Brevet FR2285780A1 — publié le 19760416

La présente invention concerne un dispositif destiné à amorcer un tube à décharge muni d'électrodes préchauffables, alimenté di reetement par un secteur alternatif à travers une impédance série appelée ballast, ledit dispositif destiné à réunir électriquement de façon temporaire les électrodes du tube à amorcer, comportant deux bornes de raccordement avec lesdites électrodes, reliées à deux conducteurs d'alimentation en courant alternatif d'un circuit électronique mettant en oeuvre un élément à conductibilité bilatérale et à effet de déclenchement connu sous le nom de triac", et un réseau à faible constante de temps comportant une résistance et un condensateur montés en série dont le point commun est relié à la gachette du triac précité par un élément à conductibilité bilatérale et à effet de seuil de tension connu sous le nom de diac". Parmi les starters connu équipés de triacs, on peut citer celui dont le schéma est donna à la figure 4 du brevet français nO 2 030 059 et qui est basé sur la mise en oeuvre d'un diviseur dé tension capacitif relié à la gâchette du triac par un diac ; ce type de starter fournit à chaque alternance du secteur une pointe de tension unique dont la valeur, avec un ballast usuel, ne dépasse guère deux fois la valeur de la tension efficace du secteur, ce qui ne permet pas un amorçage franc et rapide du tube dans des conditions extremes de température ambiante et de tension du secteur. En outre, si un tel starter est compatible en principe avec l'est ploi soit dtun ballast "inductif", c'est-à-dire constitué par une bobine de self-induction, soit capacitif, c' est-à-dire constitué par une inductance et un condensateur montés en série, les conditions d'allumage sont différentes dans les deux cas, à savoir un allumage franc sur ballast inductif, et progressif sur ballast capacitif. Cette différence de comportement dans le cas d'installations utilisant conJointement les deux sortes de ballast peut -constituer un inconvénient. Enfin, le volume important des condensateurs mis en oeuvre (condensateurs 12 et 14) lié à leurs valeurs relativement élevées, rend problèmatique leur insertion dans un bottier standard de starter à lueur. Un des buts de la présente invention est de permettre la réalisation d'un starter à triac mécaniquement et électriquement interchangeable avec les starters classiques à lueurs et pouvant fonctionner indifremment avec des ballasts inductiftou capacitifs Selon l'invention, le dispositif destiné à amorcer un tube muni d'électrodes préchauffables alimenté directement par un secteur alternatif à travers une impédance série appelée "ballast", ledit dispositif destiné à réunir électriquement de façon temporaire les électrodes du tube à amorcer, comportant deux bornes de raccordement avec lesdites électrodes, reliées à deux conducteurs d'alimentation en courant alternatif et d'un circuit électrique mettant en oeuvre un élément à conductibilité bilatérale et à effet de déclenchement connu sous le nom de "triac", et un réseau à faible constante de temps comportant une résistance et un condensateur montés en série dont le point coxun est relié à la gâchette du triac précité par un élément à conductibilité bilatérale et à effet de seuil de tension connu sous le nom de "diac", est notamment remarquable en ce que la branche résistive du réseau à faible constante de temps est shuntée par une diode et une résistance montées en série. Avantageusement, le triac utilisé présente un rapport IT.AV/IL supérieur à 10 et inférieur à 30 et de préférence compris éntre 15 et 25, et un rapport IT.AV/IH supérieur à 20 et inférieur à 60 et, de préférence compris entre 30 et 50, IT.AV, IL et 1H étant respectivement le courant moyen commandé, le courant de verrouillage et le courant de maintien du triac utilisé. La présence d'une diode dans la branche résistive du réseau à faible constante introduit une asymétrie dans la commande de gâ- chette du triac selon la polarité des alternances du secteur, ee qui, de façon connue, est éminemment favorable à l'amorçage sur ballast inductif, tandis que la mise en oeuvre d'un triac à courants de verrouillage et de maintien élevés provoque la formation à chaque alternance du secteur de nombreuses pointes de tension de valeur comprise entre trois et quatre fois la valeur de la tension efficace du secteur, ce qui permet un amorçage franc et rapide sur ballast inductif ou capacitif dans les plus mauvaises conditions de température ambiante et de tension du secteur. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un schéma de principe d'un dispositif d'amorçage selon 1 t invention. La figure 2 représente en traits pointillés l'oscillogramme de la tension du secteur, et en traits pleins, l'oscillograiine de la tension entre les électrodes du tube à décharge pendant le temps de préchauffage et au moment de l'amorçage du tube lorsque le ballast utilisé est du type inductif. La figure 3 représente les mêmes oscillogrammes que ceux de la figure 2 lorsque le ballast utilisé est du type capacitif. Sur la figure 1, l'une et l'autre des extrémités (côté gauche) des filaments 1 et 2 constituant les électrodes préchauffables d'un tube à décharge 3 sont respectivement reliées à une borne 4 et à une première borne de raccordement 5 au secteur alternatif. A la borne 4 est raccordée une extrémité d'un ballast soit inductif 6, soit capacitif I, I'autre extrémité du ballast utilisé étant reliée à une borne 8 qui est elle-ntême réunie à une seconde borne de raccordement 9 au secteur alternatif. Les deux autres extrémités (coté droit) des filaments 1 et 2 du tube 3 sont réunies respectivement à deux bornes de raccordement 10 et 11 d'un starter 12 selon l'invention, auxquelles sont connectés deux conducteurs 13 et 14 d'alimentation en courant alternatif de la circuiterie dudit starter ; un réseau antiparasite, composé d'un condensateur 15 monté en série avec une résistance 16 limiteuse de courant, est disposé entre les conducteurs 13 et 14.Une électrode principale d'un "triac" 17 est reliée à travers une inductance 18 au conducteur 13, l'autre électrode principale étant directement réunie au conducteur 14,-tanais que la gâchette dudit triac est connectée par un "dia" l9 à un point commun à une résistance et à un condensateur appartenant à un réseau à faible constante de temps constitué par une résistance 20 et un condensateur 21 montés en série, ledit réseau étant disposé entre les conducteurs 13 et 14 de telle façon que l'extrémité libre de la résistance 20 soit reliée au conducteur 13 et que l'armature libre du condensateur 21 soit réunie au conducteur 14. La résistance 20 est shuntée par un réseau constitué par une diode 22 montée en série avec une résistance 23, l'anode de ladite diode est reliée au conducteur 13 ; en outre, le condensateur 21 est shunté par une résistance de sécurité de non allumage 24 à coefficient de température négatif (con). La fonctionnement du dispositif 12 selon l'invention peut s' 'expliquer de la raçon suivante, en regard de la figure 2, lorsqu'un ballast de type inductif 6 est branché entre les bornes 4 et 8 : à l'instant (t0) où la polarité de la borne 11 devient positive par rapport à celle de la borne 10, le condensateur 21 se charge tout à la fois à travers les résistances 20 et 23, puisque la diode 22 est alors dans le sens passant, jusqu'à l'instant (tl) où la tension du secteur est égale à (+ v1) et où le diac 19 devient conducteur ; à partir de cet instant (tl) le triac 17 s'a- morce et se désamorce un très grand nombre de fois par un méca- nisme à caractère oscillatoire jusqu'à l'instant (t2) où la conduction du triac devient permanente.A l'instant (t3), se situant lors de l'alternance où la borne 10 est négative par rapport à la borne 11, le courant décalé en arrière sur la tension tombe endessous du seuil de maintien et le triac 17 se désamorce sensiblement au voisinage de la tension de crête du secteur (- v 2 De (t3) à (to) le phénomène pseudo-oscillatoire se reproduit sans que le triac 17 devienne conducteur en permanence car à ce moment la diode 22 est bloquée et le condensateur 21 ne se charge qu'à travers la résistance 20 ; de l'instant (t0) -à l'instant (t1,), le triac 17 se bloque de nouveau et le processus se répète Jusqu'à l'amorçage du tube 3 à la tension d'arc (+ v3 - V3). Les phénomènes pseudo-oscillatoires provoquent des pointes de tension (+ v4) et (- V4) se répétant à chaque alternance du sec- teur pendant le préchauffage des filaments ; ce pré chauffage a lieu à pleine intensité pendant les laps de temps tels que (t2 - b) où le triac conduit en permanence et court-circuite les bornes 10 et 11. Après l'amorçage du tube 3, les phénomènes pseudo-oscillatoires cessent complètement en raison de l'abaissement de la valeur de la, tension entre les conducteurs 13 et 14 qui en résulte, et le dispositif 12 devient complètement inerte. Le mécanisme de production des phénomènes pseudo-oscillatoires n1 est pas fondamentalement différent de celui qui est exposé en détail dans la demande de brevet français n 74 24 648 déposée le 16 juillet 1974, au nom de la Demakderesse 'sous le titre "Dis- positif électronique d'amorçage de tubes- à décharge" ; la mise en oeuvre d'un triac 17 à forte courant de maintien, dont la valeur apparente est encore accrue par la présence de l'inductance 18 engendre lesdites oscillations à fréquence de récurrence élevée dont la présence lors de chaque alternance du secteur entrain à coup sur l'amorçage du tube dès que les électrodes de celui-ci ont atteint une température suffisante. En regard de la figure 3, lorsqu'un ballast capacitif 7 est branché entre les bornes 4 et 8, le triac 17 est conducteur pendant environ la moitié d'une alternance positive du secteur, puis se bloque à l'instant to) ; la tension entre les bornes 10 et Il croit alors jusqu'à une valeur k- v5 > en raison de la montée de la tension aux bornes du condensateur du ballast 7, le caractère oscillatoire complexe de cette croissance étant dû à une double résonance entre l'inductance du ballast et le condensateur 15 d'une part, et entre l'inductance du ballast et son condensateur série d'autre part. Lorsque la tension t- V5) est atteinte, à l'instant (tll), un processus pseudo-oscillatoire se déclenche jusqutà l'instant (t12) où le courant de ballast est suffisant pour amorcer le triac 17 de façon permanente. A l'instant (tl3), le triac 17 se bloque par manque de courant et le phénomène pseudo-oscillatoire se produit pendant un bref laps de temps jusqu t à l'instant (t14) où le triac redevient conducteur en permanence ; après un certain nombre d'alternances, l'amorçage du tube 3 se produit et la tension de crête entre les électrodes 1 et 2 devient (+ V3) et k- v3). De façon connue, la résistance CTN 24 bloque le fonctionnement du réseau à constante de temps après quelques dizaines de secondes de fonctionnement du dispositif si le tube 3 refuse de s' amorcer pour une raison quelconque. - REVENDICATION5 1.- dispositif destiné à amorcer un tube à décharge muni d'électrodes préchauffables alimenté directement par un secteur alternatif à travers une impédance série appelée "ballast", ledit dispositif destiné à réunir électriquement de façon temporaire les électrodes du tube à amorcer, comportant deux bornes de raccordement avec lesdites électrodes reliées à deux conducteurs d'alimentation en courant alternatif d'un circuit électronique mettant en oeuvre un élément à conductibilité bilatérale et à effet de déclenchement connu sous le nom de "triac", et un réseau à faible constante de temps comportant une résistance et un condensateur montés en série dont le point commun est relié à la gâchette du triac précité par un élément à conductibilité bilatérale et à effet de seuil de tension connu sous le nom de "dia, caractérisé en ce que la branche résistive du réseau à faible constante de temps est shuntée par une diode et une résistance montées en série. 2.- Dispositif d'amorçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le triac utilisé présente un rapport lT-AV/IL supérieur à 10 et inférieur à 30 ide préférence compris entre 15 et 25, et un rapport lT.AV/1H supérieur à 20 et inférieur à 60, et de préférence compris entre 30 et 50, IT.AV, IL et 1H étant respectivement le courant moyen commandé, le courant de verrouillage et le courant de maintien du triac utilisé.