FR2795595A1 - Device for power supply to fluorescent and luminescent sources, comprising additional stabilization circuit, conducting screen casing and controlled variable resistor - Google Patents

Device for power supply to fluorescent and luminescent sources, comprising additional stabilization circuit, conducting screen casing and controlled variable resistor Download PDF

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Abstract

The device for power supply to lighting sources comprises an electronic circuit (1) powered by direct current and containing a low-voltage oscillator constituted by a capacitor (C0), a coil (E0), and a transistor (T) powering the primary coil (E1) and controlled by a variable resistor (Rv), a high-voltage secondary coil (E2) which is connected to one or more lighting sources, a stabilization circuit (7) connected between the positive supply pole (2) and the base of transistor (T), and constituted by a capacitor (8) and a resistor (9) connected in parallel, and a Zener diode (10) connected in series with the two components. The stabilization circuit (7) is designed to limit the peak voltage in the secondary circuit to 1000 V in the frequency range 10-100 kHz. The device also comprises a conducting screen casing (11) covering the printed circuit and connected to the ground, and having the role of the Faraday cage protecting the system from electric and magnetic fields. The negative supply pole (3), and also one of the output poles (4,5), is connected to the ground. The variable resistor (Rv) is controlled by a programming unit (12). The electronic circuit (1) is designed for powering by a low voltage, e.g. 12 V or 24 V, by a battery or another source of low voltage. The electronic circuit can be modified for powering by a higher voltage, e.g. 110 V, and a direct connection to the grid.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation pour sources d'éclairage fluorescents et luminescents. The present invention relates to a power supply device for fluorescent and luminescent lighting sources.

I1 concerne le domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion de matériels destinés aussi bien à l'équipement des nouveaux appareils d'éclairage équipés de tubes fluorescents ou luminescents, qu'au remplacement des accessoires existants. It concerns the industrial and commercial field of the manufacture and distribution of materials intended both for equipping new lighting fixtures fitted with fluorescent or luminescent tubes, and for replacing existing accessories.

A ce jour, les sources lumineuses utilisées le plus couramment, en particulier pour l'éclairage des locaux domestiques ou professionnels, sont essentiellement constituées de lampes à filament et de tubes fluorescents (à vapeur de mercure). To date, the light sources most commonly used, in particular for lighting domestic or professional premises, are essentially constituted by filament lamps and fluorescent tubes (with mercury vapor).

Les lampes à filament sont caractérisées par un rendement particulièrement faible et une durée de vie réduite. Elles ne continuent à être utilisées qu'en raison de leur prix très bas, de leur faible encombrement et de la qualité de la lumière émise. Filament lamps are characterized by a particularly low efficiency and a reduced lifespan. They continue to be used only because of their very low price, their small size and the quality of the light emitted.

Signalons que depuis quelques années, les ampoules à halogène, dont le rendement et la durée de vie sont sensiblement meilleurs, se répandent de plus en plus, mais ces lampes sont d'un prix élevés et ne peuvent fonctionner qu'avec un appareillage d'un coût également important. Note that in recent years, halogen bulbs, whose performance and lifespan are significantly better, are spreading more and more, but these lamps are expensive and can only work with a device of an equally important cost.

I1 en va de même avec les sources lumineuses utilisant la décharge électrique dans un gaz, et en particulier les tubes fluorescents, qui doivent être associés avec un équipement encombrant et onéreux comportant des enroulements sur noyau magnétique, généralement désigné sous le nom de ballast, et dont le rôle est de stabiliser la décharge électrique. Ces tubes doivent en outre être amorcés, soit au moyen d'une impulsion à haute tension, soit au moyen de filaments de chauffage incorporés dans le tube et contrôlés par un dispositif particulier appelé "starter". It is the same with light sources using electric discharge in a gas, and in particular fluorescent tubes, which must be associated with bulky and expensive equipment comprising windings on a magnetic core, generally designated by the name of ballast, and whose role is to stabilize the electric discharge. These tubes must also be primed, either by means of a high-voltage pulse, or by means of heating filaments incorporated in the tube and controlled by a particular device called a "choke".

Les tubes fluorescents se prêtent très mal à un réglage de leur intensité lumineuse qui ne peut normalement être obtenue qu'avec des ballasts spéciaux d'un prix élevé. Ils doivent de plus être alimentés sous une tension égale à celle du secteur (220 volts), ce qui impose l'utilisation d'un transformateur lorsqu'on souhaite les alimenter au moyen d'une batterie. Fluorescent tubes lend themselves very poorly to an adjustment of their light intensity which can normally only be obtained with special ballasts of a high price. They must also be supplied with a voltage equal to that of the mains (220 volts), which requires the use of a transformer when it is desired to supply them by means of a battery.

L'auteur de la présente invention a déposé deux brevets français, publiés sous les numéros FR 2 578 709 et FR 2 614 749, ayant pour objectif de remédier à ces inconvénients et décrivant tous deux un appareillage électronique destiné à l'alimentation électrique des source lumineuses à décharge, très léger, de faibles dimensions et bon marché, pouvant être alimenté directement en courant continu basse tension et délivrant en sortie une tension de fréquence et d'amplitude élevées. Ces dispositifs, basés sur un oscillateur basse tension et des enroulements élévateurs de tension, permettent de réaliser très facilement des appareils d'éclairage fonctionnement sur batterie et même d'envisager des systèmes auto-secourus, avec une batterie en tampon. Le réglage de leur intensité lumineuse peut s'effectuer au moyen d'un simple potentiomètre inséré dans le circuit basse tension. The author of the present invention has filed two French patents, published under the numbers FR 2 578 709 and FR 2 614 749, having the objective of remedying these drawbacks and both describing an electronic device intended for the electrical supply of the source Discharge luminaires, very light, small and inexpensive, capable of being supplied directly with low voltage direct current and outputting a voltage of high frequency and amplitude. These devices, based on a low-voltage oscillator and voltage-raising windings, make it very easy to make lighting devices operating on battery and even to envisage self-rescue systems, with a buffer battery. The light intensity can be adjusted using a simple potentiometer inserted in the low voltage circuit.

Ces appareillages permettent d'obtenir un très bon rendement énergétique, une durée de vie pratiquement illimitée des sources lumineuses et des performances ne se dégradant pas sensiblement dans le temps. Ces caractéristiques donnent la possibilité de réaliser des lampes de forme quelconque, et la très basse température de fonctionnement ainsi que la faible pression de gaz utilisée permet même d'envisager leur réalisation en matière synthétique. These devices make it possible to obtain a very good energy efficiency, a practically unlimited lifetime of the light sources and performances not degrading appreciably over time. These characteristics give the possibility of producing lamps of any shape, and the very low operating temperature as well as the low gas pressure used even makes it possible to envisage their production in synthetic material.

La présente invention consiste en une série de perfectionnements de ces dispositifs permettant une amélioration sensible de leur fonctionnement et en particulier de leur stabilité de marche dans des environnements perturbé par des champs électriques ou magnétiques. The present invention consists of a series of improvements to these devices allowing a significant improvement in their operation and in particular in their walking stability in environments disturbed by electric or magnetic fields.

I1 est constitué d'un circuit électronique alimenté en courant continu comportant un oscillateur basse tension à transistor alimentant un enroulement primaire et contrôlé par une résistance variable, et d'un enroulement secondaire haute tension sur lequel est raccordé la sources lumineuses, un circuit de stabilisation à diode zener rapide limitant les pics de tension du circuit secondaire à 1000 volts entre 10 et 100 kiloHerz. I1 consists of an electronic circuit supplied with direct current comprising a low voltage transistor oscillator supplying a primary winding and controlled by a variable resistor, and a high voltage secondary winding to which the light sources are connected, a stabilization circuit with fast zener diode limiting the voltage peaks of the secondary circuit to 1000 volts between 10 and 100 kiloHerz.

Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 est un schéma des circuits constituant le dispositif d'alimentation de sources lumineuse à décharge, les figures 2 et 3 illustrent l'utilisation du dispositif pour des tubes fluorescents, avec alimentation sur le secteur, et les figures 4 et 5 représentent le montage du système d'alimentation avec un ou plusieurs à décharge. Le dispositif, figures 1 à 5, consiste en un circuit électronique 1, l' comportant un oscillateur basse tension constitué d'un condensateur C0, d'un enroulement EO et d'un transistor T alimentant un enroulement primaire E1 et contrôlé par une résistance variable Rv. L'ensemble est complété par un enroulement secondaire E2, un condensateur d'entrée C2, un condensateur de sortie C3, des bornes d'alimentation 2, 3 en courant continu basse tension et des bornes de sortie 4, 5 sur lesquelles se branchent les sources lumineuses 6. In the accompanying drawings, given by way of non-limiting examples of embodiments of the subject of the invention: FIG. 1 is a diagram of the circuits constituting the device for supplying light sources with discharge, FIGS. 2 and 3 illustrate the use of the device for fluorescent tubes, with mains supply, and FIGS. 4 and 5 represent the mounting of the supply system with one or more discharge. The device, FIGS. 1 to 5, consists of an electronic circuit 1, l ′ comprising a low voltage oscillator constituted by a capacitor C0, a winding EO and a transistor T supplying a primary winding E1 and controlled by a resistor variable Rv. The assembly is completed by a secondary winding E2, an input capacitor C2, an output capacitor C3, low voltage direct current supply terminals 2, 3 and output terminals 4, 5 to which the light sources 6.

Les trois enroulements E0, E1 et E3 sont bobinés sur le noyau magnétique d'un même pot en ferrite fermé de faibles dimensions (non représenté) décrit dans les brevets mentionnés ci-dessus. The three windings E0, E1 and E3 are wound on the magnetic core of the same closed ferrite pot of small dimensions (not shown) described in the patents mentioned above.

Un des perfectionnements objet de la présente demande consiste en un circuit de stabilisation 7 inséré entre le pôle positif de l'alimentation et la base du transistor T. Ce circuit est composé d'un condensateur 8 et d'une résistance 9 montés en parallèle, et d'une diode zener 10 rapide montée en série avec les deux composants précédents. Ce montage est déterminé de façon à limiter les pics de tension du circuit secondaire à 1000 V entre 10 et 100 kHz. One of the improvements which are the subject of the present application consists of a stabilization circuit 7 inserted between the positive pole of the power supply and the base of the transistor T. This circuit is composed of a capacitor 8 and a resistor 9 connected in parallel, and a fast zener diode 10 connected in series with the two preceding components. This arrangement is determined so as to limit the voltage peaks of the secondary circuit to 1000 V between 10 and 100 kHz.

Un deuxième perfectionnement est constitué' d'un grillage 11 conducteur recouvrant le circuit imprimé recevant les composants du dispositif, relié à la masse, et jouant le rôle d'une cage de Faraday protégeant le système contre les champs électriques et magnétiques. Le pôle négatif 3 de l'alimentation basse tension, ainsi que l'un des pôles 5 de la sortie sont également reliés à la masse. A second improvement consists of a conductive grid 11 covering the printed circuit receiving the components of the device, connected to ground, and playing the role of a Faraday cage protecting the system against electric and magnetic fields. The negative pole 3 of the low voltage power supply, as well as one of the poles 5 of the output are also connected to ground.

Un troisième perfectionnement apporté au système se présente sous la forme d'un programmateur 12 agissant sur la résistance variable Rv grâce à un- moyen connu et permettant de faire évoluer l'intensité lumineuse de la source lumineuse 6 de manière cyclique ou aléatoire, ou encore en fonction des variations d'éléments sonores ou autres. A third improvement made to the system is in the form of a programmer 12 acting on the variable resistance Rv by means of a known means and making it possible to change the light intensity of the light source 6 cyclically or randomly, or else according to variations in sound or other elements.

Les constituants du dispositif peuvent être calculés de façon à ce que l'alimentation du circuit électronique 1 s'effectue en basse tension, sous 12 ou 24 volts par exemple, ce qui permet de le raccorder à une batterie ou une autre source basse tension (figures 2, 3). Ces constituants peuvent également être prévus pour que l'alimentation du circuit électronique l' se fasse à une tension plus élevée, par exemple en 110 volts, de façon à pouvoir le raccorder directement au secteur (figures 4, 5). The components of the device can be calculated so that the power supply to the electronic circuit 1 is carried out at low voltage, under 12 or 24 volts for example, which makes it possible to connect it to a battery or another low voltage source ( Figures 2, 3). These components can also be provided so that the electronic circuit is supplied with a higher voltage, for example 110 volts, so that it can be connected directly to the mains (FIGS. 4, 5).

Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires.The positioning of the various constituent elements gives the object of the invention a maximum of useful effects which had not, to date, been obtained by similar devices.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1 . Dispositif d'alimentation pour sources d'éclairage fluorescents et luminescents, destiné aussi bien à l'équipement des nouveaux appareils d'éclairage, qu'au remplacement des accessoires d'appareils existants, comprenant un circuit électronique (1, l') alimenté en courant continu et comportant, d'une part, un oscillateur basse tension constitué d'un condensateur (CO), d'un enroulement (E0) et d'un transistor (T) alimentant un enroulement primaire (E1) et contrôlé par une résistance variable (Rv) et, d'autre part un enroulement secondaire (E2) haute tension sur lequel une ou plusieurs sources lumineuses (6) sont raccordées, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de stabilisation (7) inséré entre le pôle positif de l'alimentation et la base du transistor (T) constitué d'un condensateur (8) et d'une résistance (9) montés en parallèle, et d'une diode zener (10) rapide montée en série avec les deux composants précédents. 2 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le circuit de stabilisation (7) est déterminé de façon à limiter les pics de tension du circuit secondaire à 1000 volts entre 10 et 100 kiloHerz. 3 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte un grillage conducteur (11) recouvrant le circuit imprimé recevant les composants du dispositif, relié à la masse, et jouant le rôle d'une cage de Faraday protégeant le système contre les champs électriques et magnétiques. 4 . Dispositif selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que le pôle négatif (3) de l'alimentation, ainsi que l'un des pôles négatif (3) de l'alimentation, ainsi que l'un des pôles (5) de la sortie du circuit électronique (1, l') sont reliés à la masse. 5 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la résistance variable (Rv) pilotant l'oscillateur est commandée par un programmateur (12). 6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le circuit électronique (1) est déterminé pour être alimenté en basse tension, sous 12 ou 24 volts par exemple, de manière à pouvoir le raccorder à une batterie ou une autre source basse tension. 7 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, se caractérisant par le fait que le circuit électronique (l') est déterminé pour être alimenté sous une tension, par exemple en 110 volts, permettant de le raccorder directement au secteur.CLAIMS 1. Supply device for fluorescent and luminescent light sources, intended both for equipping new lighting fixtures and for replacing accessories for existing fixtures, comprising an electronic circuit (1, l ') supplied with direct current and comprising, on the one hand, a low voltage oscillator consisting of a capacitor (CO), a winding (E0) and a transistor (T) supplying a primary winding (E1) and controlled by a resistor variable (Rv) and, on the other hand a high voltage secondary winding (E2) to which one or more light sources (6) are connected, characterized in that it comprises a stabilization circuit (7) inserted between the positive pole power supply and the base of the transistor (T) consisting of a capacitor (8) and a resistor (9) connected in parallel, and a fast zener diode (10) connected in series with the two previous components . 2. Device according to claim 1, characterized in that the stabilization circuit (7) is determined so as to limit the voltage peaks of the secondary circuit to 1000 volts between 10 and 100 kiloHerz. 3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a conductive grid (11) covering the printed circuit receiving the components of the device, connected to ground, and playing the role of a Faraday cage protecting the system against electric and magnetic fields. 4. Device according to claim 3, characterized in that the negative pole (3) of the power supply, as well as one of the negative poles (3) of the power supply, as well as one of the poles (5) of the output of the electronic circuit (1, l ') are connected to ground. 5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the variable resistance (Rv) driving the oscillator is controlled by a programmer (12). 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit (1) is determined to be supplied with low voltage, at 12 or 24 volts for example, so as to be able to connect it to a battery or a other low voltage source. 7. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the electronic circuit (l ') is determined to be supplied with a voltage, for example 110 volts, allowing it to be connected directly to the mains.
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