Brevet FR2348618A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation électrique d'un tube à décharge à partir d'une batterie. Le principal problème à résoudre lors de l'alimentation en courant alternatif de tubes à décharge dans les gaz rares (néon, xénon etc..) est de maintenir le courant constant durant les cretes d'alternance afin de ne pas provoquer un déplacement du spectre lumineux. En effet, si on ne prend pas desdlspositionsparticulières pour maintenir ce courant constant, on constate, avec ces tubes, un déplacement du spectre lumineux qui est dn à une densité de courant trop élevéelors de la crête de chaque alternance. Ainsi Untube néon e'niznt normalement, sur la plus grande partie de chaque alternance, une couleur rouge, produits lors de l'appa- rition de chaque crête d'alternance, une lumière légèrement orangée. I1 stagit là d'un inconvénient sérieux qu'il y a lieu d'éliminer. Lorsque ces tubes sont alimentés à partir du secteur à courant alternatif, ce problème n est pas compliqué a résoudre car il suffit d'effectuer une compensation de la variation du courant au moyen d'une self assez importante. On utilise généralement un dispositif à transformateur à fuite magnétique ou une alimentation avec un circuit L-C serie.rcontre, loesqt les tubes à décharge doivent être alimentés à partir d'une batternie, il se pose un problème de rendement du convertisseur continu-alternatif. I1 n'est pas possible d'envisager une alimentation du type classique L-C ou un transformateur fuite magnétique, à cause desdifficultésrencontrées pour assurer un bon fonctionnement du convertisseur et également d'un gaspillage important de l'énergie. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif d'alimentation particulièrement simple, assurant un fonctionnement parfait du tube à de-char- ge et ntentrâînant que la stricte consommation d'énergie nécessaire pour le bon fonctionnement du tube. A cet effet, ce dispositif d'alimentation électrique d'un tube à décharge à partir d'une batterie, est caractérisé en ce qu'il comporte un oscillateur, un convertisseur continu alternatif recevant les signaux de sortie de ltoscillateur, et un transformateur dont 1,enroulement secondaire est branché en série avec le tube à décharge, la fréquence de l'oscillateur étant ajustée à la fréquence de résonance parallèle du circuit forme par le transformateur et le tube à décharge. De cette façon, lors de la mise en service du tube, le coefficient des=tensim ducircuit à résonance parallèle formé par le tube à décharge, le transformateur et les capacités parasites des bobinages et du tube, permet l'amorçage de ce dernier, sous une tension relativement élevée. Après amorçage le circuit fonctionne comme un générateur de courant alimentant le tube avec une densité de courant fixe, si bien qu'il ne se produit aucun déplacement intempestif du spectre lumineux émis. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé qui est un schéma électrique d'un dispositif d'alimentation d'un tube à décharge. Sur le dessin est représenté un tube à décharge 1 qui est alimenté à partir d'une batterie 2. Le dispositif d'alimentation selon l'invention comprend essentiellement un oscillateur 3, un diviseur par "2" 4, un convertisseur continu-alternatif 5 du type push-pull, un transformateur 6 et une inductance 7. L'oscillateur 3 comporte un circuit d'accord de sa fréquence de fonctionnement, lequel comprend un potentiomètre 8 et un condensateur 9. Le circuit d'accord permet de faire varier la fréquence de l'oscillateur 3 dans une gamme allant par exemple de 5.000 à 40.000 Hz. Le signal de sortie de l'oscillateur 3 est appliqué au diviseur par "2" 4 qui délivre sur ses deux sorties, des signaux carrés déphasés de 1800. Ces signaux déphasés sont respectivement appliqués aux deux entrées du convertisseur continu-alternatif 5 et plus particulièrement auxbases de deux transistors 11 et 12, et ce par l'intermédiaire de résistances respectives 13 et 14. Les bases de ces deux transistors sont elles mêmesreliées par deux résistances 15 et 16 dont le point de jonction est connecté, de même que les deuxgmetteurs des transistors 11 et 12, au pôle négatif de la batterie 2. Deux diodes 17 et 18 sont branchéesrespectivement entre l'émetteur et le collecteur de chaque transistor 11, 12, les anodes des diodes étant reliêesau pôle négatif de la batterie 2 tandis que leurs cathodes sQnt connectees aux collecteurs des transistors. Le transformateur 6 est du type en U fermé et sur chaque demi-branchement sont bobinés un demi-enroulement primaire et un demi- enroulement secondaire, ces enroulements étant bobinés en nid d'abeilles. Les deux demi-enroulements primaires6a > 6b sont respectivement branchés entre le pôle positif de la batterie 2 et les collecteurs des transistors il et 12. Les deux demi- enroulements secondaires 6c et 6d sont branchés en série avec l'inductance 7 qui est bobinée en nid d'abeilles sur un noyau en ferrite. Le circuit série formé par les deux demi-enroulements secondaires 6c, 6d et l'inductance 7 est connecté, à ses deux extrémités, aux deux électrodes respectes la et lb du tube à décharge 1. En parallèle sur ce tube est représentée, en trait interrompu, la conntion correspondant à la capacité parasite Cp totale équivalente du p tube. Pour obtenir l'amorçage du tube à décharge 1, lors de la mise en service de ce dernier,il est nécessaire d'appliquer entre ses électrodes une tension d'amorçage assez élevée de l'ordre de 2.000 à 2.500 V. Pour obtenir cette tension d'amorçage on règle le circuit d'accord 8, 9 de manière que la fréquence de l'oscillateur 3 soit égale à la fréquence de résonance parallèle du circuit constitué par le transformateur 6, l'inductance 7 et le tube 1. Cette fréquence de résonance qui est déterminée par la capacité parasite des bobinages et celle C p du tube 1, est par exemple de 20.000 Hz. Le coefficient de surtension du circuit ainsi obtenu permet par conséquent l'amorçage du tube 1. Après son amorçage ce tube se comporte comme une résistance de charge, ce qui entraîne une diminution du coefficient de surtension du circuit. Un circuit L-C parallèle présente alors une impédance égale à sa résistance de fuite parallèle lorsqu'il est accordé à la résonance. On peut donc, dans ce cas, assimiler le circuit à un générateur de courant. Comme le tube 1 est alors alimenté à travers un générateur de courant, il travaille à densité de courant fixe si bien qu'en fonctionnement il ne se produit aucun déplacement du spectre lumineux. Par ailleurs, la consommation d'énergie est réduite à son minimum du fait qu'en fonctionnement la tension au borne du tube 1 retombe à la valeur normale qui est par exemple de 360 volts. En outre, le rendement du convertisseur continu-alternatif est amélioré du fait de la présence du circuit résonnant et de son coefficient de surtension. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation électrique d'un tube à décharge à partir d'une batterie comportant un oscillateur, un convertisseur continu-alternatif recevant les signaux de sortie de l'oscillateur et un transformateur dont l'enroulement primaire est alimenté par le convertisseur continu-alternatif et dont l'enroulement secondaire est branché en série avec le tube à décharge, caractérisé en ce que la fréquence de l'oscillateur 3 est ajustée à la fréquence de résonance parallèle du circuit formé par le transformateur 6 et le tube 1. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le transformateur 6 comporte deux demi-enroulements primaires 6a, 6b reliés respectivement d'une part à la batterie 2, et d'autre part aux deux sorties du convertisseur continu-alternatif 5 du type push-pull, et deux demi-enroulements secondaires 6c, 6d branchés en série avec le tube 1. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'enroulement secondaire du transformateur 6 est branché en série avec une inductance 7 reliée à l'une des électrodes du tube. 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 3 caractérisé en ce que l'oscillateur 3 est connecté à un diviseur par "2" 4 dont les deux sorties, auxquelles apparaissent respectivement des signaux carrés déphasés de 1800, sont connectéeraux deux entrées d'un convertisseur continu-alternatif du type pushpull.