Brevet FR2222822A1 — publié le 19741018

La présente invention se rapporte aux dispositifs électriques de déclenchement et de réglage et, plus précisément aux dispositifs d'allumage d'une lampe luminescente à électrodes de chauffage. Les dispositifs d'allumage électroniques connus rassurent pas le chauffage automatique des électrodes de chauffage de la lampe jusqu'à la température nécessaire et l'enclenchement automatique de la lampe luminescente lorsqu'elle est prête à être allumée. On connaît, par exemple, un dispositif d'allumage de lampe luminescente à électrodes de chauffage, dans lequel une résistance ballast est branchée en série avec la lampe, un dispositif amorceur étant réalisé sous la forme d'un commutateur électronique, par exemple un thyristor, qui est branché en parallèle avec la lampe, dans le circuit de commande duquel est inséré un élément électronique photo-sensible (une photorésistance) qui capte le rayonnement lumineux de la lampe allumée, tandis qu'en parallèle avec le commutateur électronique est branché un diviseur de tension. On connais également des dispositifs de même destination, dans lesquels l'élément électronique photosensible est disposé à proximité de l'unedes électrodes de chauffage de la lampe, et où dans le circuit de commande du commutateur électronique (ou thyristor), en série avec sa jonction émettrice p-n, est branchée une extrémité d'une résistance, alors que l'autre extrémité de cette résistance est raccordée au point milieu d'un diviseur de tension. Les dispositifs mentionnés ci-dessus n'assurent pas un allumage stable de la lampe dès la première tentative, ne permettent pas de maintenir à un niveau constant l'intensité du courant de chauffage de la lampe pendant la période de passage de celle-ci au régime d'allumage ni de réaliser l'envoi brusque à la lampe d'une impulsion d'amorçage avec une amplitude dépassant la valeur d'amplitude de la tension de secteur, au moment de la coupure du circuit de chauffage. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients indiqués ci-dessus. L'invention est basée sur le problème de la création d'un dispositif pour l'allumage d'une lampe à luminescence à électrodes de chauffage, plus économique que ceux des solutions connues, assurant la mise en marche automatique-et le déclenchement de la lampe luminescente au moment où celle-ci est prête et excluant le shuntage de la lampe allumée, celui-ci entraînant le clignotement de la lampe. Le dispositif suivant l'invention pour l'allumage d'une lampe luminescente à électrodes de chauffage, du type comportant une résistance ballast branchée en série avec la lampe, un dispo statif d'amorçage sous la forme d'un commutateur électronique branché en parallèle avec la lampe, un élément électronique pho tosensible disposé à proximité de l'une des électrodes de chauf fage de la lampe et captant son rayonnement lumineux, un diviseur de tension branché en parallèle avec le commutateur électronique, et une résistance raccordée par une extrémité au circuit de commande du commutateur électronique et par sa seconde extrémité au point milieu du diviseur de tension, est caractérisé en ce que l'un des bras du diviseur de tension comprend un commutateur élec tronique supplémentaire, ledit élément électronique photosensible étant inséré dans le circuit de l'électrode de commande de ce commutateur. Il est avantageux que le dispositif comporte un pont redresseur à deux alternances et que dans l'une de ses diagonales sont branchées les électrodes de chauffage de la lampe et que dans l'autre diagonale est branché le dispositif d'amorçage. Comme commutateur électronique supplémentaire, il est avantageux d'utiliser un thyristor ou un thyristor symétrique commandé ou triac. Il est également avantageux de brancher un condensateur en parallèle à la lampe. Un tel mode de réalisation du dispositif permet de mainte nir le courant de chauffage de la lampe à un niveau constant pendant la période du passage de celle-ci au régime d'allumage, de réaliser, au moment de la coupure du courant de chauffage, l'envoi brusque à la lampe d'une impulsion d'amorçage, dont l'amplitude dépasse la valeur d'amplitude de la tension de secteur. Ceci permet de réaliser un allumage stable de la lampe dès la première tentative, et l'allumage est réalisé automatiquement au moment même où les cathodes de la lampe sont réchauffées jusqu'à la température de thermo-émission et où elles ont modifié la résistance de l'élément électronique photosensible à l'aide d'une impulsion lumineuse captée près des électrodes de chauffage de la lampe. D'autres oaracteristiques et avan-2gfs de l'invention ressortiront de la cleseriptlon qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif èt en regard du dessIn annexé, sur lequel: la Fig. 1 représente le schéma électrique de princIpe d'un dispositif selon líinven*ionss dans lequel, ccrr.me co::rrtateurs électroniques d'amorçage et supplémentaire, on utilise des thyristors avec une commande par la base n ; la Fig. 2 représente une autre variante de ce meme dlspo- sitif, dans lequel, comme commutateurs électroniques d'amorçage et supplémentaire, on utilise des thyristors avec une commande par la base p ; la Fig. 3 représente une variante de dispositif selon l'invention, dans laquelle on utilise comme commutateurs électroniques d'amorçage et supplémentaire des thyristors symétriques commandés (ou triacs). Le dispositif représenté à la Fig. 1 comprend une lampe à luminescence munie d'électrodes de chauffage 2, qui sont raccordées par une extrémité, à travers la résistance ballast 3, aux bornes "a" et "b" du secteur, et par l'autre extrémité à une diagonale d'un pont redresseur 4 à deux alternances, monté selon le schéma de Graetz. A l'autre diagonale de ce pont -redres- seur 4 est raccordé un dispositif amorceur, qui se présente sous la forme d'un commutateur électronique, en particulier un thyristor 5 dont l'anode 6 et la cathode 7 sont raccordés aux points de sortie de cette diagonale.L'électrode de commande 8 du thyristor 5 est raccordée à une extrémité d'une résistance 9 dont l'autre extrémité est reliée au point milieu d'un diviseur de tension dont l'un des bras est constitué par un commutateur électronique supplémentaire, c'est-à-dire un thyristor 10, et dont l'autre bras comprend une résistance 11. L'anode 12 du thyristor 10 est reliée à l'anode 6 du thyristor 5, tandis que la cathode 13 de ce thyristor 10 est reliée aux résistances 9 et 11. Un élément photosentible en particulier une photorésistance 16 est relié à l'électrode de commande 14 du thyristor 10 à travers une résistance 15. Cet élément photosensible 16 est disposé à proximité de l'une des électrodes de chauffage 2 de la lampe 1. En parallèle avec cette lampe l est branché un condensateur 17. Dans un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, on utilise comme commutateurs électroniques d'amorçage et supplémentaire des thyristors 18,19 (Fig.2a), qui sont commandés par la base p, contrairement au mode de réalisation de la Fig.l, où on utilise les thyristors 5 et 10 commandés par la base n. Dans ce cas, on insère la résistance 11 dans l'un des bras du diviseur de tension à la place du thyristor 10 et un thyristor 19 dans l'autre bras à la place de la résistance 11, c'est-à-dire que dans les bras du diviseur de tension la résistance et le thyristor échangent leurs places. Comme commutateurs électroniques d'amorçage et supplémentaire, il est possible d'utiliser des thyristors symétriques commandés ou triacs 20 et 21, comme représenté sur la Fig. 3. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à un pont redresseur à deux alternances, car les triacs 20 et 21 sont directement branchés à la lampe luminescente 1. Ci-après , on examinera le Conctionnement du dispositif dans le cas de la commande des thyristors 5 et 10 par la base n (Fig.l), car le fonctionnement du dispositif utilisant les thyristors 18 et 19 avec une commande par la base p (Fig.2), ainsi que le fonctionnement du dispositif en cas d'utilisation des triacs 20 et 21 (Fig.3) ne présente pas de différences de principe. Lors de l'application de la tension de secteur aux bornes a et "b", la lampe à luminescence 1 ne peut pas s'allumer immédiatement, car ses électrodes de chauffage 2 ne sont pas encore réchauffées jusqu'à la température de thermo-émission et n' ont pas encore provoqué l'ionisation du gaz de remplissage de la lampe 1. C'est pourquoi la résistance de lampe 1 est sensiblement supérieure à celle de la résistance ballast 3 et en pratique toute la tension de secteur , redressée par le pont redresseur à deux alternances 4, est appliquée par sa polarité positive à l'anode 6 du thyristor 5 et, par sa polarité négative, à sa cathode 7.Lors que la valeur d'amplitude de la tension entre les électrodes 6 et 7 du thyristor 5 atteint la valeur de la tension de déclenchement de ce thyristor, celui-ci se déclenche et alors sa résistance diminue brusquement. Par la borne "a" du circuit, la résistance ballast 3, l'électrode de chauffage 2, le pont redresseur 4, le thyristor 5, le pont redresseur 4, l'electrode de chauffage 2,et par la borne "b" au cours de l'autre alternance, le courant de chauffage des électrodes 2 circule.Ce chauffage des électrodes 2 a lieu durant chaque alternance de la tension redressée, c'est-àdire 100 fois par seconde, tant que les électrodes de chauffage ne se sont pas échauffées jusqu'à la température de termo-émis- sion, et tant que dans la lampe 1 n'apparaissent pas les conditions propices à son allumage. Le moment de l'apparition de ces conditions est celui de l'apparition de la luminescence de la lampe 1 au voisinage de ses électrodes de chauffage 2. Etant donné que la photorésistance 16 est située au voisinage de l'une de ces électrodes de chauffage 2 de la lampe 1, la luminescence qui apparaît dans cette partie de la lampe 1 commence à agir sur la photorésistance 16, ce qui entraîne la diminution de sa résistance. A mesure que la résistance de la photorésistance 16 décroît, un courant de commande croissant commence à arriver dans le circuit de l'électrode de commande 13 du thyristor auxiliaire 10 à travers la photo-résistance 16 et la résistance 15. Lorsque l'intensité de ce courant atteint une certaine valeur critique, le thyristor 10 se déclenche brusquement au cours d'un intervalle de temps très réduit (0,1-0,2ws). Alors le rapport entre les résistances dans les bras du diviseur de tension change brusquement, et la résistance 11 se trouve pratiquement en court-circuit sur l'anode 6 du thyristor 5. Ceci provoque à son tour la diminution du courant de commande du thyristor 5 qui arrive à l'électrode de commande 8 à travers la résistance 9, ce qui bloque le thyristor 5 et coupe le circuit de chauffage des électrodes 2 de la lampe 1. Simultanément à la coupure du circuit de chauffage des électrodes 2, la fermeture du thyristor 5 provoque des oscillations en résonance dans un circuit qui se compose du ballast 3 et du condensateur 17, à cause de I'énergie accumulée dans ce circuit (circuit à excitation par choc). Grâce à l'affaiblissement rapide de ces oscillations, envoyée une impulsion initiale d'amor çage est appliquée à la lampe 1 et, cette impulsion dépassant l'amplificateur de la tension de secteur. L'envoi à la lampe d'une impulsion d'amorçage avec application consécutive automatique de la tension de secteur, allumera la lampe 1 dans la grande majorité des cas. Cependant, si pour une raison quelconque la lampe 1 se n'allume pas, le processus se ré pete automatiquement de la manière suivante a) les électrodes de chauffage 2 se refroidissent, ce qui provoque la disparition de la luminescence au voisinage de la zone cathodique de la lampe 1; b) la résistance de la photorésistance 16 non éclairée augmente, ce qui entraine le blocage du thyristor 10 et la remise du dispositif à l'état initial. Ensuite il y aura de nouveau le déclenchement du thyristor 5, échauffement des électrodes 2, l'apparition de la luminescence de la lampe, le déclenchement du thyristor 10, le blocage du thyristor 5, les osctlations en résonance , etc. Lorsque la lampe 1 est allumée, son flux lumineux agit en permanence sur la photorésistance 16, et de ce fait le thyristor 10 reste déclenché en permanence, et le thyristor 5 reste bloqué en permanence. Il convient de remarquer, que la présence d'un thyristor supplémentaire 10 branché sous la forme de l'un des bras du diviseur de tension ne permet pas au thyristor 5 d'accroître progressivement sa tension de commutation à mesure de l'accroissement de l'éclairement de la photorésistance 16. De ce fait, le thyristor 5 se redéclenche toujours pour le même angle électrique, ce qui assure la stabilité de l'intensité du courant de chauffage des électrodes 2 jusqu'au moment de la coupure du circuit de chauffage (blocage du thyristor 5). Pour la même raison, au moment du blocage du thyristor 5, des oscillations d'amplitude initiale maximale apparaissent dans le circuit de résonance ),17, c'est-à-dire que l'impulsion d'amor çage est assurée. Le dispositif peut être réalisé sous forme d'un bloc(semiconducteur ) unique avec des thyristors sans enrobage et des diodes, en utilisant la technique des circuits imprimés avec enrobage conséqutif de tout le montage par une composition diélectrique étanche à l'eau à base de résines époxy. Dans ce cas, l'utilisation du dispositif suivant l'invention permet d'obtenir un avantage économique important. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour allumage dtune lampe luminescente électrodes de chauffage; du type comportant une résistance ballast, branchée en série avec la lampe, un dispositif amorceur sous la forme d'un commutateur électronique, branché en parallèle avec la lampe, un élément électronique photosensible, disposé à proximité de l'une des électrodes de chauffage de la lampe et captant son rayonnement lumineux, un diviseur de tension, branché en parallèle au commutateur électronique et une résistance raccordée par une extrémité au circuit de commande du commutateur électronique et par sa seconde extrémité au point milieu du diviseur de tension, caractérisé en ce que l'un des bras du diviseur de tension comprend un commutateur électronique supplémentaire (10) ledit élément photosensible électronique (16) etant inséré dans le circuit de l'électrode de commande (14)de ce commutateur-. 2 - Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comporte un pont redresseur (4) a deux alternances à l'une des diagonales duquel sont branchées les électrodes de chauffage(2) de la lampe à luminescence (1), tandis que son autre diagonale est reliée au dispositif amorceur (5 ou 18). 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le commutateur électronique supplé- mentaire est un thyristor (10 ou 19). 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur électronique supplémentaire est un triac (21). 5 - Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un condensateur (17) est branché en parallèle à la lampe à luminescence (1).