Brevet FR2003230A1 — publié le 19691107

~ t - La présente invention concerne des commandes électriques pour une source de rayonnement à haute intensité -et elle a trait plus particulièrement à une commande pour contrôler l'excitation de courte durée d'une source ou lampe de rayonnement à 5 haute intensité utilisant une alimentation en courant alternatif» Les sources ou lampes de rayonnement à haute intensité auxquelles peut être appliquée l'invention sont classiquement du type à remplissage de gaz, tel que du xénon y et elles sont en particulier utilisables dans des appareils de photoreproductions. 10 bien qu'elles puissent également être utilisées dans d'autres cas où. il est nécessaire de produire un rayonnement de haute intensité pendant une période très courte. Des dispositifs de commande électrique connus et utilisés jusqu'à maintenant pour exciter une source de rayonnement à haute intènsité pendant une courte période compor-15 tent un ou"plusieurs condensateurs comme source d'énergie assurant l'excitation de la source de rayonnement. Lîutilisation d'un tel dispositif de commande est coûteuse car il nécessite un encombrement important et, du point de vue de la sécurité, il ne convient pas pou être utisé dans des appareils manipulés par des opérateurs non en-20 traînés. En conséquence, ces dispositifs ne sont pas appropriés pouz être incorporés aux appareils ou machines utilisés généralement dane des bureaux. L'invention a poux but d.e remédier aux.inconvénients des réalisations connues et elle concerne un dispositif électrique 25 de commande pour contrôler l'excitation par •ûne source de courant alternatif, d'une souroe de rayonnement à haute intensité telle qu'une lampe pourvue de deux électrodes principales et d'une électrode d'amorçager dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un élément à conduction commandée comportant deux.électrodes de sortie 30 et une électrode de commande, une première branche, de circuit reliant les deux électrodes principales de la lampe et les deux électrodes de sortie de l'élément en série avec la source de courant alternatif; un circuit de déclenchement relié à l'élément et agissant de façon à le rendre conducteur en vue de relier la lampe 35 à la source de courant alternatif ainsi qu'un oircuit de synchronisation branché entre l'électrode d'amorçage de la lampe et l'élément et agissant en réponse à la conduction de l'élément pour appliquer un signal d'excitation à l'électrode d'amorçage. L 'invention présente les avantages suivants : 40 a) le dispositif de commande est compact, économique 69 05436 _2 _ 2003230 et d'un, fonctionnement simple. b) il permet d'exciter une source de rayonnement à haute intensité pendant une courte période à l'aide d'une source de potentiel alternatif, la source pouvant ain3i être utilisée dans 5 des appareils de photoreproduction» c) le circuit de commande comprend des éléments pour synchroniser l'excitation d'une électrode d'amorçage de la lampe avec le branchement de la lampe à la source de Gourant alternatif. Suivant un mode de réalisation de. l'invention» il 10 est prévu un circuit de commande dg.1'excitation d1une source ou lampe de rayonnement à haute intensité qui utilise une source de potentiel alternatif et qui ne nécessite pas de condensateur de capacités excessives.. Plus spécifiquement, le circuit de cnmranÈ oom-prmi undispBifcii' à conduction commandée ou redresseur commaudé au 15 silicium branché en série avec les deux bornes principales d'une lampe à xénon aux bornes de sortie cPune source de courant alternatif. Pour assurer l'alimentation en impulsions de 1'électrode d'amorçage de la lampe, un condensateur normalement chargé par la source de potentiel est relié à un enroulement d'un transfor-20 mateur à impulsions dont l'autre enroulement est relié à l'électrode d'amorçage. Lorsque la lame doit être excitée, un circuit de commande place le redresseur commandé au silicium dans un éfat • de conduction dé manière à relier les bornes principales de la lampe directement aux bornes de la source de courant, alternatif 25 pendant une demi-période de polarité corecte du potentiel d'entrée et le condensateur d'emmagasinage se décharge également dans la redresseur commandé au silicium, alors conducteur, et dans l'enroulement du transformateur à impulsions en vue d'appliquer un potentiel d'ionisation à l'électrode d'amorçage de la lame. En 30 conséquence, la lampe est excitée pendant environ une demi-période du potentiel alternatif d'entrée en vue de former pendant une courte durée une source de rayonnement de haute intensité. Le circuit de commande peut être excité manuellement ou en synchronisme avec le mouvement de la feuille ou bande passant dans la machine 35 de reproducti-on. L'invention s* étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainei qu'à leurs combinaisons possibles. La description ci-après se rapporte aux dessins ci-40 joints représentant des exemples de réalisation de l'invention, 69 05436 - 3 - 2003230 dessins dans lesquels i - la figure 1 est un schéma du circuit de commande selon l'invention ; - la figure 2 représente une variante du circuit de 5 la figure 1 „ Sur la figure 1 ; on a représenté un circuit de commande, selon l'invention qui est désigné dans son*ensemble par la référence 10. Le circuit de commande 10 permet d'effectuer line excitation commandée et de courte durée d'une source de rayonnement à 10 haute intensité telle qu'une lampe au xénon 12 à partir d:une sour-oe de courant alternatif classique et sans nécessiter 1'utilisation de condensateurs de capacités élevées. La^lampe 12 est dJune structure classique et elle comprend deux électrodes principales 14 et 16 et une électrode d*amorçage ou auxiliaire 180 15 Le circuit 10 est excité par une source de courant alternatif classique à 60 périodes, 120 volts? qui est reliée à un enroulement primaire 20A d'un transformateur-survolteur 20 dont l'enroulement secondaire 20B produit un portentiel de l1ordre de 500 volts. La lampe 12 est agencée pour être branchie directe-20 ment en série aux borfi.es de l'enroulement secondaire 2uB par l'intermédiaire d'un circuit comprenant un dispositif à conduction unidirectionnelle ou redresseur 22, un redresseur commandé au silicium ou dispositif à conduction commandée 24-et un autre dispositif à conduction unidirectionnelle ou redresseur 26. Le dispositif 25 à conduction commandée comprend deux électrodes de sorties à savoir l'anode et la cathode, et une électrode de commande ou de déclenchement. Le redresseur commandé au silicium 24 est normalement bloqué et, lorsqu'il est commuté dans l'état conducteurs, il branche la lampe 12 directement aux bornes de la source de courant alternatif de ma-30 nière qu'elle soit excitée pendant une demi-période du courant d'entrée, dont la polarité est choisie positive., Dans la condition normale du circuit 10s un petit condensateur 28 est chargé par l'intermédiaire du redresseur 22 et d'une résistance 30 pendant la demi-période positive du potentiel d:en-35 trée. Le condensateur 28 est également relié à l'anode du redresseur commandé au silicium 24 par l'intermédiaire d'une résistance 32 qui est branchée en shunt aux deux bornes 14 et-16 de la lampe 12„ En conséquence, après que le condensateur 28 s'est chargé„ potentiel positif est appliqué à l'anode du redresseur commandé au silicium 40 28 pendant les demi-périodes positive et négative de la source de 69 05436 - 4 - 2003230 courant alternatif. Un circuit de commande monostable représenté en 34 fournit un moyen d'excitation de la lampe 12 pendant une seule demi-période positive du potentiel alternatif. Le circuit de com-5 mande 34 comprend, un interrupteur .36 muni de deux contacts 36A normalement fermés et de deux contacts 36B normalement-ouverts. L'interrupteur 36 peut être actionné manuellement, ou, dans des machines de photoreproduction, il peut être actionné sous la commande d'une, feuille ou bande de reproduction. Dans la position 10 normale de l'interrupteur 36, les contacts fermés 36A ferment un circuit de décharge d'un condensateur 38 par l'intermédiaire d'une résistance 40 branchée en série. Les contacts 36B normalement ouverts de l'interrupteur 36 sont reliés à la cathode du redresseur commandé au silicium 24 dont l'électrode de commande est reliée 15 à une borne de l'enroulement secondaire 209 par l'intermédiaire d'une résistance 42. Lorsque le circuit de commande 10 doit être excité pour allumer la lampe 12, l'interrupteur 36 est-actionné de façon à ouvrir l'es contacts 36A et à fermer les contacts 36B. La ferme-20 ture des contacts 36B n'a aucun effet sur le circuit 10 pendant les demi-périodes positives. C ependant, pendant la première demi-période négative qui suit la fermeture des.' contaots 36B,. un circuit est fermé pour la charge du condensateur 36, ce .circuit. s'étendant d'une borne de l'enroulement secondaire 20B à l'autre 25 borne dé cet enroulement par l'intermédiaire d'une diode 34, de la résistance 40, du condensateur 38, des contacts fermés 36B^ de l'intervalle de commande entre la cathode et l'électrode de commande du redresseur commandé au silicium 24 et.de la résistance 42. > Le courant passant dans ce circuit pour charger le condensateur 30 38 polarise l'intervalle de commande entre l'électrode de commande et la cathode du redresseur 24 en vue de rendre conducteur ce redresseur . Puisque la borne supérieure de l'enroulement 20B est., négative par rapport à la borne inférieure au moment où. un courant de polarisation est appliqué au redresseur 24^. la diode 22 est 35 polarisée en sens inverse et le condensateur 28 établit un courant de maintien pour le redresseur 24 par décharge dans les résistances 30 et 32 et dans la diode 26. Les valeurs ohmiques des résistances 30 et 32 et la capacité du condensateur 28 sont choisies de manière que le condensateur 28 se décharge.de telle sorte que 40 le courant de maintien du redresseur 24 ne puisse pas être entre- 69 05436 c J 2003230 tenu pendant plus d'une demi-période. Pendant la demi-période positive suivante, une conduction du redresseur 24 est établie par le potentiel fourni par l'enroulement secondaire 203 et les électrodes principales 14 5 et 16 de la lampe 12 sont reliées directement aux bornes de cet enroulement secondaire par l'intermédiaire des diodes 22 et 26 polarisées dans le sens direct et du redresseur conducteur 24„ La lampe 12 n'est cependant pas placée dans une condition conductrice ou ionisée tant qu'une impulsion d'amorçage ou d'ionisation n:a 10 pas été appliquée à l'électrode auxiliaire ou d'amorçage 18, ce signal d'amorçage étant produit par un circuit de commande d'amorçage désigné par 46. Dans la condition normale du circuit 10, un condensateur 48 de capacité relativement faible est chargé à un potentiel 15 positif par le courant alternatif d'entrée et par l'intermédiaire d'un circuit comprenant une diode ou un redresseur 50 branché en série avec une résistance 52. Le condensateur 48 est branché en parallèle au redresseur commandé au silicium 24 et à la diode 26 par l'intermédiaire d'un circuit comprenant une diode ou redres-;0 seur 54 et un enroulement primaire 56A d'un transformateur à impulsions 56. L'enroulement secondaire 56B du transformateur à impulsions 56 est relié à l'électrode d'amorçage 18. Lorsque le redresseur commandé au silicium 24 est rendu conducteur , le condensateur 48 se décharge dans l'enroule-' 25 ment primaire 56A, dans la diode 54» dans le redresseur commandé au silicium 24 et dans la diode 26 de manière qu'une impulsion de grandeur importante, par exemple de l'ordre de 15 kV, soit transmise par l'enroulement secondaire 56B à l'électrode d'amorçage 18. L'application de cette impulsion de potentiel relativement 30 élevé à l'électrode d'amorçage 18 provoque l'ionisation du gaz, tel que du xénon, se trouvant dans la lampe 12 et allume par conséquent la lampe 12 pendant la demi-période positive suivant immédiatement la demi-période négative dans laquelle 1;interrupteur 36 était fermé. A la fin de cette demi-période , la lampe 12 est ramenée dans 35 son état ûormal. indépendamment de la condition d'actionnement ou de libération de l'interrupteur de commande 36». Plus spécifiquement, même lorsque 1:interrupteur 36 est maintenu dans un état d'actionnement de manière que les contacts 36B soient fermés après la demi-période positive pendant laquelle 40 la lampe 12 était allumée, l'inversion de polarité du potentiel al- 69 05436 - 6 - 2003230 ternatif supprime le courant de maintien dans le redresseur commandé au silicium 24» les condensateurs- 28 et 48 se déchargeant et le redresseur 24 revenant dans une condition de blocage. Même lorsque les contacts 36B sont maintenus dans une condition de fermeture, 5 les constantes de temps du circuit de charge du condensateur 38 sont choisies de manière que le condensateur 38 soit maintenant complètement chargé pour arrêter le courant destiné à 11 électrode de commande de sorte que l'intervalle de commande existant entre la cathode et l'électrode de commande du redresseur 24 ne peut pas 10 être polarisé tant que l'interrupteur 36 n'a pas été libéré pour ouvrir les contacts 36B et fermer les contacts 36A. Lorsque les contacts 36A sont fermés, le condensateur 38 se décharge dans la résistance 40. Pendant l'intervalle qui succède à l'allumage de lç. lam-15 pe 12, les condensateurs 28' et 48 sont chargés pendant dès demi-périodes positives et le circuit de commande 10 est ramené dans une condition normale. Ces condensateurs produisent seulement des potentiels de commande du circuit 10 et le courant d'excita-tionde la lampe ou de la source de rayonnement 12 est fourni direc-20 tement par la source de courant alternatif. La figure 2 représente une variante du circuit 10 dans laquelle la lampe 12 comprend les électrodes principales 14 & 18 tandis que l'enroulement secondaire 56B du transformateur à impulsions 56 est relié à 1'électrode 14. Lorsque le redresseur 24 25 est rendu conducteur, l'impulsion engendïée dans l'enroulement 56B est appliquée aux électrodes 14 & 16 de manière à rendre la lampe conductrice. Le fonctionnement du circuit 10 branché de la manière indiquée sur la figure 2 est similaire à d'autres points de vue au circuit de la figure 1. 30 Bien que le circuit de commande 10 puisse être formé de composants dont les valeurs sont comprises dans des plages appropriées pour chaque application particulière, comme cela est bien connu, on a indiqué dans la suite à titre d'exemple non limitatif une liste de valeurs de composants intervenant dans un circuit de 35 commande 10 fabriqué selon l'invention. 05436 2003230 TABLEAU Condensateur 28 10yiiF Ré s is tance 30 «ooaoo**oo«*co6*&covo«coos* 330 olims héslslfâilc6 3^ oouooti(«oa'juw9»oooouec>ooooow 8'"^ cixuls 5 Condensateur 38 OilOOOUUOOOUOOO 0,1 ^wjî / Résistance 40 •••«•.«uacooou9us«*6«4oi>ooo«100 olims Résistance 42 00 oluzifî Condensateur 48 . * • « o o u ^ « c »c * • • u • 0 9 5 yuî1 Résistance 52 « & o oc o o o o ^ o <> u 150 le» oluns 10 Bien entendu , 1*invention ncest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés et à partir desquels on pourra concevoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1*invention. 69 05436 - 8 - 2003230 REVENDICATIONS 10) Dispositif électrique de commande pour contrôler l'excitation par une source de courant alternatif, d'une source de rayonnement à haute intensité telle qu'une lampe pourvue de deux électrodes principales et d'une électrode d!amorçage, dispo-5 sitif caractérisé en ce qu'il comprend un élément à conduction commandée comportant deux électrodes de sortie et une électrode ; de commande, une première branche de circuit reliant les deux "électrodes principales de la lampe et les deux électrodes de sortie de l'élément en série avec la source de courant alternatif, un cir-10 cuit de déclenchement relié à l'élément et agissant de façon à le rendre conducteur en vue de relier la lamp# à la source de courant alternatif ainsi qu'un circuit de synchronisation branché entre, l'électrode d'amorçage de la lampe et l'élément et agissent en réponse à la conduction de l'élément pour appliquer un signal d'exci-15.tation à l'électrode d'amorçage. 2°) Dispositif de commande conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le dit circuit de synchronisation comprend un condensateur et un composant à conduction unidirectionnelle pour relier le condensateur à la source de potentiel. , 20 3°) Dispositif de commande conforme aux revendica tions 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de synchronisation comprend un transformateur à impulsions ^pourvu d'un premier et d'un second enroulement , le premier enroulement de ce transformateur étant relié à l'électrode d'amorçage tandis que le second enroule-25 ment est relié aux bornes de la,, combinaison formée par l'élément à conduction commandée et le condensateur de manière que le .condensateur se décharge dans 1'élément à conduction commandée lorsque ce dernier est rendu conducteur. 4°) Dispositif de commande conforme à la revendiGa-30 tion 1, caractérisé en ce que le circuit de déclenchement comprend un condensateur et un interrupteur pour commander la connexion du condensateur à l'élément à conduction commandée» 5°) Dispositif de commande conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit comprend un com-35 posant à conduction unidirectionnelle polarisé dan3 la même direction que l'élément de conduction commandée et en ce qu'un condensateur est branché en série avec le composant à conducteur unidirectionnelle et en parallèle avec la lampe et l'élément à conduction 40 commandée. 69 05436 . 2003230 V 6°) Dispositif de commande conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 1[élément à conduction commandée est un redresseur commandé au silicium. bad origin;