FR2845458A1 - Dispositif autonome d'eclairage de securite - Google Patents
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- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Abstract
Le dispositif est du type comprenant, réunis dans un ensemble (2), au moins une lampe de veille (34) fonctionnant en continue pour assurer un éclairage en mode veille, au moins une lampe d'éclairage de secours (36) activée pour assurer un éclairage en mode secours, au moins une batterie d'alimentation de lampe d'éclairage de secours, et des moyens de charge de la batterie.Conformément à l'invention :- au moins une lampe de veille est de type diode électroluminescente (34), et- au moins une lampe d'éclairage de secours et de type fluorescent à cathode froide (36).Le dispositif est de préférence paramétré pour une consommation moyenne inférieure à 1 Watt.Les batteries peuvent être en technologie nickel-hydrure métallique avec recharge par cycles alternés.Applications : éclairage de secours pour locaux, par exemple pour indiquer des issues.
Description
Dispositif autonome d'éclairage de sécurité L'invention concerne un
dispositif- dit "bloc" - autonome d'éclairage de sécurité, destiné notamment à fournir automatiquement un éclairage d'appoint 5 dit éclairage de secours - dans des locaux en cas de défaillance de l'éclairage sur secteur. De tels dispositifs sont très largement installés dans les lieux publics, par exemple au-dessus des issues de secours, le long de couloirs ou sur des mrs de
salles, conformément à la législation.
Ils sont autonomes en ce sens que l'alimentation électrique pour 10 l'éclairage de secours provient de batteries intégrées, celles-ci étant maintenues à
niveau par un chargeur relié au secteur.
Un bloc autonome d'éclairage de sécurité fonctionne en deux modes - le mode dit "veille", actif lorsque l'alimentation sur secteur est présente, durant lequel d'une part les batteries sont maintenues à niveau et d'autre part le 15 bloc émet en permanence un rayonnement lumineux relativement faible, suffisant pour signaler sa position, et éventuellement une indication apposée, telle que "sortie"; et - le mode dit "secours", activé automatiquement dès que l'alimentation sur secteur est interrompue, durant lequel le bloc émet un rayonnement lumineux 20 relativement important à vocation d'éclairage d'appoint pour l'environnement immédiat. Les caractéristiques de flux lumineux pour les deux modes sont régies
par des normes législatives.
A titre indicatif, la législation française dispose que l'intensité du flux 25 lumineux en mode veille doit être au minimum de trois lumens, et que le flux
lumineux en mode secours doit être au minimum de 45 lumens.
La figure 1 est une vue générale d'un tel bloc d'éclairage de secours 1, représenté monté sur un mr M. Le bloc 1 est de forme généralement parallélépipédique avec une face avant 4 transparente ou translucide par laquelle 30 sont émis les flux lumineux dans les modes veille et secours. Eventuellement, une indication telle que "sortie" 6 peut être présente sur la face avant, commue dans
l'exemple illustré.
Une ou deux diodes électroluminescentes 8, visibles sur l'un des côtés , peuvent être éventuellement prévues pour indiquer l'état de fonctionnement du
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bloc au personnel de maintenance. Ces diodes sont des composants annexes, non
liés au flux lumineux prévus pour les modes de veille et de secours.
La figure 2 est schéma électrique des composants physiquement logés au
sein d'un bloc d'éclairage de secours classique, tel que celui de la figure 1.
L'ensemble 12 de ces composants se divise en six sous-ensembles fonctionnels, gérés par une unité centrale de contrôle/commande 14 à base de microcontrôleur, à savoir: - un sous-ensemble alimentation secteur 16, comprenant une paire de bornes 18 pour connexion à la phase et au neutre du réseau secteur 220V, ces 10 bornes étant reliées au primaire d'un bloc transformateur TRI pour obtenir une base tension de 12V sur le secondaire. Cette sortie est rectifiée par un redresseur à quatre diodes Dl et lissée par une capacité Cl pour produire une sortie en courant continue stabilisée de 12V. Cette tension est reçue par l'unité de contrôle 14, permettant d'en extraire sa propre tension d'alimentation et de la transmettre à 15 d'autres sous-ensembles; - un sous-ensemble de charge 18 destiné à produire en sortie un courant contrôlé aux environs de 100 mA, à partir d'une tension continue de 12V à destination des accumulateurs 20. Ce circuit se compose d'un premier transistor Tl monté en base commune, le courant de base étant commandé par l'unité de 20 contrôle 14 via un deuxième transistor T2. Ces deux transistors sont polarisés et régulés par un ensemble de quatre résistances R1-R4 selon une technique classique; un sous-ensemble accumulateurs 20, comprenant cinq batteries 20-1 à -5 de technologie Nickel-Cadmium (NiCd) reliées en série entre la masse et la 25 sortie du circuit de charge 18. Chaque accumulateur produit une tension 1,45V à pleine charge, permettant d'obtenir en sortie une tension égal à 7,25V à pleine charge; - un sous-ensemble lampe de veille 22 comprenant une unique lampe à incandescence (lampe à filament) de 12V alimentée depuis la tension de 12V 30 issue du circuit de charge 18. Un commutateur sous forme de transistor T3 est
mis en série entre la source de tension et la lampe 22 et reçoit une commande de commutation sur sa base par l'unité de contrôle 14. Dans d'autres blocs autonomes de sécurité connus, on utilise en variante un unique tube fluorescent classique, à cathode chaude, pour l'éclairage en mode veille. Dans ce cas, le sous-
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ensemble 22 comprend également des circuits haute tension et un démarreur adaptés, - un sous-ensemble lampe de secours 24 comprenant deux lampes à incandescence LP1 et LP2 de 6V montées en parallèle et alimentées par une 5 source de 6V reliée directement aux batteries 20-1 à 20-5. Un commutateur à transistor T4, commandé sur sa base depuis l'unité de commande 14, est placé en série entre la connexion masse et les deux lampes; et - un sous-ensemble témoin du bloc 26 comprenant une diode
électroluminescente 8 reliée à un point de contrôle de l'unité de contrôle, destiné à 10 indiquer l'état de fonctionnement du bloc.
L'unité de contrôle est gérée à distance par des bornes de télécommande 28. L'unité de contrôle 14 détermine si le bloc 1 doit être en mode veille ou en mode secours selon qu'il y ait respectivement la présence ou l'absence de la 15 tension d'alimentation, celle-ci étant échantillonnée par une ligne Le en sortie du sous-ensemble alimentation secteur 16. Lorsque la tension secteur est présente, elle commande respectivement la mise en état conducteur du transistor de commutation T3 de la lampe de veille LP3 et le blocage du transistor de commutation T4 des lampes de secours LPl et LP2. Inversement, lorsque la 20 tension secteur est absente, elle commande respectivement le blocage du transistor de commutation T3 de la lampe de veille LP3 et la mise en état conducteur du
transistor de commutation T4 des lampes de secours LP 1 et LP2.
Les figure 3a et 3b représentent sous fonne d'organigramme le bilan de
consommation électrique du bloc classique de la figure 2 respectivement en mode 25 veille et en mode secours.
On remarque qu'en mode veille, les lampes de veille drainent ensemble un courant constant de l'ordre de 250mA à 12V, soit une puissance de 3W, et que les accumulateurs 20-1 à 20-5 drainent un courant constant de 100mA à 12V, soit une puissance de 1,2W, donnant lieu à une puissance consommée de 4,2W pour 30 ces deux sous-ensembles. A cela s'ajoute la puissance consommée en permanence par l'alimentation 16, l'unité de contrôle 14 et l'ensemble témoin 26, qui amène à
une puissance totale consommée de l'ordre de 6W.
En mode secours, les deux lampes à incandescence LP1 et LP2 drainent
ensemble 6W sur les accumulateurs, ce qui permet une autonomie d'au moins une 35 heure, conformément à la-législation.
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Il apparaît de ce qui précède que la mise en oeuvre des blocs autonomes d'éclairage de sécurité, compte tenu de leur nombre, présente des enjeux à la fois économiques et environnementaux. A titre indicatif, on estime que 20 millions de
blocs autonomes d'éclairage de sécurité sont installés en France.
En ce qui concerne l'enjeu économique, la consommation continue de
6W par chaque bloc en mode veille résulte en France en une consommation globale en puissance d'environ 120 MW, soit de l'ordre de 10% de la puissance en sortie d'une tranche nucléaire. Par ailleurs, un complexe de bâtiments relativement important, tel qu'un centre hospitalier, peut comprendre facilement plus mille tels 10 blocs, occasionnant de frais énergétiques non négligeables à l'opérateur.
En ce qui concerne l'enjeu environnemental, les accumulateurs NiCd doivent être changés tous les quatre ans, donnant lieu à la mise en déchet annuelle de 20 millions d'accumulateurs. Au niveau des lampes de veille, celles-ci sont pour 35% des blocs installés sous forme d'un tube fluorescent qui doit être 15 remplacé tous les ans, ce qui implique la mise en déchet annuelle de 7 millions de tubes. Or, ces lampes contiennent des poudres fluorescentes et du mercure qui les
rendent extrêmement polluantes.
D'autre part, il est à noter que la lampe de veille LP3, qui est allumée en permanence, a une durée de vie limitée à environ 12 mois maximum, qu'elle soit à 20 incandescence ou à fluorescence, sans compter sa vulnérabilité aux chocs (par exemple dus aux claquements d'une porte située sous un bloc d'éclairage de
sécurité), particulièrement pour les lampes à incandescence.
Il en résulte: - un risque pour la sécurité: la fonction du bloc d'éclairage de sécurité 25 étant de guider des personnes vers les sorties adaptées en cas de problème (incendie, coupure de courant), il est facile de voir les conséquences que peut avoir une négligence de relampage. Sur le terrain, la constatation est d'ailleurs assez alarmante: un bloc sur trois est hors d'usage;
- un cot de maintenance élevé.
Dans ce cadre, la demanderesse a mené des études visant une amélioration du rendement électrique et du respect de l'environnement, et ce avec une réduction des frais de maintenance tout en assurant la conformité à la
législation en vigueur.
Ces études ont été menées notamment sur des sources lumineuses qui 35 n'étaient connues à ce jour que dans des applications éloignées, et ont permis
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d'obtenir des résultats remarquables en économie de fonctionnement et de
réduction de déchets polluants.
Plus particulièrement, l'invention propose selon un premier aspect, un dispositif d'éclairage de sécurité autonome comprenant, réunis dans un ensemble, au moins 5 une lampe de veille fonctionnant en continu pour assurer un éclairage en mode veille, au moins une lampe d'éclairage de secours activée pour assurer un éclairage en mode secours, au moins une batterie d'alimentation de lampe d'éclairage de secours, et des moyens de charge de la batterie, caractérisé en ce que: - au moins une lampe de veille est de type diode électroluminescente, et - au moins une lampe d'éclairage de secours est de type fluorescent à
cathode froide.
De préférence, l'éclairage en mode veille est assuré uniquement par lampe(s) de veille de type diode électroluminescente. De même, l'éclairage en mode secours 15 est assuré de préférence uniquement par lampe(s) de secours de type fluorescent à
cathode froide.
Avantageusement, la puissance totale fournie sur lampe de veille est de 0, 1
à 0,3 Watt, de préférence 0,2 Watt.
La ou chaque lampe de veille est de préférence émettrice de rayonnement 20 lumineux d'apparence sensiblement verte.
Le flux lumineux total émie en mode veille est de préférence de 3000 à
6000 milli lumens, typiquement 4000 200 milli lumens.
Dans le mode de réalisation, le dispositif comprend deux lampes de veille.
La puissance totale fournie sur lampe en éclairage de secours est 25 avantageusement de 1 à 4 Watts, de préférence 2 Watts.
Le flux lumineux total émis en mode secours est avantageusement de 45 à
lumens, de préférence 70 lumens.
Le ou chaque tube fluorescent à cathode froide est de préférence à tube fin,
présentant un diamètre de 1 à 3 mm.
Dans le mode de réalisation le dispositif comporte une seule lampe
d'éclairage de secours.
La ou chaque batterie d'alimentation de lampe de secours est de préférence
en technologie nickel-hydrure métallique (NiMh).
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Les batteries peuvent être au nombre de trois, montées en série, chacune présentant de préférence une tension de l'ordre de 1,2V et une capacité de 1,2
Ampères heure.
La puissance totale en batterie est avantageusement de 0,6 à 1,6 Ampères heure, de préférence 1,2 Ampères heure. Dans le mode de réalisation, le dispositif comporte une unité de gestion à base de microcontrôleur assurant, le cas échéant, la commande des cycles des
moyens de recharge.
Avantageusement, le dispositif est paramétré pour une consommation 10 moyenne de puissance inférieure à 1 Watt en mode veille.
Selon un second aspect, l'invention concerne l'utilisation du dispositif selon le premier aspect dans un local pour assurer un éclairage de secours de ce dernier.
L'invention et les avantages qui en découlent apparaîtront plus 15 clairement à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation préférés,
donnée purement à titre d'exemples non-limitatifs par référence aux dessins annexés dans lesquelles: - la figure 1, déjà décrite, est une vue générale d'un bloc autonome d'éclairage de sécurité typique susceptible de bénéficier de l'invention; - la figure 2 est un schéma électrique simplifié des ensembles constitutifs d'un bloc d'éclairage de sécurité connu; - les figure 3a et 3b sont des tableaux schématiques des bilans énergétiques du bloc de la figure 2 respectivement en mode veille et en mode secours; - la figure 4 est une vue de trois-quarts d'un bloc d'éclairage de secours selon un mode de réalisation de l'invention, mettant en évidence les sources lumineuses utilisées; - la figure 5 est un schéma électrique simplifié des ensembles constitutifs d'un bloc d'éclairage de sécurité de la figure 4; et - les figure 6a et 6b sont des tableaux schématiques des bilans énergétiques du bloc de la figure 4 respectivement en mode veille et en mode secours.
Dans la description qui suit, les composants et sous-ensembles ayant la
même fonction première que ceux décrits en introduction dans le cadre du bloc 35 classique (figures 2 et 3) sont identifiés soit par les mêmes numéros de référence,
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soit par le même numéro précédé d'un "1" (cas pour les sous-ensembles) et ne
seront décrits à nouveau que dans la mesure o ils diffèrent de ceux déjà décrits.
Le bloc d'éclairage de secours 1 selon le mode de réalisation préféré de l'invention est d'aspect général extérieur sensiblement identique à celui d'un bloc classique. Son boîtier 2 intègre une platine de circuit électrique 30 maintenue par des visses 32 sur un châssis (non visible) de manière à présenter une face 30a en regard de la face translucide 4 du bloc. Cette face 30a comporte les sources
lumineuses à la fois pour l'éclairage de veille et pour l'éclairage de secours.
L'éclairage de veille est assuré par deux diodes électroluminescentes 34 (aussi connues par l'acronyme "LED", de l'anglais "light emitting diode") implantées directement sur la platine 30, par exemple par soudure. Ces diodes
sont émettrices de rayonnement lumineux d'apparence proche du blanc.
Dans l'exemple, les deux diodes électroluminescentes 34 sont du type 15 haute intensité lumineuse (connu par l'expression anglaise de "high emitting".
Parmi les caractéristiques générales de chacune de ces diodes électroluminescentes 34, on retient: - couleur d'émission: verte, (longueur d'onde d'émission = 525nm); - flux lumineux: de 2000 à 2900 milli lumens selon les tolérances de 20 fabrication, une valeur typique étant de 2400 milli-lumens; - angle de vision: 450; - enrobage: transparent, de 5mm de diamètre - courant crête en polarisation en mode passant: 1OOmA; - consommation de puissance: 100mW; 25 - tension de polarisation inverse: 5V;
- courant continu en polarisation en mode passant: 3 OmA.
Par ailleurs, ces diodes électroluminescentes 34 ne nécessitent pas de maintenance, ayant une durée de vie largement supérieure à celle typiquement
envisagée pour un bloc d'éclairage de secours.
L'éclairage de secours est assuré par une lampe fluorescente de
technologie dite à cathode froide 36, connue également par l'acronyme anglais CCFL de "cold cathode fluorescent lamp". Dans l'exemple, cette lampe 36 provient du fabricant Stanley Electric Co., Ltd., Japon, qui la commercialise sous la référence KTCE242I<PTD-190KB19. Elle présente une enveloppe cylindrique 35 de forme très allongée, sa longueur étant de 190mm pour un diamètre de 2,4mm.
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En raison de cette forme, ce type de lampe à cathode froide est aussi désigné "lampe à tube mince". A extrémité de son enveloppe, la lampe 36 présente un fil d'alimentation permettant sa connexion électrique par soudure sur des pistes correspondantes de circuit de la platine 30. L'enveloppe est mécaniquement 5 retenue sur la platine par des clips de fixation ou analogue (non représentés).Parmi les caractéristiques générales de la lampe à cathode froide 36 utilisée, on retient: - couleur d'émission: blanche (coordonnée chromatiques x-0,344, y=0,354); - flux lumineux: 90 lumens minimum au courant nominal; - tension d'alimentation pour démarrage: 650V maxi; - tension d'alimentation en régime normal: 415V 50V; - consommation de courant: 5mA; - consommation de puissance: 2W;
- durée de vie: 50000 heures minimum, 65000 typique.
Par ailleurs, ces lampes comportent environ deux fois moins de
substances toxiques, tels que du mercure, que les lampes classiques à cathode chaude. Cet avantage environnemental est d'autant plus important que les lampes à cathode froide ont une durée de vie environ sept fois plus longue que celle des 20 lampes classiques à cathode chaude.
Les deux diodes électroluminescentes 34 et la lampe fluorescente à cathode froide 36 solnt placées à proximité de la l'axe central de la face translucide
4 pour permettre une bonne diffusion de leur flux lumineux.
La figure 5 est un schéma électrique simplifié des ensembles constitutifs 25 du bloc d'éclairage de secours du mode de réalisation.
L'ensemble 38 est gérée par une unité centrale de contrôle/commande à base de microcontrôleur 114, qui diffère de celui de la figure 2 essentiellement par sa programmation pour tenir compte notamment des technologies des sources lumineuses et des accumulateurs. De même, cet ensemble se décompose en sous30 ensembles fonctionnels analogues à ceux de la figure 2. Plus particulièrement, l'ensemble 38 comprend: - un sousensemble alimentation secteur 116, comprenant une paire de bonies 18 pour connexion à la phase et au neutre du réseau secteur 220V. Ces bornes attaquent directement un pont redresseur Dl à quatre diodes, dont la sortie 35 est présentée en entrée d'une alimentation à découpage 40 de conception classique. Elle comprend ainsi un transformateur TR2 à deux enroulements primaires EP1, EP2 et un enroulement secondaire ES1. Les deux enroulements primaires sont commandés par un circuit à modulation en largeur d'impulsion PWM (de l'anglais "pulse width modulation") afin d'établir un taux de 5 transformation désiré sur l'enroulement secondaire ES 1. Ce dernier via une diode D2 de sortie une tension continue de 5V; un sous-ensemble de charge d'accumulateurs 118 qui produit l'énergie de charge pour les accumulateurs (batteries) BATl - B AT3 à partir de la sortie de l'alimentation secteur 116 en sortie de la diode D2. Ce sousensemble 10 est matériellement identique à celui 18 de la figure 2, sauf qu'il est commandé par l'unité de contrôle 14 pour produire une charge alternée vers les accumulateurs BATI-BAT3. Plus particulièrement, l'unité de commande 114 applique sur une ligne Lc un signal logique sur la base du transistor T2, via la résistance R4, pour commander l'état ouvert ou fermé du transistor Tl en base commune qui relie la 15 diode de sortie D2 vers les accumulateurs BATI-BAT3. L'unité de contrôle établit ainsi les cycles alternés de charge (transistor Tl conducteur) et de repos (transistor Tl bloqué) sur les accumulateurs via la résistance Ri. Dans le mode de réalisation, les cycles successifs sont semainiers et identiques, chacune composés d'une période de quatre heures de charge à courant constant de 120mA 20 et de 164 heures de repos, soit à courant de charge nul; - le sous-ensemble accumulateurs 120 constitué de trois batteries en série, ces batteries étant dans l'exemple de technologie nickel-hydrure métallique, désignée par l'abréviation reconnue de NiMh. Chaque batterie présente une tension de 1,2V à travers ses terminaux lorsque chargée, permettant d'obtenir une 25 tension cumulée de 3,6V en sortie du sous-ensemble 120, et a une capacité de charge de 1,2Ah (Ampère heure), conférant cette même capacité de 1,2Ah pour les 3,6V en sortie. On remarque que l'option de la technologie NiMh pour les accumulateurs et aussi avantageux pour le respect de l'environnement par rapport aux accumulateurs classiques à base de cadmium, et dont leur interdiction est 30 prévu pour l'échéance 2008, un sous-ensemble lampe de veille 122 comprenant les deux diodes électroluminescentes 34. Ces deux diodes sont connectées mutuellement en parallèle avec les anodes reliées en commun à une sortie de 5V continue de l'unité de contrôle 14 et les cathodes reliées à la masse séparément via une résistance 35 respective R5 et R6 en série. Chaque diode électroluminescente est parcourue par
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un courant inférieur ou égal à 2OmA, le sous-ensemble lampe de veille 122 consommant ainsi un maximum de 0,2W au total; - un sous-ensemble lampe de secours 124 comprenant la lampe fluorescente à cathode froide 36. La tension fonctionnement nécessaire à cette 5 lampe est fournie par un circuit classique 42 à base de transformateur élévateur de tension TR3. Pour mémoire, ce circuit 42 comporte un oscillateur 42 composé de deux transistors T4 et T5, un inducteur de lissage LI, un condensateur CI et un autotransformateur AT1. Les deux transistors sont montés en base commune et relient chacun, respectivement par leur émetteur et leur collecteur, un premier 10 terminal de l'inducteur de lissage LI à une extrémité respective de l'enroulement primaire EP3 du transformateur TR3. Les deux bases des transistors T4, T5 sont reliées aux extrémités respectives d'un enroulement auxiliaire AT1 du transformateur TR3,. Le condensateur Cl relie les collecteurs des deux transistors
T3, T4.
La commande de mise en marche de l'oscillateur 42 est fournie par une ligne Ls de sortie de l'unité de contrôle 114, qui agit sur la base d'un transistor T6 monté en série, respectivement par son émetteur et son collecteur, entre la masse
et la seconde extrémité de l'inducteur de lissage LI.
Une première extrémité de l'enroulement secondaire du transformateur 20 TR3 attaque une première électrode de lampe 36 via un condensateur de filtrage C2 monté en série. La seconde électrode de la lampe est reliée à la masse via un circuit de protection et de détection 44. Ce dernier est composé de deux diodes D3 et D4 et une résistance R5. Ce circuit comprend deux branches parallèles entre la seconde électrode de la lampe 36 et la masse, à savoir une première 25 branche composée seulement de l'une D3 des diodes, avec son anode reliée à la seconde électrode, et la seconde branche comportant un montage en série de l'autre diode D4, avec sa cathode reliée à la seconde électrode, et de la résistance R5. Un lien Ld raccorde le noeud entre la diode D4 et la résistance R5 à une entrée de l'unité de contrôle 114 pour permettre à celle-ci de détecter la présence 30 d'un courant à travers la lampe 36, et ainsi de contrôler son état de fonctionnement. Dans l'exemple, l'unité de contrôle 114 intègre un circuit numérique de commande d'intensité de la lampe fluorescente à cathode froide 36, ce circuit étant disponible dans le commerce, notamment pour la commande de rétro-éclairage d'écrans plats, sous forme de circuit intégré spécifiquement adapté 35 à cet effet.. Ce circuit régule l'intensité lumineuse de la lampe fluorescente de secours à cathode froide 36 de manière dynamique par asservissement sur le
courant drainé par celle-ci.
De manière plus générale, pour plus de détails concernant la mise en oeuvre de la technologie des lampes fluorescente à cathode froide, on peut se 5 tourner vers la littérature spécifique au rétroéclairage d'écrans de visualisation, tels que les écrans à cristaux liquides, o leur utilisation est connue; et - un sous-ensemble témoin état du bloc 126, qui est sensiblement identique à celui 26 décrit dans le cadre de la figure 2 et ne sera donc pas présenté
à nouveau par souci de concision.
Le mode opératoire du bloc d'éclairage de secours est identique à celui d'un bloc classique tel que décrit en introduction. Dans ce cas, on note qu'il n'y a pas de commutateur extérieur à l'unité de contrôle 114 pour commander l'état marche/arrêt des lampes de veille 34, leur alimentation dépendant directement
d'une sortie de cette unité.
La mise on marche de la lampe de secours 36 est commandée par l'activation de l'oscillateur 42, via la liaison Ls, lorsque survient une absence de tension de secteur en entrée, détectée par la liaison Le au niveau de la diode D2 en
sortie de l'alimentation à découpage 40.
L'ensemble du circuit électrique 38 du bloc d'éclairage de secours 20 autorise de nombreuses combinaisons de variantes, par exemple en modifiant: - le type d'alimentation utilisé, celui-ci pouvant être de tout type adapté, dont la technique à découpage n'est qu'un exemple; - les paramètres de charge alternée, notamment au niveau de la longueur du cycle, du rapport cyclique entre présence et absence de courant, et de l'intensité 25 du courant de charge, - le nombre et la technologie des batteries, notamment en fonction de l'évolution de la technique; - le nombre et la référence produit des diodes électroluminescentes 34 utilisées pour l'éclairage de veille, étant noté par ailleurs qu'une seule diode 30 électroluminescente, aussi être envisagée si la technologie le permet, de même que leur nombre peut aussi être égal ou supérieur à deux: - le nombre et la référence produit de la lampe fluorescente 36 utilisée pour l'éclairage de secours;
- le circuit de commande 42 du bloc éclairage de secours.
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La figures 6a et 6b représentent sous forme d'organigramme le bilan de consommation électrique du bloc d'éclairage de secours du mode de réalisation des figures 4 et 5 respectivement en mode veille et en mode secours, sous une forme permettant une comparaison directe avec l'organigramme des figures 3a et 3b. On remarque qu'en mode veille, la puissance moyenne consommée est de l'ordre de 0,5W, soit inférieure d'un ordre de grandeur relativement à un bloc d'éclairage de sécurité classique tel que décrit en introduction. Cette économie de consommation provient: d'une part de l'excellent rendement électrique obtenu par les diodes électroluminescentes 34, et - d'autre part, les besoins en énergie stockée sur batteries étant amoindris grâce à l'utilisation d'une lampe de secours par tube fluorescent à cathode froide 36, la quantité d'énergie nécessaire au maintien en charge des batteries est d'autant 15 plus réduite, n'exigeant en moyenne une puissance de moins de 200mW (à comparer à 1,2W en continu pour le bloc classique). Dans le mode de réalisation utilisant la technologie de batterie nickel-hydrure métallique, cette valeur de
puissance descend à 4mW en moyenne.
Cette faible consommation de charge est cependant suffisante pour 20 maintenir les accumulateurs NiMh en condition optimale pour assurer l'éclairage de secours, les accumulateurs BATI-BAT3 pouvant fournir un courant de
décharge de 700mA sur période d'une heure.
En variante, l'invention peut aussi être mise en oeuvre avec des batteriesde technologie Nickel-Cadmium (NiCd), par exemple avec trois batteries NiCd de 25 sensiblement la même capacité que celle des batteries NiMH décrites. Cette variante peut être choisie pour diverses raisons, par exemple dans le cadre d'un cahier des charges spécifique, et permet également de bénéficier d'une solution avantageuse par rapport à l'état de la technique. Bien entendu, d'autres types de
batteries peuvent aussi être envisagés.
L'invention est ainsi remarquable par le fait qu'elle propose un ensemble de moyens qui concourent à permettre de réaliser un bloc d'éclairage de sécurité de consommation très réduite (inférieure à 1 Watt dans l'exemple illustré), et ce en utilisant des composants et sous-ensembles déjà existants, quoique connus dans des domaines d'application très différents. A titre d'exemple, les lampes 35 fluorescentes à cathode froide sont jusqu'à présent connues essentiellement
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comme source d'éclairage d'écrans plats, notamment pour le rétroéclairage d'écrans à cristaux liquides, et non pas pour l'éclairage d'un lieu, qui implique une diffusion de flux lumineux dans un volume. Aussi, le rapprochement entre le domaine d'application déjà connu des lampes fluorescentes à cathode froide et de 5 celui des blocs d'éclairage de secours permet de contribuer efficacement à une
économie d'énergie.
Par ailleurs, la durée de vie, de l'ordre de 65000 heures, des lampes à
cathode froide 36 permet de réduire les intervalles de changement de lampe à une fois tous les quatre ans dans le pire des cas, à comparer à tous les ans pour des 10 lampes fluorescentes classiques.
Le tableau 1 infra résume quelques caractéristiques du mode de réalisation préféré de l'invention sous forme de comparaison avec le bloc
classique présenté en partie introductive.
Tableau 1: comparatif des paramètres entre un bloc d'éclairage de 15 sécurité classique et selon le mode de réalisation préféré.
Paramètre Bloc classique Bloc selon mode préféré (figs.2 et 3) (figs. 4 à 6) consommation moyenne 6 Watts 0,5 à 1 Watt Batteries 5 batteries NiCd 3 batteries NiMh Sécurité des ou 3 batteries NiCd Personnes risque en cas de négligence de relampage annuel Cots de maintenance Elevés Faibles lampe à changer tous les lampe à changer tous les 4 ans, ans, 3 batteries à changer tous les 5 ans batteries à changer tous les cinq ans
Claims (17)
1. Dispositif d'éclairage de sécurité autonome comprenant, réunis dans un ensemble (2), au moins une lampe de veille (34) fonctionnant en continu pour 5 assurer un éclairage en mode veille, au moins une lampe d'éclairage de secours (36) activée pour assurer un éclairage en mode secours, au moins une batterie (BATI-BAT3) d'alimentation de lampe d'éclairage de secours, et des moyens (118) de charge de ladite batterie, caractérisé en ce que: - au moins une lampe de veille est de type diode électroluminescente (34), et - au moins une lampe d'éclairage de secours est de type fluorescent à
cathode froide (36).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'éclairage en mode veille est assuré uniquement par lampe(s) de veille de type diode
électroluminescente (34).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'éclairage en 20 mode secours est assuré uniquement par lampe(s) de secours de type fluorescent à
cathode froide (36).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la puissance totale fournie sur lampe de veille (34) est de 0,1 à 0,3 Watt, de 25 préférence 0,2 Watt.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite au moins une lampe de veille (34) est émettrice de rayolmnement
lumineux d'apparence sensiblement verte. 30
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le flux lumineux total émie en mode veille est de 3000 à 6000 milli
lumens, typiquement 4000 200 milli lumens.
2845458
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en
ce qu'il comprend deux lampes de veille (34).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en 5 ce que la puissance totale fournie sur lampe en éclairage de secours (36) est de 1 à
4 Watts, de préférence 2 Watts.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le flux lumineux total émis en mode secours est de 45 à 100 lumens, de 10 préférence 70 lumens.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit au moins un tube fluorescent à cathode froide (36) est à tube fin,
présentant un diamètre de 1 à 3 mm.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en
ce qu'il comprend une seule lampe d'éclairage de secours (36).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en 20 ce que la ou chaque batterie (BAT1-BAT3) d'alimentation de lampe de secours
(36) est en technologie nickel-hydrure métallique (NiMh).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite au moins une batterie (36) d'alimentation de lampe de secours comprend trois batteries 25 unitaires montées en série, chacune présentant de préférence une tension de l'ordre
de 1,2V et une capacité de 1,2 Ampères heure.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la puissance totale en batterie (BAT1-BAT3) est de 0,6 à 1,6 Ampères 30 heure, de préférence 1,2 Ampères heure.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de gestion (114) à base de microcontrôleur assurant, le
cas échéant, la commande des cycles des moyens de recharge (118). 35
16 2845458
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, paramétré pour une consommation moyenne de puissance inférieure à 1 Watt en mode
veille.
17. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16
dans un local pour assurer un éclairage de secours de ce dernier.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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