FR2875371A1 - Dispositif d'allumage pour une lampe a decharge - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (1) d'allumage d'une lampe à décharge comprend un convertisseur continu - alternatif (3) convertissant une tension continue d'entrée en une tension alternative, des moyens (5) détectant une tension de la lampe ou une tension et un courant de la lampe et un circuit (8) formant générateur servant à produire un signal de masque pour exclure une tension de réamorçage d'arc apparaissant lors de l'inversion de polarité à partir d'éléments devant être détectés lors de la détection de la tension de la lampe, ce circuit (8) détectant un instant auquel la polarité s'inverse, par détection de la tension et du courant de la lampe ou d'une tension d'un étage de sortie du convertisseur (3) pour produire le signal de masque à l'encontre de la tension de réamorçage d'arc.Application notamment à l'allumage de lampes à décharge du type à courant alternatif.

Description

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Dans la présente invention on décrit des techniques pour détecter de façon précise une tension de lampe dans un dispositif d'allumage de lampe à décharge du type à allumage à courant alternatif, qui utilise un convertisseur continu - alternatif.

Des procédés connus d'allumage d'une lampe à décharge incluent un procédé d'allumage en onde carrée et un procédé d'allumage en onde sinusoïdale, dans lesquels il est nécessaire de détecter l'état de la lampe à décharge, notamment une tension de la lampe pour régler correctement la puissance à appliquer à la lampe à décharge, et déterminer correctement une erreur et analogue sur la base d'un signal de détection indicatif d'une tension détectée de la lampe.

Pour empêcher qu'une tension de réamorçage d'arc qui apparaît lors de l'inversion de la polarité d'une tension aux bornes d'une lampe à décharge, n'affecte directement le résultat d'une tension détectée de la lampe, une période, pendant laquelle la tension de réamorçage d'arc apparaît, peut être exclue d'une période de détection.

Par exemple, un procédé de masquage d'une tension de réamorçage d'arc peut impliquer la production d'un signal de cadencement de telle sorte qu'aucun échantillon- nage n'est effectué pendant une période pendant laquelle la tension de réamorçage d'arc peut apparaître dans un circuit d'échantillonnage / de maintien. En d'autres termes, une tension de la lampe est échantillonnée et conservée unique-ment pendant une période pendant laquelle la tension de réamorçage d'arc est absente, et est présentée en tant que résultat de détection.

A cet effet, il est nécessaire d'identifier un instant, auquel la tension de la lampe n'est pas échantil- lonnée, sur la base d'un certain signal, c'est-à-dire un signal servant à masquer la tension de réamorçage d'arc. En 2875371 2 ce qui concerne l'allumage à courant alternatif d'une lampe à décharge, on utilise des éléments de commutation à semi-conducteurs dans un convertisseur continu - alternatif et analogue, avec la possibilité de commander des opérations de marche / arrêt des éléments de commutation, de sorte qu'il est possible de détecter un instant de commutation de changement de niveau (H- 4L ou L -H) associé à un signal de commande pour l'élément, ou de détecter l'instant à partir d'un signal qui est la base du signal de commande (signal de sortie d'un circuit oscillateur ou analogue), pour produire un signal de masse (signal pour réaliser un masquage) pour la tension de réamorçage d'arc.

Dans certaines configurations de circuits classiques, il se pose un problème consistant en ce qu'aucune action spécifique ni efficace n'est entreprise pour réaliser le masquage de la tension de réamorçage d'arc de façon sûre lors de la détection de la tension de la lampe dans le système d'allumage à courant alternatif à haute fréquence.

Dans un circuit d'allumage pour une lampe à décharge, un signal d'activation délivré par un circuit de commande est envoyé aux éléments de commutation pour commander la commutation de ces éléments ou, en fonction de la configuration du circuit, une tension est envoyée à une lampe à décharge par l'intermédiaire d'un circuit réson- nant, d'un transformateur ou analogue, lorsque la polarité de la tension aux bornes de la lampe à décharge est inversée, dans une période correspondant à une fréquence de commutation. Etant donné que l'instant d'inversion de la polarité de la tension aux bornes de la lampe à décharge est retardé par rapport à une variation apparaissant dans le signal de commande envoyé aux éléments de commutation à tous moments, un signal de masque pour la tension de réamorçage d'arc est généré compte tenu de ce retard.

Un décalage d'instant dû à un tel retard peut être aisément ajusté dans une gamme de basses fréquences 2875371 3 d'allumage, comme par exemple plusieurs centaines de kilo-hertz, mais la situation devient plus grave lorsque la fréquence d'allumage augmente. De façon spécifique, lorsque la fréquence de commande de l'élément de commutation aug- mente, un décalage relatif dans le temps, plus important, apparaît entre l'instant auquel le signal de commande varie et l'instant auquel la polarité est inversée, ce qui pose des problèmes pour l'ajustement correct du signal de masque généré sur la base de la variation apparaissant dans le signal de commande, sur une période, dans laquelle la tension de réamorçage d'arc apparaît. Il en résulte que la tension de la lampe ne peut pas être correctement détectée (un décalage temporel plus important a pour effet qu'une influence nuisible due à la détection de la tension de réamorçage d'arc s'applique à la tension détectée de la lampe), ce qui empêche éventuellement la commande d'alimentation de la lampe à décharge et analogue.

C'est pourquoi il est souhaitable de produire correctement un signal de masque pour une tension de réamorçage d'arc afin de fournir une assistance à un allumage à haute fréquence dans un dispositif d'allumage pour une lampe à décharge de telle sorte que la tension de réamorçage d'arc n'affecte pas la détection d'une tension de la lampe, en permettant ainsi une détection précise de la tension de la lampe.

Selon un aspect, l'invention fournit un disposi- tif d'allumage pour une lampe à décharge, caractérisé en ce qu'il comporte: un circuit convertisseur continu - alter- natif pour recevoir une tension continue d'entrée pour convertir la tension continue d'entrée en une tension alternative, des moyens de détection pour détecter une tension de la lampe associée de la lampe à décharge ou une tension de la lampe et un courant de la lampe, associés à la lampe à décharge, et un circuit formant générateur de signal pour générer un signal de masque pour exclure une 2875371 4 tension de réamorçage d'arc apparaissant lors d'une inversion de la polarité à partir d'éléments à détecter, lors de la détection de la tension de la lampe, et que, pendant le fonctionnement, ledit circuit formant générateur de signal détecte un instant auquel la polarité est inversée, par détection de la tension de la lampe ou du courant de la lampe ou d'une tension dans un étage de sortie dudit convertisseur continu - alternatif pour générer le signal de masque à l'encontre de la tension de réamorçage d'arc.

Même si une lampe à décharge est allumée à une fréquence élevée, l'instant auquel la tension de réamorçage d'arc apparaît peut être détecté correctement au moment où la polarité de la tension s'inverse, afin de réduire le décalage temporel du signal de masque, en l'amenant dans une gamme admissible.

Conformément aux techniques décrites, la tension de la lampe peut être détectée correctement sans être affectée par la tension de réamorçage d'arc, ce qui permet ainsi d'améliorer la capacité de commande d'allumage et la garantie d'une protection des circuits, et analogue.

Conformément à une configuration particulière selon l'invention, qui inclut un circuit différentiateur pour la détection d'un instant d'inversion de polarité, la détection est relativement aisée et la configuration du circuit n'est pas compliquée.

Dans une autre configuration selon l'invention, il est prévu un circuit comparateur servant à comparer un niveau du signal à une valeur de référence prédéfinie, et un circuit de retardement installé en aval du circuit comparateur pour détecter un instant d'inversion de pola- rité sur la base du résultat de la comparaison. Un instant de masquage peut être réglé d'une manière correspondant à un instant, pour lequel une tension de réamorçage d'arc apparaît sur la base du résultat de la détection du niveau 2875371 5 de la tension de la lampe, du courant de la lampe ou analogue.

Dans une autre configuration selon l'invention, une valeur détectée du courant de la lampe est nulle ou est égale ou inférieure à la valeur de référence, alors qu'une tension de réamorçage d'arc apparaît pour générer le signal de masque. Cette configuration permet d'obtenir un résultat de détection de la tension de la lampe au moyen d'une opération ET logique appliquée au signal de masque avec un signal détecté de la tension de la lampe. Une période d'apparition d'une tension de réamorçage d'arc peut être déterminée sur la base du courant de la lampe.

Le dispositif d'allumage pour une lampe à décharge, qui comprend le convertisseur continu - alterna- tif permet efficacement, lorsqu'il est appliqué à un circuit de détection de tension de la lampe, associé à une lampe à décharge, de commander l'allumage sur la base de résultats de détection corrects, sur la base de dispositions pour assurer la production du circuit et analogue.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré-sente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur les-quels: - la figure 1 est un schéma représentant un exem- ple d'une configuration de base selon l'invention; - la figure 2 est un schéma explicatif illustrant d'une manière générale des formes d'ondes en différents emplacements dans un système d'allumage en onde carrée; - la figure 3 est un schéma illustrant un exemple d'une configuration d'un dispositif d'allumage pour une lampe à décharge; - la figure 4 est un schéma illustrant un exemple d'une configuration d'un détecteur de tension selon l'invention; - la figure 5 est un schéma représentant un autre 2875371 6 exemple d'une configuration du détecteur de tension selon l'invention; - la figure 6 est un schéma illustrant un autre exemple d'une configuration du détecteur de tension selon l'invention; - la figure 7 est un schéma illustrant d'une manière générale une variété de mises en oeuvre dans l'application à la configuration représentée sur la figure 3; - la figure 8 est un schéma illustrant un exemple d'une configuration dans le cas où une tension de sortie du convertisseur continu - alternatif est détectée pour générer un signal de commande pour l'échantillonnage.

La présente invention concerne le masquage d'une tension de réamorçage d'arc, de façon sûre, tout en fournissant une assistance à un allumage à haute fréquence dans un dispositif d'allumage pour une lampe à décharge, utilisant un convertisseur continu - alternatif. De façon spécifique, la tension de réamorçage d'arc, qui apparaît lorsque la polarité d'une tension aux bornes de la lampe à décharge est inversée, est exclue d'éléments devant être détectés de manière à réduire un décalage temporel et un déphasage entre un signal de masque et une période, pendant laquelle la tension de réamorçage d'arc apparaît, de telle sorte que la détection de la tension de la lampe n'est pas affectée par la tension de réamorçage d'arc.

La figure 1 est un schéma représentant un exemple d'une configuration d'un dispositif d'allumage pour une lampe à décharge selon l'invention.

Un dispositif d'allumage 1 pour une lampe à décharge comprend un convertisseur continu - alternatif 3, qui reçoit une tension continue d'entrée de la part d'une source d'alimentation à courant continu 2 pour convertir la tension continue en une tension alternative qui est envoyée à une lampe à décharge 4. Bien que ceci ne soit pas repré- 2875371 7 senté, le dispositif d'allumage comprend un circuit de démarrage (également connu sous le nom d'amorceur) pour générer un signal de démarrage pour la lampe à décharge, une variété de circuits de protection et analogues.

Des moyens de détection 5 sont prévus pour détecter une tension de la lampe et un courant de la lampe associés à la lampe à décharge, et son signal de détection est envoyé à un circuit de commande, à un circuit de détermination d'allumage / d'extinction, un circuit de détermi- nation d'erreur et analogues, non représentés, pour son utilisation dans la commande d'alimentation de la lampe à décharge, du circuit de protection, et analogue.

Les moyens de détection 5 comprennent un circuit 6 de détection de la tension de la lampe, un circuit 7 de détection du courant de la lampe et un circuit formant générateur de signal 8.

Le circuit 6 de détection de la tension de la lampe détecte une tension aux bornes de la lampe à décharge 4 après qu'une période, pendant laquelle une tension de réamorçage d'arc apparaît, a été exclue de la détection sur la base d'un instant fourni par un signal de masque (désigné ci-après par "Smask") délivré par le circuit formant générateur de signal 8, et génère un signal de tension finalement détecté (désigné ci-après par "VL"). Lors de la détection de la tension de la lampe, le circuit formant générateur de signal 8 génère un signal de masque pour exclure la tension de réamorçage d'arc qui apparaît lors de l'inversion de la polarité, d'éléments devant être détectés.

Pour détecter un courant circulant dans la lampe à décharge 4, le circuit 7 de détection du courant de la lampe traite un signal converti en une tension, par exemple en utilisant l'élément de détection 9 tel qu'une résistance de détection de courant ou analogue, pour détecter un signal de courant (désigné ci-après par "IL").

2875371 8 La figure 2 est un diagramme de formes d'ondes représentant d'une manière générale le signal IL, le signal vL (tension de la lampe), le signal Smask, le signal VL, fournissant un allumage en onde carrée à titre d'exemple.

Un intervalle de temps "Ti" représenté sur la figure 2 indique un intervalle de temps, pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît (tracée avec une largeur accentuée), tandis qu'un intervalle de temps "T2" indique un intervalle de temps en dehors de Tl pendant une période d'un cycle. Pendant l'intervalle de temps Tl, le signal IL est sensiblement nul, une forme d'onde impulsionnelle abrupte 10 apparaît dans le signal vL, et le signal de masque Smask est généré de telle sorte que le signal vL n'est pas détecté tel quel.

Dans le signal détecté VL, une tension de la lampe est détectée dans l'intervalle de temps T2 hormis pendant la durée du signal de masque Smask.

Comme cela a été décrit précédemment, une fréquence plus élevée d'allumage de la lampe à décharge entraîne un décalage relatif plus important entre une variation du signal de commande envoyé à des éléments de commutation, qui constituent le convertisseur continu - alternatif 3, et l'instant auquel la polarité de la tension aux bornes de la lampe à décharge s'inverse, ce qui pose des problèmes pour l'ajustement du signal de masque sur l'intervalle de temps, pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît.

Le circuit formant générateur de signal 8 détecte l'instant auquel la polarité de la tension aux bornes de la lampe à décharge est inversée, pour la production d'un signal de masque pour la tension de réamorçage d'arc, de la manière indiquée ci-après.

Le circuit formant générateur de signal 8 détecte la tension de la lampe ou le courant de la lampe de manière à détecter l'instant d'inversion de la polarité à partir 2875371 9 d'une variation temporelle ou d'une variation de niveau de la tension détectée ou du courant détecté.

Le circuit 8 formant générateur de signal détecte une tension au niveau d'un étage de sortie du convertisseur continu - alternatif pour détecter l'instant d'inversion de polarité à partir d'une variation temporelle ou d'une variation de niveau de la tension détectée.

Dans (I), grâce à la production du signal de masque pour la tension de réamorçage d'arc en utilisant la tension détectée telle qu'elle est associée à la tension de la lampe ou au courant de la lampe, l'instant et la largeur du signal de masque peuvent être réglés de façon précise et fiable sur l'intervalle de temps pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît.

Dans (II), d'autre part, grâce à la production du signal de masque pour la tension de réamorçage d'arc moyennant l'utilisation de la tension présente dans l'étage de sortie du circuit convertisseur continu - alternatif 3, un décalage de l'instant du signal de masque peut être réduit par rapport à l'intervalle de temps, pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît. Comme cela sera décrit plus loin de façon plus détaillée, la tension délivrée par le convertisseur continu - alternatif 3 peut être par exemple une tension de point médian d'un circuit du type en demi-pont ou d'un circuit du type en pont complet, une tension d'un circuit résonnant ou analogue.

La figure 3 représente une partie principale d'un exemple de configuration 11 du dispositif d'allumage pour une lampe à décharge, qui comprend un convertisseur continu - alternatif 13, qui reçoit une alimentation délivrée par une source d'alimentation à courant continu 12, et un circuit starter 14.

Le circuit formant convertisseur continu - alter- natif 13 reçoit une tension continue d'entrée de la part de la source d'alimentation à courant continu 13 pour conver- 2875371 i0 tir la tension continue d'entrée en une tension alternative et amplifier la tension alternative. Dans cet exemple le convertisseur continu - alternatif 13 possède une configuration du type en demi-pont et comprend des éléments de commutation 15H, 15L (des transistors à effet de champ FET sont utilisés dans cet exemple) et un étage de commande de grille 16 servant à commander et piloter les éléments de commutation 15H, 15L. L'élément supérieur 15H possède une extrémité connectée à une borne positive de la source d'alimentation à courant continu 12 et l'autre extrémité est mise à la masse au moyen de l'élément inférieur 15L. Les éléments 15H, 15L sont commandés alternativement pour une commutation avec l'insertion d'une pause prédéterminée.

Dans cet exemple, le convertisseur continu - alternatif 13 comprend un transformateur d'alimentation 17 et utilise un phénomène de résonance d'un condensateur de résonance disposé sur le côté primaire du transformateur 17 avec une inductance 19. En d'autres termes, un point médian du demi-pont est connecté à une extrémité d'un enroulement primaire 10p du transformateur 17, par l'intermédiaire du circuit condensateur résonant 18 et de l'inductance 19.

Le circuit formant starter 14 envoie à la lampe à décharge 20 un signal de démarrage, une tension de sortie au démarrage étant amplifiée par le transformateur 17 et appliquée à la lampe à décharge 20 (le signal de démarrage est multiplexé sur une sortie convertie en courant alterna-tif, et le signal multiplexé résultant est envoyé à la lampe à décharge 20).

Un détecteur de tension 21 disposé sur le côté secondaire du transformateur 17 détecte une tension aux bornes de la lampe à décharge 20. Le détecteur de tension 21 comporte une borne d'entrée connectée à un point médian de l'enroulement secondaire 17s du transformateur 17, et envoie un signal détecté à un contrôleur, à un dispositif de commande, à un circuit de protection et analogue, non 2875371 11 représentés. Dans certaines formes de réalisation, à la place de cela on peut prévoir un enroulement dédié pour la détection.

Une résistance 22 servant à détecter un courant de la lampe est montée en série avec la lampe à décharge 20. La résistance 22 est connectée à un point de connexion de l'enroulement primaire 17p et de l'enroulement secondaire 17s du transformateur 17. Un signal converti en une tension par la résistance 22 pour la détection est envoyé à un détecteur du courant de la lampe (non représenté).

Dans cet exemple, lors de la commande de l'allumage de la lampe à décharge, un courant primaire du transformateur 17 est commandé pour la commande d'un courant secondaire du transformateur en tirant parti du fait que la caractéristique d'impédance du circuit résonnant série dépend de la fréquence de commutation du convertisseur continu - alternatif 13. Par exemple, une commande de commutation est exécutée à une fréquence supérieure à la fréquence de résonance déterminée par la capacité statique du condensateur, de l'inductance 19 et d'une l'inductance, et le courant de la lampe ou la puissance appliquée à la lampe à décharge est commandé par modification d'une fréquence de commande pour les éléments de commutation contenus dans le convertisseur continu - alternatif 13.

La figure 4 représente un exemple d'une configuration 21A dans la forme (I) mentionnée précédemment, qui comprend le détecteur 23 et l'unité de masquage 24.

Dans les paragraphes qui vont suivre, on va décrire le détecteur 23. Une tension d'un point médian de l'enroulement secondaire 17s du transformateur est appliquée à une borne de détection 25 du détecteur 23 et se ramifie en deux parties. L'une est divisée par des résis- tances 26, 27 de manière à être limitée dans une gamme de 2875371 12 tensions dans laquelle un pic peut être détecté et est envoyé au circuit aval 30 formant détecteur de valeur de pic, par l'intermédiaire de circuits limiteurs 28, 29.

Le circuit limiteur 28 empêche que soit appliquée au circuit 30 formant détecteur de la valeur de pic, une tension dépassant la tension d'alimentation (Vcc) ou une tension inférieure au niveau de la masse, et se compose de deux diodes (ou de deux transistors NPN dans la configuration de branchement en diode) 31, 32, qui sont connectées entre elles en un point, qui est connecté à une résistance 34 dans une ligne 33. Parmi les diodes 31, 32 connectées en série, la diode 31 possède une cathode connectée à la borne d'alimentation en énergie en Vcc, de sorte que chaque diode est orientée de manière à être passante en direction de cette borne d'alimentation en énergie.

A son tour le circuit limiteur 29 empêche qu'une tension négative soit appliquée au circuit formant détecteur de tension de pic 30 et est constitué par une résistance 35 et par deux transistors NPN 36, 37. Le transistor 37 comporte un émetteur connecté entre les résistances 34 et 38 et également connecté au circuit 30 formant détecteur de la valeur de pic par l'intermédiaire de la résistance 38. La résistance 35 possède une extrémité connectée à la borne d'alimentation en énergie en Vcc, tandis que l'autre extrémité est connectée à un collecteur et une base du transistor. Le transistor 37 possède un collecteur connecté à la borne de source d'alimentation en Vcc, et une base connectée à la base du transistor 36.

L'unité de masquage 24 comprend un circuit diffé-30 rentiateur 39, des circuits limiteurs 40, 41 et un circuit formant miroir de courant 42.

Une ligne s'étendant à partir de la borne de détection 25 est couplée au circuit différentiateur 39 qui utilise un condensateur 43 et une résistance 44 et envoie le signal de sortie au circuit formant miroir de courant 42 2875371 13 par l'intermédiaire de résistances 46, 47 dans une ligne 45.

Le circuit formant miroir de courant 42 est constitué de résistances 48 50 et de transistors NPN 51, 52.

L'extrémité de la résistance 48 est connectée à la borne de source d'alimentation Vcc, tandis que l'autre extrémité est connectée à un collecteur et à une base du transistor 51.

La base du transistor est connectée à une base du 10 transistor 52, et son connecteur est connecté à la masse par l'intermédiaire de la résistance 49.

Le collecteur du transistor 52 est connecté entre la résistance 48 et une borne d'entrée du circuit 30 formant détecteur de la valeur de pic, tandis que son émetteur est connectée à la masse par l'intermédiaire de la résistance 50.

Le circuit limiteur 40 comprend les diodes 53, 54 (ou transistors NPN selon une configuration de branchement en diode) d'une manière similaire au circuit limiteur 28, et un point de connexion des deux diodes est connecté entre les résistances 46 et 47 dans la ligne 45.

A son tour le circuit limiteur 44 comprend une résistance 55 et des transistors NPN 56, 57 d'une manière similaire au circuit limiteur 29.

Dans cet exemple, l'unité de masquage 24 agit de manière à augmenter un courant de référence du circuit formant miroir de courant 42 lors de la production d'une tension de réamorçage d'arc en utilisant le circuit différentiateur 49 basé sur un système CR, de manière à réduire une tension détectée par le détecteur 23. De façon plus spécifique, comme indiqué par la flèche représentée par une ligne en trait mixte "Il" sur la figure 4, un courant de collecteur du transistor 51 augmente pendant un intervalle de temps, pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît, ceci s'accompagnant d'un accroissement du courant 2875371 14 de collecteur du transistor 52, comme indiqué par la flèche constituée d'une ligne formée de tirets "I2" sur la figure 4, ce qui permet de masquer la tension de réamorçage d'arc. Aucun des deux transistors n'est saturé de sorte que ces transistors sont bloqués plus rapidement. De même, une intensité de courant trop faible pour produire une erreur dans une tension détectée est appliquée à tous moments au moyen d'un réglage de la résistance 48 pour l'exécution d'opérations plus rapides de manière à éviter un retard de l'instant de mise à l'état activé lors de l'apparition d'une tension de réamorçage d'arc.

Le circuit 30 formant détecteur de la valeur de pic comprend par exemple un amplificateur opérationnel, un transistor qui fonctionne en réponse à un signal de sortie de l'amplificateur opérationnel, un condensateur de main-tien et une résistance de décharge connectée en parallèle avec le condensateur. Le condensateur et la résistance de décharge forment un filtre RC qui possède une fréquence de coupure réglée sur une fréquence requise pour un calcul associé à la puissance appliquée à la lampe à décharge.

Dans ce circuit, lorsqu'une tension de réamorçage d'arc relativement élevée apparaît, un instant d'inversion de polarité peut être aisément détecté par une détection basée sur une différentiation, mais une faible tension de réamorçage d'arc amène un faible courant à circuler dans les transistors 51, 52 de sorte que l'unité de masquage 24 est agencée de préférence de telle sorte qu'une tension de la lampe soit détectée comme étant légèrement supérieure.

Ci-après, on va donner une description concernant

la manière dont un instant d'inversion de polarité est détecté sur la base du résultat d'une comparaison faite par les moyens comparateurs contenus dans le circuit formant générateur de signal pour comparer le niveau du signal à une valeur de référence prédéfinie.

Dans la détection de la tension de la lampe, un 2875371 15 signal de masque peut être généré moyennant l'acquisition de l'instant d'inversion de polarité au moyen de la détection d'un passage par zéro.

La figure 5 représente une configuration de ce 5 type 21B prise à titre d'exemple, qui comprend un détecteur 23B et une unité de masquage 24B.

La configuration 21B diffère de la configuration 21A en ce qui concerne les aspects indiqués ci-après.

Le détecteur 23B extrait une tension à partir de la borne de détection 25 et divise la tension en deux parties, dont l'une est envoyée au circuit 30 formant détecteur de la valeur de pic, par l'intermédiaire de résistances 58, 34, 38 dans la ligne de dérivation.

L'unité de masquage 24B comprend un comparateur 60 et un circuit de retardement 61, et une tension délivrée par la borne de détection 25 est envoyée au comparateur 60 par l'intermédiaire de résistances 59, 47.

Chacun des circuits limiteurs 28, 29, 40, 41 possède une configuration et une fonction qui sont similaires 20 à ce qui précède. Le comparateur 60, qui comprend des moyens comparateurs, possède une borne

d'entrée négative connectée à la borne de détection 25 par l'intermédiaire des résistances 47, 59 et l'autre borne d'entrée positive alimentée par une tension de référence "Eref", qui est représentée par un symbole d'une source de tension réglée sur la figure 5. Les résistances 58, 59 possèdent la même valeur résistive, et les résistances 34, 47 possèdent la même valeur résistive.

Le comparateur 60 délivre un signal de sortie au niveau L (bas) pendant un intervalle de temps pendant lequel une tension de réamorçage d'arc apparaît, et pré-sente une impédance HZ (impédance élevée) au niveau de la sortie en dehors de cet intervalle de temps. On notera qu'un comparateur rapide doit être utilisé pour assister un 2875371 16 allumage à haute fréquence.

Le circuit de retardement aval 61 est sensible au signal de niveau L délivré par le circuit comparateur 60 pour retarder un signal et ce de l'intervalle de temps pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît pour générer un signal de masque prédéterminé. Le circuit de retardement 61 possède une borne de sortie connectée entre la résistance 38 du détecteur 23B et le circuit 30 formant détecteur de la valeur de pic, de sorte qu'une tension détectée est réduite au niveau L pendant l'intervalle de temps, pendant lequel la tension de réamorçage d'arc apparaît.

Le circuit de retardement 61 peut comporter par exemple un circuit intégrateur pour le signal de sortie du comparateur 60, servant à délivrer un signal de retardement au moyen d'une opération logique ET à logique négative.

Comme cela est représenté, le circuit de retarde-ment 61 comprend une résistance 61a, une diode 61b, un condensateur 61c, une porte NON 61d, une porte ET 61e du type déclencheur de Schmitt à deux entrées et à une sortie, active au niveau L, et une diode 61f. De façon spécifique, le signal de sortie du comparateur 60 est envoyé à une borne d'entrée de la porte ET 61e par la résistance 61a et le condensateur 61c, et le signal de sortie du comparateur 60 est envoyé à l'autre borne d'entrée de la porte ET 61e par l'intermédiaire de la porte NON 61d. La diode 61b est connectée en parallèle avec la résistance 61a de manière à définir une direction d'avance depuis la porte ET 61e en direction du comparateur 60. De même, le condensateur 61c comporte une extrémité connectée à une borne d'entrée de la porte ET 61e tandis que son autre extrémité est connectée à la masse.

La porte ET 61e possède une borne de sortie connectée à une cathode de la diode 61f, qui possède une anode connectée entre la résistance 38 et le circuit 30 2875371 17 formant détecteur de valeur de pic.

La technique n'est pas limitée à la détection d'une tension. La figure 3 représente une forme de réalisation pour la détection d'un courant de lampe utilisant la résistance (résistance shunt) 22 pour détecter un courant. Dans cet exemple, la valeur du courant est faible (IL 0) pendant un intervalle de temps pendant lequel une tension de réamorçage d'arc apparaît (voir l'intervalle de temps Tl dans le signal IL sur la figure 2) de sorte que la distinction par rapport au courant de lampe est facile pendant l'autre intervalle de temps (T2). C'est pourquoi, lorsque le signal de masque est généré lorsque la valeur IL détectée tombe à une valeur de référence prédéfinie ou au-dessous de cette valeur, une tension détectée est exclue pendant l'intervalle de temps pendant lequel une tension de réamorçage d'arc apparaît, comme c'est le cas dans ce qui précède. En d'autres termes, le comparateur 60 reçoit un signal IL détecté destiné à être comparé à la tension de référence et délivre un signal de niveau L lorsqu'une tension de réamorçage d'arc est générée, ce qui a pour effet qu'une tension détectée est réduite par le circuit de retardement 61.

Un mode de détection tirant parti du fait qu'un courant de lampe plus faible est détecté pendant l'appari- tion d'une tension de réamorçage d'arc peut être représenté par une configuration 21C prise à titre d'exemple, représentée sur la figure 6.

La borne 25 de détection de la tension de la lampe est connectée à une borne 62 de sortie de détection par l'intermédiaire de la résistance 58 et des circuits limiteurs 28, 29 et un signal détecté, qui a été masqué par rapport à une tension de réamorçage d'arc, est envoyé à un circuit formant détecteur de valeur de pic (non représenté).

Une borne 63 de détection du courant de lampe est 2875371 18 envoyée à un circuit formant miroir de courant 68 par l'intermédiaire de la résistance 59, des circuits limiteurs 40, 41, de l'amplificateur 64, de la résistance 65, de la porte NON (non logique) 66 et de la résistance 67.

Dans le circuit formant miroir de courant 68, le connecteur d'un transistor NPN 70 monté en émetteur commun est connecté à la source d'alimentation en énergie par l'intermédiaire de la résistance 69 et est également connecté à la résistance 67 et aux bases des transistors 70, 71. De même un connecteur du transistor 71 monté en émetteur commun est connecté à la borne de sortie de détection 62 par l'intermédiaire d'une résistance 72.

Pendant un intervalle de temps, pendant lequel une tension de réamorçage d'arc apparaît, le courant de la lampe est sensiblement nul, ce qui a pour effet que le signal de sortie de la porte NON 66 augmente au niveau H de manière à augmenter les potentiels de base des transistors 70, 71 du circuit formant miroir de courant 68, ce qui conduit à un accroissement d'un courant de collecteur du transistor 71 dans une direction indiquée par une flèche "Io" de manière à masquer la tension de réamorçage d'arc.

Dans une forme de réalisation pour détecter le fait que le courant de lampe détecté est nul ou égal ou inférieur à une valeur de référence lorsqu'une tension de réamorçage d'arc apparaît, pour la production du signal de masque, un résultat final de détection de la tension de lampe peut être délivré par une opération ET logique du signal de masque et un signal indicatif d'une tension de lampe détectée.

Dans une forme de réalisation, qui utilise la détection du courant de lampe passant par zéro, une durée de détection de passage par zéro est égale à une durée pendant laquelle la tension de réamorçage d'arc doit être masquée de sorte que la largeur du signal de masque peut être avantageusement réglée aisément. Cependant, étant 2875371 19 donné qu'un faible courant de lampe est détecté, il faut porter attention au réglage d'un seuil pour la détection.

Sinon, un circuit tampon peut être substitué à la porte NON 66, et une diode peut être substituée au circuit formant miroir de courant 68, de sorte qu'une cathode de la diode est connectée à une borne de sortie du circuit tampon de manière à amener la diode à être passante pendant un intervalle de temps pendant lequel une tension de réamorçage d'arc apparaît, ce qui conduit à la production d'un signal de détection de tension masqué. En dehors de ce qui précède, on peut réaliser un certain nombre de variantes de réalisation.

Ci-après, on va décrire en référence aux figures 7 et 8 un exemple de configuration de la forme (II) men-15 tionnée précédemment.

La figure 7 représente d'une manière générale des formes de mise en oeuvre représentées ci-après dans l'exemple de configuration de la figure 3: (A) une forme de réalisation pour produire un 20 signal de masque en utilisant un signal de commande pour l'élément de commutation 15L; (B) une forme de réalisation pour la production d'un signal de masque en utilisant une tension au niveau d'un point médian d'un demi-pont; et (C) une forme de réalisation pour la production d'un signal de masque en utilisant une tension sur le côté primaire du transformateur 17.

Dans un exemple de circuit 21D, qui décrit tout d'abord un détecteur 23D de la tension de la lampe, une tension extraite au niveau d'un point médian de l'enroule-ment secondaire 17s du transformateur 17 est envoyé à un circuit formant détecteur de valeur de pic (non représenté) par l'intermédiaire de la résistance 58 et des circuits limiteurs 28, 29.

Dans une unité de masquage 24D, une borne 73 est 2875371 20 connectée au circuit différentiateur 39 de sorte qu'un signal de détection différentié est envoyé au circuit formant miroir de courant 68 par l'intermédiaire de la résistance 59, des circuits limiteurs 40, 41, du tampon 64, ou de la résistance 65 sans le tampon 64.

Des bornes a, b, c représentées sur la figure 7 sont indiquées simplement pour la commodité de la description. La borne a est connectée à la borne de commande (grille) de l'élément de commutation 15L; la borne b est connectée au point médian du demi-pont (point de connexion des éléments de commutation 15H et 15L); et la borne c est connectée à une extrémité de l'enroulement primaire 17p du transformateur 17 (borne proche de l'inductance 19).

Dans la forme de réalisation (A), la borne a est connectée à la borne 73 de sorte qu'une variation du signal de commande pour l'élément de commutation 15L est différentiée et est détectée au moment où le demipont est commuté. Un courant du circuit formant miroir de courant 68 augmente alors qu'une tension de réamorçage d'arc apparaît, ce qui conduit à un courant de collecteur accru du transistor 71 de sorte que la tension de réamorçage d'arc est masquée dans le détecteur 23D.

Dans la forme de réalisation (H), à son tour, la borne b est connectée à la borne 73, de sorte qu'une ten- Sion au niveau du point médian est différentiée et détectée au moment où le demi-pont est commuté. Un courant du circuit formant miroir de courant 68 augmente alors qu'une tension de réamorçage d'arc apparaît, ce qui conduit à un courant accru de collecteur du transistor 71, de sorte que la tension de réamorçage d'arc est masquée dans le détecteur 23D.

A la résonance LC, la tension de sortie du demi- pont est en phase avec la tension de la lampe, mais les deux tensions ne sont pas toujours en phase lorsque l'allu- mage de la lampe à décharge est commandé dans un état hors 2875371 21 de résonance. C'est pourquoi il est préférable d'utiliser un procédé qui implique une correction temporelle à partir de l'instant de commutation du pont, ou pour ajuster la constante de temps (constante CR) du circuit différentia- teur 39 de telle sorte que la tension de réamorçage d'arc peut masquer une gamme complète de fréquences, qui peuvent être prises lorsque la lampe à décharge est allumée.

Dans la forme de réalisation (C), la borne c est connectée à la borne 73 de sorte que la tension sur le côté primaire du transformateur 17 est différentiée et détectée. Etant donné que la tension sur le côté primaire est en phase avec la tension de la lampe, les dispositions mentionnées précédemment pour un déphasage ne sont pas nécessaires, ou des réglages stricts et analogues ne sont nécessaires. De façon analogue, dans cet exemple, étant donné que le courant du miroir de courant 68 augmente alors qu'une tension de réamorçage d'arc apparaît, le courant de collecteur du transistor 71 augmente de sorte que la tension de réamorçage d'arc est masquée dans le détecteur 23D.

Dans les exemples décrits précédemment, le circuit différentiateur 39 est utilisé dans l'unité de masquage. Dans d'autres formes de réalisation, on peut utiliser, au lieu de cela, un comparateur, comme cela a été décrit précédemment.

Sinon, la tension de sortie du convertisseur continu - alternatif peut être détectée pour commander un signal de commande pour l'échantillonnage, et un circuit d'échantillonnage / de maintien peut être utilisé pour détecter la tension de la lampe.

La figure 8 représente un exemple d'une telle configuration de circuit, indiquant comment un signal d'échantillonnage est généré en utilisant une tension en un point médian d'un pont complet dans un procédé d'éclairage en onde carrée à faible fréquence.

Un dispositif 11A d'allumage de lampe à décharge 2875371 22 comprend un circuit convertisseur continu - continu 74 et un circuit convertisseur continu - alternatif 75, installé en aval du précédent.

Le circuit convertisseur continu - continu 74 reçoit une tension continue d'entrée de la part d'une source d'alimentation à courant continu, non représentée, pour convertir la tension continue d'entrée en une tension continue désirée, et peut être réalisé par exemple par un convertisseur continu - continu à balayage de retour.

Un transformateur 76 comporte un enroulement primaire 76p connecté à un élément de commutation 77. Dans cet exemple, un transistor FET à canal n est utilisé comme élément de commutation 77 et est commuté en réponse à un signal provenant d'un circuit de commande (non représenté).

Une diode redresseuse 78 et un condensateur de lissage 79 sont prévus sur le côté secondaire du transformateur 76. Un enroulement secondaire 76s comporte une extrémité connectée à un point de connexion de l'enroulement primaire 76p avec l'élément de commutation 77, et l'autre extrémité est connectée à une anode de la diode 78. La diode 78 possède une cathode connectée à une extrémité du condensateur 79, de sorte que sa tension aux bornes est délivrée au circuit convertisseur continu - alternatif 75.

Le circuit convertisseur continu - alternatif 75 est prévu pour l'envoi de la tension de sortie du circuit convertisseur continu - continu 74 à une lampe à décharge 20 après qu'elle ait été convertie en une tension alternative. Par exemple, comme cela est représenté, le circuit convertisseur continu - alternatif 75 possède une configu- ration de circuits du type en pont complet, dans lequel deux bras sont définis en utilisant quatre éléments de commutation à semiconducteurs S1 - S4 (des transistors FET dans cet exemple). Le circuit formant convertisseur continu - alternatif 75 comprend des circuits de commande 80 pour commander séparément les éléments de commutation dans les 2875371 23 bras respectifs. Une tension alternative est délivrée par la commande marche / arrêt complémentaire des deux ensembles de paires d'éléments de commutation (Si et S4, S2 et S3) sur la base d'un signal délivré par un circuit de commande, non représenté.

Un circuit formant starter 81 est prévu pour produire une impulsion de démarrage pour la lampe à décharge 20, pour faire démarrer cette dernière. En d'autres termes, l'impulsion de démarrage est appliquée par multiplexage à la tension alternative délivrée par le circuit convertisseur continu - alternatif 75, et le signal multiplexé résultant est appliqué à la lampe à décharge 20.

Un détecteur de tension 82 comprend des résistances de division de tension 83, 84 pour une tension de sortie du circuit convertisseur continu continu 74, et un circuit d'échantillonnage / de maintien 85. Le détecteur de tension 82 comprend également des circuits différentiateurs 86, 87 pour produire un signal de commande (signal d'échantillonnage) pour le circuit d'échantillonnage / de maintien 85.

Les circuits différentiateurs 86, 87 sont constitués chacun d'un condensateur et d'une résistance, un condensateur 88, qui fait partie d'un circuit différentiateur 86, comportant une extrémité connectée à un point de connexion des éléments de commutation S1 et S2, et l'autre extrémité étant connectée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 89. Un condensateur 90, qui fait partie de l'autre circuit différentiateur 87, comporte une extrémité connectée à un point de connexion des éléments de commuta- tion S3 et S4, et l'autre extrémité est connectée à la masse au moyen d'une résistance 91.

Un signal de détection généré par chaque circuit différentiateur est envoyé au circuit d'échantillonnage / de maintien 85 par l'intermédiaire d'un circuit OU (OU logique) en utilisant des diodes 92, 93. De façon spécifi- 2875371 24 que, la diode 92 comporte une anode connectée entre le condensateur 88 et la résistance 89, tandis que la diode 93 comporte une anode connectée entre le condensateur 90 et la résistance 91, et les cathodes des deux diodes sont connec- tés entre eux et sont également connectés à une borne de commande du circuit d'échantillonnage / de maintien 85.

Lors de la commutation de la polarité du pont, les circuits différentiateurs 86, 87 envoient un signal à niveau H au circuit d'échantillonnage / de maintien 85 par l'intermédiaire du circuit OU basé sur une diode. De cette manière, la tension de réamorçage d'arc est exclue d'éléments devant être détectés et un signal d'entrée est détecté à un instant se situant après un intervalle de temps pendant lequel une tension de réamorçage d'arc est apparue (maintenue par un signal à niveau H et échantillon-née par un signal à niveau L).

Un signal de tension produit par les résistances de division de tension 83 et 84 est envoyé au circuit d'échantillonnage / de maintien 85 en tant que signal d'entrée, et un signal de sortie du circuit d'échantillon-nage / de maintien est un signal de détection de tension de la lampe, qui a été masqué vis-à-vis de la tension de réamorçage d'arc.

Comme cela a été décrit précédemment, dans cet exemple un signal de commande peut être généré pour l'opé- ration d'échantillonnage et de maintien au moyen de la détection, basée sur une différentiation, du signal de sortie délivré par le circuit formant convertisseur continu alternatif 75. Etant donné que la largeur du signal de sortie délivré par le circuit différentiateur (ou un inter- valle de temps pendant lequel le signal différentié est généré) représente une durée pendant laquelle une tension de réamorçage d'arc apparaît, un intervalle de temps de masquage à l'encontre de la tension de réamorçage d'arc peut être avantageusement réglée à un intervalle de temps 2875371 25 minimum requis. Au contraire, dans un procédé de production d'un signal de commande pour une opération d'échantillonnage et de maintien à partir d'un circuit générateur de cadencement pour la commande d'un pont, on rencontre des difficultés pour l'assistance vis-à- vis de fluctuations pendant un intervalle de temps d'apparition d'une tension de réamorçage d'arc en raison de variations, de différences individuelles et analogues dans un courant de la lampe et des caractéristiques d'un élément inductif (l'enroulement secondaire du transformateur de démarrage et analogue) connecté à une lampe à décharge. En d'autres termes, ce procédé doit régler un temps de masquage (temps de maintien) par anticipation d'un temps d'apparition maximum de la tension de réamorçage d'arc, de sorte qu'un temps de détection de la tension de la lampe (temps d'échantillonnage) est réduit de façon correspondante, ce qui implique des problèmes associés pour garantir une précision de détection.

Comme cela a été décrit précédemment, le signal de masque à l'encontre de la tension de réamorçage d'arc est généré de préférence en utilisant un signal qui peut être acquis dans une position de détection près d'une lampe à décharge, de sorte que la détection d'une tension de la lampe ou d'un courant de la lampe ou la détection d'une tension au niveau de l'étage de sortie d'un convertisseur continu - alternatif dans un système d'alimentation est préférable pour une amélioration que la fiabilité associée à l'instant du signal de masque (moins sensible au déphasage et au décalage temporel mentionnés précédemment pour des fréquences plus élevées d'allumage).

D'autres formes de réalisation se situent dans la portée des revendications.

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Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'allumage pour une lampe à décharge, caractérisé en ce qu'il comporte: un circuit convertisseur continu - alternatif (3; 13) pour recevoir une tension continue d'entrée pour convertir la tension continue d'entrée en une tension alternative, des moyens de détection (5) pour détecter une tension de la lampe associée de la lampe à décharge ou une tension de la lampe et un courant de la lampe, associés à la lampe à décharge, et un circuit (8) formant générateur de signal pour générer un signal de masque pour exclure une tension de réamorçage d'arc apparaissant lors d'une inversion de la polarité à partir d'éléments à détecter, lors de la détection de la tension de la lampe, et que, pendant le fonctionnement, ledit circuit (8) formant générateur de signal détecte un instant auquel la polarité est inversée, par détection de la tension de la lampe ou du courant de la lampe ou d'une tension dans un étage de sortie dudit convertisseur continu - alternatif (3) pour générer le signal de masque à l'encontre de la tension de réamorçage d'arc.

2. Dispositif d'allumage pour une lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit (8) formant générateur de signal comprend un circuit différentiateur (39) servant à détecter l'instant d'inversion de polarité.

3. Dispositif d'allumage pour une lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit (8) formant générateur de signal comprend un circuit comparateur (60) pour comparer un niveau du signal à une valeur de référence prédéfinie, et un circuit de retardement (61) disposé en aval dudit circuit comparateur pour détecter l'instant d'inversion de polarité.

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4. Circuit d'allumage pour une lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé pour générer un signal de masque par détection du fait qu'une valeur détectée du courant de la lampe est nulle ou égale ou inférieure à une valeur de référence, alors que la tension de réamorçage d'arc apparaît, et pour obtenir un résultat de détection de la tension de la lampe au moyen d'une opération ET logique appliquée au signal de masque avec un signal détecté de la tension de la lampe.