tension variable 42-1E, comme illustré sur la figure 11A. Ceci permet de déterminer facilement la durée d'application de la puissance nominale maximale simplement en sélectionnant une pente
de la fonction linéaire.
Septième mode de réalisation La figure 12 représente un ballast selon le septième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation sauf en ce qui concerne la configuration d'un générateur de fonctions 40F. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe sous la forme de la lettre "F". Le générateur de fonctions 40F comprend une source de tension fixe 42F et une combinaison parallèle formée d'une première résistance 44-1 et d'une seconde résistance 44-2 montées en série avec des commutateurs 43F et 60 entre la source de tension 42F et un condensateur 41F. La première résistance 44-1 est sélectionnée pour avoir une impédance ou une valeur ohmique plus élevée que la seconde résistance 44-2. Le commutateur 60 est normalement réglé pour relier la première résistance 44-1 de valeur ohmique élevée au condensateur 41F et est commandé par une minuterie 62 par l'intermédiaire d'une porte ET 61 afin de relier la seconde résistance 44-2 de valeur ohmique plus faible après une période
prédéterminée à partir de l'excitation du ballast.
Lorsqu'il reçoit le signal d'activation d'éclairage LENB, le commutateur 43F est fermé pour charger le condensateur 41F à partir de la source de tension 42F par l'intermédiaire de la première résistance 44-1. A ce moment-là, la minuterie 62 commence à compter le temps et fournit un signal de mise à 1 à l'une des entrées de la porte ET 61 une fois écoulée la période de temps prédéterminée. La porte ET 61 dont l'autre extrémité d'entrée reçoit le signal de lumière répond en fournissant une sortie de basculement du commutateur pour réaliser une commutation de la première résistance 44-1 à la seconde résistance 44-2, afin de modifier ainsi l'impédance du courant de charge et, par conséquent, le régime de charge du condensateur 41F. On obtient donc la même courbe de charge et la même courbe de référence que celles représentées sur les figures 2A et 2B, dans lesquelles le point d'inflexion est défini au moment du passage de la première résistance à la seconde résistance. Il convient de noter à cet égard que l'inversion du commutateur 60 peut être réalisée en fonction de la tension de charge détectée, comme dans le second mode de réalisation, ou en fonction de la puissance nominale maximale, comme dans le sixième mode
de réalisation.
Huitième mode de réalisation La figure 13 représente un ballast selon le huitième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation excepté en ce qui concerne la configuration d'un générateur de fonctions 40G. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe sous la forme de la lettre "G". Le générateur de fonctions 40G comprend une résistance variable 44G montée en série avec un commutateur 43G entre une source de tension fixe 42G et un condensateur 41G. La résistance variable 44G est commandée par un circuit de fonctions à variation temporelle 50G destiné à faire varier sa valeur ohmique en vue de modifier le régime de charge du condensateur 41G par la source de tension 42G. Le circuit de fonctions à variation temporelle 50G fait varier la valeur ohmique de la résistance 44G de manière à créer un changement brusque du régime de charge à un certain moment après l'excitation du ballast et, par conséquent, à définir le point d'inflexion sur la courbe de référence résultante, comme illustré sur la figure 2B. Le commutateur 43G est fermé et le circuit de fonctions 50G est activé simultanément à la réception du signal d'activation d'éclairage LENB. Neuvième mode de réalisation La figure 14 représente un ballast selon le neuvième mode de réalisation de la présente invention, qui est identique au premier mode de réalisation sauf en ce qui concerne la configuration d'un générateur de fonctions 40H. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence suivis d'un suffixe formé par la lettre "H". Le générateur de fonctions 40H comprend un circuit à modulation de largeur d'impulsions (PWM) 64 qui fournit un signal à modulation de largeur d'impulsions pour activer et désactiver de manière répétitive un commutateur 43H en vue de charger un condensateur 41H à partir d'une source de tension 42H. Un circuit de fonctions à variation temporelle 50H est connecté pour augmenter le rapport cyclique du signal en fonction du temps, afin d'augmenter ainsi un régime de charge du condensateur 41H en fonction du temps. Une porte ET 66 est prévue pour recevoir le signal d'activation d'éclairage LENB ainsi que le signal modulé fourni par le circuit PWM 64 afin d'activer et de désactiver le commutateur 43H en présence du signal d'activation d'éclairage. Le rapport cyclique du signal est contrôlé au niveau du circuit de fonctions 50H afin que la courbe de charge présente un changement brusque pour ainsi définir le point d'inflexion sur la courbe de référence résultante, comme illustré sur les figures 2A et 2B, après une période de temps prédéterminée à partir de l'excitation
du ballast.
Bien que la description précédente ait porté sur
plusieurs modes de réalisation de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications
sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (18)
1. Procédé d'allumage d'une lampe à décharge ayant une puissance nominale normale et une puissance nominale maximale, à l'aide d'un ballast comportant un convertisseur de puissance (10) capable de faire varier une puissance appliquée à la lampe à décharge (L) à l'intérieur d'une plage qui s'étend entre la puissance nominale maximale (WMAx) et la puissance nominale normale (WNOR), caractérisé en ce qu'il comprend une étape qui consiste à: faire varier la puissance appliquée à la lampe à décharge suivant une courbe de démarrage (CIGN) particulière afin d'appliquer la puissance nominale maximale, puis une puissance qui va en diminuant jusqu'à la puissance nominale normale; la courbe de démarrage (CIGN) étant dérivée d'une courbe de référence (CREF) ayant un niveau de puissance qui diminue avec le temps à partir de l'excitation du ballast; la courbe de référence (CREF) ayant une valeur maximale supérieure à la puissance nominale maximale (WMAX) et comportant un point d'inflexion (PINF) à proximité de la puissance nominale maximale afin de définir une première courbe de référence (C1ST) au-dessus du point d'inflexion et une seconde courbe de référence (C2ND) au-dessous du point d'inflexion; la première courbe de référence (ClST) ayant une première pente moyenne pendant une première période de temps de référence (TA) à partir d'un point correspondant à la valeur maximale jusqu'au point d'inflexion (PINF), tandis que la seconde courbe de référence (C2ND) a une seconde pente moyenne pendant une seconde période de temps de référence (TB) qui commence à partir du point d'inflexion (PINF) et dure pendant le même intervalle de temps que la première période de temps de référence, la seconde pente moyenne étant plus grande que la première pente moyenne; et la courbe de démarrage (CIGN) étant une courbe composite continue formée par une partie d'une ligne
droite de la puissance nominale maximale, située au-
dessous de la courbe de référence, et par la partie restante de la courbe de référence définie entre la puissance nominale maximale (WMAX) et la puissance
nominale normale (WNOR).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'inflexion (PINF) se situe au niveau
de la puissance nominale maximale (WMAX).
3. Ballast d'allumage d'une lampe à décharge ayant une puissance nominale maximale et une puissance nominale normale, caractérisé en ce qu'il comprend: un convertisseur de puissance (10) capable d'appliquer une puissance variable à la lampe à décharge (L); et un organe de commande de puissance (30) qui génère une courbe de démarrage (CIGN) particulière de la puissance par rapport au temps et qui est relié au convertisseur de puissance (10) pour faire varier la puissance suivant la courbe de démarrage dans le sens d'une diminution de la puissance nominale maximale (WMAX) à la puissance nominale normale (WNOR); la courbe de démarrage (CIGN) étant dérivée d'une courbe de référence (CREF) donnant un niveau de puissance qui diminue avec le temps d'une valeur maximale à la puissance nominale normale (WNOR), valeur maximale qui est obtenue sensiblement immédiatement lors de l'excitation du ballast et qui est supérieure à la puissance nominale maximale (WMAX); la courbe de référence comportant un point d'inflexion (PINF) à proximité de la puissance nominale maximale (WMAx) afin de définir une première courbe de référence (ClST) au-dessus du point d'inflexion et une seconde courbe de référence (C2ND) au-dessous du point d'inflexion; la première courbe de référence (ClST) ayant une première pente moyenne pendant une première période de temps de référence (TA) à partir d'un point correspondant à la valeur maximale jusqu'au point d'inflexion (PINF), tandis que la seconde courbe de référence (C2ND) a une seconde pente moyenne pendant une seconde période de temps de référence (TB) qui commence à partir du point d'inflexion (PINF) et dure pendant le même intervalle de temps que la première période de temps de référence, la seconde pente moyenne étant plus grande que la première pente moyenne; et la courbe de démarrage (CIGN) étant une courbe composite continue formée par une partie d'une ligne
droite de la puissance nominale maximale, située au-
dessous de la courbe de référence, et par la partie restante de la courbe de référence définie entre la puissance nominale maximale (WMAx) et la puissance
nominale normale (WNOR).
4. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que le point d'inflexion (PINF) se situe au niveau
de la puissance nominale maximale (WMAx).
5. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance (30) comprend un générateur de fonctions (40) comportant un condensateur (41), une source de tension (42-1, 42-2) et un régulateur pour charger le condensateur (41) à des régimes différents afin de donner une courbe de charge (C), la courbe de référence (CREF) étant définie comme l'inverse de la courbe de charge (C) pour comporter le point d'inflexion (PINF) à l'endroit o le
régime de charge change de manière critique.
6. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance (30) comprend un générateur de fonctions (40) comportant un condensateur (41) et des première et seconde sources de tension (42-1, 42-2) de niveaux de tension différents pour charger le condensateur (41) à un régime différent, seconde source de tension (42-2) qui a une tension d'alimentation plus élevée que la première source de tension (42-1), la courbe de référence (CREF) étant l'inverse d'une courbe de charge (C) du condensateur (41) afin que le point d'inflexion (PINF) soit défini au niveau d'un point de commutation de la première source de tension (42-1) à la seconde source
de tension (42-2) pour charger le condensateur.
7. Ballast selon la revendication 6, caractérisé en ce que le générateur de fonctions (40) comprend une minuterie (71) chargée de réaliser la commutation de la première source de tension (42-1) à la seconde source de tension (42-2) à un moment prédéterminé à partir de
l'excitation du ballast.
8. Ballast selon la revendication 6, caractérisé en ce que le générateur de fonctions (40A) comprend un comparateur (48) qui compare une tension développée aux bornes du condensateur (41A) avec une tension de référence (49) afin de réaliser la commutation de la première source de tension (42-1) à la seconde source de tension (42-2) lorsque la tension aux bornes du condensateur (41A) est supérieure à la tension de
référence (49).
9. Ballast selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance (30B) comprend un limiteur (34B) qui reçoit la courbe de référence et limite celle-ci à une valeur inférieure à la puissance nominale maximale (WMX) afin de fournir la courbe de démarrage, et en ce que le générateur de fonctions (40B) comprend un comparateur (48B) qui compare le niveau de puissance sur la courbe de référence fournie en entrée au limiteur (34B) avec la puissance nominale maximale (WMAX) afin de réaliser la commutation de la première source de tension (42-1B) à la seconde source de tension (42-2B) lorsque le niveau de puissance sur la courbe de référence diminue par
rapport à la puissance nominale maximale (WMAx).
10. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance comprend un générateur de fonctions (40C) comportant un condensateur (41C) et une source de tension variable (42C) fournissant une tension variable qui augmente d'un premier niveau à un second niveau pour charger le condensateur (41C) à un régime variable, et en ce que la courbe de référence (CREF) est l'inverse d'une courbe de charge (C) du condensateur (41C) afin que le point d'inflexion (PINF) soit défini au niveau d'un point d'augmentation de la tension variable au second niveau
de tension.
11. Ballast selon la revendication 10, caractérisé en ce que le générateur de fonctions (40C) comprend une minuterie (50) destinée à obliger la tension variable à se fixer au second niveau à un moment prédéterminé
après l'excitation du ballast.
12. Ballast selon la revendication 10, caractérisé en ce que la source de tension variable (42D) est régulée par une tension de charge aux bornes du condensateur (41D) afin d'augmenter en même temps que celle- ci et est fixée au second niveau une fois que la
tension de charge a atteint une valeur prédéterminée.
13. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance comprend un générateur de fonctions (40E) comportant un condensateur (41E), une première source de tension variable (42-1E) et une seconde source de tension fixe (42-2E) fournissant chacune une tension pour charger le condensateur (41E), seconde source de tension fixe qui a une tension d'alimentation plus élevée que la première source de tension variable, la courbe de référence étant l'inverse d'une courbe de charge du condensateur afin que le point d'inflexion soit défini au niveau d'un point de commutation de la première source de tension variable à la seconde source de tension fixe pour charger le condensateur et la première source de tension variable fournissant une tension qui varie de façon que la première courbe de
référence soit définie de manière sensiblement droite.
14. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance comprend un générateur de fonctions (40F) comportant un condensateur (41F), un élément à impédance variable et une source de tension unique (42F) fournissant une tension pour charger le condensateur (41F) par l'intermédiaire de l'élément à impédance variable à un régime variable, élément à impédance variable qui fournit une première impédance et une seconde impédance inférieure à la première impédance, la courbe de référence étant l'inverse d'une courbe de charge du condensateur par l'intermédiaire de l'élément à impédance variable et le point d'inflexion étant défini au niveau d'un point de commutation de la première
impédance à la seconde impédance.
15. Ballast selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément à impédance variable comprend une combinaison parallèle d'une première résistance (44-1) et d'une seconde résistance (44-2) montées en série entre la source de tension (42F) et le condensateur (41F), les première et seconde résistances (44-1, 44-2) fournissant respectivement les première et seconde impédances, et en ce que le générateur de fonctions (40F) comprend également une minuterie (62) chargée de réaliser une commutation de la première résistance (44-1) à la seconde résistance (44-2) en vue de la relier au condensateur (41F) à un moment prédéterminé à
partir de l'excitation du ballast.
16. Ballast selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément à impédance variable est une
résistance variable unique (44G).
17. Ballast selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande de puissance comprend un générateur de fonctions (40H) comportant un condensateur (41H) et une source de tension (42H) qui fournit une tension pour charger le condensateur de façon que la courbe de référence soit définie comme l'inverse d'une courbe de charge du condensateur, et en ce que le générateur de fonctions (40H) comprend également un commutateur (43H) monté entre la source de tension (42H) et le condensateur (41H), un circuit PWM (64) qui fournit un signal à modulation de largeur d'impulsions pour commander le commutateur (43H) afin d'activer et de désactiver celui-ci de manière répétitive, et une minuterie reliée au circuit PWM pour augmenter le rapport cyclique du signal PWM à partir de l'excitation du ballast de façon à définir le point
d'inflexion (PINF) sur la courbe de référence (CREF).
18. Ballast d'allumage d'une lampe à décharge ayant une puissance nominale maximale et une puissance nominale normale, caractérisé en ce qu'il comprend: un convertisseur de puissance (10) capable d'appliquer une puissance variable à la lampe à décharge (L); et un organe de commande de puissance (30) qui génère une courbe de démarrage (CIGN) particulière de la puissance par rapport au temps et qui est relié au convertisseur de puissance (10) pour faire varier la puissance suivant la courbe de démarrage dans le sens d'une diminution de la puissance nominale maximale (WMAX) à la puissance nominale normale (WNOR); la courbe de démarrage (CIGN) étant dérivée d'une courbe de référence (CREF) donnant un niveau de puissance qui diminue avec le temps d'une valeur maximale à la puissance nominale normale (WNOR), valeur maximale qui est obtenue sensiblement immédiatement lors de l'excitation du ballast et qui est supérieure à la puissance nominale maximale (WMX); la courbe de référence comportant un point d'inflexion (PINF) à proximité de la puissance nominale maximale (WMAx) afin de définir une première courbe de référence (C1ST) au-dessus du point d'inflexion et une seconde courbe de référence (C2ND) au-dessous du point d'inflexion; la première courbe de référence (C1ST) ayant une première pente moyenne pendant une première période de temps de référence (TA) à partir d'un point correspondant à la valeur maximale jusqu'au point d'inflexion (PINF), tandis que la seconde courbe de référence (C2ND) a une seconde pente moyenne pendant une seconde période de temps de référence (TB) qui commence à partir du point d'inflexion (PINF) et dure pendant le même intervalle de temps que la première période de temps de référence, la seconde pente moyenne étant plus grande que la première pente moyenne; et la courbe de démarrage (CIGN) étant une courbe composite continue formée par une partie d'une ligne
droite de la puissance nominale maximale, située au-
dessous de la courbe de référence, et par la partie restante de la courbe de référence définie entre la puissance nominale maximale (WMAx) et la puissance nominale normale (WNOR); en ce que l'organe de commande de puissance (30) comprend un générateur de fonctions (40) comportant un condensateur
(41) et des première et seconde sources de tension (42-
1, 42-2) de niveaux de tension différents pour charger le condensateur (41) à un régime différent, seconde source de tension (42-2) qui a une tension d'alimentation plus élevée que la première source de tension (42-1), la courbe de référence (CREF) étant l'inverse d'une courbe de charge (C) du condensateur (41) afin que le point d'inflexion (PINF) soit défini au niveau d'un point de commutation de la première source de tension (42-1) à la seconde source de tension (42-2) pour charger le condensateur; et en ce que le générateur de fonctions comprend également un chemin de décharge (44, 45) pour décharger le condensateur (41) lorsque la lampe à décharge est éteinte.
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