Brevet FR2041024A1 — publié le 19710129

-I- 2041024 L'invention concerne un appareil servant à allumer électroniquement des tubes à décharge à gaz tels que des lampes luminescentes. Il est généralement connu d'inclure un tel ap-5 pareil dans un circuit contenant le tube à décharge I qu'il s'agit d'allumer ou de faire démarrer, comme le montre schéma— tiquement la figure I* Dans cette disposition l'allumeur eu démarreur 5 est branché entre les connecteurs A et B et par suite, en parallèle au tube à décharge I à allumer. 10 Une construction très utilisée de démarreur de ce genre, dite "démarreur au néon" comprend un tube au néon conçu pour actionner un contact bimétallique d'interrupteur. Outre que la durée de service d'un tel démarreur au néon est relativement courte, le processus d'allumage prend un certain 15 temps et de plus, il s'accompagne d'éclairs gênants. Selon d'autres dispositifs proposés, un démarreur de ce genre fonctionne de façon entièrement électronique, ce qui constitue une amélioration quant à la durée de service du démarreur, étant donné l'absence de contaets mécaniques 20 d'interrupteur. Toutefois-, l'inconvénient de cette solution est après expérience, qu'elle abrège la durée de service du tube à décharge à gaz actionné par le démarreur. L'un des buts de l'invention est d'éliminer les inconvénients ci-dessus et de fournir un allumeur qui peimet-25 te d'allumer le tube à décharge en un temps relativement court et sans éclair gênant, de marri ère à assurer une longue durée de service du tube à décharge à gaz aussi bien que de l'allumeur lui-même. ïïn autre inconvénient des- allumeurs existants est que lorsqu'on a essayé une fois ou un nombre de fois de faire démar-30 rer une lampe donnant une émission résiduelle insuffisant*, l'allumage ne cesse pas de faire démarrer la lampe, mais poursuit le processus de démarrage jusqu'à ce que les filaments de la laape ou le démarreur lui-même soient hors d'usage. Etant donné que c'est le processus de démarrage 35 lui-même qui tend à causer des parasites dans les réceptions radiophoniques, un autre but de l'invention est de supprimer cet inconvénient en fournissant un démarreur électronique qui, lorsque l'émission de la lampe apparaît insuffisante, ne répète pas le processus de démarrage tant que le montage reste alimenté. 69 39942 -2- 2041024 L'invention vise aussi à réaliser une construction aussi peu encombrante que possible qui soit susceptible, si on le désire, d*être logée dans un boîtier interchangeable du genre communément employé pour les "démarreurs au 5 néon" ci-dessus, ou dans la monture même du tube à décharge à gaz. Selon l'invention, on préconise un appareil servant à allumer électroniquement des tubes à décharge à gaz tels que des lampes luminescentes et qui comprend un élément 10 interrupteur à semi-conducteur muni d'une borne séparée de signal de commande reliée, par l'intermédiaire d'une diode inter-ruptrice à semi-conducteur, à la jonction entre deux condensateurs inclus dans un circuit relié en parallèle à l'élément interrupteur, les condensateurs pouvant être chargés exclusi-15 vement par l'intermédiaire d'une diode de manière à assurer qu'au bout d'un temps prédéterminé la tension engendrée dans ladite jonction ait diminué dans une mesure telle que la diode interrupirice ne soit plus capable d'allumer le tube. - La figure I représente le schéma d'un démar- 20 reur ordinaire. - La figure 2 est un schéma d'un allumeur selon l'invention, les figures 3 et 4 représentent d'autres modes de réalisation de l'invention. Les points A et B des figures 2, 3 et 4 correspondent aux points A et B de la figure I« 25 Le montage «présenté par la figure comprend un élément interrupteur semi-conducteur à triode à courant continu 10, par exemple un thyristor, qui est relié aux jonctions A1 et B'o La porte de l'élément semi-conducteur à triode à courant continu est reliée, par l'intermédiaire d'un élément in-30 terrupteur à semi-conducteur à diode II tel qu'une diode Sho-ckley, à la jonction d'un condensateur 12 et d'un condensateur 14. Ces condensateurs forment, avec une résistance 13 et une diode 17, un circuit en série qui est relié en parallèle à l'élément interrupteur 10. Les condensateurs 12 et 14 sont en 35 outre portés par des résistances de fuite 15 et 16o Les fonctions du condensateur 8 et de la résistance 9 seront décrites ci-après; ces éléments n'ont pas besoin d'influencer l'action de connexion proprement dite. 69 39942 -3- 2041024 L'allumeur fonctionne de la façon suivante : Quand une tension alternative est engendrée entre A et B, pendant la à «ai- période où B est positif relativement à A, le thyristor 10 est déconnecté du condensateur ohar-gé 12 par la diode interrupirice II au début de cette demi-période, en vertu du fait que le condensateur 14, choisi avec une plus grande capacité que 12, est encore pratiquement sans charge. Etant donné que le premier condensateur 12.est chargé, le condensateur 14 prend aussi une certaine chargé; il est vrai que celle-ci s*écoule partiellement par la résistance de fuite 16 qui a une valeur élevée mais elle se maintient en grande partie jusqu'à la période suivante pendant laquelle lë condensateur continue de se charger* far suite, le condensateur 14 se charge graduellement à chaque période jusqu'à ce que la tension totale entre les condensateurs 12 et 14 soit devenue si élevée que la diode 17 ne soit plus conductrice, ou en tout cas que le condensateur 12 ne se charge plus au point que l'allumage s*effectue par 1'intermédiaire de la diode interruptrice II. lie démarreur cesse donc de fonctionner. les résistances de fuite 15 et 16 sont de valeur telle que lorsque les condensateurs 12 et 14 sont chargés, elles correspondent au rapport de tension des condensateurs* Si l'on appalle Yd la tension de percement de la diode interruptrice II et si l'on appelle Ys la tension maximale de crête qui se produit entre A* et on a l'équation t El6 / El5 - (Ys - Yd) / Yd. La diode continue alors de compenser à chaque période le courant de fuite qui passe par les résistances £15 et EI6 après l'échec de l'allumage, mais sans charger le condensateur 12 au point que l'allumage se produise, le courant résiduel véhiculé par le démarreur lui-même est alors très faible et il ne peut pas se produire d'effets de courants grâce au fait que le thyristor ne commande plus. fendant le processus décrit ci-dessus dans lequel le condensateur 12 se charge graduellement, le moment du déclenchement du thyristor 10 se déplace et au lieu de se situer au début de la demi-période (B positif relativement à A) il se situe à un moment plus tardif et après un certain nombre 4'al- 69 39942 -4- 2041024 lumageg, le moment de l1 allumage s'est déplacé tellement qu'il eoïncide pratiquement avec la tension de crête entre A' et B1» A ée moment, le tube s'allume général®ent tandis qu'aux périodes précédentes on obtenait un courant élevé de filament pour 5 chauffer rapidement les filaments. Pendant les demi-périodes où A est positif relativement à B, une tension d'induction est engendrée par la bobine qui peut introduire l'allumage pendant cette partie de la période» Grâce à la composante de courant continu en-20 gendrée par 1* bobine d'arrêt 4» l'allumeur selon l'invention fournit, pour les filaments 2 et 3, un courant d*allumage plus intense que celui que l'on peut obtenir lorsqu'on court-circuit e normalement AB» Par suite, les filament» chauffent en peu de 15 temps dans une mesure telle qu'un allumage rapide du tube est possible et que pourtant la durée de service du tube reste longue* Le déplacement du moment d'allumage.assure ensuite que, pendant une période donnée, le lement d'allumage se produit, toujours pratiquement ep. même temps que le moment où la tension de 20 crête est atteinte, ou peu de temps après celui-ei. Cela assure un allumage approprié. Si la lampe ne présente pas l'émission voulue, le démarreur est désactivé et n'est pas réactivé avant que le courant n'ait été coupé et rétabli. On peut supprimer la résistance 13 de sorte 25 que le nombre des pièces devient extrêmement petit et que l'en peut loger tout le démarreur dans le même boîtier qu'un démarreur à tube à lueurs. Si comme c'est normalement le cas on utilise dans le démarreur un condensateur antiparasites relié en paral-50 lèle au tube, il faut inclure une bobine d'arrêt ou une résistance 9 pour protéger le .thyristor. Dans le cas présent, il est intéressant, selon l'invention, de choisir une résistance de valeur telle qu'elle puisse conduite le courant normal de démarrage mais qu'elle soit surchargée si pour une raison quel-35 conque (élément interrupteur défectueux) un eourant de démarrage est maintenu non intentionnellement, lia résistance joue alors en même temps le rôle d'un disjoncteur. SI comme on l'a représenté sur la figure I un condensateur en série 6 est inclus dans le circuit, le 69 39942 -5- 2041024 démarreur selon l'invention représenté par la figure 3 fournit une solution permettant d'allumer le tube selon le même principe. Selon la figure 3, après la bobine d*arrêt ou 5 la résistance 9 est prévu un pont de diodes 18, 19, 20 et 21 après lequel se répète le cireuit à thyristor avec allumeur de la figure 2. Dans le cas présent, du fait que l'on utilise le pont de diodes, au lieu que la commande s'effectue pendait la moitié seulement de la période du courant alternatif, la XO commande s'effectue dans chaque demi—période avec le même effet de déplacementj une fois mis en cireuit, le démarreur donne cette fois dans les deux demi-périodes d'abord un allumage précoce qui se produit de plus en plus tard, de sorte que finalement lors de l'allumage, au moment où la tension de crête est at-15 teinte ou juste après ee moment, le tube peut être allumé» lies effets d'oscillation qui se produisent pendant le processus de démarrage dans le circuit oapacitif par suite de l'autoinduetion de la bobine d'arrêt donnent sur le thyristor 10 des tensions de crête beaucoup plus élevées que 20 dans le cas du circuit représenté par la figure 2, et le thyristor 10 et spécialement le condensateur 14 doivent être conçus en conséquence. Ici encore, en tout cas, l'efft de coupure désiré se produit. Le démarreur de la figure 3 est plus coûteux 25 à cause du pont à diodes mais il convient aussi universellement au démarrage de tubes sans condensateur en série* Etant donné que dans ce dernier cas aucune composante notable de courant continu n'est engendrée à travers la bobine d'arrêt, les condensateurs 12 et 14 doivent être de capacité telle qu'un cou-30 rant de démarrage soit établi pendant un laps de temps plus long avant que la tension optimale d'allumage ne soit appliquée. La figure 4 montre un élément interrupteur à triode à courant alternatif qui équivaut à celui de la figure 3. Ici,le thyristor est remplacé par le double thyristor 10 55 tel qu'un "triac" et la diode interruptrice à courant alternatif II telle qu'un "diac" assure l'allumage. Le condensateur 14 et la résistance de fuite 16 sont maintenant disposés pour former un pont redresseur de 69 39942 -6- 2041024 façon qu'il» puissent accumuler graduellement une charge de tension continue. le condensateur 12 se charge maintenant alternativement de sorte que le condensateur 14 doit être plus grand que sur les figures 2 ou 3. La résistance de fuite 15 5 peut être supprimée0 Toutefois, les exigences impesées quant à la tension maximale de barrage du double thyristor et aussi quant à sa faible sensibilité dv sont grandes de sorte qu'avec l'état cFE actuel de la technique, lee dispositions de circuit des figures ® 2 et 3 seront généralement préférées. 69 39942 -7- 2041024 EïTÏÏBICiTIOlîS 1°) - Appareil servant à allumer électroniquement des tubes à'déeharge à gaz tels que des lampes luminescentes, caractérisé en ce quril comprend un élément interrupteur à semi-conducteur muni d'une borne séparée de signal de 5 commande reliée, par l'inteimédiaire d'une diode interruptrice à semi-conducteur, à la jonction entre deux condensateurs inclus dans un circuit monté en parallèle à l'élément interrupteur, et que les condensateurs peuvent être chargés exclusivement par l'intermédiaire d'une diode de manière à assurer 10 qu'au bout d'un temps prédéterminé la tension engendrée dans ladite jonction ait diminué dans une mesure telle que la diode interruptrice ne soit plus capable d'allumer le tube. 2°) - Appareil selon la revendication I, caractérisé par le'fait que l'un des condensateurs est shunté 15 par une résistance de fuite et que l'autre condensateur est aussi shunté par une résistance de fuite, le rapport entre la première et la seconde résistance étant égal à (Ys - Vd)/Vd, si l'on appelle Ys la tension maximale de crête qui peut apparaître sur l'élénent interrupteur et Yd la tension à laquelle 20 la diode à courant alternatif devient conductrice. 3°) - Appareil servant à allumer électroniquement des tubes à décïiarge à gaz tels que des lampes luminescentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un cireuit en pont inclus entre le tube à décharge et un appareil selon l'un» 25 des revendications I et 2 et que ce circuit en pont est constitué par des diodes et sert à déclencher l'élément interrupteur à chaque demi—période de la tension de réseau appliquée. 4°) - Appareil servant à allumer électroniquement des tubes à décharge à gaz tels que des lampes luminescent es, 30 caractérisé par le fait qu'il comprend un élément interrupteur à courant alternatif à semi-conducteur muni d'une borne séparée de signal de commande qui est branchée, par l'intermédiaire d'une diode interruptriee à eourant alternatif à semi-conducteur entre deux condensateurs inclus dans un cir-35 cuit relié en parallèle à l'élément interrupteur, et que ce circuit constitue un circuit en pont fermé de diodes, une pai 69 39942 -8- 2041024 re de bornes de ce circuit en pont étant relié en série à un premier condensateur et l'autre paire de bornes étant reliée à un deuxième condensateur. 5e) - Tube à décharge à gaz caractérisé par 5 le fait qu'il comporte une bobine en série, ou bien une bobine en série et un condensateur en série, eu bien une bobine en série et un condensateur en parallèle,et qu'il est associé à un appareil selon l'une des revendications 3 et 4, 6°) - Appareil selon l'une des revendications 10- précédentes, caractérisé par le fait qu'un condensateur antiparasites est branché sur les bornes d'entrée de l'appareil et qu'une résistance de sécurité est inclue.dans un circuit de décharge du condensateur et sert à limiter le courant qui passe par l'élément interrupteur.