Brevet FR2244304A1 — publié le 19750411

La présente invention eoncerne un filtre antiparasites destiné à shunter un commutateur à semiconducteur (par exemple un transistor, un thyristor, etc...) alimenté en courant redressé pulsé à partir d'une cellule de redressement, le circuit de commande dudit commutateur étant agencé de façon à obtenir un effet global de conductibilité variable. Le filtre selon l'invention est plus particulièrement, mais non exclusivement, destiné à équiper les dispositifs connus sous le nom de starters électroniques à découpage" servant à amorcer le fonctionnement de tubes à décharge dans des gaz au vapeurs métalliques, ou dans un mélange de ces corps. Le fonctionnement de tels tubes à décharge provoque l'émission d'un rayonnement électromagnétique, principalement lors de chaque réamorçage, à une fréquence de répétition double de celle du secteur d'alimentation; ceci est du à des phénomènes complexes d'ionisation et se traduit, en l'absence de précautions appropriées, par I'émission directe (ou indirecte par les fils du secteur) d'ondes modulées à une fréquence double de celle du secteur et dont le spectre est. particulièrement intense dans la gamme des ondes longues Il importe donc de réduire les signaux perturbateurs à un niveau tel qutils ne constituent pas une gêne pour l'utilisation de récepteurs radiophoniques; on y parvient en shuntant le tube par un dispositif dont l'impédance est négligeable vis-à-vis de la fréquence des signaux perturbateurs. Pour les tubes à décharge amorcés par un starter classique à lueur, un simple condensateur antiparasites est d'une efficacité suffisante; Il n'en n'est pas de meme pour les tubes à décharge dont l'a- morçage est assuré par des starters à découpage dont le fonetionnement est basé sur l'interruption, à une fréquence de récurrence de plusieurs dizaines de kilohertz, du courant circulant dans l'inductance ballast disposée en série avec le tube. Un dispositif de ce genre est déerit dans la demande de brevet français déposée le 9 Mai 1972 au nom de "R.T.C. LA RADIOTECH NIQUE-COMPELECtt sous le nO 72 165 21, ainsi que dans la demande de certificat d'addiction à la demande précitée déposée le 6 Décembre 1972 sous le nO 72 433 94. L'adjonction pure et simple d'un condensateur antiparasites aux bornes du tube perturbe de façon prohibitive le fonctionnement d'un tel dispositif; en effet, l'impédance du condensateur, relativement faible à la fréquence du découpage, réduit très sensiblement l'amplitude des pointes de tension provoquées par ledit découpage. Dans lecas où l'on dispose le condensateur entre les conducteurs d'alimentation en courant continu du starter, l'effet d'amortissement est comparable et de plus, le condensateur se décharge dans l'élément actif de découpage à chaque interruption de courant, ce qui risque d'entraîner la destruction dudit élément actif. Un des buts de l'invention est de réaliser un filtre assurant un effet antiparasites efficace sans amortir pour autant le processus de découpage assurant un amorçage franc du tube à décharge. Selon l'invention, le filtre antiparasites destiné à suinter un commutateur à semiconducteur, (par exemple un transistor, un thyristor, etc...) alimenté en courant redressé pulsé à partir d'une cellule de redressement, le circuit de commande dudit commutateur étant agencé de façon à obtenir un effet global de conductibilité variable, est notamment remarquable en ce qu'lest constitué par la combinaison d'une diode prise dans le sens passant montée en série avec un condensateur shunté par une résistance de valeur relativement élevée. En raison de sa structure particulière, le filtre selon l'invention se comporte comme s'il était momentanément déconnecté du starter presqu'au début de chaque période de découpage, pour remplir normalement son role antiparasites dès que l'amorçage du tube est effectif. La description qui va suivre fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente le schéma de principe du filtre selon l'invention, coopérant avec un starter électronique muni d'un transistor de découpage. La figure 2 représente un oscillogramme de la tension aux bornes du filtre selon l'invention au moment de l'amorçage du tube. La figure 3 représente, avec la même échelle de temps'que la figure 2, la tension aux bornes du condensateur faisant partie du filtre selon l'invention. Sur la figure 1, deux bornes 1 et 2 du secteur alternatif sont reliées respectivement à une extrémité des filaments de prébhauf- fage 3 et 4 d'un tube à décharge 5, la première à travers une inductance ballast 6, et la seconde directement. Les autres extrémités des filaments 3 et 4 sont reliées respectivement aux points communs anode-cathode de deux groupes de diodes 7-8 et 9-10 montées en pont de redressement. Les cathodes réunies des diodes 9 et 7, et les anodes réunies des diodes 8 et 10 sont respectivemant reliées à un conducteur positif Il et négatif 12 d'alimentation du starter éleetronique. Un transistor découpeur 13, de type NPN, est disposé entre les conducteurs 11 et 12, le collecteur côté positif et l'émetteur côté négatif, tandis que la base est réunie au conducteur négatif 12 par une résistance de fuite 14. Un reseau à oonstante de temps, constitué par une résistance 15 en série avec un condensateur 16, est disposé entre les conducteurs ll et 12, le point commun aux deux éléments du réseau étant relié par un "diac" 17 à la base du transistor 13, et le condensateur 16 étant shunté par une résistance à coefficient de température négatif (CTN) 18. Le filtre antiparasites 19 proprement dit est représenté à l'intérieur d'un cadre en traits interrompus; il comporte une diode 20 dont l'anode est reliée au conducteur positif lI et la cathode à ltune des armatures d'un condensateur 21 dont l'autre armature est réunie au conducteur négatif 12, ledit condensateur 21 étant par ailleurs shunté par une résistance 22. Le starter à découpage de la figure 1 provoque des interruptions rapides du courant circulant dans les filaments 3 et 4 du tube 5 et dans l'inductance 6, de façon à produire des pointes de tension importantes pour amorcer le tube; à cet effet, le transistor 13 est rendu alternativement conducteur et bloqué à une fréquence de récurrence d'environ 20 KHz au moyen du circuit relaxateur commandant sa base, constitué par le réseau à faible constante de temps R 15 C 16 coopérant avec le diac 17. Le découpage cesse dès l'amorçage du tube, ou en cas de défaut d'allumage de ce dernier, par l'augmentation de la valeur de la résistance CTN 18 qui interrompt le fonctionnement du circuit relaxateur. Le filtre antiparasites selon l'invention fonctionne de la façon suivante: Dans les toutes premières oscillations de découpage (fig. 2), le condensateur 21 acquiert une charge de plus en plus importante au cours de chaque phase de bIocage du transistor 13; en effet, la valeur de la résistance 22 est choisie suffisamment élevée afin que la perte de charge du condensateur 21 soit quasi négligeable pendant la conduction du transistor 13, la présence de la diode 20 interdisant à ce moment toute possibilité de décharge du condensa teur'ailleurs que dans la résistance.On peut voir sur les-deux premières demi-périodes de l'oscillogramme de la figure 3, la forme dentelée de la tension aux bornes du condensateur 21 au cours de la-croissance du processus de découpage, forme qui est dûe aux amorces de décharge du condensateur 21 lors dé chaque conduction du transistor 13. Lorsque cesse le découpage de la demi-période considérée, le condensateur se décharge presque complètement et 3e processus se renouvelle à là demi-période suivante. Lorsque le tube est amorcé (les deux dernières demi-périodes des figures 2 et 3) la tension aux bornes du filtre diminue de fa çon sensible et la tension aux bornes du condensateur peut alors "suivre" la tension d'arc du tube dont la fréquence suffisamment basse permet audit condensateur de se décharger complètement à chaque demi-période; tout se passe alors comme si le condensateur 21 était directement brancS- entre les conducteurs Il et 12, et celui-ci joue alors son rôle d'antiparasites vis-d-vis des perturbations instantanées produites par la décharge dans le tube 5. Dans ltexemple précite d'application du filtre selon l'invention à un starter à découpage, la condition nécessaire et suffisante d'une bonne efficacité est que la valeur de la constante de temps C 21 - R 22 soib grande par rapport à la durée de la période de découpage et petite par rapport à la durée de la demi-période du secteur d'alimentation. De façon non représentée; l'invention peut également s'appliquer à d'autres dispositifs fonctionnant à partir de courant redressé pulsé, tels que gradateur de lumière, variateur électronique de vitesse pour moteurs, etc... Dans ce cas le composant actif du dispositif, généralement un thyristor, êst protégé vis-à-vis des decharges périodiques du condensateur antiparasites qui risqueraient de le détruire par surcharge thermique. - REVENDICAUIONS 1.- Filtre antiparasites destiné à shunter un commutateur à semiconducteur (par exemple un transistor, un thyristor, etc...) alimenté en courant redressé pulsé à partir d'une cellule de redressement, le circuit de commande dudit commutateur étant agencé de façon à obtenir un effet global de conductibilité variable, caractérisé en ce qu'il est constitué par la combinaison d'une diode, prise dans le sens passant, montée en série avec un condensateur shunté par une résistance de valeur relativement élevée. 2.- Filtre antiparasites selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de la constante de temps du réseau constitué par le condensateur shunté par la résistance est légèrement inférieure à la durée d'une période du courant redressé pulsé.