Brevet FR2064242A1 — publié le 19710716

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à un dispositif d'éclairage et, plus particulièrement, à un tube à décharge dans un gaz et à un dispositif piézo-électrique assurant l'amorçage et le fonctionnement de ce tube. 5 Des dispositifs à décharge à arc ou à atmosphère gazeuse, à commande piézo-électrique sont déjà connus dans la technique et seront décrits ci-après de façon plus détaillée. Pour bien faire comprendre l'invention, il est nécessaire de préciser que, pour permettre l'amorçage et le fonctionnement d'un tube à décharge dans un 10 gaz au moyen d'un dispositif piézo-électrique avec un haut rendement, l'impédance de ce dispositif doit être comparable au rapport entre la tension et l'intensité du courant appliqué au tube. Par exemple, pour le tube généralement désigné par la référence F9ÔT12, V/l est normalement d'environ 400 ohms. En conséquence, pour un 15 fonctionnement à 60 Hz, un condensateur d'au moins 6 à 7^uF est nécessaire. Ceci exige tin disque ou une plaque en matière céramique, sensible aux phénomènes piézo-électriques, d'environ 0,25 mm d'é- » 2 paisseur présentant une surface de l'ordre de 16 dm avec une constante diélectrique relative de 1000. Par ailleurs, l'épaisseur de 20 l'élément piézo-électrique doit être au moins de 1,5 m pour que la tension d'amorçage du tube à décharge puisse être engendrée sans que cela exige une contrainte trop importante dans l'élément piézoélectrique. Si le dispositif piézo-électrique a 1,5 mm d'épaisseur, f r \ \ 2 la surface nécessaire s'élève au total à 97 dm environ. 25 Dans la technique antérieure, le brevet des Etats—Unis d'Amé rique N° 3-271.622 décrit un dispositif piézo-électrique destiné à Inapplication considérée ici. Ce dispositif5 dans tous les modes de réalisation décrits, est composé d'une série d'éléments individuels en matière céramique qui sont liés entre eux et sont excités de fa-30 çon qu'ils subissent une vibration suivant le mode de flexion. Il est évident que ee dispositif est basé sur l'hypothèse que la tension désirée peut être obtenue par un décalage de la fréquence propre. Dans ce brevet, on ne semble pas tenir compte du fait qu'une variation doit se produire dans l'impédance réfléchie pour assurer 35 l'effet d'amorçage et de ballast. Ce dispositif antérieur fonctionne à 60 Hz et, par conséquent, nécessite une surface de matière céramique extrêmement grande. Etant donné que le dispositif est destiné à fournir la tension d'amorçage, des conditions impératives sont imposées en ce qui concerne l'épaisseur de l'élément piézo-40 électrique, ce qui, en fait, oblige à augmenter indûment la Ion- 70 36601 2. 2064242 gueur de cet élément. Sur la base de la description du brevet précité, on peut admettre que des plaques en matière céramique d'envi— 2 ron 1,5 mm d'épaisseur et d'une superficie totale d'au moins 32 dm sont nécessaires pour assurer le fonctionnement. La superficie 5 pourrait être réduite dans une certaine mesure si l'on consentait à sacrifier le rendement. Dans ces conditions, il serait peut-être possible d'arriver à une configuration d'une superficie totale de 2 l'ordre d'un minimum de 19 dm . La dimension longitudinale résultante rend pratiquement impossible l'utilisation de tels disposi-10 tifs pour le but visé. Suivant une autre solution de la technique antérieure, on a représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3*363«139 un dispositif composé d'un élément excitateur et d'un élément de sortie séparé. Lorsque ces deux éléments sont interconnectés, un amor-15 tissement considérable se produit soit dans le dispositif de serrage mécanique, soit dans le dispositif de liaison. Le dispositif est alimenté à partir du secteur de 117 volts, ce qui indique qu'on vise un fonctionnement à 60 Hz. Les lacunes inhérentes au dispositif de la technique antérieure décrit ci-dessus sont également in-20 hérentes à celui qui vient d'être mentionné, du fait que les dimensions des éléments en matière céramique sont soumises exactement aux mêmes impératifs. Le dispositif ne fonctionne pas à la résonance et l'on n'utilise pas non plus un mode de flexion. Pour que les éléments soient résonnants aux 60 Hz classiques, il serait néces-25 saire d'utiliser des barreaux piézo-électriques d'environ 30 m de longueur. La présente invention est basée sur l'hypothèse théorique vérifiée pratiquement, selon laquelle l'élément piézo-électrique doit être excité à la fréquence de résonance déterminée par une dimen-30 sion principale ou à proximité immédiate de cette fréquence. Pour réduire les pertes mécaniques internes dans le transformateur piézo-électrique et améliorer ainsi le rendement du dispositif, l'invention utilise un élément piézo-électrique monolithique, c'est-à-dire qu'une unique pièce en matière céramique constitue l'ensem-35 ble du transformateur piézo-électrique qui assure efficacement l'amorçage et constitue le ballast du tube à décharge. Une caractéristique fondamentale du transformateur piézo-électrique ainsi perfectionné réside en ce qu'un élément muni d'électrodes d'entrée et de sortie sensiblement égales (géométriquement analogues) fournit ko un rapport trop élevé entre la tension de sortis et la tension d' 70 36601 3. 2064242 entrée en l'absence de consommation de courant à partir des électrodes secondaires, ce qui est le cas avant l'amorçage d'un tube à décharge dans un gaz. Une autre caractéristique essentielle de l'invention réside en 5 ce que la tension secondaire décroit d'une manière spectaculaire line fois qu'un courant commence à passer dans le circuit secondaire. Ceci assure la caractéristique nécessaire pour la fonction de ballast ou de régulation du tube à décharge. Lorsque de l'énergie à une fréquence voisine de la résonance est appliquée à l'électrode 10 primaire du transformateur piézo-électrique, une très haute tension est engendrée à 1' électrode secondaire. Cette tension est capable d'assurer le jaillissement d'un arc dans un tube fluorescent ou autre tube à décharge dans un gaz. Dès que ce courant commence à passer, la tension secondaire tombe. Des variations de la tension pri-15 maire, une fois que le tube fonctionne, n'ont essentiellement pour effet que de faire varier le courant.secondaire et n'entraînent que très peu de variation de la tension secondaire. D'après la brève description théorique de l'invention donnée ci-dessus, on comprendra aisément que celle-ci est basée sur une 20 très importante variation du rapport de transformation de tension du transformateur piézo-électrique en réponse à une variation de l'impédance de charge secondaire. Dans les réalisationsde la technique antérieure, ou bien on n'utilisait pas la résonance dans l'élément piézo-électrique, auquel cas la propriété particulière du 25 transformateur piézo-électrique mentionnée ci-dessus ne pouvait être utilisée, ou bien on n'avait pas remarqué ou en tous cas on n'Avait pas utilisé cette caractéristique du transformateur piézoélectrique . Compte tenu de ce qui précède, l'invention vise essentielle-30 ment à créer un tube à décharge, à excitation piézo-électrique, dans lequel le dispositif d'excitation piézo-électrique fonctionne avec un haut rendement et présente une configuration géométrique notablement réduite. Un autre but de l'invention est de créer un dispositif à dé-35 charge à excitation piézo-électrique, dans lequel un élément piézoélectrique monolithique fonctionne à une résonance mécanique prédéterminée particulière ou au voisinage immédiat de cette résonance. Sous l'un des aspects de l'invention, il est prévu un dispositif d'éclairage à décharge en atmosphère gazeuse comportant une en-kO veloppe contenant un gaz ionisable et une pai:re d'électrodes à 70 36601 4. 2064242 l'intérieur de cette enveloppe pour établir un parcours électrique à travers le gaz. Un dispositif piézo-électrique est capable de fournir une tension d'amorçage relativement élevée et d'assurer une limitation du courant d'alimentation du tube une fois que l'arc a 5 jailli. Le dispositif comprend un élément piézo-électrique monolithique capable de fonctionner à une fréquence correspondant à un mode d'extension prédéterminé de résonance mécanique; l'élément est orienté ou polarisé de façon qu'il soit sensible à la résonance et comporte au moins trois électrodes séparées, deux ou plus de ces 10 électrodes étant connectées à une source de courant électrique d'entrée et au moins deux de ces mêmes trois électrodes ou plus étant par ailleurs connectées à la paire d'électrodes précitée prévue dans l'enveloppe. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours 15 de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples : - la Fig„ 1 est une vue en perspective d'un transformateur piézo-électrique suivant l'invention, et la Fig. 1a est une vue en f coupe longitudinale de ce transformateur; 20 - les Fig„ 1b et 1t; sont des vues analogues à la Fig. 1a et qui représentent deux modes de montage différents du transformateur piézo-électrique; - les Fig. 2 à 10 sont des vues de configurations géométriques différentes du transformateur piézo-électrique, la Fig. 2a étant 25 une vue en coupe axiale de la Fig. 2 et la Fig. 7a, une vue en coupe axiale de la Fig. 7» - la Figo 11 est un schéma électrique représentant un dispositif permettant de faire fonctionner simultanément plusieurs tubes à décharge ; 30 - la Fig. 12 est un schéma électrique représentant un disposi tif permettant de faire fonctionner un unique tube à décharge dans un gaz; - les Fig. 13 et 14 sont des graphiques montrant les possibilités de rendement et de performances obtenues suivant l'invention; 35 - les Fig. 15 et 16 montrent des variantes du dispositif re présenté sur la Fig. 1, ces variantes comportant plusieurs paires d'électrodes. On va maintenant décrire ces dessins de façon détaillée et tout d'abord les Fig. 1 et la sur lesquelles est représenté un élé- 40 nient piézo-électrique particulier 10 suivant l'invention se présem- 70 36601 5. 2064242 tant sous la forme d'une plaque s'étendant long!tudinalement. Cet élément a, par exemple, une longueur de 10 cm, une largeur de k cm et une épaisseur de 0,25 cm» L'élément piézo-électrique ou transformateur 10 est, de préfé-5 rence, en un matériau tel que du zirconate—titamate dë plomb comportant comme additif, ou en remplacement d'une partie du plomb, un métal alcalino-terreux tel que du baryum, du strontium ou du calcium. Le matériau sensible aux phénomènes piézo-électriques est, de préférence, dopé avec un accepteur et comprend, en plus du métal 10 alcalino-terreux additionnel décrit ci-dessus, des additifs tels que du fer, du nickel, du cobalt, ou encore du scandium. On a établi que des compositions à base de titanate-zirconate de plomb dans lesquelles une petite fraction d'un élément constituant est remplacée par un additif de valence inférieure, cet addi-15 tif étant un accepteur, les pertes diélectriques et mécaniques' de haute amplitude sont réduites de façon spectaculaire. Des exemples sont Fe^+ ou Sc"*+ pour (Zr, Ti)^+ ou K1+ pour Pb^+. La composition de base peut comprendre une certaine quantité de zirconium, de titane, de fer et d'oxygène avec une composition molaire de base sui-20 vant laquelle le plomb, d'une part, et le strontium et/ou le calcium et/ou le baryum, d'autre part, sont présents avec des pourcentages respectifs d'environ 9k et 61, le zirconium et le titane avec des proportions respectives d'environ 53 et kj, la relation entre le zirconium plus le titane étant d'environ 97,0 s la proportion 25 de fer étant de 2,^ et celle de l'oxygène de 298,8. Bien que le matériau décrit ci-dessus soit préféré, l'invention n^est pas limitée à son utilisation. Ce matériau préféré est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3-068.177» L'élément piézo-électrique en forme de barre ou de plaque 10 30 est muni d'électrodes comprenant une paire d'électrodes d'entrée et une paire d'électrodes de sortie, l'application de ces électrodes s'effectuant de manière classique. Pour réduire le nombre d'électrodes nécessaires, chaque paire d'électrodes comprend une électro- \ de d'entrée 12 et une électrode de sortie 14 ainsi qu'une troisième 35 électrode qui sert d'élément "commun" aux électrodes 12 et 14. En d'autres termes, dans le contexte de la présente description, les électrodes 12 et 16 sont considérées comme formant une paire et il en est de même en ce qui concerne les électrodes 14 et 16. Dans le mode de réalisation préféré, les électrodes d'entrée et de sortie kO 12 et 14 sont placées, comme représenté sur le dessin, sur l'une 70 36601 6. 2064242 des surfaces principales de la plaque 10, un espacement 18 étant prévu entre elles. Les électrodes 12, l4 s'étendent, en conséquence, dans le même plein et l'électrode commune 16 placée sur la surface inférieure de la plaque 10 est continue et s'étend parallèlement 5 aux électrodes 12 et 14 dont elle a les dimensions. L'élément piézo-électrique monolithique 10 est, de préférence, monté élastiquement au point nodal ou aux points nodaux pour éviter l'application de contraintes à l'élément et l'apparition de pertes élastiques. La Fig. 1b représente un montage nodal de l'élément au 10 moyen d'un support élastique 11, par exemple en caoutchouc vulcanisé pour assurer une résonance mécanique de l'élément à une demi-longueur d'onde acoustique, suivant sa dimension longitudinale. On va maintenant examiner la Fig. 1ç^ qui représente une variante de montage de l'élément 10, dans laquelle deux supports de montage é-15 lastiques 11 sont utilisés, chacun de ces supports étant espacé d'» un quart de la longueur axiale de l'élément 10, à partir de l'extrémité de celui-ci, ce qui établit entre les supports 11 une distance égale à. une demi-longueur axiale de la barre 10 pour un fonctionnement au second harmonique de telle manière qu'on mesure une 20 longueur d'onde acoustique entière sur toute la longueur de la barre piézo-électrique 10. L'élément piézo-électrique 10 est monolithique et est polarisé dans toute son étendue dans une direction perpendiculaire à ses surfaces principales. Dans un montage dans lequel un unique tube à décharge doit 25 fonctionner (Fig. 12), l'électrode d'entrée 12 et l'électrode commune 16 sont connectées à un circuit oscillateur 22, aux bornes 17 et 19, par l'intermédiaire de fils 21 et 23, de telle manière que l'élément piézo-électrique détermine la fréquence du circuit oscillateur, qui est généralement voisine de la résonance de l'élément 30 piézo-électrique. L'électrode de sortie 14 et l'électrode commune 16 sont connectées, par l'intermédiaire des fils 25 et 27, à un tu» be à décharge 20 qui comporte une enveloppe contenant un gaz ioni-sable et une paire d'électrodes 28 et 30 à l'intérieur de cette enveloppe pour établir un parcours électrique à travers le gaz. Une 35 source d'alimentation à 117 volts, 60 Hz, est connectée au circuit oscillateur 22, par l'intermédiaire de bornes 24 et 26. Selon une variante, les bornes Zh et 26 peuvent également être connectées à une batterie ou à une autre source d'alimentation quelconque en courant alternatif ou en courant continu. ko A titre d'illustration et pour faciliter la description du 70 36601 7. 2064242 rendement du dispositif décrit ci-dessus, on supposera que la tension d'entrée est de 170 volts, cette tension étant celle qui est nécessaire pour un tube fluorescent de 2,40 m de longueur à amorçage instantané, F9&T12, utilisant le transformateur piézo-électrique 5 décrit à propos des Fig. 1 à 1ç_; c'est-à-dire un transformateur dont les dimensions sont : longueur 10 cm, largeur 4 cm et épaisseur 0,25 cm. La Fig. 13 est un graphique du rendement et de la tension secondaire en fonction de la résistance de charge La Fig. 14 10 représente la tension de charge en fonction du courant de charge XT Le point de fonctionnement d'un tube fluorescent F96T12 est L/ • également indiqué. Si l'on examine plus particulièrement la Fig. 14, on voit qu'elle représente un diagramme de performances mettant en évidence les conditions qui régnent au moment de l'application ini-15 tiale de la tension primaire, point auquel 1^ = 0, et au moment où une forte tension d'amorçage fait jaillir l'arc. Le temps de montée de la tension est commandé par le facteur de qualité Q mécanique effectif du transformateur, la montée jusqu'à la tension maximale exigeant environ Q cycles à la fréquence de résonance. Etant donné 20 que le facteur Q mécanique de la composition préférée est compris dans la gamme de 500 à 1000, le temps de montée est de l'ordre de 40 millisecondes pour un fonctionnement à 17 KHz. Généralement, la tension monte jusqu'à environ 500 volts, moment où la décharge dis-ruptive se produit, et celle-ci n'exige qu'une fraction du temps de 25 montée total, à savoir quelques millisecondes. A mesure que le courant de charge croît, la tension secondaire diminue. Le point stable effectif dépend des caractéristiques du tube, de la tension primaire et des caractéristiques de l'élément piézo-électrique. Les caractéristiques de performances représentées sur les Fig. 30 13 et 14 sont basées sur un élément piézo-électrique du type représenté sur la Fig. 1 et décrit à propos de celle-ci. Sur la Fig. 13, la résistance de charge est portée en abscisses en ohms. Les ordonnées indiquent, sur le côté gauche du graphique, la tension de charge V^, la tension d'entrée étant maintenue constante à 170 35 volts. Les ordonnées du côté droit représentent le rendement de puissance en pourcentage. Pour le tube fluorescent F96TI2 et l'élément piézo-électrique décrit ci-dessus, le point stable est à 1^ = 0,43 ampère, = 174 volts (75 watts). Une puissance d'environ 8,3 watts est dissipée en raison des pertes mécaniques internes 40 dans le transformateur et une puissance d'environ 0,4 watt est éga 70 36601 8. 2064242 lement dissipée en raison des pertes diélectriques internes. On voit donc que le rendement global est de l'ordre de 90 $• L'effet de ballast se produit de la manière suivante s Toute tendance du courant IT du tube à devenir plus intense se traduit 5 par un abaissement de la tension du tube qui s'oppose à cette tendance à l'accroissement de 1^, c'est-à-dire exerce un effet de ballast. En outre, toute élévation (ou abaissement.) de la tension primaire tend tout d'abord à augmenter (ou à réduire) le courant XL du tube avec une très faible variation de la tension du tube/ 10 Une petite variation de la tension primaire provoque donc une faible variation du courant du tube et, par conséquent, de l'intensité lumineuse, et cet effet peut être utilisé pour assurer un réglage de lumière, mais l'effet de régulation inhérent est de maintenir VL relativement constante. Bien que la description ci-dessus suffise à définir clairement >5 l'invention en ce qui concerne la structure, le fonctionnement et les caractéristiques de sortie, il va de soi que d'autres configurations et réglages de fonctionnement peuvent être utilisés. Des variantes sont représentées sur les Fig. 2 à 11, 15 et 16 et sont 20 décrites ci-après. Ces variantes peuvent comprendre des éléments à rapport d'élévation de tension VT/^ plus élevé. Ce rapport est fonction de la charge, de sorte que des configurations à rapport (V,/V. ) extrêmement élevé en circuit ouvert, c'est-à-dire avec v L m * XT = O, sont inutilisables dans la plupart des tubes à décharge. En S-i 25 général, l'impédance de charge, sur le mode actif, est sensiblement égale à la réactance capacitive de la section de sortie à la fréquence d'excitation. Le dispositif piézo-électrique peut être utilisé efficacement pour constituer, indépendamment de son aetion d'amorçage et de son effet de ballast, un moyen de régulation de la. 30 puissance d'entrée (et, par conséquent, de 1'éclairement de sortie) d'un tube fluorescent. Etant donné que, même avec une tension primaire réduite, on dispose d'une réserve suffisante pour 1samorçages il ©st possible d'utiliser un ajustement de la tension primaire pour assurer un réglage de lumière. 35 On va maintenant examiner, plus particulièrement, les diverses variantes et tout d'abord les Fig. 2 et 2a qui représentent un dispositif piézo-électrique dont le fonctionnement est basé sur le principe déjà décrit ci-dessus et qui, en conséquence, ne sera pas à nouveau exposé ci-après. Plus précisément, on prévoit un disque 40 29 de matière céramique piézo-électrique portant sur sa surface 70 36601 9- 2064242 principale supérieure une électrode d'entrée circulaire-32 disposée à la périphérie et une électrode de sortie concentrique 34 disposée de manière à être espacée de l'électrode d'entrée 32. Une électrode commune 36 est fixée à la surface principale opposée qui, sur le 5 dessin, est la face inférieure du disque. Bien entendu, les positions des électrodes d'entrée et de sortie 32, 34 peuvent être interverties suivant les niveaux d'impédance et de tension désirés et les désignations utilisées ici ne sont données qu'à titre de simple illustration. Le disque 29 est polarisé dans une direction axiale 10 et, par conséquent, perpendiculairement au plan des électrodes 32, 34 et 36. On peut faire fonctionner ce dispositif à la résonance radiale ou plane fondamentale ou au premier harmonique supérieur. Dans ce dernier cas, il est désirable que la distance entre le centre du disque et le milieu de l'espace séparant les électrodes 32, 15 34 soit sensiblement égale à 0,4 fois le rayon du disque pour empêcher des effets de suppression. La Fig. 3 représente un élément piézo-électrique 38 qui est muni d'électrodes et polarisé de la manière déjà décrite à propos de la Fig. 1. L'électrode d'entrée, l'électrode de sortie et l'é-20 lectrode commune sont, respectivement, désignées par 40, 42 et 44. La différence avec la Fig. 1 réside essentiellement en ce que l'élément 38 a une configuration carrée et peut fonctionner suivant le mode spatial de plaque carrée fondamental tandis que, comme indiqué ci-dessus, le dispositif de la Fig. 1 résonne suivant le mode 25 longitudinal fondamental ou suivant le second harmonique supérieur. La Fig. 4 représente un élément piézo-électrique ou transducteur 46, qui est polarisé et muni d'électrodes sensiblement de la même manière que l'élément 29 représenté sur la Fig. 2 et décrit à propos de celle-ci, l'électrode d'entrée étant désignée dans cette 30 variante par 48, l'électrode de sortie par 50 et l'électrode commune par 52. On comprendra aisément que les connexions d'entrée et de sortie peuvent être interchangées. En outre, l'élément 46 peut également fonctionner au premier harmonique supérieur. La Fig. 5 représente un élément piézo-électrique 54 qui est 35 polarisé perpendiculairement aux surfaces principales et résonne suivant le mode spatial de plaque carrée fondamental. Les électrodes d'entrée, de sortie et commune sont, respectivement, désignées par 56, 58 et 60. Pour des impédances symétriques, les deux branches de l'électrode 56 ont des largeurs sensiblement égales au 40 quart du côté, de même que la branche centrale de l'électrode 58. 70 36601 10. 2064242 Les branches extérieures de l'électrode 58 ont sensiblement chacune une longueur égale au huitième du côté. De nombreuses autres dispositions peuvent également être utilisées. La Fig. 6 représente un élément piézo-électrique formé longi-5 tudinalement 62 dont l'une des moitiés est munie d'électrodes en direction axiale sur ses surfaces supérieure et inférieure, telles que l'électrode 64, la région intermédiaire 63 étant polarisée dans une direction perpendiculaire au plan de l'électrode d'entrée 64 et de l'électrode commune 66. Le côté ou bord longitudinal éloigné de 10 la région 63 est muni d'une électrode, à savoir d'une électrode de sortie 68, la région 70 définie par la surface qui s'étend entre la région 63 et l'électrode 68, étant polarisée dans une direction perpendiculaire au plan principal de l'électrode 68. Ce dispositif fonctionne suivant le mode fondamental latéral ou suivant le second 15 harmonique supérieur, c'est-à-dire avec un mouvement des particules parallèle à la largeur ou dimension intermédiaire du dispositif. Si 68 et 64 sont, respectivement, les électrodes de sortie et d'entrée, on obtient une élévation beaucoup plus considérable de la tension primaire pour des tubes à décharge à haute impédance qu'avec les 20 autres dispositifs précédemment décrits. Les Fig. 7 et 7a montrent un élément piézo-électrique 72 en forme de disque comportant une électrode d'entrée circulaire centrale 74 et une électrode commune 76 formées sur l'élément 72 de part et d'autre de celui-ci, l'électrode de sortie 78 étant formée 25 sur le bord ou côté circonférentiel du disque 72. La région 80 définie par le volume compris entre les électrodes 74 et 76 est polarisée dans la direction perpendiculaire à ces électrodes, tandis que la région 82, définie par le volume situé radialement entre la région 80 et l'électrode circonférentielle 78, est polarisée dans 30 une direction radiale. Ce dispositif peut fonctionner suivant le mode radial fondamental ou au second harmonique supérieur. Les é-lectrodes 74 et 76 doivent avoir un diamètre sensiblement égal à 0,4 fois le diamètre de l'élément 72 dans le cas d'un fonctionnement au second harmonique supérieur. 35 L'élément piézo-électrique 84 représenté sur la Fig. 8 offre une configuration annulaire et des électrodes espacées sont formées sur la surface circulaire extérieure de l'élément, ces électrodes comprenant une électrode d'entrée 86 et une électrode de sortie 88. L'électrode formée sur la surface intérieure de l'élément annulaire 40 84 et qui porte la référence 90 sert d'électrode commune. L'élec 70 36601 2064242 trode commune 90 s'étend axialement jusqu'aux extrémités axiales mêmes des électrodes 86 et 88. L'élément annulaire 84 est polarisé dans une direction radiale perpendiculaire aux électrodes 86, 88 de manière à fonctionner soit à la résonance fondamentale, c'est-à-5 dire avec une longueur axiale d'une demi-longueur d'onde acoustique, soit au second harmonique supérieur, c'est-à-dire avec une longueur axiale d'une longueur d'onde acoustique entière. La Fig. 9 représente également un élément piézo-électrique de forme annulaire, mais dans lequel l'électrode de sortie 94 est dis-10 posée sur la face d'extrémité axiale de l'élément annulaire tandis que les électrodes d'entrée et commune 96, 98 sont disposées sur les surfaces intérieure et extérieure de l'élément. Les électrodes 96 et 98 s'étendent sensiblement sur la moitié de la longueur axiale de l'élément 92. Celui-ci est capable de fonctionner suivant le 15 mode axial dans lequel la fréquence de résonance est déterminée par la dimension axiale. La région définie par le volume compris entre les électrodes 96 et 98 est polarisée dans une direction radiale, tandis que le reste de l'élément 92 (sur le dessin, la moitié supérieure de l'élément annulaire) a une polarisation orientée parallè-20 lement à l'axe central de l'élément 92 et, par conséquent, perpendiculaire au plan de l'électrode de sortie 94. L'élément est capable de fonctionner, soit sur le mode axial fondamental où la demi-longueur acoustique est égale à la dimension axiale, soit sur le second harmonique supérieur, c'est-à-dire avec une longueur d'onde 25 acoustique égale à la dimension axiale. Sur la Fig. 10 est également représenté tin élément piézo-électrique 100 de configuration annulaire, dans lequel l'électrode commune 102 est formée sur la périphérie interne de l'élément. L'électrode formée sur la surface circonférentielle externe de l'élément 30 est subdivisée en deux parties 104, 106 sensiblement égales qui sont espacées l'une de l'autre et dont l'une sert d'électrode d'entrée, tandis que l'autre constitue l'électrode de sortie. L'élément 100 est polarisé dans une direction radiale. XI fonctionne suivant le mode eirconférentiel. XI peut fonctionner suivant le mode fonda-35 mental, c'est-à-dire avec une demi-circonférence égale à une demi-longueur d'onde acoustique, soit suivant le second harmonique supérieur auquel cas, la demi—circonférence est égale à une longueur d'onde acoustique entière. Si l'on examine maintenant la Fig. 11, on ï-emarque que, d'une 40 manière générale, deux dispositifs électriques peuvent être utili- 70 36601 12. 2064242 sé s conjoint estent à des éléments de transformateur piéxo-éleetrique résonnants pour faire fonctionner des tubes à décharge. Un dispositif de ce genre a été décrit à propos de la Fig. 12 sur laquelle un unique élément piézo-électrique fait fonctionner un unique tube à 5 décharge et commande un circuit auto—oscillant. Il est également possible de réaliser et de faire fonctionner un dispositif multiple dans lequel plusieurs dispositifs à décharge sont commandés par une série d'éléments de transformateur piézo-électrique. Plus précisément, sur la Fig. 11, on a représenté une ligne d'entrée qui 10 fournit 117 volts à 60 Hz à des bornes 108 et 110 d'un changeur de fréquence 112. Celui-ci peut être un ensemble moteur-génératrice ou un changeur de fréquence du type électrique utilisant des thy— ristors. Le changeur de fréquence 112 est muni de bornes de sortie 114 et 116 qui sont connectées aux bornes d'entrée 118 et aux élec— 15 trodes 12 d'une série de transformateurs piézo-électriques 10a, 10b ; et 10c^. Les électrodes communes 16 des transformateurs piézoélectriques sont connectées au moyen de bornes 120, 122 et 124 et de conducteurs de connexion 126, 128 et 130, respectivement, à la borne de sortie 116. L'électrode de sortie 14 de chaque élément est 20 connectée, par l'intermédiElire de conducteurs 134, 136, 138 à des électrodes de tubes à décharge individuels 20a, 20b 20_c, le montage étant complété par un conducteur 140, 142, 144 qui part de chaque tube à décharge 20a, 20b ou 20c;, pour aboutir à la borne de sortie 116. 25 Les conducteurs d'entrée du changeur de fréquence 112 partent d'un secteur standard qui fournit 117 volts à 60 Hz. XI est également possible d'utiliser 230 volts à 60 Hz dans tm dispositif exigeant une tension plus élevée. Le changeur de fréquence 112 doit s'accomoder de la tension d'entrée plus élevée. La tension de sor-30 tie du changeur de fréquence, du transformateur piézo-électrique et du tube à décharge doit, dans ce cas, être adaptée et, en conséquence, une tension de sortie spécifique du changeur de fréquence doit être exigée. Ces conditions ne sont pas extrêmement critiquas9 néanmoins, le fonctionnement du tube doit être maintenu dans une 35 gamme spécifiée par le fabricant. La fréquence de la tension de sortie du changeur de fréquence doit correspondre à la fréquence de résonance du transformateur piézo-électrique, c'est-à-dire que tous les transformateurs piézo-électriques doivent être assez étroitement adaptés à la même fréquence de résonance et que cette fréquem— 40 ce doit correspondre étroitement à la fréquence de sortie du chart- 70 36601 13. 2064242 geur de fréquence. Pour donner un exemple typè, les valeurs peuvent être de l'ordre de 150 volts à la sortie du changeur de fréquence pour les gros tubes fluorescents et de l'ordre de 100 volts pour les tubes fluorescents plus petits. Une fréquence type peut être de 5 de 20 à 30 kHz. Avec les transformateurs piézo-électriques décrits ci-dessus, sauf en ce qui concerne la configuration de la Fig. 10, un mouvement élastique ne se produit principalement qu'à partir des bords étroits et non à partir des surfaces principales. Néanmoins, pour 10 éliminer entièrement toute vibration audible, il est désirable que la fréquence de résonance des transformateurs soit comprise dans une gamme supérieure à 15 kHz. Etant donné qu'aucune application commerciale des transformateurs piézo-électriques n'est connue actuellement pour des fréquences supérieures à 200 ou 300 kHz, on 15 peut préciser que la gamme préférée des transformateurs suivant l'invention doit résonner à une fréquence comprise entre 15 et 300 kHz. Bien que l'invention ait été décrite en précisant l'utilisation d'éléments piézo-électriques pour l'amorçage et le fonctionne-20 ment avec effet de ballast de dispositifs à décharge dans un gaz dans lesquels chacun de ces éléments piézo-électriques est muni de deux paires d'électrodes (au sens où le terme "paire" est utilisé ici), il est également possible de mettre en oeuvre l'invention avec Tin élément piézo-électrique monolithique comportant une série 25 d'électrodes secondaires qui sont montées électriquement en série de manière à fournir une tension secondaire élevée. Ce type de variante est particulièrement avantageux dans les applications où un haut niveau d'impédance de sortie est désiré. On va maintenant examiner plus particulièrement la Fig. 15, 30 sur laquelle est représenté un élément ou transformateur piézoélectrique 146 comportant deux électrodes d'entrée 148 et 150, la polarisation de la région comprise entre ces électrodes étant orientée perpendiculairement au plan principal de celles-ci. Deux électrodes 152, 15^ formant une seconde paire sont disposées en re-35 gard l'une de l'autre, et deux autres électrodes 156, 158 formant une troisième paire sont disposées à l'extrémité opposée à celle qui comprend les électrodes 148, 150. La région de l'élément piézoélectrique comprise entre les électrodes 152 et 15^ est également polarisée perpendiculairement au plan de la surface principale de 40 ces électrodes. L'électrode 15^ sert d'électrode commune et l'élec 70 36601 14. 2064242 trode 152 est connectée à l'électrode 158, tandis que la sortie de l'élément 146 est recueillie sur l'électrode 156. La section d'entrée de l'élément piézo-électrique qui est définie par la région entourée par les électrodes 148 et 150 peut 5 avoir sensiblement la moitié de la longueur de l'élément piézoélectrique. L'autre moitié de celui-ci constitue la section de sortie qui comprend deux paires d'électrodes, comme décrit ci-dessus, à savoir les électrodes 152,. 154 et 156, 158. Les paires d'électro—• des de la section de sortie sont connectées de telle façon que les 10 tensions engendrées dans cette section s'additionnent en phase. Les électrodes 150 et,154 qui sont mises à la masse peuvent, en fait, être directement interconnectées sur la surface de l'élément. Un t reins formateur piézo-électrique de ce type peut, en outre, être subdivisé en un plus grand nombre de sections de sortie montées en 15 série d'une manière analogue. Généralement, l'espacement entre les paires d'électrodes telles que 152, 154 et 156, 158 doit être légèrement supérieur à l'épaisseur de l'élément. Un dispositif transformateur de o& type peut fonctionner soit à la fréquence fondamentale, c'est-à-dire avec une longueur égale à une demi-longueur d'-20 onde acoustique, soit au second harmonique supérieur auquel cas la longueur est égale à une longueur d'onde acoustique entière. La Fig. 16 représente une variante de disposition. Dans ce mode de réalisation, on a représenté un élément piézo-électrique 159 comportant une paire d'électrodes d'entrée 1Ô0, 162 qui défi-25 nissent une région polarisée perpendiculairement au plan principal des électrodes et les paires d'électrodes de sortie 164, 166 et 168, 170 sont montées en série. La polarisation de la région définie par le volume compris entre les électrodes 164, 166 est orientée à l'opposé de celle de la région définie par le volume compris 30 entre les électrodes 168 et 170« Dans ce mode de réalisation, les électrodes 164 et 168 peuvent être directement interconnectées sur la surface de l'élément et les électrodes 162 et 166 peuvent être interconnectées d'une manière analogue. Le transformateur piézoélectrique peut fonctionner, soit à la résonance fondamentale pour 35 laquelle la longueur est égale à une demi-longueur d'onde acoustique, soit au second harmonique supérieur, auquel cas la longueur est égale à une longueur d'onde acoustique entière. Les spécialistes de cette technique comprendront aisément que les sections d'entrée et de sortie représentées sur les Fig. 15 et 40 16 peuvent être interverties. Dans la disposition, représentée, 70 36601 ,5' 2064242 c'est-à-dire avec les électrodes de sortie 156 et 170, la tension de sortie est plus élevée que la tension d'entrée avec une charge électrique quasi optimale. Si l'on désirait le contraire, c'est-à-dire obtenir un courant de sortie plus intense que le courant d'en-5 trée, les connexions d'entrée et de sortie représentées pourraient être interverties. Les configurations de transformateurs des Fig. 1 à 7» 10, 15 et 16 ont une fréquence de résonance déterminée par les dimensions principales de l'élément piézo-électrique. La dimension intermé-10 diaire détermine les fréquences de résonance dans les configurations de transformateurs des Fig. 6, 8 et 9» / 70 36601 16. 2064242 - REVENDICATIONS. - 1 - Dispositif d'éclairage à tube à décharge à atmosphère gazeuse, du type comprenant une enveloppe contenant un gaz ionisable, une paire d'électrodes dans cette enveloppe pour établir un par- 5 cours électrique à travers ce gaz et des moyens piézo—électriques capables de fournir une tension d'amorçage relativement élevée et de limiter le courant de fonctionnement du tube, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens piézo—électriques comprennent un élément piézo-électrique monolithique capable de fonc— 10 tionner à une fréquence correspondant à un mode d'extension prédéterminé de résonance mécanique, ledit élément étant orienté ou polarisé de manière à être sensible à ladite résonance et comportant au moins trois électrodes séparées, deux de ces électrodes au moins éteint connectées à une source d'entrée de courant électrique et 15 deux de ces électrodes au moins étant connectées aux deux électrodes contenues dans l'enveloppe. 2 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de résonance de l'élément piézoélectrique est déterminée par une dimension dudit élément autre 20 que son épaisseur. 3 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le champ de polarisation dudit élément est orienté perpendiculairement à ses surfaces principales. k — Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, carac— 25 térisé en ce que deux des trois électrodes séparées sont disposées dans un même plan et sont espacées l'une de l'autre, et en ce que la troisième électrode est disposée parallèlement aux deux électrodes s'étendant dans le même plan. 5 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, carac— 30 térisé en ce que deux des trois électrodes séparées sont disposées en parallélisme géométrique alors que la troisième électrode est disposée perpendiculairement aux deux premières, la région comprise entre les électrodes géométriquement parallèles et la troisième électrode établissant une direction de polarisation perpendiculaire 35 au plan principal de la troisième électrode. 6 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est complété par des moyens de montage élastiques permettant de disposer l'élément précité sur un support. 7 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 6, carac-40 térisé en ce que lesdits moyens de montage reposent sur ledit 70 36601 17. '2064242 élément au point nodal ou aux points nodaux. 8 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la contrainte principale de l'élément piézo-électrique s'exerce perpendiculairement à l'une de ses surfaces secon— 5 daires. 9 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément est composé de zirconate-titanate de plomb et d'un métal alcalino-terreux choisi dans le groupe comprenant le baryum, le strontium et le calcium. 10 10 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 9, carac térisé en ce que les éléments piézo-électriques sont composés de matériaux à base de titanate-zirconate de plomb dopés au moyen d'un accepteur. 11 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 10, carac-15 térisé en ce que l'agent d'addition accepteur de dopage est choisi dans le groupe comprenant les oxydes de fer, de nickel, de cobalt et de scandium et des composés décomposables thermiquement et capables de fournir ces oxydes. 12 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, carac— 20 térisé en ce que la source d'entrée de courant comprend un changeur de fréquence et en ce qu'une série d'éléments et de tubes sont tous électriquement connectés à ce changeur de fréquence. 13 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'entrée de courant comprend un circuit 25 oscillateur électriquement connecté à l'élément précité, celui-ci étant capable de déterminer la fréquence dudit circuit oscillateur. / 14 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de résonance de l'élément piézoélectrique est déterminée par la dimension principale de celui-ci. 30 15 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, carac térisé en ce que la fréquence de résonance de l'élément piézoélectrique est déterminée par la dimension intermédiaire de celui-ci. 16 - Dispositif d'éclairage suivant la revendication 1, carac-35 térisé en ce que l'élément précité comprend des sections d'entrée et de sortie, l'une au moins de ces sections comportant plusieurs paires d'électrodes montées en série.