LU83920A1 - Dispositif de demarrage pour lampes a decharge - Google Patents

Description

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» » 1 .

Dispositif de démarrage pour lampes à décharge.

La présente invention concerne de manière générale, un dispositif de démarrage pour lampes à décharge se raccordant par deux bornes d'accès aux électrodes d'une lampe à décharge, le dispositif étant alimenté par la 5 tension cyclique du réseau à travers un ballast réactif et les électrodes de ladite lampe.

Le dispositif de démarrage, le plus répandu, comprend un interrupteur à décharge luminescente branché en parallèle sur le tube à décharge et en série avec les fila-10 ments de ce tube, la source alternative, un interrupteur de mise en service et une self stabilisatrice ou ballast. Le dispositif présente l'inconvénient que le tube ne s'allume qu'après un certain nombre de tentatives d'allumage gênantes pour l'utilisateur et alté-15 rant la durée de vie du tube. Un autre inconvénient ' réside dans le fait que le bon fonctionnement de ce dispositif dépend fortement des conditions de température, des fluctuations de la tension du réseau ainsi que du vieillissement du tube et de l'interrupteur à décharge 20 luminescente.

Des dispositifs plus perfectionnés, évitant le clignotement a l'allumage, existent mais ils comportent généralement un élément mécanique. Ceci présente l'inconvénient d’une durée de vie liée au nombre de solli-25 citations.

Il existe également des dispositifs entièrement statiques qui fonctionnent, cependant avec plus ou moins de satisfaction. En effet, le bon fonctionnement de ces dispositifs n'est assuré que dans des limites 30 étroites de température ambiante et de fluctuation de la tension du réseau. Les dispositifs statiques comportent souvent des inductances et/ou plus de deux bornes d'accès. En outre, ils se révèlent incapables d'assurer correctement 1'allumage des tubes fluorescents de la 35 J nouvelle génération et plus particulièrement les tubes 2 -.- \ de 36 et 58 W qui remplacent les tubes de 40 et 60 W.

La présente invention vise à fournir un nouveau dispositif électronique de démarrage pour lampes à décharge ne présentant pas les inconvénients précités 5 et conçu avantageusement de manière telle ' - qu'il produit un allumage quasi instantané, sans clignotement, - qu'il a une durée de vie quasi illimitée et , - qu'il fonctionne dans une très grande gamme de 10 température ambiante et même pour des températures inférieures à 0°C.

Le but visé de l'invention est atteint en fournissant un dispositif de démarrage pour lampes à décharge se raccordant par deux bornes d'accès aux électrodes 15 d'une lampe à décharge, ce dispositif étant alimenté par la tension cyclique du réseau à travers un ballast réactif et les électrodes de ladite lampe, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens statiques réalisant les fonctions : préchauffage adéquat de la lampe pendant un temps 20 dépendant des fluctuations de la tension du réseau d'alimentation et élaboration d'une impulsion de tension adaptable au type de lampe à allumer, l'impulsion de tension n'advenant qu'après le temps de préchauffage de la lampe.

25 Ce dispositif peut encore avantageusement comporter une protection entièrement statique qui assure sa mise hors circuit automatique en cas de non allumage du tube après quelques tentatives d'allumage. Ceci peut se produire lorsque le tube est à la fin de sa durée de vie. 30 L'adoption d'une durée de préchauffage adéquate s'adaptant de manière "naturelle" aux fluctuations de la tension du réseau d'alimentation, suivie d'une impulsion advenant après ce temps de préchauffage, élimine en majeure partie la diminution de la longévité 35 utile du tube qui dépend du nombre de sollicitations d'allumage.

i \ 3 .,.

La présente invention est décrite plus en détail au moyen des exemples d'exécutions expliqués ci-après.

Les figures suivantes illustrent les différents modes d'exécution préférés sans toutefois apporter un caractère 5 limitatif au domaine de la présente invention.

La figure 1 montre un dispositif d'allumage de lampes à décharge appartenant à l'état de la technique;

La figure 2 montre un schéma électronique étant le 10 circuit de base de la présente invention;

La figure 3 montre le circuit de la figure 2 où l'on a changé la configuration du circuit afin de pouvoir utiliser des tensions d'amorçage plus élevées; 15 La figure 4 donne l'allure de la tension aux bornes du dispositif de l'invention ainsi que la forme du courant traversant le circuit;

La figure 5 montre le circuit de la figure 3 dans lequel on a sorti deux bornes supplémentaires pour 20 raccorder un deuxième tube;

La figure 6 indique la manière de raccorder deux tubes au circuit de la figure 5;

La figure 7 montre un autre mode d'exécution de l'invention, dans lequel la configuration de la 25 figure 3 a été changée à cause de l'utilisa tion d'un autre type d'interrupteur semi-conducteur ;

La figure 8 montre le circuit de la figure 7 dans lequel on a pris certaines précautions supplémen-30 taires pour la commande avantageuse des interrupteurs semi-conducteur;

La figure 9 montre un autre mode d'exécution de l'invention dans lequel on utilise un troisième type d'interrupteur semi-conducteur; ÎLa figure 10 montre le circuit de la figure 9 pour lequel on a modifié la configuration en utilisant un autre moyen qu'a la figure 9 pour éviter ____ un réamorçage de l'interrupteur de t 4 \ * r préchauffage pendant la libération de 1'impulsion ;

La figure 11 montre le circuit de la figure 10 dans lequel on a modifié la configuration 5 pour pouvoir utiliser des tensions d'amor- *, çage plus élevées et

La figure 12 montre un mode d'exécution d'une partie de circuit remplaçant la partie correspondante » des circuits des figures 2, 3, 7 et 8 et 10 permettant de rendre utilisables des tensions - d1 amorçage encore plus élevées.

Des repères identiques sont utilisés pour des éléments identiques ou semblables.

Le dispositif de l'état de la technique, représenté 15 à la figure 1, comporte un interrupteur à décharge luminescente 2, branché en parallèle sur le tube à décharge fluorescente 1 et en série avec les filaments 1' de ce tube, la source alternative 4, l'interrupteur de mise en service 3 et une self stabilisatrice ou 20 ballast 5. La durée de vie du tube 1 dépend de son utilisation et du nombre d'allumages, dépendant lui-même du vieillissement des éléments 1 et 2.

Le dispositif de l'invention, dont le circuit de base est représenté à la figure 2, se subdivise en 25 trois parties fonctionnelles : a) les éléments 22 à 29 assurant un préchauffage du tube pendant une durée dépendant des fluctuations de la tension du réseau d'alimentation, comportant au moins un interrupteur semi-conducteur 29 du type thyristor 30 et un circuit de commande 23 à 27 rendu inactif pendant la montée de l'impulsion d'amorçage, b) les éléments 7 à 21, formant un circuit à "commutation forcée", transférant vers lui le courant de préchauffage à un moment déterminé et délivrant après ce transfert,

Iune impulsion de tension amorçant le tube, cette partie du circuit comportant au moins un interrupteur semi-conducteur dont l'amorçage, commandé par un circuit 5 * r 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 dans lequel la tension monte par palier, dépend, entre autres, de la chute de tension aux bornes d'une résistance 16 pendant que le ' courant de préchauffage circule et comportant également 5 un moyen pour produire une tension élevée 18, 19, 20, c) une partie garantissant une protection entièrement statique consistant en une limitation de la tension et/ou en une réduction du courant qui parcourt le dispositif à une valeur négligeable après un temps 10 déterminé si la lampe ne s'allume pas.

Suivant l'invention, le circuit de commande de 1'interrupteur semi-conducteur de la fonction préchauffage comprend un circuit diviseur du type résistance 27 en série avec une autre résistance 24 branchée en parallèle 15 sur un condensateur 23.

Suivant le mode d'exécution représenté à la figure 2, ; l'interrupteur semi-conducteur de la fonction préchauffage est un thyristor 29.

Suivant le mode d'exécution de la figure 2, l'inter-20 rupteur semi-conducteur de la partie du circuit établissant une tension élevée est un composant du type TRIAC 17, lorsque le circuit de déclenchement de l'impulsion se charge pendant l'alternance pour laquelle le potentiel de B est plus élevé que le potentiel de A.

25 Suivant l'invention, le moyen pour produire une tension élevée consiste en une capacité 20 en série avec une diode 18 elle-même branchée en parallèle sur une résistance 19.

Le circuit de base du dispositif de l'invention 30 représenté à la figure 2 fonctionne comme suit : pendant l'alternance où la borne A est positive par rapport à la borne B (alternance positive), le condensateur 23 se charge à travers la diode 28 selon une loi qui dépend des résistances 24 et 27. Lorsque la tension 35 aux bornes du condensateur 23 atteint la tension de η déclenchement du DIAC 26 (élément connu également sous i 6 \ envoie à travers la résistance 25 et le diac 26 une impulsion de courant dans la gâchette du thyristor 29 qui devient passant. Par conséquent,un courant traverse le ballast 5 (figure 1), les filaments 1' du tube 1, la 5 protection 6, la diode 28, le thyristor 29 et la résistance 16.

Ce courant qui sert à préchauffer le tube commence à circuler dans l'alternance où le potentiel de A est positif par rapport à celui de B et s'arrête par la 10 présence de la self inductance du ballast, lorsque le potentiel de B est déjà devenu positif par rapport au potentiel de A. La forme uni-directionnelle de ce courant est montrée à la figure 4 (II). Remarquons que la différence de potentiel aux bornes de la résistance 15 16 est l'image du courant de préchauffage. Ce processus se répète pendant plusieurs cycles jusqu'à ce que le circuit constitué des éléments 7 à 21 modifie le régime du système. Tandis que le préchauffage se termine à chaque alternance où le potentiel de B est positif par 20 rapport à celui de A, il se passe les trois évènements suivants dans le circuit constitué des éléments 7 à 21.

1) Le condensateur 9 se charge selon une constante de temps dépendant essentiellement des résistances 8 et 10 à une tension dont la valeur dépend principalement 25 du dimensionnement des éléments 8, 9 et 10. Remarquons que la présence de la diode 7 permet à ce condensateur de se charger de manière uni-directionnelle et de se décharger à travers la résistance 10, durant un cycle de la source alternative : le condensateur 9 se charge 30 et se décharge par conséquent une fois par cycle (la diode 7 pourrait être supprimée, mais il en résulterait une puissance dissipée plus grande dans les éléments 8 et 10 ) .

2) Le condensateur 13 se charge par le courant qui passe λ à travers la résistance 12 et la diode 11. Les éléments 12 et 13 sont choisis de telle sorte que la tension \ 7 * t’ du condensateur 13 monte par palier à chaque alternance où le potentiel de B est positif par rapport à celui de A.

5 Le condensateur 13 ne se décharge pas une fois par cycle comme le condensateur 9.

3) Le condensateur 20 se charge a travers la résistance 19 et la diode 21 approximativement à la valeur de crête de la tension du réseau et reste chargé à cette 10 valeur tant que le triac 17 n'est pas amorcé.

Lorsque la tension aux bornes de 13, additionnée à la tension aux bornes de la résistance 16 (tension qui existe lorsque le courant de préchauffage circule), atteint la tension de déclenchement du diac 15, on 15 déclenche le triac 17. Le déclenchement du triac 17 s'effectue donc pendant la circulation du courant de préchauffage et dès qu'il est passant, le condensa- i teur 20 force le courant à s'annuler dans le thyristor 29.

20 Remarquons que la diode 22 connectée entre le moyen pour produire une impulsion de tension élevée 18, 19, 20 et le circuit de commande de la fonction préchauffage 23 à 27 empêche l'amorçage du thyristor 29 pendant la libération de l'impulsion d'amorçage du tube en mettant 25 le potentiel de la connexion entre 25 et 26 au potentiel de la cathode de 29.

Après le déclenchement de 17, la tension aux bornes du tube passe d'une valeur quasi nulle à une valeur négative (point B de potentiel supérieur à A) qui est 30 celle de la .tension du condensateur 20. Le courant qui passait dans le thyristor 29 est transféré dans la branche constituée des éléments 17, 18 et 20.

La tension aux bornes du condensateur 20 s'inverse progressivement suivant une loi qui dépend de la self 35 inductance du ballast 5, des résistances du circuit A (résistance du ballast 5 , des filaments 1', de l'élément 6, des résistances 27 et 16) et de la capacité de l'élément 20.

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Un des paramètres qui président au choix du condensateur 20 est que la valeur du temps de l'intervalle I

tQ-t^ (voir la figure 4 courbe I) pendant lequel le condensateur 20 se décharge, doit être supérieure au 5 temps de recouvrement du thyristor 29.

L'allure du courant de préchauffage pendant la phase de commutation forcée est également donnée à la figure 4.

On remarquera que le courant s'annule dans 20 * lorsque la tension aux bornes du tube (donc aux bornes 10 du condensateur 20) passe par son maximum.

Il est évident que si les éléments sont bien choisis, l'amorçage du tube commence avant que l'on atteigne la tension maximum. La figure 4 montre donc, pour des raisons de clarification, la tension présente aux bornes 15 du tube lorsque celui-ci ne s'allume pas, autrement dit l'impulsion complète de la tension d'amorçage. Le but étant ici de montrer que l'on maîtrise la possibilité de fixer les paramètres suivants : 1) l'intervalle de temps t^-t^iessentiellement par le 20 choix de l'élément 20 et de l'instant t , 2) l'amplitude maxima de la tension (par le choix de l'élément 20 et de l'instant tQ, 3) l'instant où l'on provoque la commutation forcée c'est-à-dire l'instant t^ (par le choix de 16 25 et des éléments qui président à l'évolution de la tension aux bornes du condensateur 13).

Après le passage par le maximum de tension aux bornes du tube, la décroissance de la tension aux bornes de 20 advient dans- un circuit oscillant dont le choix de 30 l'amortissement est fixé par les résistances 19, 25 et 27. En effet le courant inverse son sens de circulation après le passage par le maximum de tension et il doit passer par la résistance 19 et la diode 21 du fait de la présence de la diode 18. Il est à noter 35 qu'une fois le tube amorcé, la tension présente aux 1 bornes A et B est telle que : 9 \ 1) le thyristor 29 ne s'amorce jamais car la tension aux bornes de 23 reste toujours inférieure à la tension du diac 26, 2) le triac 17 ne s'amorce jamais car la tension aux 5 bornes de 13 plafonnera à une valeur nettement inférieure à celle de déclenchement du diac 15, 3) la consommation de courant dans la totalité du circuit est très faible ainsi que la puissance dissipée.

La protection du dispositif est réalisée au moyen 10 d'une résistance VDR (voltage dépendant resistor) 30 * pour éviter un dépassement de la tenue en tension des composants et au moyen d'une résistance non linéaire 6, du type PTC (positive température coefficient thermistor) pour limiter le courant a une valeur négli-15 geable si la lampe ne s'allume pas après quelques tentatives d'allumage.

On constate donc que si la tension du réseau diminue, le courant de préchauffage décroît, mais la temporisation de la libération de l'impulsion d'amorçage est également 20 modifiée par le biais a la fois d'une évolution plus lente de la .tension aux bornes de 13 et d'une tension inférieure aux bornes de 16. Par contre si la tension du réseau augmente, l'effet inverse se produit : le temps de préchauffage est plus court et l'impulsion d'amorçage 25 du tube est délivrée plus tôt. Un avantage du dispositif de l'invention réside donc dans cet effet "d'adaptation „ naturelle" aux fluctuations de la tension du réseau.

Un autre avantage consiste en ce que l'impulsion d'amorçage du tube, advenant après un temps de préchauf-30 fage adéquat, élimine en très grande partie la diminution de la longévité utile du tube qui dépend du nombre de sollicitations d'allumage, entre autres.

Un avantage supplémentaire est que ce dispositif peut fonctionner avec des ballasts ordinaires .

35 Le dispositif de l'invention se branche au même endroit . v que le dispositif de l'état de la technique (figure 2); 10 -c "τ* c'est pourquoi on peut utiliser les supports de tubes existants.

Le dispositif de l'invention a une durée de vie quasi illimitée vu l'utilisation de semi-conducteurs et des 5 éléments,passifs entièrement statiques. Il ne comporte pas d'élément mécanique soumis à usure.

Suivant l'invention, le dispositif fournit des impulsions dépassant largement 1000 V pour un réseau de . tension de 220 V - 15 % avec un bon niveau d'energie.

'10 Un autre avantage de l'invention consiste en ce qu'il fonctionne dans une très grande gamme de température ambiante et même pour des températures en-dessous de 0°C.

Compte tenu de l'état actuel de la technologie des thyristors (sensibilité de la gâchette-tenue en tension-15 coût) on utilisera de préférence le circuit de la figure 3 lorsqu'on désire des impulsions d'amorçage supérieures à 700 V.

Ce montage reste dans le cadre de l'invention et adjoint des particularités intéressantes au circuit 20 de la figure 2.

Seule la topologie de la circuiterie destinée au préchauffage a changé. Le thyristor 29 de la figure 2 a été remplacé par les thyristors 31 et 32. La résistance 27 formant diviseur avec la résistance 24 dans la figure 25 2 a été remplacée par les résistances 34 et 35 qui j permettent, en plus du rôle joué par 27, de répartir la tension de l'impulsion d'amorçage entre les thyristors 31, 32 lorsqu'ils ont été bloqués par le condensateur 20 et que l'impulsion de tension est dans le sens direct 30 (potentiel A plus élevé que celui de B).

L' amorçage de 31 et 32 advient de la manière suivante : lorsque la tension de 23 atteint la tension de déclenchement du diac 26, le thyristor 32 s'amorce et entraîne de ce fait l'amorçage de 31 car le condensateur 23 peut 35 fournir une impulsion de courant dans la gâchette du Jf thyristor 31 via la diode 33 et le thyristor 32 qui vient de s'allumer.

11 ...

\ L'avantage du changement apporté dans la partie destinée au préchauffage est de pouvoir admettre des tensions d'impulsions de valeur double par rapport au circuit de la figure 2 lorsqu'on utilise pour 31 et 32 5 des éléments de même type que 29 (figure 2) .

L'amorçage en cascade de 31 et 32 est possible dans la phase de préchauffage puisqu'il n'existe à ce moment, aux bornes A et B, que la tension du réseau qui est bien inférieure à la tenue en tension de chacun des 2 thyris- > 10 tors.

Après le blocage de 31 et 32 par le condensateur 20, suite à l'amorçage du triac 17, les gâchettes de 31 et 32 sont ramenées pratiquement au potentiel de B par la diode 22. Ce ci évitera un réenclenchement de 15 31 et 32 pendant la durée de l'impulsion d'amorçage.

La figure 5 montre une variante du mode de réalisation représenté à la figure 3. On a créé 2 bornes C et D supplémentaires en ouvrant la liaison entre les thyristors 31 et 32. On peut noter qu'il est indifférent d'ouvrir 20 la liaison entre 31 et 32 au-dessus de la liaison équi-potentielle reliant la connexion entre les résistances 34 et 35 et les électrodes reliées en série de 31 et 32, ou en-dessous de cette liaison comme montré à la figure 5.

Cette variante connectée comme montré à la figure 6, 25 où le repère 36 représente le circuit de la figure 5, : permet 1'amorçage des deux tubes L1 et L2.

, Le court-circuit des bornes C et D rend le circuit de la figure 5 strictement équivalent a celui de la figure 3. Ainsi par une modification très simple du j 30 circuit de la figure 3 consistant en l'adjonction de ! deux bornes auxiliaires C et D, il est possible d’obtenir i un dispositif de démarrage électronique bipolaire pouvant être utilisé aussi bien : a) pour l'amorçage d'un tube fluorescent unique branché IB5 entre les bornes A et B, les bornes C et D étant Jf alors court-circuitées ; 3L · 12 b) pour amorcer deux tubes fluorescents LI, L2 montés en série, les bornes C et D étant alors connectées ï selon la figure 6 où les filaments Fl et F2 du tube L1 sont respectivement reliés à la borne A et 5 à la borne C, tandis que les filaments Fl et F2 du tube L2 sont respectivement reliés à la borne D et à la borne B; le filament F2 du tube L1 et le filament Fl du tube L2 étant eux-mêmes reliés en série.

» 10 La figure 7 est une autre variante de l'invention.

La partie destinée au préchauffage se présente d'une manière similaire à celle de la figure 2 (éléments 22 à 30) mais certains..composants sont dimensionnés différemment. L'interrupteur semi-conducteur 37 est un composant 15 du type thyristor, ce qui a pour conséquence que le circuit de commande doit accumuler l'énergie pendant l'alternance pour laquelle le potentiel, de A est plus élevé que le potentiel de B. Une deuxième différence avec la figure 2 est que les tensions du circuit de commande 20 12, 13, 23, 24, 27 de l'interrupteur semi-conducteur 37 dépendent également des tensions appliquées au circuit de commande 23, 24, 27 de l'interrupteur semi-conducteur 29 de la fonction préchauffage par la mise en commun d'une résistance 24 en parallèle sur 25 une capacité 23. La diode 11 empêche le condensateur 13 de se décharger par une autre voie que celle passant , par la résistance 14, le diac 15 et la gâchette du thyristor 37. La décharge du condensateur 13 et l'allumage consécutif du thyristor 37 adviennent également comme dans 30 le circuit de la figure 2, lorsque la tension aux bornes du condensateur 13 additionnée à celle présente aux bornes de la résistance 16 atteint le seuil de déclenchement du diac 15. Les diodes 18, 21, 22, la résistance 19 et le condensateur 20 conservent des rôles identiques 35 à ceux décrits dans les explications relatives à la i 13

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figure 2. Il est bien évident que l'on peut, à partir 1 du circuit de la figure 7, développer un circuit ayant I le même but que celui de la figure 3, à savoir la possi- | bilité de produire des impulsions élevées grâce au i ^ 5 remplacement du thyristor 29 par deux thyristors 31 et 132 comme montré à la figure 3. La transposition de la partie "préchauffage" du circuit de la figure 3 à celui de la figure 7 se faisant de manière évidente, il n'a ] “ pas été jugé utile de le dessiner mais il constitue I 10 bien entendu une autre variante de l'invention.

I ” La figure 8 montre une amélioration du circuit de | la figure 7 en rendant le circuit d'amorçage du B thyristor 37 moins dépendant des tolérances des diac 15 | et 26; Ceci peut être réalisé avantageusement en I 15 supprimant la capacité 23 du circuit de commande de I préchauffage, en remplaçant la résistance 24 commune Îdu circuit de commande de préchauffage et au circuit de commande de l'interrupteur libérant l'impulsion par une capacité 39 et une résistance 38, mises en 20 parallèle, en ajoutant une résistance 40 en série avec les éléments 38, 39 précédents et en insérant une I capacité 41 en parallèle sur les éléments précédents 38, 39 et sur la résistance 40. Ceci suppose évidemment un dimensionnement adéquat des éléments 38 à 40.

25 La figure 9 montre un autre mode d'exécution préféré de l'invention où le nombre de composants semi-conducteurs . de puissance est réduit à l’unité. Les progrès réalisés dans la technologie des thyristors GTO (Gâte Turn-off SCR's) permettent d'envisaçjer un dispositif suivant 30 l'invention dont le circuit assurant la fonction dite de chauffage comporte un interrupteur semi-conducteur du type GTO 42 amorcé par un circuit de commande RC et | bloqué par un circuit de blocage tenant compte de la durée de préchauffage et dont un circuit d'élaboration *35 d'une impulsion de tension fournit une impulsion après L· “* ~ “ * “ ' ' ' 14 \ ^tÊÊ • r tient compte du préchauffage adéquat par la résistance 16 qui ajoute sa différence de potentiel qui est l'image du courant de préchauffage à une différence de potentiel augmentant par palier dans un condensateur 13 bloquant 5 le semi-conducteur GTO 42 lorsque sa différence de potentiel est .suffisamment élevée. Les éléments 23 à 27 et 45 sont destinés à amorcer le GTO 42 pour produire le préchauffage par la circulation d'un courant unidirectionnel comme dans les circuits qui précèdent.

* 10 Ce courant de préchauffage circule dans le sens borne A, élément 6, GTO 42, résistance 16, borne B. L'originalité du GTO par rapport au thyristor est qu'il peut être bloqué par une impulsion de courant suffisante dans la gâchette, ce courant ayant le sens contraire à celui qui 15 produit l'amorçage du GTO. Le principe de fonctionnement est analogue à celui des circuits des figures 2 et 3 : le condensateur 13 se charge par palier dans les alternances de tension négatives de la source (potentiel de B supérieur au potentiel de A) et envoie l'impulsion de 20 blocage au GTO 42 dès que la tension à ses bornes additionnées de la tension aux bornes de la résistance 16 atteint la tension du seuil du diac 15. Le courant qui passait dans le GTO 42 avant son blocage est transféré dans la branche constituée du condensateurs 20 et de la 25 diode 18. Une impulsion de tension qui n'est limitée que par le choix de l'instant de blocage, des résistances diverses (filament - ballast - PTC 6 - résistances 16 et 27) , du coefficient de self induction du ballast 5, de la résistance VDR 30 et la capacité 20, prend naissance 30 et amorce le tube fluorescent.

Remarquons que la capacité 20, contrairement aux cas des circuits des figures 2, 3, 5, 7 et 8 n'est pas chargée, au moment du blocage du GTO 42, à la valeur de la tension de crête du réseau dans le sens A-B, mais 135 bien à une valeur qui dépend de la tension du réseau existant au moment de l'amorçage de 42 ainsi que du dimensionnement de la résistance 19. Après le passage A- 15 ...

\ par le maximum de tension aux bornes du tube, la décroissance de la tension aux bornes du condensateur 20 advient dans un circuit oscillant dont le choix de l'amortissement est fixé par les résistances 19 et 27.

5 L'opto-coupleur 44 évite un réamorçage du semi- conducteur (GTO) 42, par son photo-transistor. Cet opto-coupleur 44 permet de maintenir le condensateur 23 déchargé pendant la durée de l'impulsion de tension aux bornes du tube. Ceci suppose des éléments dimension-10 nés de telle manière que l'impulsion de blocage fournie par le condensateur 13 et dont une partie passe par le composant LED de 1'opto-coupleur 44, cette LED étant montée en série avec la résistance limitatrice 43, dure suffisamment longtemps.

15 Un autre mode d'exécution particulièrement préféré de l'invention est représenté à la figure 10. Il comporte un moyen pour diminuer la durée de l'impulsion fournie par le condensateur 13 du circuit déblocage du GTO 42.

Ce dit moyen consiste avantageusement en une résistance 20 VDR 47 activant la base d'un transistor 49 en parallèle sur la capacité 23 du circuit d'amorçage du GTO, ce transistor 49 évitant un chargement de ladite capacité 23.. Dès que le seuil de la VDR 47 est atteint par l'impulsion de tension, un courant circule dans la base du transistor 25 49 en passant par la diode 45, la VDR 47 et la résistance 48. La capacité 23 ne peut plus se charger tant que ce * courant.de base circule. La VDR 47 est choisie de telle manière que son seuil soit supérieur à la tension de crête du réseau pour ne permettre un passage du courant 30 que lors de l'impulsion de tension.

Il va de soi que le moyen diminuant la durée de l'impulsion fournie par le condensateur 13 peut consister en une diode à avalanche activant la base d'un transistor 49 en parallèle sur la capacité 23 du circuit d'amorçage λ 35 du GTO. Ledit moyen peut également être remplacé J/ avantageusement par tout élément sensible à la tension, 16

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connu en soi, tel que éclateur etc., sans sortir du ί cadre de la présente invention. |

Un mode d'exécution particulièrement préféré de j l'invention qui permet d' utiliser des niveaux de \ 5 tension de l'impulsion élevés est représenté à la figure 11. Dans cet exemple, le circuit assurant la fonction préchauffage comporte un thyristor 51 en série avec le GTO 42 de sorte que ces semi-conducteurs sont amorcés en cascade et qu'on bénéficie d'un niveau de 10 tension plus élevé. La tension d'impulsion se répartit sur les éléments 42 et 51 par l'intermédiaire des résistances 54 et 50. L'amorçage en cascade du GTO 42 et du thyristor 51 advient selon le même principe que pour le circuit de la figure 3 : lorsque 42 est amorcé, 15 l'impulsion fournie par 23 peut transiter dans la gâchette de 51 en passant par la résistance 25, la diode 53, la gâchette de 51, et le GTO 42 qui s'est amorcé. Remarquons que les circuits dérivés de ceux des figures 9, 10 et 11 qui n'utiliseraient qu'une 20 partie ou même supprimeraient les éléments 18, 19 et 20 ne représenteraient qu'une forme dégénérée particulière de ces circuits; ce qui signifie que de tels circuits ne constitueraient qu'une forme banalisée de 11 invention et ne pourraient en aucun cas constituer 25 une nouveauté ou être utilisés en dehors de cette invention.

Le circuit montré à la figure 12 permet de bénéficier avantageusement d'un haut niveau de tension, par exemple supérieur à. 2000 V, en utilisant trois thyristors 56, 30 57, 58 amorcés en cascade. En effet, il suffit de remplacer,dans le cas des figures 3,7, 8, la partie de circuit se trouvant à droite de la diode 22 par le circuit de la figure 12.

Les résistances 55, 61, 62 permettent de répartir la 35 tension directe élevée, existant lorsque l'impulsion d'amorçage du tube a lieu, sur les trois thyristors __’ \ 17 56, 57 et 58; ce qui signifie que l'ensemble peut tenir pratiquement le triple de la tension que peut bloquer, dans le sens direct, chacun des trois thyristors.

5 Le principe de l'amorçage en cascade montré à la figure 12 peut évidemment être étendu à un nombre plus élevé de thyristors. Il peut d'ailleurs être transposé aux circuits des figures 9, 10 et 11 sans sortir du cadre de l'invention.

10 Pour les circuits des figures 9, 10 et 11, le thyristor 58 est remplacé par le GTO 42.

Dans un autre exemple d'application, il peut être intéressant de brancher, en parallèle sur la résistance 16 des circuits des figures 2, 3, 5, 7 et 8, un 15 dispositif limiteur de tension qui assure de couper le courant de préchauffage à une valeur qui ne fluctue . . pas en fonction des variations de tension de la source alternative. On en tirerait l'avantage d'un dimensionnement réduit de la capacité 20. Le même dispositif 20 transposé dans les circuits des figures 9, 10 et 11 aurait l'avantage de nécessiter une impulsion de blocage du GTO 42 plus réduite et donc des moyens réduits pour la produire.

Un tel dispositif limiteur de tension peut être 25 constitué par exemple de diodes reliées en série ou d'une diode zener.

* Il est évident que tout composant électronique S peut être remplacé par des composants ou circuits équiva lents connus en soi sans apporter de nouveauté à la 30 présente invention. Il est, en outre, évident que toute simplification des circuits présentés aux figures ne représentent qu'une forme dégénérée de l'invention.

] Les explications détaillées données ci-dessus montrent clairement les avantages du dispositif de 35i la présente invention par rapport à l'état de la Jf technique. En choisissant une disposition astucieuse \ ^ 1 \ 18 et peu encombrante de.,; circuits, il est possible d'utiliser le dipositif de l'invention dans les installations existantes.

..l·

Claims (24)

1. Dispositif de démarrage pour lampes à décharge se raccordant par deux bornes d’accès (A, B) aux élec-5 trodes d’une lampe à décharge (1), ce dispositif étant alimenté par la tension cyclique du réseau à travers un ballast réactif (5) et les électrodes ( 1 ’ ) de ladite lampe, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens statiques réalisant les fonctions:préchauffage adéquat de la lampe 10 pendant un temps dépendant des fluctuations de la tension du réseau d’alimentation et élaboration d’une impulsion de tension adaptable au type de lampe à allumer, l’impulsion de tension n’advenant qu’après le temps de préchauffage de la lampe. 15 2 . Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comporte une protection entièrement statique qui assure sa mise hors circuit automatique en cas de non allumage du tube après quelques tentatives d’allumage.

3. Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé 20 en ce que la protection consiste en une limitation de la tension et/ou en une réduction du courant qui parcourt le dispositif à une valeur négligeable après un temps déterminé, si la lampe ne s'allume pas.

4. Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé 25 en ce que la protection est réalisée au moyen d'une résistance VDR (voltage dépendent resistor) (30) pour éviter un dépassement de la tenue en tension des composants et au moyen d'une résistance non linéaire (6), du type P.T.C. (positive température coefficient thermistor) 30 mise en série, avec l'ensemble des composants du dispositif pour limiter le courant à une valeur négligeable si la lampe né s'allume pas après quelques tentatives d’allumage.

5. Dispositif suivant l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la fonction de pré-35 chauffage comporte au moins un interrupteur semi-conducteur I (29) du type thyristor et un circuit de commande (23 à 27) t ------- • i n

6. Dispositif suivant l'une des revendications B précédentes caractérisé en ce que la partie du circuit qui élabore l'impulsion d'allumage comporte au moins un interrupteur semi-conducteur dont 1'amorçage commandé 5 par un circuit dans lequel la tension monte par paliers (7, 8, 9f 10, 11, 12, 13) dépend, entre autres, de la B chute de tension aux bornes d'une résistance (16) pendant m que le courant de préchauffage circule et comportant 1 également un moyen pour produire une tension élevée 1 10 (18, 19, 20). ]

7. Dispositif suivant l'une des revendications ; précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une diode (22) connectée entre le moyen pour produire une impulsion de tension élevée "(18, 19, 20) et le circuit de commande 15 de la fonction préchauffage (23 à 27), empêchant la réactivation du circuit de préchauffage pendant la libération de l'impulsion d'amorçage du tube.

8. Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le circuit de commande de l'interrupteur semi- 20 conducteur de la fonction préchauffage comprend un circuit diviseur du type résistance en série (27) avec une autre résistance (24) branchée en parallèle sur un condensateur (23).

9. Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé 25 en ce que la fonction de préchauffage est réalisée au' moyen de deux thyristors (31, 32) amorcés en cascade.

10. Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé • en ce que la fonction de préchauffage est réalisée au moyen de trois thyristors (58, 57, 56) amorcés en cascade.

11. Dispositif suivant les revendications 5 et 9 caractérisé en ce qu'on crée deux bornes supplémentaires (C, D) en ouvrant la liaison entre les deux thyristors (31, 32).

12. Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé , 35 en ce que l'interrupteur semi-conducteur est un composant I du type triac (17) lorsque le circuit de déclenchement vk de l'impulsion se charge quand le potentiel de B est plus élevé que le potentiel de A. 4 21 ' r' >

13. Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l’interrupteur semi-conducteur est un composant du type thyristor (37) lorsque le circuit de commande accumule l’énergie pendant l’alternance pour laquelle 5 le potentiel de A est plus élevé que le potentiel de B.

14. Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que les tensions du circuit de commande (12, 13, 23, 24, 27) de l’interrupteur semi-conducteur (37) assurant 10 la libération de l’impulsion dépendent également des tensions appliquées au circuit de commande (23, 24, 27) de l’interrupteur semi-conducteur (29) de la fonction de préchauffage par,une mise en commun d’une résistance (24) en parallèle sur une capacité (23).

15. Dispositif suivant la revendication 14 caractérisé en ce qu’on supprime la capacité (23) du circuit de commande de préchauffage, en ce,qu’on remplace la résistance (24) commune au circuit du commande de préchauffage et au circuit de commande de l’interrupteur semi-conducteur 20 libérant l’impulsion par une capacité (39) et une résistance (38) mises en parallèle, en ce qu’on ajoute une résistance (40) en série avec les éléments (38, 39) précédents et en ce qu’on insère une capacité (41) en parallèle sur les éléments (38, 39), eux-mêmes en 25 parallèle, et sur la résistance (40).

16. Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé , en ce que le moyen pour produire une tension élevée consiste en une capacité (20) en série avec une diode (18) en parallèle sur une résistance (19).

17. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit assurant la fonction de préchauffage t comporte un interrupteur semi-conducteur du type GTO (Gate turn Off SCR’s) (42) amorcé par un circuit de commande RC et bloqué par un circuit de blocage tenant 35 compte de la durée de préchauffage et en ce qu’un circuit |j d’élaboration d’une impulsion de tension fournit une impulsion après le blocage dudit GTO. 11

18. Dispositif suivant la revendication 17 Jaj caractérisé en ce que ledit circuit de blocage du GTO :¾¾ tient compte du préchauffage adéquat par la résistance (16) qui ajoute sa différence de potentiel qui est 5 l'image du courant de préchauffage à une différence de ί potentiel augmentant par palier dans un condensateur (13), ,* B cette différence de potentiel suffisamment élevée 1 bloquant le semi-conducteur GTO (42). $

19. Dispositif suivant les revendications 17 et 18 10 caractérisé en ce qu'un opto-coupleur (44) évite un réamorçage du semi-conducteur GTO.

20. Dispositif suivant les revendications 17 et 18 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour diminuer la durée de l'impulsion fournie par la capacité (13) du 15 circuit de blocage du GTO.

21. Dispositif suivant la revendication 20 , caractérisé en ce que ledit moyen consiste en une résistance VDR (47) activant la base d'un transistor (49) en parallèle sur la capacité (23) du circuit d'amorçage du

20 GTO, ce transistor (49) évitant la charge de la capacité (23) pendant· la libération de 1 ' impulsion d ' amorçage du tube.

22. Dispositif suivant la revendication 20 caractérisé en ce que ledit moyen consiste en une diode à avalanche activant la base d'un transistor (49) en parallèle sur la 25 capacité (23) du circuit d'amorçage du GTO, ce transistor ( 49 ) évitant la charge de la capacité (23) pendant la libération de l'impulsion d'amorçage du tube.

23. Dispositif suivant les revendications 17 à 22 caractérisé -en ce que le circuit assurant la fonction 30 de préchauffage comporte au moins un thyristor (51) en série avec le GTO (42) de sorte que ces semi-conducteurs i sont amorcés en cascade .

24. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en. ce qu'on branche 35. un dispositif limitateur de tension en parallèle sur la t résistance (16) fournissant l'image du courant de préchauffage au circuit libérant l'impulsion d'amorçage du tube. ____- 23 .,: N