Brevet FR2015148A1 — publié le 19700424

la présente invention concerne les starters pour tubes à déoharge et a plus particulièrement pour objet un starter capable d'assurer l'allumage instantané d'un tube à décharge fluorescent, et dans lequel une diod» thyristor bloquant en sens inverse 5 est montée en parallèle sur le tube à décharge, la tension de rupture de cette diode thyristor étant inférieure à la tension d'alimentation du tube à décharge, mais supérieure à la tension de décharge de ce tube, et la tension d'arrêt ce cette diode thyristor étant d'autre par suffisamment plus élevée que ladite tension de 10 rupture, un enroulement de préchauffage des électrodes du tube, couplé avec un ballast par un circuit magnétique commun, étant prévu sur 1 'une des électrodes du tube à décharge. Les figures 1 et 2 des dessins joints ( dessins dont il sera donné plus loin une description sommaire ) représentant res-15 pectivement deux starters de type classique pour tube à décharge. Dans ces starters un tube à décharge fluorescent 1 est allumé au moyen d'un interrupteur à manoeuvre manuelle 2 ( Figure 1 ) ou par un starter à luminescence 3 ( Figure 2 ). Bans le premier cas, l'allumage du tube est lent, et dans le deuxième, qui comporte 20 l'emploi d'un starter à luminescence, le temps d'allumage est plus court, mais la durée de vie du dispositif est réduite du fait de la présence de ce starter à luminescence, les starters classiques des figures 1 et 2 comportent en outre une inductance de ballast 6 et sont alimentés par une source de courant alternatif 4 sous 25 le contrôle d'un interrupteur 5. Il est prévu de plus un condensateur anti-parasites 7 monté en parallèle sur l'interrupteur 2 ou sur le starter à luminescenoe 3, ce condensateur ayant pour rôle d'éviter les bruits parasites dans le tube à décharge 1. Le- but de la présente invention est de supprimer les in-30 convénients rappelés ci-dessus des starters du type décrit et de conception antérieure. La présente invention a pour objet un ensemble formant un starter nouveau et perfectionné pour tube à décharge, oe starter étant caractérisé en ce qu'il comporte : une source de courant 35 électrique dont l'une des bornes est connectée par l'intermédiaire d'un ballast avec l'une des bornes de l'une des électrodes d'un tube à décharge fluorescent, l'autre borne de cette souroe de courant étant connectée avec l'une des bornes de l'autre électrode du tube à décharge; un enroulement de préohauffage des électrodes, 40 monté avec le ballast dans un circuit magnétique commun et permet 69 26828 2 2015148 tant de saturer ce circuit ; et une diode thyristor, "bloquant en sens inverse, dont la tension de rupture est inférieure à la tension nominale de la source de courant mais supérieure à la tension de décharge du tube, et dont la tension d'arrêt est largement su-5 périeure à ladite tension nominale de la source de courant; l'enroulement de préchauffage des électrodes et la diode thyristor étant montés en série entre les autres bornes des électrodes du' tube fluorescent. le starter de l'invention présente divers avantages en oom-10 paraison des starters de conception antérieure, l'élément actif du starter de l'invention est un élément semi-oonduoteur et non un élément luminescent, ce qui oonfère au dispositif de l'invention une durée de vie utile presque illimitée et permet de réduire considérablement l'encombrement total du dispositif. D'au-15 tre part, le starter de l'invention permet d'obtenir des allumages rapides par la combinaison d'un élément semi-oonduoteur et d'un enroulement de préchauffage des électrodes, et l'action de cet élément semi-conducteur, lequel effectue les commutations éleotriques nécessaires, est bien moins dommageable pour le tube 20 fluorescent que celle d'un starter à luminescence ou d'un interrupteur à manoeuvre manuelle. De plus, le montage en parallèle du condensateur anti-parasites sur la souroe de courant électrique supprime les bruits.parasites dans le tube à décharge, l'ensemble de ces divers avantages augmente notablement la valeur commeroia-25 le des starters construits conformément à l'invention. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront en outre de la description qui va suivre, description faite à titre purement explicatif et.nullement limitatif, et avec référence aux dessins joints dans lesquels : 30 les figures 1 et 2 représentent respectivement et schéma- tiquement les circuits électriques de deux types de starter de conception antérieure „ la figure 3 représente schématiquement le circuit électrique d'un starter pour tube à déoharge fluorescent et conforme à 35 un mode de réalisation de l'invention. la figure 4 est un graphique représentant la courbe caractéristique tension/intensité de la diode thyristor bloquant en sens inverse utilisée dans le starter de la figure 3. En abscisses sont figurées les tensions et en ordonnées, l'intensité. 40 la figure 5 est un graphique qui montre la forme d'onde de 69 26828 3 2015148 la tension appliquée aux bornes a et b de ladite diode thyristor. En abscisses sont figurée les temps et en ordonnées les tensions La figure 6 est un graphique qui montre la forme d'onde de l'intensité qui circule dans cette diode thyristor pendant le pré-5 chauffage des électrodes. En abscisses sont figurés les temps et en ordonnées l'intensité. Et, Les figures 7, 8 et 9 sont des graphiques représentant respectivement les courbes caractéristiques tension/intensité du courant qui circule dans une diode thyristor symétrique, dans une 10 diode et dans une diode thyristor bloquant en sens inverse qui sont utilisées pour la réalisation d'une diode thyristor à blocage inverse ayant les caractéristiques indiquées par le graphique de la figure 4. En abscisses sont figurées les tensions et en ordonnées les intensités. 15 Les figures 3 à 9 des dessins représentent un mode de réa lisation de l'invention. L'ensemble representé sur la figure 3 comprend: une source de courant électrique 8 , un condensateur anti-parasites 9, un interrupteur général 10, un ballast 11, un enroulement de pré-20 chauffage des électrodes 12 monté avec le ballast 11 dans un circuit magnétique commun; un tube à décharge fluorescent 13 dont les deux électrodes 14- et 15 sont respectivement placées sur l'une et l'autre de ses extrémités; et une diode thyristor 16 bloquant en sens inverse. Les caractéristiques de commutation de cette dio-25 de thyristor 16 sont telles que, ainsi qu'on le voit sur le graphique de la figure 4, elle passe de son état d'arrêt à son état conducteur lorsqu'une tension prédéterminée de sens direct ( dé-- signée dans la suite du présent exposé w tension de rupture tbo"> est atteinte. Les caractéristiques de la diode thyristor 16 utili-30 sée dans le starter de la figure 3 sont aussi telles que les deux relations ci-après : VA>VB0> e* dans lesquelles VB0, et représentent respectivement la 35 tension nominale de la source de courant électrique 8, la tension de rupture précitée, la tension de décharge du tube fluorescent 13 et la tension d'arrêt de la diode thyristor,soient satisfaites simultanément, La diode thyristor 16 est branchée sur le tube fluorescent 13. Cette diode thyristor, dont les caractéristiques 40 sont données par le graphique de la figure 4, peut aussi être 69 26828 4 2015148 constituée, par exemple, par le montage en série d'une diode thyristor symétrique satisfaisant,ainsi qu'on le voit par le graphique. de la figure 7, à la première des relations ci-dessus et d'une diode dont la tension d'arrêt VR est, ainsi qu'on le voit 5 par le graphique de la figure 8, suffisamment plus élevée que la tension nominale de la source de courant. En variante, une diode thyristor 16 à "blocage inverse et dont les caractéristiques sont celles données par le graphique de la figure 4, peut être constituée en remplaçant la diode thyristor symétrique dont les carao-10 téristiques sont celles données par le graphique de la figure 7 par une diode thyristor bloquant en sens inverse et de type classique, possédant les même3 caractéristiques consistant en ce que sa tension de rupture en sens direct V^q est égale, comme mon-tré parle graphique de la figure 9» à sa tension d'arrêt Va en 15 sens inverse, et montée' en série et dans le même sens avec une diode ayant les caractéristiques indiquées par le graphique de la figure 8. Dans le circuit électrique du starter de l'invention, le condensateur anti-parasites 9 est monté eh parallèle sur les "bor-20 nés de la source de courant 8 par l'intermédiaire de l'interrupteur général 10, et l'une des bornes de cette source 8 est connectée avec l'une des bornes de l'électrode 14 du tube à décharge 13 par l'intermédiaire du ballast 11, l'autre borne de cette source étant connectée avec l'une des bornes de l'autre électrode 15 25 du tube à déoharge 13 par l'intermédiaire de l'interrupteur général 10. L'autre borne de l'électrode 14 est connectée aras l'une des bornes de la diode thyristor 16 par l'intermédiaire de l'enroulement de préchauffage 12, et l'autre borne de l'électrode 15 est connectée directement avec l'autre borne de cette diode 30 thyristor 16. Au cours du préchauffage des électrodes 14 et 15» le chauffage obtenu serait insuffisant du fait que les demi-périodes de sens inverse sont arrêtées en raison des caractéristiques de la diode thyristor 16 indiquées plus haut, mais cette insuffisance de l'intensité du préchauffage des électrodes est ooa— 35 pensée par le fait que l'enroulement de préchauffage 12 est monté dans le même circuit magnétique que le ballast 11, sature oe circuit et, par suite, diminue l'impédance du circuit électrique du starter et permet ainsi le passage d'un courant de préchauffage des électrodes d'une intensité suffisante. 40 Le circuit électrique du starter de l'invention fonctionne de la BAD ORIGINAL 69 26828 5 2015148 façon, suivante. Lorsqu'on ferme l'interrupteur général 10 de la figure 3, une tension supérieure à la tension de rupture en 1*espèce la tension nominale de la source de courant électrique 8, est appliquée sur les bornes a et b de la diode thyristor 16 à 5 blocage inverse, et cette dernière est ainsi rendue conductrice par rupture pendant une demi-période positive du courant. En raison de l'effet compensateur de l'enroulement de précliauffage 12, qui est couplé au ballast ainsi qu'il a été.indiqué plus haut, et du fait que l'intensité de la demi-période redressée qui passe 10 dans le circuit électrique renferme une composante continue, le circuit magnétique est saturé et l'impédance du ballast 11 est par suite réduite, de sorte qu'un courant de préchauffage d'une intensité suffisante est envoyé sur les électrodes 14 et 15 du tube à décharge 13. Lorsque la tension d'une demi-périôde négati-15 va est appliquée sur ses bornes a et b, la diode thyristor 16 demeure ôu revient à l'état non conducteur, et la tension de la source de courant est appliquée sur le tube à décharge 13» ce qui a pour effet de préparer oelui-ci en vue de son allumage subséquent, la forme d'onde de la tension appliquée sur les bornes a et b de 20 la diode thyristor 16 et celle de l'intensité passant dans cette diode thyristor pendant la période de préchauffage des électrodes sont respectivement représentées sur les graphiques des figures 5 et 6. Le point de coupure de la diode thyristor 16, laquelle est alors à l'état non conducteur, est déterminé par l'in-25 tensité du courant qui y circule. Dans le circuit électrique du starter de l'invention, l'intensité passante est déphasée en arrière par rapport à la tension en raison des inductances du ballast 11 et du bobinage de préchauffage 12, de sorte que,ainsi qu'on le voit sur le graphique de la figure 5, une partie de cha-30 que demi-période négative est transmise. Après que le tube s'est allumé, la tension sur les bornes a et b de la diode thyristor 16 est égale à la tension de décharge du tube 13, et, par suite, cette diode thyristor est en état de coupure. De ce fait, la décharge du tube 13 s'effectue continûment. 35 Si, et selon la disposition adoptée dans les starters de con ception antérieure, le condensateur anti-parasites était monté en parallèle sur un starter constitué selon la présente invention par la diode thyristor 16 bloquant en seiis inverse, et si le dispositif ainsi constitué était soumis à des conditions d'utilisa-4 G tions cj *'.res, tension d'alimentation élevée et faible température BAD ORIGINAL 69 26828 6 2015148 ambiante par exemple, les charges et les décharges du condensateur anti-parasites pourraient provoquer l'apparition d'impulsions électriques d'une tension supérieure à la tension de rupture V^q de la diode thyristor .16 pendant que le tube 13 est en cours d'al-Jlumage, et il pourrait s'ensuivre des remises à l'état conducteur de oe thyristor. En conséquenoe, le condensateur 9, dont la capacité est de 0,06 à 0,2 pj1 environ, est monté entre la borne Centrée du ballast 11 et la borne de sortie de l'électrode 15 du tube à décharge 13, c'est-à-dire entré les points référencés s et fi 0 air la figure 3, et les résultats ainsi obtenus sont les mêmes que ?eux obtenus dans les dispositifs à starter de conception an-térisure. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variant-as conformes à son esprit. BAD ORIGINAL 69 26828 7 2015148 REVENDICATIONS 1 - Starter pour tube à décharge, caractérisé en ce qu'il comporte : une source de courant électrique dont l'une des bornes est connectée par 1'intermédiaire d'un ballast avec l'une des bor- 5 nés 2 - Starter selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un condensateur anti-parasites est monté en parallèle avec ladite 20 source de courant électrique. BAD ORIGINAL'