Brevet FR2288408A1 — publié le 19760514

L'invention se rapporte à un bloc autonome d'éclairage électrique permanent. Ce dispositif raccordé au secteur a pour but de maintenir allumé le moyen d'éclairage normal, de préférence constitué par un tube fluorescent, meme en cas de coupure de courant ou de chute de tension. Ce résultat est obtenu à l'aide d'une batterie de secours qui, par l'intermédiaire d'un système de commutation, ali ment leéclairage lorsque le réseau n'est plus apte à le faire, ladite batterie de secours étant chargée par un courant continu obtenu à partir du réseau. La durée de l'éclairage, en cas d'interruption du secteur, est fonction de la capacité de la batterie de secours et de la puissance des lampes ou tubes fluorescents utilisés. Dans le cas de la présente invention, elle est diane heure au minimum. D'autre part, si le courant du secteur n'est pas rétabli avant que la tension de la batterie ne devienne trop faible, le système de commutation interrompt automatiquement l'éclairage, évitant ainsi la détérioration de ladite batterie. En-outre, lorsque la tension secteur redevient normale, l'alimen- tation du moyen d'éclairage à partir du secteur est instantané Ment rétablie. Le bloc autonome d'éclairage permanent selon l'invention comprend principalement : - un système d'alimentation en courant continu alimentant l'ensemble du dispositif à partir du secteur - une batterie étanche, par exemple du type "cadmiua-nickel", constituant la source d'énergie de l'éclairage en cas de coupure du secteur - un système de commutation comprenant un détecteur de défaut de secteur et un bistable constitué d'un relais en ce qui concerne l'élément de puissance et d'un transistor pour l'élément sensible; - un moyen d'éclairage constitué par un tube fluorescent dont la haute tension d'alimentation est obtenue par un convertisseur statique transistorisé. La description détaillée ci-après de l'invention permettra d'en apprécier, entre autres, certains points remarquables que l'on peut d'ores et déjà préciser - en premier lieu, un éclairage fluorescent transistorisé de faible consommation et dont 1efficacité est constante meme en l'ab sence du secteur - ensuite, un système de commutation dont les seuils de basculement sont parfaitement déterminés tant en ce qui concerne le branchement de la batterie que sa mise hors circuit en cas de décharge prolongée - enfin, des dispositifs de commande manuelle et de télécommande agissant par impulsion de faible amplitude et permettant d'éteindre ou de rallumer l'éclairage fluorescent, en l'absence de tension sur le secteur. On se reporte à l'unique figure du dessin annexé pour décrire un exemple intéressant de réalisation du bloc autonome d'éclairage permanent selon l'invention. On voit que le système d'alimentation en courant continu alimentant l'ensemble de l'appareil comprend un transformateur T1 dont le circuit primaire est connecté aux bornes d'alimentation B1 - B2 recevant la tension alternative du secteur et comportant deux enroulements à point milieu au secondaire. Chacun de ces enroulements alimente un système de redressement double alternance constitué de deux diodes au silicium CR1 - CR2 pour le premier, et de deux autres diodes CR3 - CR4 pour le second. La tension redressée issue des diodes CR1 - CR2 est filtrée par un condensateur C3 et alimente l'éclairage fluorescent lorsque le secteur est présent, par l'intermédiaire d'un contact d'un relais Kî (liaison 8 - 9). La tension redressée issue des diodes CR3 - CR4 est filtrée par un condensateur C1 et alimente le système détecteur de défaut du secteur constitué par un transistor Q1 et les éléments qui s' rapportent (résistances R1 - R2 - R3 et condensateur C2), ladite tension charge en outre la batterie de secours VB par l';rtermé- diaire de la diode CR5 et d'un ensemble ballast comprenant une ré sistance R4 et une lampe V1. La diode CRS évite que la tension de la batterie soit appliquée au système détecteur de défaut lorsque la tension du secteur devient nulle (la diode CR5 est alors bloquée). La résistance R4 et la lampe V1 permettent de limiter le débit du courant de charge de la batterie au vingtième de sa capacité, ladite batterie étant par exemple constituée par cinq éléments au cadmium-nickel montés en série. D'autre part, la lampe V1 constitue un témoin de charge de la batterie. Le système bistable (bascule) est constitué du relais K1 commandant les contacts 8, 9, 10 et 5, 6, 7 ; d'un transistor Q2 ; d'éléments (résistances R7 - R6 et diode CR6) permettant d'appliquer au sys tèle d'éclairage fluorescent (partie située à droite du fusible F2 sur le schéma annexé), soit la tension issue du redresseur C1 CR2 (contact 8-9, relais au repos), soit la tension de la batterie (contact 9-10,relais excité). Selon l'invention, les deux états stables de cette bascule sont définis cane suit : preaier état correspondant à la position "repos", le transistor Q2 est bloqué et le relais K1 non excité deuxième état correspondant à la position "travail" ou"fonction neuent",le transistor Q2 est conducteur et le relais excité. En effet, on peut constater que la bobine d'excitation du relais K1 est parcourue par le courant collecteur du transistor Q2 et si celui-ci est conducteur, le relais se trouvera excité par le courant collecteur dudit transistor qui est alors maximum. Si le transistor Q2 est bloqué, le relais est au repos, le courant d'excitation étant nul. Le maintien de l'un quelconque des deax états est obtenu par le tact 7-6 du relais et de la iod sonar C27 et de la resistance @@ . In position "fonctionnement". les contacts 7-6 sont reliés, in- oetant alors sur la base du transistor Q2, par l'intermédiaire de diode zener CR7 et de la résistance 26, un'conrant suffisant pour maintenir la conduction de celui-ci et, par voie de conséqua ce, le relais K1 en position "fonctionnement".Pour l'autre état correspondant au relais au repos, les contacts 6 et 7 ne sont pas reliés et aucun courant d'entretien ne peut donc circuler. Toutefois, en position "fonctionnement", si la tension de la batterie état telle que la diode zoner CR7 ne puisse plus conduire* la bascule passe alors ors automatiquement en position "repos", le courant de inintien du transistor Q2 devenant nul. Dans le cas présent, la tension minimum par élément de la batterie a été fixée à 0,8 volt. Le choix de cette diode zener permet donc de fixer avec précision - la tension en dessous de laquelle la bascule passe au repos, évitant alors à la batterie de continuer à se décharger dans le sys tème d'éclairage. La diode CR6 shuntant l'enroulement d'excitation du relais a pour but d'absorber les tensions inverses qui peuvent prendre naissance aux bornes de celui-ci lors des changements d'état. Les changeMents d'état de la bascule sont obtenus par application sur la base du transistor Q2 d'impulsion de signes appropriés. Cela est réalisé soit automatiquement par le transistor Q1 et ses éléments annexes (R1-R2-R3-C2), soit manuellement par le bouton poussoir P ou le dispositif de télécommande connecté aux bornes B3 - B4. Une impulsion positive provoque la conduction du transistor Q2 (la bascule passe en position "travail") et une impulsion négative ou un court-clrcuit entre la base et l'émetteur dudit transistor entratne son blocage (position "repos'). En ce qui concerne le dispositif automatique détecteur de défaut du secteur constitué par le transistorl97 et ses éléments, les valeurs des résistances R1 et R2 sont telles que ledit transistor cesse d'litre conducteur lorsque la tension qui l'alimente devient nulle ou comprise entre 70 et 85 % de sa valeur nominale. La tension de collecteur du transistor Q1 qui est pratiquement nulle en temps normal (transistor Q1 conducteur) devient positive quand la tension chute (le transistor Q1 se bloque, son courant de collecteur devient nul). Ce. circuit produit donc une impulsion de courant positive s'il y a chute du courant du secteur. Le collecteur du transistor Q1 étant relie & la base du transistor Q2, il s'ensuit que lorsque le secteur est présent, le transistor Q2 est maintenu bloqué par le transistor Qi qui est conducteur et dérive donc les courants susceptibles de parvenir sur la base du transistor Q2.Le bistable est alors au repos et le tube fluorescent d'éclairage est alimenté par la tension issue du redresseur CR1 - CR2. Lorsque la tension du secteur chute en deçà d'une valeur déterminée ou disparate, une impulsion de courant positive apparat sur la base du transistor Q2 provoquant le changement d'état du bistable. L'éclairage est alors commuté sur la batterie de secours. Si le courant du secteur revient, le transistor Q1 redevient conducteur et provoque le retour de la bascule en position repos. Le bloc autonome d'éclairage permanent selon l'invention conporte encore deux types de commande, l'une manuelle disposée sur le bottier supportant les éléments électriques et électroniques de l'appareil, l'autre constituée par un dispositif de télécommande, permettant d'assurer l'extinction et le allumage de l'éclairage lorsque ce dernier se trouve alimenté par la batterie. La commande manuelle comprend un bouton-poussoir P agissant directement sur la base du transistor Q2 qui est reliée à son émetteur lorsqu'on appuie sur ledit bouton-poussoir. Cette action a pour conséquence de bloquer ledit transistor Q2 et de mettre le bistable en position repos. Le système de télécommande comprend un bottier de télécommande connu en soi (non représenté), par exemple de type "Neptune II" ou "Neptune III", connecté à la prise de télécommande 33 - B4 et permettant d'envoyer soit une impulsion négative sur la base du transistor Q2 pour mettre la bascule au repos, soit une impulsion positive pour repasser en position "fonctionnement". On peut, de ce fait, éteindre ou rallumer le moyen d'éclairage ces opérations n'étant possibles qu'en l'absence de la tension du secteur, le transistor Q1 ne maintenant plus la bascule à l'état de "repos". Les impulsions de commande n'ont pas besoin d'être élevées en amplitude de tension. En fait, elles ne dépassent guère la tension de seuil de la diode base-émett-enr du transistor Q2 (amplitude que l'on peut estimer à un volt maximum compte tenu des pertes résistives du circuit. Enfin, le bloc autonome selon l'invention comporte un système d'éclairage fluorescentwconstitué d'un tube L, par exemple dè 6 Watts, et d'un convertisseur statique haute tension dont l'élément actif est formé par un transistor Q3. Le convertisseur statique a pour but de fournir, à partir de la tension continue qui lui est appliquée par les contacts 8, 9, 10 du relais (tension de l'ordre de 6 volts environ), la haute tension nécessaire au fonctionnement du tube fluorescent. Le transistor Q3 est monté en oscillateur par couplage coilecteurbase à l'aide des enroulements El et E2 du transformateur T2. La résistance R7 et le condensateur chimique C4 servent à la polarisation statique du courant de base du transistor Q3. Le système à réaction positive ainsi réalisé étant instable, cela se traduit par l'apparition d'oscillation de tension aux bornes de l'enroulement de collecteur El dont la fréquence est par exemple de l'ordre de 18 kilohertz. Par l'intermédiaire de son troisième enroulement E3, le transformateur T2 agit en élévateur de tension et aux bornes dudit enroulement apparatt une tension alternative sensiblement égale à celle que l'on trouve sur l'enroulement E7 multipliée par le rapport de transformation de ces deux enroulements. Cette haute tension alimente le tube fluorescent L par l'intermédiaire du condensateur C5. L'intérêt et les avantages du bloc autonome d'éclairage permanent selon l'invention ressortent bien de la description qui précède et du dessin annexé. EVENDICATI0NS 1. - Bloc autonome d'éclairage permanent caractérisé en ce qu'il comprend un système d'alimentation en courant continu à partir du secteur, alimentant d'une part un moyen d'éclairage et, d'autre part, une batterie rechargeable, et un dispositif de commutation commutant automatiquement la batterie sur le moyen d'éclairage lorsque la tension du secteur est nulle ou inférieure à une valeur prédéterminée afin de maintenir l'éclairage et remettant la batterie hors service lorsque la tension du secteur redevient suffisante pour alimenter ledit doyen d'éclairage. 2. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'éclairage est constitué par un seal tube fluorescent. 3. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon la revendication 2, caractérisé en ce que le haut rendement du tube fluorescent est obtenu par un convertisseur statique haute tension équipé d'un transistor de puissance en pontage oscillateur. 4. - Bloc autonome d'éclairage fluorescent selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 1 'alimentation du doyen d'* d airage, lorsque le secteur est présent, est réalisé par une alimentation séparée de celle alimentant la batterie. 5. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en-ce que le dispositif au somatique de coniatation est constitué par une bascule ou bistable dont les éléments actifs sont un relais à deux contacts "repostravail" en ce qui concerne l1élément. de puissance, et un transistor en ce qui concerne 1 'élément sensible ; la commande de ce dispositif se faisant par impulsion. 6. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un dispositif limiteur de décharge de la batterie dont l'élément principal est une diode zener disposée dans le circuit de réaction de la bascule. 7. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon 1'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la charge de la batterie s'effectue à travers un ensemble ballast limiteur de courant de charge constitué par une lampe montée en parallèle avec une résistance. 8. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il colporte un dis positif de télécommande permettant d'éteindre l'éclairage fluorescent durant une coupure du secteur, ce dispositif comportant un boîtier de télécommande connecté au bloc par un circuit aPproprié agissant sur lafonction base-éetteur du transistor de la bascule, le changement d'état de celle-ci étant obtenu par l'envoi d'une impulsion négative pour provoquer l'extinction du moyen d'éclairage et par l'envoi d'une impulsion positive si l'on désire rallumer ledit moyen d'éclairage. 9. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande manuelle, fixé sur le bottier contenant les organes dudit bloc autonome, ledit dispositif étant constitué par un bouton-poussoir permettant d'interrompre l'éclairage fluorescent durant une coupure du secteur, en court-circuitant le circuit base-ixetteur du transistor de la bascule qui se bloque lorsque ledit bouton-poussoir est appuyé. 10. - Bloc autonome d'éclairage permanent selon la revendication 8, caractérisé en ce que les impulsions de télécommande sont de faible amplitude, de l'ordre de 1 volt environ, le circuit de liaison entre le boîtier de télécommande et le bloc autonome d'éclairage fluorescent pouvant donc être constitué avec deux fils très basse tension.