FR2811506A1 - DEVICE FOR PRIMING AND SUPPLYING A GAS DISCHARGE LAMP AND LIGHTING APPARATUS INCORPORATING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Description
I La présente invention concerne un dispositif pourI The present invention relates to a device for
l'amorçage et l'alimentation d'une lampe à décharge gazeuse. starting and supplying a gas discharge lamp.
Elle concerne également un appareil d'éclairage comprenant It also relates to a lighting device comprising
ce dispositif.these measures.
L'invention trouvera son application dans le domaine de l'éclairage et surtout de l'utilisation de lampes à décharge gazeuse. Les lampes à gaz (tube fluorescent, luminescent, vapeur de mercure, vapeur de sodium, néon, xénon) à filaments (incandescence, halogène), magnétique (à induction) et les The invention will find its application in the field of lighting and especially the use of gas discharge lamps. Gas lamps (fluorescent tube, luminescent, mercury vapor, sodium vapor, neon, xenon) with filaments (incandescence, halogen), magnetic (induction) and
diodes électroluminescentes sont ainsi visées par l'invention. light emitting diodes are thus targeted by the invention.
Notamment, des lampes à vapeur de mercure à haute et basse Notably, high and low mercury vapor lamps
pression ou des tubes fluorescents sont visés par celle-ci. pressure or fluorescent tubes are affected by it.
Actuellement, il est courant d'utiliser des lampes à décharge gazeuse alimentées à partir d'une source en courant Currently, it is common to use gas discharge lamps powered from a current source
alternatif par exemple en 220 volts 50 hertz issue du secteur. alternative for example in 220 volts 50 hertz from the sector.
Pour permettre l'amorçage et l'alimentation de la lampe à décharge gazeuse à partir d'une telle source, on a recours à un To allow the ignition and supply of the gas discharge lamp from such a source, use is made of a
circuit particulier.particular circuit.
Dans ce cadre, on connaît du document EP-A-O.301183 un dispositif électrique pour l'amorçage et l'alimentation d'un lampe à décharge, lequel dispositif comporte deux bornes d'entrée destinées à être connectées à une source d'alimentation de puissance; les bornes de sortie d'un pont redresseur sont connectées dans l'état actif de la lampe à un convertisseur à deux bornes d'entrée, dont l'une des bornes est connectée à l'autre borne au moins via un montage série d'un premier élément semiconducteur de commutation et un circuit de charge comprenant au moins une bobine d'induction et la lampe a In this context, an electrical device is known from document EP-AO.301183 for igniting and supplying a discharge lamp, which device comprises two input terminals intended to be connected to a power source of power; the output terminals of a rectifier bridge are connected in the active state of the lamp to a converter with two input terminals, one of the terminals of which is connected to the other terminal at least via a series connection of a first semiconductor switching element and a charging circuit comprising at least one induction coil and the lamp has
décharge aussi bien qu'un connecteur. discharge as well as a connector.
Ce type de montage ne donne pas entière satisfaction. This type of assembly is not entirely satisfactory.
En premier lieu, il a recours à un système selfique pour First, it uses a selfic system to
constituer le circuit de charge de la lampe à décharge. constitute the charge circuit of the discharge lamp.
L'utilisation d'éléments inductifs dans les moyens participant au ballastage de la lampe à décharge présente différents inconvénients et particulièrement un échauffement important ainsi que des perturbations électriques dues à la génération d'un champs magnétique non négligeable. Par ailleurs, ces systèmes inductifs sont souvent encombrants et nécessitent l'usage de composants en grand nombre. A titre d'exemple, on a actuellement souvent recours à des systèmes à transformateur inductif ou encore à des composants actifs tels des amplificateurs opérationnels ou des transistors The use of inductive elements in the means participating in the ballasting of the discharge lamp has various drawbacks and particularly significant heating as well as electrical disturbances due to the generation of a non-negligible magnetic field. In addition, these inductive systems are often bulky and require the use of components in large numbers. As an example, we often currently use inductive transformer systems or active components such as operational amplifiers or transistors.
pour effectuer les commutations.to perform the switching.
L'échauffement engendré par les systèmes selfiques induit The heating generated by inductive systems induces
également une surconsommation en énergie électrique. also an overconsumption of electrical energy.
La présente invention permet de remédier aux inconvénients The present invention overcomes the drawbacks
des techniques actuelles.current techniques.
Elle propose pour ce faire un dispositif particulièrement avantageux pour l'amorçage et l'alimentation d'une lampe à To do this, it proposes a particularly advantageous device for igniting and supplying a lamp with
décharge gazeuse.gas discharge.
Un des premiers buts de l'invention est de proposer un circuit avantageux de redressement du signal issu de la source One of the first objects of the invention is to propose an advantageous circuit for rectifying the signal from the source.
d'alimentation en courant alternatif. AC power supply.
A cet effet, l'invention comprend, de façon caractéristique, deux ponts de diodes montés de façon To this end, the invention typically comprises two diode bridges so mounted
spécifique.specific.
Cet étage de redressement particulier évite le recours à des inductances ou à d'autres systèmes plus complexes pour le This particular rectification stage avoids the use of inductors or other more complex systems for the
redressement du signal alternatif.rectification of the AC signal.
Il permet, en ayant recours à un nombre limité de composants, de recréer un signal alternatif proche du signal issu de la source d'alimentation et ce, tout en ajustant l'amplitude du signal aux valeurs requises pour le It allows, by using a limited number of components, to recreate an alternating signal close to the signal coming from the power source and this, while adjusting the amplitude of the signal to the values required for the
fonctionnement efficace de la lampe à décharge. efficient operation of the discharge lamp.
Un autre but de l'invention est de permettre un réglage aisé des caractéristiques de fonctionnement du dispositif et Another object of the invention is to allow easy adjustment of the operating characteristics of the device and
d'un appareil d'éclairage qui le comprend. a lighting fixture that understands it.
A ce titre, le choix des caractéristiques de simples composants (tels que la résistance d'une pièce de polymère ou de valeur de capacité d'un condensateur) permet de régler le As such, the choice of the characteristics of simple components (such as the resistance of a piece of polymer or capacity value of a capacitor) makes it possible to adjust the
fonctionnement de l'ensemble.functioning of the whole.
Par ailleurs, la suppression d'éléments selfiques et le recours à des valeurs de capacité de condensateur de faible niveau contribuent avec les propriétés du système de ballastage constitué par un polymère conducteur d'électricité à la stabilité du courant d'alimentation et l'amélioration du Furthermore, the removal of inductive elements and the use of low-level capacitor capacitance values contribute to the properties of the ballasting system constituted by an electrically conductive polymer to the stability of the supply current and the improvement of
facteur de puissance du circuit.circuit power factor.
Il s'ensuit une diminution de la puissance consommée. This results in a decrease in the power consumed.
Dans la pratique, on a constaté que par la mise en oeuvre de la présente invention, on obtenait un fonctionnement optimisé des lampes à décharge avec un scintillement imperceptible et In practice, it has been found that by implementing the present invention, an optimized operation of the discharge lamps is obtained with imperceptible flickering and
donc une fatigue bien moindre pour les usagers. therefore much less fatigue for users.
Un autre but de l'invention est de permettre son incorporation dans un appareil d'éclairage comprenant un polymère chargé constituant l'élément essentiel du ballast et permettant l'amélioration du rendement électrique et Another object of the invention is to allow its incorporation into a lighting device comprising a charged polymer constituting the essential element of the ballast and allowing the improvement of the electrical efficiency and
l'augmentation du facteur de puissance. increasing the power factor.
A ce sujet, le document WO-A-9626628 montre un dispositif d'aide à l'allumage et régulation pour tube fluorescent comprenant une pièce en polymère chargé faisant office de ballast pour le tube avec des fonctions d'aide à l'amorçage et In this regard, the document WO-A-9626628 shows an ignition aid and regulation device for fluorescent tube comprising a piece of charged polymer acting as ballast for the tube with priming aid functions and
de régulation du fonctionnement correct dudit tube. regulating the correct operation of said tube.
Le dispositif ici présenté pourra s'intégrer dans le cadre d'un tel dispositif d'aide à l'allumage et on notera une parfaite complémentarité entre le dispositif de l'invention et The device presented here can be integrated within the framework of such an ignition assistance device and there will be a perfect complementarity between the device of the invention and
le dispositif selon ce document antérieur. the device according to this previous document.
En particulier, leur combinaison permet de réaliser un appareil d'éclairage d'encombrement limité de par le choix d'un ballast d'un type particulier (un polymère conducteur chargé) In particular, their combination makes it possible to produce a lighting fixture of limited size by the choice of a ballast of a particular type (a charged conductive polymer)
et d'un circuit redresseur spécifique. and a specific rectifier circuit.
On notera également que, selon l'invention, le circuit redresseur à deux ponts de diodes associés aux moyens de ballastage permet leur travail en alternance, ce qui limite encore les pertes par effet joule et favorise la durée de vie It will also be noted that, according to the invention, the rectifier circuit with two diode bridges associated with the ballasting means allows them to work alternately, which further limits the losses by Joule effect and promotes the service life.
de l'ensemble.from the whole.
D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la Other goals and advantages will emerge during the
description qui suit qui n'est cependant donnée qu'à titre description which follows which is however given only as
indicatif.code.
La présente invention concerne un dispositif pour l'amorçage et l'alimentation d'une lampe à décharge gazeuse, connecté à une source d'alimentation de puissance en courant alternatif et comportant des moyens de ballastage et un circuit redresseur reliés caractérisé par le fait que le circuit redresseur comporte deux ponts de diodes dont les entrées sont connectées en parallèle aux bornes de la source d'alimentation et alimentant alternativement et chacun en mono-alternance les The present invention relates to a device for igniting and supplying a gas discharge lamp, connected to an AC power supply source and comprising ballasting means and a connected rectifier circuit characterized in that the rectifier circuit comprises two diode bridges, the inputs of which are connected in parallel to the terminals of the power source and supplying alternately and each in single-phase
moyens de ballastage et la lampe à décharge. ballast means and the discharge lamp.
Ce dispositif pourra se présenter suivant les variantes énoncées ciaprès: - deux sorties opposées des ponts de diodes sont reliées et les deux autres sorties sont connectées en série aux moyens de This device may be presented according to the variants set out below: - two opposite outputs of the diode bridges are connected and the other two outputs are connected in series to the means of
ballastage et à la lampe de décharge. ballasting and discharge lamp.
- les moyens de ballastage sont constitués d'une ou - the ballasting means consist of one or
plusieurs pièces de polymère conducteur d'électricité. several pieces of electrically conductive polymer.
- La ou les pièces de polymère conducteur d'électricité est un polymère conducteur extrinsèque de courant électrique thermoplastique ou thermodurcissable ou élastomère, chargé avec des particules conductrices d'électricité constituées de noir de carbone ou de particules métalliques ou de polymères - The part (s) of electrically conductive polymer is an extrinsic conductive polymer of thermoplastic or thermosetting or elastomeric electric current, charged with electrically conductive particles consisting of carbon black or metallic particles or polymers
conducteurs intrinsèques.intrinsic conductors.
- le dispositif comporte deux condensateurs, chacun placé en entrée d'un pont de diodes et connecté en parallèle à la - the device comprises two capacitors, each placed at the input of a diode bridge and connected in parallel to the
borne neutre de la source d'alimentation. power supply neutral terminal.
- l'un des ponts de diodes est relié à la borne de phase de la source d'alimentation via un condensateur. - l'autre pont de diodes est relié à la borne de phase de la source d'alimentation via une pièce de réglage en polymère conducteur. L'invention concerne également un appareil d'éclairage à lampe à décharge gazeuse caractérisé par le fait qu'il comprend - one of the diode bridges is connected to the phase terminal of the power source via a capacitor. - the other diode bridge is connected to the phase terminal of the power source via an adjustment piece of conductive polymer. The invention also relates to a gas discharge lamp lighting apparatus, characterized in that it comprises
un dispositif selon l'invention.a device according to the invention.
Cet appareil d'éclairage pourra se présenter sous le mode de réalisation suivant: - il comprend un dispositif selon l'invention - il comporte un support de la lampe doté à ses extrémités de deux modules de connexion de la lampe à décharge - le dispositif d'amorçage et d'alimentation est intégré dans les deux modules hormis la pièce de polymère conducteur d'électricité qui s'étend entre les deux This lighting device can be presented in the following embodiment: - it comprises a device according to the invention - it comprises a lamp support provided at its ends with two connection modules for the discharge lamp - the device for priming and supply is integrated in the two modules except the piece of electrically conductive polymer which extends between the two
modules sous la lampe à décharge.modules under the discharge lamp.
Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de The attached drawings are given as indicative and non-limiting examples. They represent a preferred embodiment according to the invention. They will allow
comprendre aisément l'invention.easily understand the invention.
La figure 1 illustre un exemple de formation d'un pont de diodes dit en montage de Graetz fonctionnant en circuit redresseur. La figure 2 est un mode particulier de réalisation du FIG. 1 illustrates an example of the formation of a diode bridge known as a Graetz circuit operating in a rectifier circuit. FIG. 2 is a particular embodiment of the
dispositif selon l'invention.device according to the invention.
La figure 3 est une courbe d'évolution de la tension issue des deux ponts de diodes au cours du temps. La partie positive Figure 3 is a curve of evolution of the voltage from the two diode bridges over time. The positive part
et issue de l'un des ponts, la partie négative de l'autre pont. and from one of the bridges, the negative part of the other bridge.
La figure 4 montre une vue éclatée d'un exemple de Figure 4 shows an exploded view of an example of
réalisation d'un appareil d'éclairage selon l'invention. realization of a lighting device according to the invention.
Les circuits redresseurs à pont de diodes sont The diode bridge rectifier circuits are
particulièrement répandus actuellement. particularly widespread today.
La figure 1 en donne un exemple dans un montage de base dit Figure 1 gives an example in a basic assembly called
de Graetz.from Graetz.
s Selon un tel circuit 1, quatre diodes 2, 3, 4, 5 sont présentes dans le pont afin de redresser un signal électrique alternatif. Le signal obtenu aux bornes de sortie 8,9 est alors s According to such a circuit 1, four diodes 2, 3, 4, 5 are present in the bridge in order to rectify an AC electrical signal. The signal obtained at the output terminals 8.9 is then
un signal continu.a continuous signal.
Il est un préjugé constant, selon l'état de la technique, que les ponts de diodes servant au redressement sont utilisés individuellement. Ainsi, les étages de redressement connus à ce It is a constant prejudice, according to the state of the art, that the diode bridges used for rectification are used individually. Thus, the rectification stages known at this
jour n'emploient qu'un seul pont de diodes. day use only one diode bridge.
Au contraire, tel que l'illustre la figure 2, le dispositif selon l'invention présente au moins deux ponts de diodes dénommés respectivement, pour la facilité de la présente On the contrary, as illustrated in FIG. 2, the device according to the invention has at least two diode bridges called respectively, for the ease of the present
description, pont de diodes droit 10 et pont de diodes gauche description, right diode bridge 10 and left diode bridge
11, suivant leur disposition à la figure 2. 11, according to their arrangement in FIG. 2.
Le dispositif ici présenté est connecté à une source d'alimentation de puissance en courant alternatif dont la borne The device presented here is connected to an AC power source whose terminal
de phase est repérée 16 et la borne neutre 17. phase is marked 16 and the neutral terminal 17.
A titre d'exemple préféré, une source d'alimentation constituée par le secteur en tension alternative 220 Volts à As a preferred example, a power source constituted by the AC voltage sector 220 Volts at
fréquence 50 hertz pourra convenir. frequency 50 hertz may be suitable.
Comme il apparaît également dans la figure 2, le dispositif selon l'invention alimente une lampe à décharge par connexion à As also appears in FIG. 2, the device according to the invention supplies a discharge lamp by connection to
ses bornes 24,25.its terminals 24.25.
Les deux ponts de diodes 10,11 que comporte le circuit redresseur du présent dispositif ont un montage tel que décrit ci-apres. Leurs entrées El, E2, E3, et E4 sont connectées en The two diode bridges 10, 11 which the rectifier circuit of the present device comprises, have an assembly as described below. Their inputs El, E2, E3, and E4 are connected in
parallèle aux bornes 16, 17 de la source d'alimentation. parallel to terminals 16, 17 of the power source.
La sortie S2 du pont de diodes droit 10 est reliée à la The output S2 of the right diode bridge 10 is connected to the
sortie symétrique S3 du pont de diodes gauche 11. symmetrical output S3 of the left diode bridge 11.
7 28115067 2811506
Les deux sorties restantes Si et S4 sont reliées aux extrémités du circuit série constitué par les moyens de The two remaining outputs Si and S4 are connected to the ends of the series circuit constituted by the means of
ballastage et la lampe à décharge 14. ballast and discharge lamp 14.
Dans un mode préféré de réalisation, les moyens de ballastage sont constitués d'une ou plusieurs pièces de polymère conducteur d'électricité tel que figuré sous le repère In a preferred embodiment, the ballasting means consist of one or more pieces of electrically conductive polymer as shown under the reference
en figure 2.in figure 2.
On pourra utiliser un matériau polymère conducteur chargé We can use a charged conductive polymer material
du type tel que décrit dans le document précité W0.A.9626628. of the type as described in the aforementioned document W0.A.9626628.
Il pourra s'agir de polymères conducteurs extrinsèques (rendu conducteur par ajout de charges conductrices) ou de They may be extrinsic conductive polymers (made conductive by adding conductive fillers) or
polymères conducteurs intrinsèques. intrinsic conductive polymers.
De façon préférée, le fonctionnement du présent dispositif Preferably, the operation of the present device
évite tout recours à des composants selfiques. avoids any recourse to inductive components.
Par ailleurs, des condensateurs de faible capacité In addition, low capacity capacitors
suffiront au bon fonctionnement de la lampe à décharge. will suffice for the proper functioning of the discharge lamp.
A ce sujet, selon l'exemple de la figure 2, les entrées E2, E4 des ponts de diodes 10, 11 sont reliés à la borne neutre 17 de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un condensateur respectivement 13, 12. Un montage parallèle de la liaison des entrées E2, E4 à la borne neutre 17 par On this subject, according to the example of FIG. 2, the inputs E2, E4 of the diode bridges 10, 11 are connected to the neutral terminal 17 of the power source by means of a capacitor respectively, 13, 12 A parallel mounting of the connection of the inputs E2, E4 to the neutral terminal 17 by
l'intermédiaire des condensateurs 12, 13 est réalisé. through the capacitors 12, 13 is produced.
De façon similaire, les entrées El, E3 des ponts de diodes , 11 pourront être connectées à la borne de phase 16 de la Similarly, the inputs El, E3 of the diode bridges, 11 could be connected to the phase terminal 16 of the
source d'alimentation par un montage en parallèle. power source by parallel mounting.
Telle que représentée, l'entrée E3 du pont de diodes gauche 11 est reliée à la borne de phase 16, par l'intermédiaire d'un As shown, the input E3 of the left diode bridge 11 is connected to the phase terminal 16, via a
condensateur 19.capacitor 19.
Par contre, pour permettre le réglage de l'intensité lumineuse de la lampe à décharge (par adaptation de la résistance) l'entrée El du pont de diodes droit 10 est reliée à la borne de phase 16 par l'intermédiaire d'une pièce de réglage 18. De façon préférée, cette pièce de réglage est constituée en un matériau polymère conducteur qui pourra, par exemple, être On the other hand, to allow the adjustment of the light intensity of the discharge lamp (by adaptation of the resistance), the input El of the right diode bridge 10 is connected to the phase terminal 16 by means of a part. 18. Preferably, this adjustment part is made of a conductive polymer material which may, for example, be
de même nature que celui utilisé pour les moyens de ballastage. of the same kind as that used for ballast means.
Un élément de sécurité tel un fusible 26 peut être positionné immédiatement après la borne de phase 16. Ce montage est tel que les ponts de diodes fonctionnent de A safety element such as a fuse 26 can be positioned immediately after the phase terminal 16. This arrangement is such that the diode bridges operate from
façon alternée et chacun en mono-alternance. alternately and each one in alternation.
Tel que représenté à la figure 3, le résultat obtenu est un signal de double mono-alternance, une mono-alternance provenant d'un des ponts de diodes, l'autre mono-alternance provenant du As shown in FIG. 3, the result obtained is a double full-wave signal, a full half-wave coming from one of the diode bridges, the other half-wave from the
fonctionnement de l'autre pont de diodes. operation of the other diode bridge.
La reconstitution de deux mono-alternances, l'une positive, l'autre négative permet de recréer, pour l'alimentation de la lampe à décharge 14, un signal dont la forme est proche du signal de la source d'alimentation tout en ayant des caractéristiques d'amplitude adaptée au bon fonctionnement de The reconstruction of two mono-alternations, one positive and the other negative, makes it possible to recreate, for the supply of the discharge lamp 14, a signal whose shape is close to the signal of the power source while having amplitude characteristics adapted to the proper functioning of
la lampe.the lamp.
Par ailleurs, le choix des valeurs de capacité des condensateurs 12, 13 et 19 permettra de régler le fonctionnement de la lampe en régulant la puissance aux entrées In addition, the choice of the capacitance values of the capacitors 12, 13 and 19 will allow the operation of the lamp to be adjusted by regulating the power at the inputs
des ponts de diodes 10, 11.diode bridges 10, 11.
De même, le choix de la pièce de réglage 18 permettra la gradation de l'intensité lumineuse obtenue selon la valeur de résistance. On peut, selon les caractéristiques de fonctionnement souhaitées, modifier ainsi l'intensité du courant, la puissance Similarly, the choice of the adjustment piece 18 will allow the dimming of the light intensity obtained according to the resistance value. It is possible, depending on the desired operating characteristics, to modify the current intensity, the power
consommée, le facteur de puissance et l'éclairement obtenu. consumed, the power factor and the illumination obtained.
L'invention concerne également un appareil d'éclairage à lampe à décharge gazeuse dont un mode de réalisation est The invention also relates to a gas discharge lamp lighting apparatus, one embodiment of which is
présenté à la figure 4.shown in Figure 4.
Selon cette illustration, la lampe à décharge 14 est positionnée sur un support 20 aux extrémités duquel deux modules 21 sont montés avec des moyens de connexions pour le branchement de la lampe à décharge gazeuse 14 par ses bornes According to this illustration, the discharge lamp 14 is positioned on a support 20 at the ends of which two modules 21 are mounted with connection means for the connection of the gas discharge lamp 14 through its terminals
24,25.24.25.
De façon préférée, le dispositif d'amorçage et d'alimentation de la lampe est intégré dans les deux modules 21 hormis la pièce de polymère 15 qui s'étend le long du support Preferably, the lamp ignition and supply device is integrated in the two modules 21 except for the piece of polymer 15 which extends along the support
selon l'orientation de la lampe 14.according to the orientation of the lamp 14.
La connexion électrique des deux modules 21 pourra être assurée, de façon courante, par des fils passant sous la pièce The electrical connection of the two modules 21 can be ensured, in a current manner, by wires passing under the part
de polymère 15 ou par une nappe de circuit imprimé. of polymer 15 or by a printed circuit sheet.
Enfin, un couvercle 23 peut recouvrir la pièce de polymère et le câblage électrique afin d'en assurer la protection et le Finally, a cover 23 can cover the polymer part and the electrical wiring in order to ensure its protection and
caractère esthétique du support 20. aesthetic nature of the support 20.
Par ailleurs, un capot 22 peut être rapporté au-dessus de la lampe 14 et fixé sur le support 20 pour constituer un ensemble homogène et de faible encombrement pour réaliser Furthermore, a cover 22 can be attached above the lamp 14 and fixed on the support 20 to form a homogeneous and compact assembly to achieve
l'appareil d'éclairage.the lighting fixture.
REFERENCESREFERENCES
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