Brevet FR2289091A1 — publié le 19760521

La présenté invention concerne un dispositif d'amorçage pour lampe à décharge de faible pression, notamment pour lampe fluorescente tubulaire. Plus précisément, la présente invention concerne un starter électronique bipolaire our 1'amorçage d'une lampe à décharge de faible pression avec précnauffage des électrodes én forme de filaments de la lampe, comprenant deux bornes destinées à être raccordées ejectriquoment chacune à un filament de la lampe de façon à former, avec lesdits filaments, un montage série lui-même destiné à être raccordé électriquement à une source d'alimentution en courant alternatif à travers une self de etabilisation, et comportant un commutateur électronique connecté entre les deux bornes et un circuit de déclenchement raccordé à une entrée de commande du commutateur électronique. Une lampe fluorescente conventionnelle fonctionnant sur un réseau d'alimentation en couinant alternatif est usuellement montée en série avec une inductance de stabilisation appelée "ballast". Un tel montage a pour but de limiter le courant de décharge de la lampe. L'amorçage de la lampe est usuellement réalisé à l'aide d'un starter à lueur qui, à l'ouverture de ses bilames, provoque une surtension aux bornes do la lampe pour l'allumer. L'allumage de la lampe, dans un tel système, nécessite plusieurs secondes et, souvent, est accompagné de scintillements de la lampe avant l'établissement de la décharge. Par ailleurs, lorsque les filaments do la lampe sont désactivés le starter à lueur continue à battre et la lampe émet de temps en temps un flash de lumière sans toutefois pouvoir s'allumer. Dans ces conditions, un courant de court-circuit passe néanmoins dans l'inductance de stabilisation avant chaque flash de lumière et la chauffe. Enfin, lorsque le starter à lueur est détériore, dans la plupart des cas, ses bilames restent en court-circuit; dans ces conditions, il met l'inductance de stabilisation en série avec les filaments, en court-circuit sur le réseau d'alimenta- tion; dans ce cas, la lampe ne s'allume pas, mais l'inductance de stabilisation est traversée par un courant supérieur au courant de décharge, ce qui provoque son échauffement. Pour que la lampe fluorescente s'allume immédiatement, sans scintillement, il a déjà été proposé d'utiliser un autre système d'alimentation dans lequel l'élément de stabilisation est conçu sous forme dtun auto-transformateur à fuite, muni de deux enroulements de chauffage pour les filaments de la lampe. Ces enroulements sont bobinés sur le même circuit magnétique de l'auto-transformateur. Ce système-permet de préchauffer les filaments et en même temps d'appliquer une tension plus élevée aux bornes de la lampe pour l'allumer. Le ballast, dans ce système, est plus onéreux et en outre, nécessite pour la lampe l'adjonction d'une bande pour aider l'amor çage, ce qui rend celle-ci plus conteuse. Par ailleurs, la Demanderesse a déjà proposé un commutateur électronique bipolaire permettant l'amorçage des lampes fluorescentes avec préchauffage des filaments de la lampe (voir par exemple le brevet fran,ais nO 71/38756 et sa première addition nO 72/40581). La présente invention a pour but de fournir un starter électronique bipolaire qui soit d'une construction simple et qui permet de faire amorcer une lampe à décharge de faible pression par préchauffage des filaments, sans bande laide à l'amorçage. L'invention a en outre pour but de fournir un starter électronique grâce auquel, lorsque la lampe est désactivée, le système s'arrête de fonctionner et aucun courant de chauffage ne passe dans les filaments et dans le ballast, de telle sorte qusil n'existe pas de régime de fonctionnement où le ballast est en court-circuit sur le réseau dialimentation et où un courant supérieur au courant de décharge traverse ce ballast et le chauffe anormalement. A cet effet, le starter électronique bipolaire selon la présente invention est caractérisé en ce que le commutateur électronique est constitué par un thyristor et en ce que le circuit de déclenchement est essentiellement constitué par une résistance variable avec la tension, connectée entre l'anode et la gtchette du thyristor et ayant une tension de référence dont la valeur est comprise entre deux valeurs prédéterminées (par exemple la valeur de la tension du réseau d'alimentation et une fraction de cette valeur). D'autres caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est un schéma électrique montrant une réalisation d'un starter électronique selon l'invention, associé à une lampe à décharge et à la self de stabilisation de celle-ci. La figure 2 montre des oscillogrammes de tensions et d. courants apparaîssant en divers points du circuit du starter électronique représenté sur la figure 10 Les figures 3 et 4 montrent des variantes de rEa- lisation du starter électronique représenté sur la figure 1. Dans la figure 1, le numéro de référence 1 désigne un starter électronique bipolaire corforme à la présente in vention, dont les deux bornes la et lb sont respectivement reliées aux électrodes 2a et 2b, en forme de filmant d'une lampe à décharge de faible pression, par exemple une lampe fluorescente tubulaire.Le montage série ainsi obtenu est relié, par l'intermédiaire d'une self de stabfli- nation L, encore appelée ballast et par 1 'intermédiaire de deux conducteurs 3 et 4 à une source dtalimentation en courant alternatif, par exemple le réseau alternatif 220 volts. Le starter électronique l comprend une diode D dont l'anode est connectée à la borne la et dont la cathode est connectée à l'anode d'un thyristor T par l'intermédiaire d'une résistance R2 à coefficient de température positif. La cathode du thyristor T est connectée à la borne lb du starter, et la gschette de ce thyristor est connectée à son anode par l'intermédiaire d'une résistance R1 variable avec la tension qui lui est appliquée, encore appelée résistance VDR. La tension de référence de cette résistance variable avec la tension R1 est choisie de manière à dtre comprise entre la valeur de la tension du réseau d'alimentation en courant alternatif et la valeur de la tension d'arc de la lampe, cette valeur étant généralement de l'ordre de 40 à 50 % de la valeur de la tension du réseau d'alimentation. Le starter électronique 1 comprend également un condensateur C branché entre les bornes la et 1b. Le fonctionnement du starter décrit ci-dessus est le suivant. Le circuit d'alimentation de la lampe est mis sous tension en fermant un interrupteur non montré. Lorsque la valeur instantanée de la tension appliquée aux bornes de la résistance VDR R1 atteint la valeur de sa tension de référence pendant l'alternance où le conducteur 3 est au potentiel posi tif, la résistance -VDR R1 laisse passer un courant dans le circuit gtchette-cathode du thyristor T et met celui-ci en état de conduction. Le courant passant à travers le thyristor est redressé par la diode 1 > , et le courant redressé ainsi obtenu permet de chauffer plus rapidement les filaments 2a et 2b de la lampe fluorescente 2. A l'alternance suivante, le thyristor T étant en état de non conduction, l'inductance de stabilisation L et le cDndensateur C forment un circuit oscillant, l'échange d'énergie entre cette inductance L et ce condensateur -C provoque une surtension aux bornes de la lampe 2. Si les filaments 2a et 2b de la lampe sont suffisamment chauffés, la lampe s'amorce. Le temps d'allumage de la lampe, à la tension nominale, est de l'ordre d'une seconde. Dans la figure 2, les oscillogrammes A, B et C représentent respectivement la forme d'onde de la tension d'alimentation, la forme d'onde de la- tension aux bornes de la lampe pendant le chauffage de ses filaments, c'est-à-dire avant son amorçage, et la forme d'onde du courant de chauffage. Lorsque la lampe 2 est allumée, la tension appliquée aux bornes du système sera la tension d'arc de la lampe. Comme on l'a vu plus haut, cette tension étant généralement de l'ordre de 40 à 50 % de la tension de réseau, la tension appliquée aux bornes de la résistance VIZIR R1 sera inférieure à sa tension de référence, et le courant qui passe dans le circuit gâchette- cathode sera beaucoup trop faible pour mettre le thyristor T en état de conduction. Le thyristor restera donc à l'état non conducteur et le starter restera inactif tant que lalampe-est allumuée. Au cas où les filaments de la lampe sont désactivés, la duree du passage du courant de chauffage sera plus longue. Ceci a pour conséquence de porter la température de la résistance R2 a coefficient positifs (C.T.P.) à sa température do transition. La valeur ohmique de cette résistance R2 aug.enxe donc tres iortements si bien que la tension appliquée aux bornes de la résistance VDR R1 est réduite à une valeur inférieure à sa tension de référence et que le courant de commande du thyristor T reste très inférieur à sa valeur nominale. Cependant, la résistance R2 se refroidit et un courant passager qui le réchauffe maintient le système inactif. Dans ces conditions, le courant passant à travers l'inductance de stabilisation L sera pratiquement nul, si bien qu'aucun échauffement de l'inductance n'est à craindre. Les figures 2 et 3 montrent deux -variantes du starter électronique représenté sur la figure 1. Dans ces deux figures, les éléments qui sont identiques à ceux du mode de réalisation de la figure 1 ou qui ont la même fonction sont désignés par les mêmes numéros de référence que dans la figure 1. Le starter représenté sur la figure 3 diffère de celui représenté dans la figure 1 en ce qu'il comporte en outre un condensateur C1 connecté entre la borne lb et le point de jonction entre la gâchette du thyristor T et la résistance R1 variable avec la tension. Lorsque la lampe est amorcée, ce condensateur C1 coopère avec la résistance R1 pour empe- cher le thyristor T de conduire.Le starter électronique représenté dans la figure 4 diffère de celui représenté sur la figure 1 en ce que le condensateur C est connecté en série avec une résistance R3, ce montage série~étant lui-mssme connecté entre la borne la et le point de jonction entre l'anode du thydistor T et la résistance R1,variable avec la tension. La résistance R a pour fonction, en combinaison avec la résistance R1, d'empêcher le thyristor de conduire lorsque la lampe est amorcee. Le fonctionnement des deux starters représentés sur les figures 3 et 4 est similaire à celui du starter représenté sur la figure 1, et il n'est donc pas jugé utile de le décrire à nouveau en détails. En résumé, le starter électronique bipolaire selon l'invention présente ks caractéristiques particulières suivantes 10, Il comporte essentiellement un thyristor commandé par une résistance VDR, ce circuit permettant l'allumage instantané d'une lampe fluorescente sans bande d'aide d'amorçages et avec préchauffage des filaments de la lampe. 20 Le chauffage des filaments de la lampe fluorescente est réalisé dans l'alternance de la tension alternative d'alimentation où le thyristor conduit et le courant de chauffage étant un courant redressé; le chauffage des filaments est donc plus rapide qutavec les starters connus. 30 L' amorçage de la lampe est produit non pas par la tension du réseau d'alimentation mais par la surt-ention produite par oscillation entre l'inductance de stabilisation L et le condensateur C branchés en parallèle sur le circuit du thyristor, et ce dans l'alternance où le thyristor est bloqué. 40 On utilise une résistance à coefficient de température positif pour arrêter le fonctionnement du système au cas ou les filaments de la lampe sont désactivés, ce qui permet d'éviter de la sorte un échauffement intempestif de l'inductance de stabilisation. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont Qté décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatifs, et que de nombreuses modifications peuvent Qtre apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS =============== 10 Starter électronique bipolaire pour I' amorçage d'une lampe à décharge de faible pression avec préchauffage des électrodes en forme de filament de lalampe, -comprenant deux bornes destinées à étre raccordées électriquement chacune à un filament de la lampe de façon à former, avec lesdits filaments, un montage série lui même destiné à entre raccordé électriquemont à une source d'alimentation en courant alternatif à travers une self de stabilisation, et comportant un commutateur électronique connecté entre les deux bornes et un circuit de déclenchement raccordé à une entrée de commande du commutateur électronique, caractérisé en ce que le commutateur électronique est constitué par un thyristor et en ce que ie circuit de déclenchement est essentiellement constitué- par une résistance variable avec la tension, connectée entre l'anode et la gâchette du thyristor et ayant une tension de référence dont la valeur est comprise entre deux valeurs prédéterminées. Starter électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anode du thyristor est reliée à l'une des deux bornes du starter par 'intermédiaire d'une résistance à coefficient de température positif. 3O Starter électronique selon la revendication 1 ou2, caractérisé en ce qu'une diode est branchée en série avec-le thyristo;. 4. Starter électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qutun condensateur propre à former un circuit oscillant avec la self de stabilisation est branché entre les deux bornes du starter. 50 Starter électronique selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un second condensateur est-branché entre la gâchette et la cathode du thyristor. Starter électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un condensa teur propre à former un circuit oscillant avec la self de stabilisation est branché en série avec une résistance, ce montage série étant lui-meme branché entre l'anode du thyristor et l'une des deux bornes du starter. i