Brevet FR2345003A1 — publié le 19771014

L'invention concerne les circuits auto-oscillateurs, et plus particulierement ceux destinés à autre utilisés pour la commande des Lampes fluorescentes de 35 à 40 watts. On sait que les circuits oscillateurs généralement utilisés actuellement pour la commande des lampes fluorescentes sont du type à auto-transformateur disposé de telle façon que la lampe soit rendue non-conductive à une fréquence de 120 Hertz. Mais de tels auto-transformateurs sont lourds, d'un faible rendement et coûteux; en outre, ils engendrent des températures excessives. De plus,la fréquence de non-conduction de 120 Hz est située dans la bande audible, ce qui provoque des bruits indésirables. Selon une autre forme connue de réalisation d'un tel circuit, on utilise une bascule flip-flop conjointement avec un transformateur à noyau saturable. Un transistor du dispositif basculeur se sature, ce qui entraîne par suite la saturation du noyau magnétique du transformateur qui détermine une limitation du courant empochant la lampe de griller. Cependant, les caractéristiques de saturation du noyau magnétique du transformateur sont irrégulières et imprévi- sibles, rendant le circuit difficile à utiliser et à contrôler. Selon une autre forme de rdalisation connue d'un tel circuit de commande, un circuit oscillateur est associé à un circuit résonnant série constitué par une bobine d'induction et un condensateur. Une autre bobine est disposée en série avec le circuit résonnant- série précité, de façon à commander le circuit oscillant. De plus, le condensateur est disposé en parallèle avec la charge. MEme si ce dernier type de circuit est avantageux par rapport aux autres techniques connues, il présente des défauts qui tendent à en proscrire l'utilisation. En effet, lorsque la charge est supprimée, il se produit une augmentation dc courant dans la bobine de commande des transistors qui provoque la destruction de ces derniers. De même, un court-circuit du circuit de charge peut également provoquer la détérioration de ces transistors. En outre, plusieurs transformateurs sont nécessaires et il n'est pas possible de r gler le circuit oscillateur de manière à obtenir 1. commutation dos transistors à un courant nul ou minimum, pour réduire les pertes de puissance. De plus, il n'y a pas de moyens permettant de corriger le facteur de puissance. La présente intention a donc pour but d'obvier à ces inconvénients en réalisant un circuit auto-oscillateur assurant une protection effiace centre les surcharges, les courts-circuits ou les ouvertures du circuit de charge, les températures anormalement élevées et les augmentations anormales d'intensité du courant et, au contraire de procurer la possibilité de régler le facteur de puissance. Suivant un des modes de réalisation de l'invention, le circuit auto-oscillateur comprend un transformateur de sortie à plusieurs enroulements. Le premier enroulement est connecté d'une part à un circuit oscillateur relié à une source de tension continue pulsée et, d'autre part, à un condensateur, de façon à constituer un circuit résonnant-série; le deuxième enroulement, couple par induction au premier enroulement, ait sur la tension de commande de l'oscillateur; le troisième enroulement en parallèle avec le condensateur, est relié à la charge constitutée par une lampe; et le quatrième enroulement, couplé par induction au premier enroulement et à la source de tension continue pulsée, bloque la tension de la source à un niveau donné. On comprendra mieux l'invention et d'autres buts, caraoté- ristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, en se reportant au dessin annexé, description et dessin étant donnés à titre d'exem- ple non limitatif pour illustrer un mode de réalisation de l'in- vention. La figure unique représente un circuit auto-oscillateur destiné à commander des lampes fluorescentes confermément à la présente invention. Sur cette figure, le circuit auto-oscillateur comprend une source de tension alternative 3 connectée à un circuit redresseur 5. Un circuit oscillateur 7 est disposé entre le redresseur 5 et le transformateur 9. Le circuit redresseur 5 comprend les quatre diodes 11,13, et et 17 montées en pont et un condensateur de sortie 19 en paralléle d'une part avec les première et deuxième diodes 11 et 13 disposées en série, et d'autre part avec les troisième et quatrième diodes 15 et 17 également disposées en série. Le point situé entre les première et deuxième diodes 11 et 3 est relié à la première morne 23 de la source de tension alternative 3 par l'intermédiairc d'une bobine filtre 21, tandis que le point situé entre les troisième et quatrième diodes 15 et 17 est relié à la seconde borne, 27, de la source de tension alternative 3 par l'in- termédiaire d'un interrupteur du type bilame 25.Le circuit oscillateur 7 comprend deux transistors, 29 et 31, montés en série aux bornes du condensateur 19 du circuit redresseur 5. La base de chacun de ces transistors est reliée > un e circuit de polarisation formé de la résistance 33, du condensateur 37 et de la diode 41 pour le transistor 29, de la résistance 35, du condensateur 3 , de la diode 43 pour le trensistor 31. Un transformateur unique 9 comprend un premier enroule- ment 45, d'une part en série avec un condensateur 47, de manière à former un circuit résonnant série; d'autre part, directement connecte' a l'émetteur du transistor 29 et au collecteur t transistor 3L du circuit oscillant 7. Un deuxième enroulement 49, couplé faiblement par induction au prem4er enroulement 45 du transformateur 9, est relié directement aux circuits de polarisation des deux transistors 29 et 31 de l'oscillateur 7. Ainsi, les tensions de commande des deux transistors 29 et 31 résultent du couplage au transformateur 9. Un troisième enroulement ,51, du transformateur 9 est relié au circuit résonnant formé de l'enroulement 45 et du con sateur 47, par le condensateur 53. Ce troisième enroulement 51 ez-t relié au circuit de charge 55 qui est, dans cet exemple, constitué par deux lampes fluorescentes. Un quatrième enroulement, 57, du transformateur 3 est pourvu d'une prise médiane 39 divisant le dit enroulment en deux éléments , 61 et 63, La prise 59 est reliée au moyen d'une bobine filtre haute fréquence 65 à une borne du circuit redresseur 5 et du circuit oscillateur 7e Chacun des éléments 61 et 63 de l'en- roulement 57 est connecté respectivement aux diodes 67 et 69. Ces diodes sont connectées à une résistance 71, prévue pour agir sur l'interrupteur bilame 25 qui est relié au circuit redresseur 5. De plus, un cinquième enroulement, 73, ensérie avec l'impédance 75, est couplé au second enroulement 49 qui fournit les signaux de commande aux transistors 29 et 31 du circuit oscillateur 7. Dans ces conditions, les signaux de commande sont suffisamment déphasés pour compenser le temps de stockage des transistors 29 et 31 dont la commutation s'cffectue au niveau courant zéro désiré. Tour assurer le fonctionnement du circuit auto-oscillateur réglable, une tension produite par la zource 3 de courant alternatif est appliquée au circuit redresseur en pont 5 Tiar l'intermédiaire de a bobine d'arrêt 21 et de l'interrupteur bilame 25. Le redresseur F fournit une tension continue pulse à 120 Re, qui est appliquée au circuit oscillateur 7 fonctionnant, dans cet exemple, sur une fréquence d'environ 33 Hz. Normalement, Iè curant circule à travers le premier enroulement 45 en série avec le condensateur 47 formant circuit résonnant série, à ia fréquence de résonnance de l'oscillateur 7, et dans le circuit de charge qui comprend le troisième enroulement 51 et le condensateur 53 shuntant le circuit résonnant série du premier enroulement 45 et le condensateur 47 . Comme déjà indiqué, le circuit de charge est constitué par les lampes fluorescentes 55. te cinquième enroulement 73 est couplé au premier enroulement 45 et au second enroulement 49 faiblement couplé, de manière x produire le signaux de commande du circuit oscillateur T. te cinquième enroulement 73, conjointement avec ' impédance 75 détermine le courant de base qui commande le courant-collecteur des transistors 9 et 33, à plusieurs niveaux.Dans Ces conditions, le temps de stockage est compensé et les transistors sont commutés au niveau zéro, de telle sorts que les pertes de puissance sont pratiquement éliminées ou au moins très réduites. Si les lampes fluorescentes sont enlevées ou qüe le circuit de charge est ouvert, on peut constater que le courant circulant dans le circuit résonnant série du premier enroulement 45 et du condensateur 47 tend à augmenter considérablement. ainsi, le circuit résonnant court-circuite pratiquement le aircuit oscillateur 7, provoquanr une augmentation de courant importante dans les transistors 29 et 31. De ce fait, le circuit oscillateur 7 peut autre gravement endommsg6. Cependant, cette augmentation indésirable du courant dans le circuit résonnant série entrainaa,t la détérioration des transistors du circuit oscillateur 7 est pratiquement éliminée en raison de la présence du quatrième enroulement 57 et des diodes associées 67 et 69. lorsque le courant augmente dans le circuit résonnant série incluant le premier enroulement 45 et le condensateur 47, la tension aux bornes de lenroulement 57 augmente, entratnant la conduction des diodes 67 et 69. Ainsi,le courant est ramené au circuit redresseur 5 pour interdire toute autre augmentation de tension. Les diodes 67 et 69 limitent donc le courant dans 1' enroulement 57 et interdisent toute augmentation non limitée du courant dans l'enroulement 45, qui serait nuisible au circuit oscillateur 7. En outre, un court-circuit dans le circuit de charge 55 provoquerait la mise en parallèle des condensateurs 53 et 470 La fréquence de résonnance du circuit résonnant série serait alors modifiée. Toutefois, le condensateur 47 ne serait pas court circuité et la tension appliquée au circuit oscillant 7 serait insuffisante pour entraSner la destruction des composants. De plus, l'interrupteur bilame 25 qui est destiné à protéger le circuit contre des augmentations accidentees de température constitue également une protection contre les augmentations accidentelles de courant. En effet, en disposant l'impé- dance 71, qui est une résistance dans cet exemple,' le plus près possible de l'interrupteur bilame 25, toute augmentation de courant dans le circuit résonnant série provoquant une augmentation de courant dans l'enroulement 57 fait fonctionner l'interrupteur bilame 25. De cette façon la source de tension alternative est deconnectée pendant un temps suffisant pour avertir du mauvais fonctionnement de l'appareil. Le condensateur 19 n'emmagasinant aucune énergie, le courant d'entrée reste sinusoSdal et en phase avec la tension alternative de la source 3. Le courant de 33 Hz engendré par l'oscillateur 7 est filtré par l'élément 21 et le condensateur 19. Ainsi le facteur de puissance est corrigé et reste proche de l'unité, puisque la tension et le courant de la source alternative restent en phase. A titre d'exemple non limitatif, on peut indiquer les valeurs suivantes : 1/2 premier enroulement 45 42 spires, fil de 27 de mm, 22 brins 1/2 second enroulment 49 75 spires, fil de 40/100 de mm. 1/2 3ème enroulement 51 1,5 spire, fil de 40/100 de mm. 1/2 4 ène enroulement 57 40 spires , fil de 127 de mm, 22 brins. 1/2 5 ème enreulement 73 3 spires, fil de 40/100 de mm. Condensateurs : c 47 e,047 - 600 v C 53 0,22 - 100 v C 19 0,47 - 200 v Ainsi a été réalisé un circuit auto-oscillateur réglable à facteur de puissance voisin de l'unité, particulièrement applicable à la commande des lampes fluorescentes de 35 à 40 watts. L'appareil est formé de composants légers qui ont un bon rendement et des Ca- ractéristiques d'échauffement réduites. Le circuit fonctionnant b une fréquence supérieure aux fréquences audibles, les bruits déza- grésables sont virtuellement éliminée. En outre, l'appareil est pourvu de moyens de protection thermique ainsi que de moyens de protection contre les modifications de charge, notamment lors des changements de lampe. De plus, une protection contre les courts-circuits est prévue pour les cas de court-circuit accidentel dans le circuit de charge. également sont inclus des moyens d'avertissement de mauvais fonctionnement et de protection contre les augmentations anormales de courant-pouvant provoquer des détériorations. I1 est évident que l'exemple ci-dessus a été décrit à titre de réalisation préférée de l'invention, de façon non limitative,et que tout changement ou modification qui pourrait être apporté par l'homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Circuit auto-oscillateur régalable caractérisé en ce qu'il comprend : - une source de tension continue pulsée ; - un circuit oscillateur relié à la source de tension continue pulsée ; - un premier enroulement, directement relié au circuit occillateur, en série avec un condensateur de façon à former un circuit résonnant série, disposé en parallèle avec le circuit osillateur - un second enroulement, faiblement couplé au premier enroulement, et directement relié au circuit oscillateur tour fournir à ce dernier ïes signaux de commande ;; - un troisière enroulement, en parallèle avec un condensateur et relié au circuit de charge - un quatrième enroulement, couplé par induction au premier enroulement, directement relié, au moyen de deux diodes, à la source de tension continue pulsée de façon à limiter la tension à un niveau déterminé lorsque le circuit de charge est ouvert et en cas d'augmetation de courant dans le condensateur. 2. circuit auto-oscillateur réglable selon la revendicsticn 1, caractérisé en ce que les premier, second, troisième et quatriéme enroulements constituent un transformateur unique. 3. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un cinquième enroulement relié en série à une impédance et couplant par induction le premier enroulement au second enroulement connecte aux moyens oscillateurs, le dit cinquième enroulement provoquant un déphasage du courant appliqué aux dits moyens oscillateurs pour compenser le temps de stokage et déterminer la commutation au niveau zéro du courant afin de réduire au minimum les pertes par commutation. 4. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 5, caractérisé en ce que le troisième enroulement est relié en série avec un second condensateur de telle manière qu'un courtcircuit dans le troisième enroulement ou dans le circuit de charge provoque un chargement de fréquence du circuit resonnant-série. 5. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de courant continu pulsé est constituée par une source de courant alternatif dont les deux alternances sont redressées. 6. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de correction du facteur de puissance constitué par un bobinage reliant le circuit redresseur à la source de tension alternative, et par un condensateur disposé en parallèle avec le circuit redresseur. 7. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur du type bilais disposé entre la source de tension alternative et le circuit redresseur de facon à assurer une protection du circuit oscillateur contre les élévations anormales de température. 8. circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication , caractérisé en ce que l'impédance reliant en série les deux diodes du quatrième enroulement à la source de tension continue pulsée est associé a un interrunteur du type bilame, de telle fa- con qu'une augmentation de courant dans le qustrième enroulement entraîne une augmentation de courant dans la dite impédance, provoquant une augmentation de température dans l'interrupteur bilame et ainsi la mise hors circuit de la source de tension al- wsernative. 9. bircuit auto-oscillcteur réglable caractérisé en ce qu'il comprend : - une source de tension alternative - or interrupteur du type bilame en série avec la source de tension alternative - un circuit redresseur relié la source de tension alternative et à l'interrupteur du type bllame ; - un circuit oscillateur comportant un premier et un second transistors en série,disposés aux bornes du circuit redresseur - un transformateur comportant :: a) un premier enroulement relié à un condensateur pour former un circuit résonnant série disposé en parallèle avec le circuit oscillateur ; b) un second enroulement,faiblement couplé par induction au premier enroulement et relié au circuit oscillateur ; c) un troisième enroulement,en parallèle avec le condensateur du circuit résonnant série et relié au circuit de charge; d) un quatrième enroulement, couplé par induction au premier enroulement, le dit quatrième enroulement comprenant une prise médiane reliée au circuit oscillateuriont les extrémifrés sont chacune reliées à une diode en série avec le circuit redresseur, de façon à maintenir la tension de sortie du dit circuit redresseur à un niveau donné. 10. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il inclut un filtre constitué par une bobine d'induction reliant la source de tension alternative au circuit redresseur, et par un condensateur disposé aux bornes du dit circuit redresseur. 11. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dit transformateur comporte un cinquième enroulement ,en série avec une impédance et le second enroulement du transformateur, de façon à engendrer un déphasage dans le courant appliqué au circuit oscillateur,pour compenser le temps de stockage des composants du circuit oscillateur et commuter le dit circuit à un niveau de courant nul nour réduire au minirmun les pertes dans la commutation. 12. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une impédance est disposée en série entre les diodes connectées au quatrième enroulement et le circuit redresseur , la dite impédance provoquant une augmentation de température dans l'interrupteur du type bilame en fonction de l'augeentation du courant la traversant,de façon à déconnecter la source de tension alternative du circuit redresseur. 13. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit oscillateur comprend deux transistors identiques, en série aux bornes du circuit redresseur, et que le second enroulement est constitué par deux enroulements qui sont chacun connectésà l'un des deux transistors du circuit oscillateur. 14. Circuit auto-oscillateur réglable selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un second condensateur est disposé en série avec le troisième enroulement et en parallèle avec le condensateur du circuit résonnant série, le troisième enroulement étant en parallèle avec le circuit de charge.