Brevet FR2171932A1 — publié le 19730928

La présente invention concerne un convertisseur statique à un seul transistor pour alimenter au moins un tube fluorescent à partir d'une source de courant continu, par l'intermédiaire d'un transformateur de sortie comprenant deux enroulements primaires, connectés respectivement à la base et au collecteur du transistor, et un enroulement secondaire unique connecté au tube fluorescent, tous ces enroulements étant bobinés sur un mame barreau de ferrite. On sait que par souci d'économie, il est intéressant de pouvoir bobiner sur une même ferrite tous les enroulements du transformateur. Ce bobinage est généralement réalisé de la manière suivante - en partant de la ferrite, on trouve d'abord les spires de l'enroulement base, puis celles de l'enroulement collecteur, et enfin celles de l'enroulement secondaire. Or, on a constaté qu'avec une telle disposition, on avait une mauvaise induction des spires du secondaire qui sont placées en fin de bobinage. Pour améliorer cette induction, on est donc amené à utiliser une ferrite relativement importante, ce qui pose évidemment des problèmes d'encombrement et de prix de revient. La présente invention a pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un convertisseur statique du type susmentionné qui se caractérise essentiellement en ce que l'enroulement secondaire du transformateur est bobiné sur le barreau de ferrite entre deux couches de spires constituées respectivement par les deux moitiés de l'enroulement collecteur du primaire. Grâce à cette disposition, l'induction des spires du secondaire est meilleure et le rendement du transformateur s > en trouve nettement amélioré. Un tel mode de bobinage permet en fait, à puissance égale et pour une même section de ferrite, de réduire la longueur de cette ferrite de moitié environ, ce qui est un avantage important au point de vue encombrement et prix de revient de la ferrite. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente le schéma d'un convertisseur statique conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue simplifiée en perspective du transformateur de sortie équipant ce convertisseur ; et, - la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2. Le convertisseur représenté sur la figure 1 est alimenté par une source d'énergie continue + Vo et se compose essentiellement d'un transistor Q du type NPN, monté en oscillateur, et d'un transformateur de sortie TR. Ce transformateur comprend deux enroulements primaires A et B, et un enroulement secondaire unique S, dont le point milieu M est à la masse et dont les extrémités sont respectivement connectées aux deux bornes d'un tube fluorescent F. On notera qu'en fait, l'enroulement primaire A est séparé en deux moitiés A1 et A2, pour une raison qui apparaîtra plus clairement par la suite. L'enroulement primaire A, dit enroulement collecteur, est connecté entre la source d'alimentation + Vo et le collecteur du transistor Q dont ltémetteur est à la masse. Quant à l'enroulement primaire B, dit enroulement base, il est connecté entre la base du transistor Q et la masse par l'intermédiaire d'un condensateur C, monté en parallèle sur un circuit série comprenant une diode anti-retour D et une résistance R1. Le circuit primaire du convertisseur est complété par une résistance R2, connectée entre la source d'alimentation + Vo et l'extrémité de l'enroulement B qui est reliée à la masse par le condensateur C. On va maintenant décrire le fonctionnement de ce convertisseur, fonctionnement qui est d'ailleurs bien connu puisqu'il s'agit d'un circuit de conception classique. Lorsque la tension d'alimentation + Vo est appliquée au circuit, les f.e.m. dans les enroulements primaires A et B ont les polarités indiquées sur la figure. La conduction du transistor Q est assurée par l'injection de courant dans sa base à travers la résistance R1, et son courant -collecteur augmente donc progressivement, ce qui renforce les f.e.m. dans les enroulements. Quand Q arrive à la saturation, il n'y a plus de variation de courant-et on retrouve sur la base un potentiel fortement négatif qui bloque instantanément le transistor. Le condensateur C, qui s'est chargé pendant la phase de conduction du transistor, se décharge alors dans R1 et maintient donc le blocage de Q. En fin de décharge, Q conduit à nouveau et le cycle recommence. I1 convient par ailleurs de remarquer que les variations de courant dans le primaire du transformateur TR se font toujours dans le même sens puisqu'il n'y a qu'un seul transistor oscillateur Q. Cependant, comme le point milieu M de l'enroulement secondaire S est à la masse, ses deux extrémités ont des polarités qui sont alternativement positives et négatives. Les deux cathodes du tube fluorescent F sont donc alternativement émissives, d'où une durée de vie accrue pour le tube. Conformément à la présente invention, le transformateur de sortie TR est bobiné d'une manière particulière qui sera décrite maintenant en- se référant aux figures 2 et 3. I1 convient tout d'sabord de noter que tous les enroulements de ce trans formateur sont bobinés sur un même barreau de ferrite FR, à section circulaire, par l'intermédiaire d'un mandrin en carton MR muni de deux flasques latéraux FL. Ainsi qu'on peut le voir très clairement sur la vue en coupe de la figure 3, le transformateur TR comprend quatre couches isolées et superposées de spires. La première couche de spires qui est bobinée sur le mandrin MR est constituée par l'enroulement base B du primaire, la deuxième couche par la première moitié A1 de l'enroulement collecteur, la troisième couche par l'enroulement secondaire S et la quatrième couche par la seconde moitié A2 de l'enroulement collecteur. On voit par conséquent que l'enroulement secondaire S se trouve placé entre les deux moitiés AI et AI de l'enroulement collecteur du primaire. Grâce à cette disposition, l'induction des spires du secondaire est meilleure, et le rendement du transformateur ainsi conçu est donc amélioré. Ce rendement amélioré du transformateur de sortie permet en pratique de diminuer la longueur du barreau de ferrite FR, et donc de réduire le coût de cette ferrite. A titre d'exemple, et pour une même puissance, le bobinage selon l'invention du transformateur permet de diminuer la longueur de la ferrite de moitié environ, ce qui n'est pas négligeable. On notera par ailleurs que la diminution de longueur de la ferrite se traduit également par une réduction de l'encombrement total du transformateur, ce qui peut être un avantage important dans certaines applications particulières. REVENDICATION Convertisseur statique à un seul transistor pour alimenter au moins un tube fluorescent à partir d'une source de courant continu, par l'intermédiaire d'un transformateur de sortie comprenant deux enroulements primaires, connectés respectivement à la base et au collecteur du transistor, et un enroulement secondaire unique connecté au tube fluorescent, tous ces enroulements étant bobinés sur un même barreau de ferrite, ledit convertisseur statique étant caractérisé en ce que l'enroulement secondaire du transformateur est bobiné sur le barreau de ferrite entre deux couches de spires constituées respectivement par les deux moitiés de l'enroulement collecteur du primaire.