FR2940741A1 - Impulsional electrical power circuit i.e. pulse ballast, for supplying power to planar discharge lamp of lighting system in e.g. shop, has current source connected to common point of primary and third self-inductors of branch of lamp - Google Patents

Impulsional electrical power circuit i.e. pulse ballast, for supplying power to planar discharge lamp of lighting system in e.g. shop, has current source connected to common point of primary and third self-inductors of branch of lamp Download PDF

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Jimmy Roure
Olivier Maulat
Jingwei Zhang
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    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Abstract

The circuit has a first self-inductor assembly formed of a primary self-inductor (L1) and a secondary self-inductor (L2) arranged in series with each other. A second self-inductor assembly is formed of a third self-inductor (L3) and a fourth self-inductor (L4). First and second switching arms respectively include switches (X1, X2) arranged in parallel with diodes (D1, D2). The second switching arm is connected to a branch point of a discharge lamp (EL). A current source (I1) is connected to a common point of the primary and third self-inductors of a branch of the lamp. Independent claims are also included for the following: (1) a lighting system comprising a lamp whose terminal is connected with a branch of the lamp (2) a method for utilizing a lighting system.

Description

BALLAST PULSE POUR LAMPE A DECHARGE Domaine technique de l'invention L'invention concerne un ballast pulsé qui peut être utilisé comme alimentation impulsionnelle à haute tension de lampes à décharge à barrière diélectrique. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a pulsed ballast which can be used as a high-voltage pulsed supply of dielectric barrier discharge lamps.

io État de la technique io State of the art

Les lampes planes ultraviolet à décharge à barrière diélectrique comprennent généralement deux éléments verriers plans et maintenus sensiblement parallèles entre eux, délimitant ainsi un espace interne rempli d'un gaz 15 susceptible d'émettre un rayonnement ultraviolet lorsqu'il est excité par une haute tension alternative ou impulsionnelle appliquée à au moins une paire d'électrodes. Dans une première configuration, chaque électrode est disposée sur une face d'un élément verrier distinct (configuration dite plan-plan ). Dans une deuxième configuration, les électrodes sont disposées sur une même 20 face d'un élément verrier (configuration dite coplanaire ). Dans une troisième configuration, une paire d'électrodes est disposée en configuration coplanaire sur une face d'un élément verrier, et une ou plusieurs autres électrodes sont disposées sur une face de l'autre élément verrier. Dans toutes ces configurations, la surface sur laquelle est déposée l'électrode peut être la face 25 interne ou la face externe de l'élément verrier. On peut aussi disposer l'électrode dans l'élément verrier (par exemple du verre armé). Ce rayonnement ultraviolet peut exciter un matériau luminophore approprié disposé sur une face d'au moins un des deux éléments verriers, ce qui permet d'obtenir un rayonnement lumineux présentant une distribution spectrale souhaitée, par 30 exemple un rayonnement lumineux dans le spectre visible, utilisable pour l'éclairage de pièces d'habitation, de bureaux ou de magasins. De telles systèmes d'éclairage sont connus ; ils sont décrits par exemple dans les demandes de brevet WO 2008/023124, WO 2004/015739 (première configuration), WO 2007/042689 (deuxième configuration) et WO 2007/023237 (troisième configuration). The ultraviolet flat discharge dielectric barrier lamps generally comprise two planar glass elements and kept substantially parallel to each other, thus delimiting an internal space filled with a gas capable of emitting ultraviolet radiation when excited by an alternating high voltage. or pulse applied to at least one pair of electrodes. In a first configuration, each electrode is disposed on one side of a separate glass element (so-called plane-plane configuration). In a second configuration, the electrodes are arranged on the same face of a glass element (so-called coplanar configuration). In a third configuration, a pair of electrodes is disposed in coplanar configuration on one side of a glass element, and one or more other electrodes are disposed on one face of the other glass element. In all these configurations, the surface on which the electrode is deposited may be the inner face or the outer face of the glass element. It is also possible to arrange the electrode in the glass element (for example, reinforced glass). This ultraviolet radiation can excite a suitable phosphor material disposed on one side of at least one of the two glass elements, which makes it possible to obtain a light radiation having a desired spectral distribution, for example a visible light radiation in the visible spectrum. for the lighting of living rooms, offices or shops. Such lighting systems are known; they are described for example in patent applications WO 2008/023124, WO 2004/015739 (first configuration), WO 2007/042689 (second configuration) and WO 2007/023237 (third configuration).

Dans une telle lampe, la décharge est excitée par une tension alternative ou impulsionnelle fournie par une alimentation pourvue d'un ballast, qui doit, d'une part, être capable de fournir la haute tension nécessaire à l'allumage de la décharge, et d'autre part, limiter le courant en régime stationnaire. On sait que l'utilisation d'un courant d'alimentation alternatif de forme sinusoïdale appliqué io aux électrodes d'une lampe à décharge ne conduit pas à un bon rendement lumineux. L'article "Half-Bridge and Full-Bridge Choke Converter Concepts for the Pulsed Operation of Large Dielectric Barrier Discharge Lamps" par K. Kyrberg et al., paru dans la revue IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, n° 3 (May 2007), pages 926 û 933) et la demande de brevet américaine US 15 2007/0018590 Al (Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen GmbH) décrivent des ballasts pour lampes planes ultraviolettes à décharge coplanaire ; ces ballasts, qui sont des perfectionnements des ballasts dits Classe E , fournissent une haute tension de formes non-sinusoïdales voire impulsionnelles. 20 Les ballasts décrits dans la demande US 2007/0018590 précitée sont des convertisseurs de type demi-pont. Dans sa version la plus simple, ce convertisseur comporte deux branches munies chacune d'un commutateur et d'une diode montés en série, lesdites branches étant reliées au circuit de la 25 lampe à décharge, ledit circuit comprenant un inducteur et la lampe à décharge proprement dit, sachant que l'une desdites branches est en liaison parallèle avec ledit circuit de la lampe. Les bornes du circuit série comportant les deux branches de commutateur sont reliées à une source de tension. In such a lamp, the discharge is excited by an alternating or pulsed voltage supplied by a power supply provided with a ballast, which must, on the one hand, be capable of supplying the high voltage necessary to ignite the discharge, and on the other hand, limit the current in steady state. It is known that the use of a sinusoidal alternating supply current applied to the electrodes of a discharge lamp does not lead to a good light output. The article "Half-Bridge and Full-Bridge Choke Converter Concepts for the Pulsed Operation of Large Dielectric Barrier Discharge Lamps" by K. Kyrberg et al., Published in IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 22, No. 3 (May 2007), pages 926-933) and US Patent Application US 2007/0018590 A1 (Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen GmbH) disclose ballasts for co-planar discharge ultraviolet flat lamps; these ballasts, which are improvements of so-called Class E ballasts, provide a high voltage of non-sinusoidal or even impulse shapes. The ballasts described in the aforementioned application US 2007/0018590 are half-bridge type converters. In its simplest version, this converter comprises two branches each provided with a switch and a diode connected in series, said branches being connected to the circuit of the discharge lamp, said circuit comprising an inductor and the discharge lamp itself, knowing that one of said branches is in parallel connection with said circuit of the lamp. The terminals of the series circuit having the two switch branches are connected to a voltage source.

30 Ce ballast est capable de fournir une tension impulsionnelle adapté à l'alimentation d'une lampe plane à décharge coplanaire. II est de conception simple, mais il nécessite une source de courant à haute tension. This ballast is capable of providing a pulse voltage suitable for powering a flat coplanar discharge lamp. It is simple in design but requires a high voltage power source.

La présente invention a pour but de présenter un ballast pulsé pour lampe à décharge de conception différente qui ne nécessite pas d'alimentation en courant à haute tension. Objets de l'invention It is an object of the present invention to provide a pulsed discharge lamp ballast of a different design that does not require a high voltage power supply. Objects of the invention

Selon l'invention, ce problème est résolu par un circuit électrique qui associe une source de courant, deux branches de commutation et une branche io d'induction, ces trois branches étant reliées à une branche de lampe. According to the invention, this problem is solved by an electrical circuit which associates a current source, two switching branches and an induction branch, these three branches being connected to a lamp branch.

Plus précisément, un premier objet de l'invention est un circuit électrique impulsionnel pour alimenter une lampe à décharge, comportant une source de courant continu et des première et deuxième branches dites de commutation 15 reliées à une branche dite de lampe, et disposées de la manière suivante : (a) la branche de lampe comprend - des premières et deuxièmes bornes pouvant être reliées à une lampe à décharge ; - une première paire d'auto-inductances composée d'une première et deuxième 20 auto-inductance mises en série, la deuxième auto-inductance étant reliée à la première borne de ladite branche de lampe ; - une deuxième paire d'auto-inductance composée d'une troisième et quatrième auto-inductance ; la troisième auto-inductance étant reliée à la deuxième borne de ladite branche de lampe ; 25 (b) les première et seconde branches de commutation comportent chacune un interrupteur en parallèle avec une diode, ladite première branche de commutation étant reliée à un point de la branche de lampe qui se situe entre la première et deuxième auto-inductance, ladite deuxième branche de commutation étant reliée à un point de la branche de lampe qui se situe entre la 30 troisième et la quatrième auto-inductance ; (c) la source de courant est connectée au point commun desdites première et troisième auto-inductances de ladite branche de lampe.5 L'avantage du circuit selon l'invention est que la source de courant peut utiliser une alimentation de tension relativement faible ; il peut donc s'agir d'un composant assez bon marché. A titre d'exemple, on peut utiliser une alimentation limitée à 120 V ou même à 100 V. On peut même utiliser pour former la une source de courant un redresseur branché directement sur le secteur (220 V par exemple). Les deuxième et quatrième auto-inductances permettent quant à elles de bénéficier du rapport de transformation pour obtenir une tension aux bornes de io la lampe plus élevée. More specifically, a first object of the invention is an electrical pulse circuit for supplying a discharge lamp, comprising a direct current source and first and second so-called switching branches 15 connected to a so-called lamp branch, and disposed of as follows: (a) the lamp branch comprises first and second terminals connectable to a discharge lamp; a first pair of self-inductors consisting of a first and second self-inductance placed in series, the second self-inductance being connected to the first terminal of said lamp branch; a second pair of self-inductance composed of a third and fourth self-inductance; the third self-inductance being connected to the second terminal of said lamp branch; (B) the first and second switching branches each comprise a switch in parallel with a diode, said first switching branch being connected to a point of the lamp branch which lies between the first and second self-inductance, said second switching branch being connected to a point of the lamp branch which lies between the third and the fourth self-inductance; (c) the current source is connected to the common point of said first and third self-inductances of said lamp branch. The advantage of the circuit according to the invention is that the current source can use a relatively low voltage supply; so it can be a pretty cheap component. For example, it is possible to use a power supply limited to 120 V or even to 100 V. One can even use to form a current source a rectifier connected directly to the mains (220 V for example). The second and fourth self-inductors allow them to benefit from the transformation ratio to obtain a voltage across the higher lamp.

Dans ce circuit, les interrupteurs de ladite première et deuxième branche de commutation peuvent être chacun constitué par une pluralité d'interrupteurs mis en série et synchronisés entre eux, et / ou les diodes peuvent être chacune is constituées d'une pluralité de diodes mises en série. Dans ce circuit, la première et la troisième auto-inductance peuvent comporter une bobine avec un noyau plan magnétique. In this circuit, the switches of said first and second switching branches may each be constituted by a plurality of switches placed in series and synchronized with each other, and / or the diodes may each be constituted by a plurality of diodes set in motion. series. In this circuit, the first and third self-inductors may comprise a coil with a magnetic planar core.

Un deuxième objet de l'invention est un système d'éclairage comprenant un 20 circuit comme décrit ci-dessus et une lampe à décharge (UV ou visible, notamment plane) dont les deux bornes sont reliées aux bornes de la branche de lampe. Dans ce système d'éclairage, chaque première et deuxième paire d'auto-inductances et la lampe forment un circuit résonnant de fréquence égale à 25 1/(2Tr'JLC), où C est la capacité de la lampe et L l'inductance des première et deuxième paire d'auto-inductances, ladite capacité C étant avantageusement comprise entre 0,5 nF et 5 nF. A second object of the invention is a lighting system comprising a circuit as described above and a discharge lamp (UV or visible, especially planar) whose two terminals are connected to the terminals of the lamp branch. In this lighting system, each first and second pair of self-inductors and the lamp form a resonant circuit of frequency equal to 25 1 / (2Tr'JLC), where C is the lamp capacity and L is the inductance first and second pair of self-inductances, said capacitance C being advantageously between 0.5 nF and 5 nF.

Dans un mode de réalisation avantageux, la lampe est plane et possède une 30 configuration d'électrode de type plan-plan, et sa capacité C est comprise entre 1,5 nF et 3,5 nF. In an advantageous embodiment, the lamp is flat and has a planar-type electrode configuration, and its capacitance C is between 1.5 nF and 3.5 nF.

Un troisième objet de l'invention est l'utilisation d'un circuit comme décrit ci-dessus pour alimenter une lampe à décharge ou un système de rétro-éclairage d'un écran d'affichage. A third object of the invention is the use of a circuit as described above for powering a discharge lamp or a backlight system of a display screen.

Un quatrième objet de l'invention est un procédé d'utilisation d'un système d'éclairage comme décrit ci-dessus dans lequel on actionne de manière alternée les interrupteurs de manière à ce que l'un soit fermé lorsque l'autre est ouvert. Les interrupteurs peuvent être commandés par un circuit programmable, qui contrôle la largeur de l'impulsion de tension générée aux bornes de la io lampe, sa fréquence, et éventuellement la modulation de cette fréquence. A fourth subject of the invention is a method of using a lighting system as described above in which the switches are alternately actuated so that one is closed when the other is open. . The switches may be controlled by a programmable circuit, which controls the width of the voltage pulse generated across the lamp, its frequency, and possibly the modulation of this frequency.

Figures figures

Les figures 1 à 6 se réfèrent à l'invention. 1s La figure 1 montre un mode de réalisation d'un circuit selon l'invention. Les figures 2 à 4 concernent un essai effectué à un courant insuffisant pour allumer la lampe. La figure 2 montre l'impulsion de commande des interrupteurs dans un mode de réalisation de l'invention. Cette tension de commande Uc correspond à la 20 tension grille appliquée aux MOSFETs. Les échelles sont : unité de temps 10 ps, unité de tension : 10 V. La figure 3 montre le courant lm circulant dans les interrupteurs, et la tension Uxi développée. Les échelles sont : unité de temps 5 ps, unité de courant 5 A (en bas), unité de tension 500 V (en haut). 25 La figure 4 montre la tension Uxi appliquée à l'interrupteur et le courant IEL de la lampe. Les échelles sont : unité de temps 500 ns, unité de courant 1 A (en bas), unité de tension 500 V (en haut). Les figures 5 et 6 concernent un essai effectué à un courant suffisant pour allumer la lampe. 30 La figure 5 montre la tension U'xi et le courant l'xi au niveau des interrupteurs. Les échelles sont : unité de temps 5 ps, unité de courant 5 A (en bas), unité de tension 500 V (en haut). Figures 1 to 6 refer to the invention. 1s Figure 1 shows an embodiment of a circuit according to the invention. Figures 2 to 4 relate to a test performed at a current insufficient to turn on the lamp. Figure 2 shows the control pulse of the switches in one embodiment of the invention. This control voltage Uc corresponds to the grid voltage applied to the MOSFETs. The scales are: time unit 10 ps, voltage unit: 10 V. Figure 3 shows the current lm flowing in the switches, and the voltage Uxi developed. The scales are: 5 ps time unit, 5 A current unit (bottom), 500 V voltage unit (top). Fig. 4 shows the voltage Uxi applied to the switch and the current IEL of the lamp. The scales are: 500 ns time unit, 1 A current unit (bottom), 500 V voltage unit (top). Figures 5 and 6 relate to a test performed at a current sufficient to turn on the lamp. Figure 5 shows the voltage U'xi and current xi at the switches. The scales are: 5 ps time unit, 5 A current unit (bottom), 500 V voltage unit (top).

La figure 6 montre la tension U'x1 au niveau de l'interrupteur et le courant l'EL qui traverse la lampe, pour une seule impulsion. Les échelles sont : unité de temps 500 ns, unité de courant 5 A (en bas), unité de tension 500 V (en haut). FIG. 6 shows the voltage U'x1 at the switch and the current EL passing through the lamp for a single pulse. The scales are: 500 ns time unit, 5 A current unit (bottom), 500 V voltage unit (top).

Exemple Example

L'exemple qui suit illustre en figure 1 un mode de réalisation de l'invention, mais ne la limite pas. The following example illustrates in Figure 1 an embodiment of the invention, but does not limit it.

io Dans cet exemple selon l'invention, le circuit comporte une source de courant continu et deux branches de commutation, chacune de ces branches étant reliées à une branche de lampe. In this example according to the invention, the circuit comprises a direct current source and two switching branches, each of these branches being connected to a lamp branch.

La branche de lampe comprend des première et deuxième bornes pouvant être 15 reliées à une lampe à décharge (EL), ainsi que des première et deuxième paires d'auto-inductances (l'auto-inductance étant appelée communément une self ). La première paire d'auto-inductances est composée d'une première (L1) et deuxième (L2) auto-inductance mises en série, la deuxième auto-inductance (L2) étant reliée à la première borne de ladite branche de lampe. La 20 deuxième paire d'auto-inductance est composée d'une troisième (L3) et quatrième (L4) auto-inductance mises en série. La quatrième auto-inductance (L4) est reliée à la deuxième borne de ladite branche de lampe. Chacune des première (L1) et troisième (L3) auto-inductances est en série avec la source de courant (I1) qui se trouve à l'extérieur de la branche de lampe, et qui est 25 connectée au point commun de la première (L1) et troisième (L3) auto-inductance. The lamp branch includes first and second terminals connectable to a discharge lamp (EL), as well as first and second pairs of self-inductors (the self-inductance being commonly referred to as a self). The first pair of self-inductors is composed of a first (L1) and second (L2) self-inductance placed in series, the second self-inductance (L2) being connected to the first terminal of said lamp branch. The second self-inductance pair is composed of a third (L3) and fourth (L4) self-inductance in series. The fourth self-inductance (L4) is connected to the second terminal of said lamp branch. Each of the first (L1) and third (L3) self-inductances is in series with the current source (I1) which is outside the lamp branch, and which is connected to the common point of the first ( L1) and third (L3) self-inductance.

La première et seconde branche de commutation comportent chacune un interrupteur (Xl, X2) en parallèle avec une diode (Dl, D2). Le terme diode 30 comprend ici tout dispositif électronique unidirectionnel non-linéaire, qui ne laisse passer du courant que dans un seul sens. Les interrupteurs (Xl, X2) et les diodes (Dl, D2) sont en série avec la branche de lampe, et notamment avec la seconde (L2) et la quatrième (L4) auto-inductances (L2, L4), et avec la lampe (EL) si une lampe (EL) est reliée auxdites première et deuxième bornes. The first and second switching branches each comprise a switch (X1, X2) in parallel with a diode (D1, D2). The term diode 30 here comprises any non-linear unidirectional electronic device, which allows current to pass only in one direction. The switches (X1, X2) and the diodes (D1, D2) are in series with the lamp branch, and in particular with the second (L2) and the fourth (L4) self-inductances (L2, L4), and with the lamp (EL) if a lamp (EL) is connected to said first and second terminals.

La première branche de commutation est reliée à un point de la branche de s lampe qui se situe entre la première (L1) et la deuxième (L2) auto-inductance. La deuxième branche de commutation est reliée à un point de la branche de lampe qui se situe entre la troisième (L3) et la quatrième (L4) auto-inductance. The first switching branch is connected to a point of the lamp branch which lies between the first (L1) and the second (L2) self-inductance. The second switching branch is connected to a point of the lamp branch which lies between the third (L3) and the fourth (L4) self-inductance.

Le principe de fonctionnement du circuit selon l'invention est le suivant : Grâce Io aux premières (L1+L2) et secondes (L3+L4) paires d'auto-inductances, le circuit est capable de générer une tension aux bornes de la lampe qui est supérieure à celle de la tension des interrupteurs (X1, X2). L'énergie impulsionnelle générée par l'actionnement des interrupteurs X1 et X2 est stockée alternativement dans la première (L1) et troisième (L3) auto-inductance lorsque l'un des interrupteurs 15 X2 ou X1 conduit. Cette énergie impulsionnelle est déchargée alternativement dans la lampe (EL) par le première (L1,L2) ou la deuxième (L3,L4) paire d'auto-inductances quand l'interrupteur X1 ou X2 est bloqué. Ensuite, on referme l'interrupteur X1 ou X2, et la première (L1) ou troisième (L3) auto-inductance se rechargent de nouveau. 20 Dans cet exemple, les première (L1) et troisième (L3) auto-inductances sont du même type et de la même inductance. De même, les deuxième (L2) et quatrième (L4) auto-inductances sont du même type et de la même inductance. The operating principle of the circuit according to the invention is as follows: Thanks to the first (L1 + L2) and second (L3 + L4) pairs of self-inductors, the circuit is able to generate a voltage across the lamp which is greater than that of the voltage of the switches (X1, X2). The pulse energy generated by the actuation of the switches X1 and X2 is stored alternately in the first (L1) and third (L3) self-inductance when one of the switches X2 or X1 leads. This pulse energy is alternately discharged into the lamp (EL) by the first (L1, L2) or the second (L3, L4) pair of self-inductances when the switch X1 or X2 is off. Then, we close the switch X1 or X2, and the first (L1) or third (L3) self-inductance recharge again. In this example, the first (L1) and third (L3) auto-inductors are of the same type and inductance. Similarly, the second (L2) and fourth (L4) self-inductances are of the same type and the same inductance.

25 Dans le circuit selon l'invention, il est important qu'au moins un des deux interrupteurs (X1, X2) soit fermé (i.e. laisse passer un courant), sinon il peut se créer une surtension In the circuit according to the invention, it is important that at least one of the two switches (X1, X2) is closed (i.e. passes a current), otherwise it can create a surge

La lampe (EL) se comporte comme un condensateur. Les deux paires d'auto- 30 inductances (L1+L2, L3+L4) forment avec la lampe (EL) un circuit résonnant dont la fréquence est égale à 1/(2TPJLC) où C est la capacité de la lampe et L l'inductance de la paire d'auto-inductances (L1+L2, L3+L4). Par conséquent, l'inductance de la paire d'auto-inductances (L1+L2, L3+L4) doit être adaptée à la capacité de la lampe (EL). Dans cet exemple, la première (L1) et troisième (L3) auto-inductance est une bobine avec un noyau plan magnétique. The lamp (EL) behaves like a capacitor. The two pairs of auto-inductors (L1 + L2, L3 + L4) form with the lamp (EL) a resonant circuit whose frequency is equal to 1 / (2TPJLC) where C is the capacity of the lamp and L l inductance of the pair of self-inductances (L1 + L2, L3 + L4). Therefore, the inductance of the pair of self-inductors (L1 + L2, L3 + L4) must be matched to the lamp capacity (EL). In this example, the first (L1) and third (L3) self-inductance is a coil with a magnetic planar core.

Dans cet exemple, le circuit est dimensionné pour que le temps de montée du front soit inférieur à 1 ps. La capacité de la lampe (EL) étant fixée, c'est l'inductance de l'auto-inductance qui est déterminante, et qui doit être choisie de manière appropriée. Dans cet d'exemple, pour une lampe (EL) avec une capacité de 1 nF, on peut choisir pour L1+L2 une valeur de 20 pH, ce qui io conduit à un temps de montée d'environ 500 ns. Pour arriver au même temps de montée avec une lampe d'une capacité de 3 nF, on choisit une capacité de 3 pH. In this example, the circuit is sized so that the edge rise time is less than 1 ps. The capacity of the lamp (EL) being fixed, it is the inductance of the self-inductance which is decisive, and which must be chosen appropriately. In this example, for a lamp (EL) with a capacity of 1 nF, a value of pH can be chosen for L1 + L2, which leads to a rise time of about 500 ns. To achieve the same rise time with a lamp with a capacity of 3 nF, a capacity of 3 pH is chosen.

En variante (non illustrée), les interrupteurs (X1, X2) sont chacun constitué 1s d'une pluralité d'interrupteurs mis en série et synchronisés entre eux, et / ou les diodes (Dl, D2) sont chacune constituées d'une pluralité e diodes mises en série. Dans une autre variante (non illustrée), les interrupteurs (Xl, X2) sont commandés par un circuit programmable, notamment pour contrôler la largeur 20 de l'impulsion générée, sa fréquence, et l'éventuelle modulation de cette fréquence. In a variant (not shown), the switches (X1, X2) each consist of one of a plurality of switches placed in series and synchronized with each other, and / or the diodes (D1, D2) each consist of a plurality e diodes put in series. In another variant (not shown), the switches (X1, X2) are controlled by a programmable circuit, in particular to control the width of the generated pulse, its frequency, and the possible modulation of this frequency.

Le circuit peut être utilisé dans un ballast pour alimenter une lampe à décharge, notamment une lampe plane à décharge (EL) Pour cela, on branche la lampe 25 plane (EL) aux première et deuxième bornes de la branche de lampe, on active la source de courant (I1) et on actionne de manière alternée les interrupteurs (X1, X2) de manière à ce que l'un soit fermé lorsque l'autre est ouvert, et en veillant à éviter des pics de tension qui peuvent se former quand aucun des deux interrupteurs (Xl, X2) n'est fermé. Les interrupteurs (Xl, X2) sont 30 commandés de manière à ce que la commutation dans les branches de commutation soit effectuée à courant sensiblement nul. The circuit can be used in a ballast to supply a discharge lamp, in particular a flat discharge lamp (EL). For this, the plane lamp (EL) is connected to the first and second terminals of the lamp branch, the current source (I1) and the switches (X1, X2) are alternately operated so that one is closed when the other is open, and care is taken to avoid voltage peaks which may occur when none of the two switches (X1, X2) are closed. The switches (X1, X2) are controlled so that switching in the switching branches is effected at a substantially zero current.

Le ballast selon l'invention peut aussi être utilisé pour alimenter un dispositif de rétro-éclairage (tel qu'une lampe à décharge à cathode froide) dans un écran d'affichage à cristaux liquides. The ballast according to the invention can also be used to power a backlighting device (such as a cold cathode discharge lamp) in a liquid crystal display screen.

Dans l'exemple, on a réalisé un circuit selon l'invention avec une source de courant (150 V, 10 A) et deux paires de quatre interrupteurs couplés de type MOSFET en série. La tension instantanée (dV/dt) aux bornes de la lampe était d'environ 1500 V en 500 ns. A une fréquence de 40 kHz, la puissance d'alimentation à 60 V était de 134 W pour un flux lumineux de 205 lux (surface ~o de la lampe plane : environ 0,09 m2). A une fréquence de 25 kHz, la puissance d'alimentation à 42 V était de 134 W pour un flux lumineux de 150 lux. In the example, a circuit according to the invention was realized with a current source (150 V, 10 A) and two pairs of four MOSFET coupled switches in series. The instantaneous voltage (dV / dt) across the lamp was about 1500 V in 500 ns. At a frequency of 40 kHz, the power supply at 60 V was 134 W for a luminous flux of 205 lux (surface ~ o of the flat lamp: about 0.09 m2). At a frequency of 25 kHz, the power supply at 42 V was 134 W for a luminous flux of 150 lux.

Les figures 2 à 6 montrent les résultats de mesures effectuées sur ce circuit. Figures 2 to 6 show the results of measurements made on this circuit.

15 Les figures 2 à 4 concernent un essai avec une tension d'alimentation de 52 V et un courant d'alimentation de 1,4 A ; la lampe était éteinte. La figure 2 montre les impulsions de commande des interrupteurs (Ucx1, Ucx2), qui sont de l'ordre de 18 V. La fréquence de répétition était de l'ordre de 40 kHz, la largeur de l'impulsion de tension de l'ordre de 1,77 ps. La figure 3 20 montre le courant lxi circulant dans les interrupteurs (largeur de l'impulsion de courant de l'ordre de 11,8 ps), et la tension Uxi développée (fréquence de l'ordre de 40 kHz). La figure 4 montre la tension à l'interrupteur Uxi et le courant de lampe IEL. FIGS. 2 to 4 relate to a test with a supply voltage of 52 V and a supply current of 1.4 A; the lamp was off. Figure 2 shows the control pulses of the switches (Ucx1, Ucx2), which are of the order of 18 V. The repetition frequency was of the order of 40 kHz, the width of the voltage pulse of the order of 1.77 ps. FIG. 3 shows the current I x1 flowing in the switches (width of the current pulse of the order of 11.8 ps), and the developed voltage U x 1 (frequency of the order of 40 kHz). Figure 4 shows the voltage at the switch Uxi and the lamp current IEL.

25 Les figures 5 et 6 concernent un essai avec une tension d'alimentation de 59,2 V et un courant d'alimentation de 2,2 A ; la lampe était allumé, et le flux lumineux était de 205 Lux. La figure 5 montre le courant l'xi circulant dans chaque interrupteur et la tension U'x1 au niveau de chaque interrupteur. Les impulsion de commande 30 étaient de l'ordre de 30 V. La fréquence de répétition était de l'ordre de 40 kHz. La figure 6 montre le courant l'EL circulant dans la lampe et la tension U'xi développée dans les interrupteurs. Figures 5 and 6 relate to a test with a supply voltage of 59.2 V and a supply current of 2.2 A; the lamp was on, and the luminous flux was 205 Lux. Figure 5 shows the current xi flowing in each switch and the voltage U'x1 at each switch. The control pulses 30 were of the order of 30 V. The repetition frequency was of the order of 40 kHz. Figure 6 shows the current EL circulating in the lamp and the voltage U'xi developed in the switches.

Claims (9)

REVENDICATIONS1. Circuit électrique impulsionnel pour alimenter une lampe à décharge, caractérisé en ce qu'il comporte une source de courant continu (11) et des première et deuxième branches dites de commutation reliées à une branche dite de lampe, et disposées de la manière suivante : (a) la branche de lampe comprend - des première et deuxième bornes pouvant être reliées à une lampe à décharge (EL); io - une première paire d'auto-inductances composée d'une première (L1) et deuxième auto-inductance (L2) mises en série, la deuxième auto-inductance (L2) étant reliée à la première borne de ladite branche de lampe ; - une deuxième paire d'auto-inductance composée d'une troisième (L3) et 15 quatrième auto-inductance (L4) ; la troisième auto-inductance (L3) étant reliée à la deuxième borne de ladite branche de lampe ; (b) les première et seconde branches de commutation comportent chacune un interrupteur (X1, X2) en parallèle avec une diode (D1, D2), ladite première branche de commutation étant reliée à un point de la 20 branche de lampe qui se situe entre la première (L1) et deuxième (L2) auto-inductance, ladite deuxième branche de commutation étant reliée à un point de la branche de lampe qui se situe entre la troisième (L3) et la quatrième (L4) auto-inductance ; (c) la source de courant (11) est connectée au point commun desdites 25 première (L1) et troisième (L3) auto-inductances de ladite branche de lampe. REVENDICATIONS1. Impulse electrical circuit for supplying a discharge lamp, characterized in that it comprises a direct current source (11) and first and second so-called switching branches connected to a so-called lamp branch, and arranged in the following manner: a) the lamp branch comprises - first and second terminals connectable to a discharge lamp (EL); a first pair of self-inductors consisting of a first (L1) and second self-inductance (L2) placed in series, the second self-inductance (L2) being connected to the first terminal of said lamp branch; a second pair of self-inductors composed of a third (L3) and fourth self-inductance (L4); the third self-inductance (L3) being connected to the second terminal of said lamp branch; (b) the first and second switching branches each comprise a switch (X1, X2) in parallel with a diode (D1, D2), said first switching branch being connected to a point of the lamp branch which lies between the first (L1) and second (L2) self-inductance, said second switching branch being connected to a point of the lamp branch which lies between the third (L3) and the fourth (L4) self-inductance; (c) the current source (11) is connected to the common point of said first (L1) and third (L3) self-inductances of said lamp branch. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les interrupteurs (X1, X2) de ladite première et deuxième branche de commutation sont 30 chacun constitué par une pluralité d'interrupteurs mis en série et synchronisés entre eux, et / ou caractérisé en ce que les diodes (D1, D2) sont chacune constituées d'une pluralité de diodes mises en série.30 11 2. Circuit according to claim 1, characterized in that the switches (X1, X2) of said first and second switching branches are each constituted by a plurality of switches placed in series and synchronized with each other, and / or characterized by the diodes (D1, D2) each consist of a plurality of diodes placed in series. 3. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la première (L1) et la troisième (L3) auto-inductance comportent une bobine avec un noyau plan magnétique. 3. Circuit according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the first (L1) and third (L3) self-inductance comprise a coil with a magnetic core plane. 4. Système d'éclairage comprenant un circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et une lampe à décharge (EL) dont les deux bornes sont reliées aux bornes de la branche de lampe. 10 4. Lighting system comprising a circuit according to any one of claims 1 to 3 and a discharge lamp (EL) whose two terminals are connected to the terminals of the lamp branch. 10 5. Système d'éclairage selon la revendication 4, dans lequel chaque première (L2, L1) et deuxième (L4, L3) paire d'auto-inductances et la lampe (EL) forment un circuit résonnant de fréquence égale à 1/(2TrILC), où C est la capacité de la lampe (EL) et L l'inductance des première et deuxième paire d'auto-inductances (L1 +L2 ; L3+L4), la capacité C étant 15 comprise entre 0,5 nF et 5 nF. An illumination system according to claim 4, wherein each first (L2, L1) and second (L4, L3) pair of self-inductors and the lamp (EL) form a resonant circuit of frequency equal to 1 / ( 2TrILC), where C is the lamp capacity (EL) and L the inductance of the first and second pair of self-inductors (L1 + L2; L3 + L4), the capacitance C being between 0.5 nF and 5 nF. 6. Système d'éclairage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite lampe (EL) est plane et possède une configuration d'électrode de type plan-plan, et en ce que la capacité C est comprise entre 1,5 nF et 20 3,5 nF. 6. Lighting system according to claim 5, characterized in that said lamp (EL) is flat and has a plane-plane type electrode configuration, and in that the capacitor C is between 1.5 nF and 3.5 nF. 7. Utilisation d'un circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 pour alimenter une lampe à décharge (EL) ou un système de rétro-éclairage d'un écran d'affichage. 7. Use of a circuit according to any one of claims 1 to 3 for supplying a discharge lamp (EL) or a backlight system of a display screen. 8. Procédé d'utilisation d'un système d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 dans lequel on actionne de manière alternée les interrupteurs (X1, X2) de manière à ce que l'un soit fermé lorsque l'autre est ouvert. 8. A method of using a lighting system according to any one of claims 4 to 6 wherein is actuated alternately switches (X1, X2) so that one is closed when the other is open. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les interrupteurs (X1, X2) sont commandés par un circuit programmable, qui contrôle la5largeur de l'impulsion de tension générée aux bornes de la lampe (EL), sa fréquence, et éventuellement la modulation de cette fréquence. 9. Method according to claim 8, characterized in that the switches (X1, X2) are controlled by a programmable circuit, which controls the width of the voltage pulse generated at the terminals of the lamp (EL), its frequency, and possibly the modulation of this frequency.
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WO1999005892A1 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Process for generating voltage pulse sequences and circuit assembly therefor
WO1999008491A1 (en) * 1997-08-12 1999-02-18 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Method and device for producing series of impulse voltages to operate discharge lamps and circuit pertaining thereto

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