Brevet FR2460088A1 — publié le 19810116

Circuit d'allumage pour tubes fluorescents et similaires avec chauffage préliminaire des filaments. La présente invention concerne un circuit d'allumage ayant pour objet la réalisation d'une séquence rationnelle d'opérations pour l'allumage d'un tube fluorescent. 1a carac- téristique fondamentale de ce circuit est le "soft-start", c'est-à-dire l'allumage doux du tube. On a constaté que la durée d'un tube fluorescent dépend dans une grande mesure de la façon dont ses filaments sont allumés. Il arrive, en général, qu'après un certain nombre d'allumages les tubes se noircissent à leurs extrémi- tés; cela est provoqué par l'évaporation du métal des filaments qui, lorsque la décharge se produit, subit le bombardement des ions du gaz, ce qui entraine l'amincissement des filaments. Le filament chauffé par le bombardement ionique d'abord et par le courant de la lampe ensuite, commence à émettre des électrons, ionisant ainsi l'espace environnant et créant une barrière qui intercepte les ions de la décharge, les empêchant ainsi de heurter le métal avec une forte énergie. Par conséquent, il est néoessaire de garantir l'émission thermionique même dans la phase d'allumage et, pour obtenir ce résultat, il faut amener les filaments à émettre des électrons avant l'amorçage, ce qui signifie qu'il faut chauf- fer les électrodes avant d'appliquer la tension suffisante pour l'amorçage de l'arc. En outre, la tension d'amorçage doit être appliquée aux électrodes de façon graduelle afin que l'amorçage ait lieu à la plus petite tension possible. L'invention assure l'amorçage du tube dans des condi- tions optimales de chauffage des filaments des électrodes du tube, quelles que soient par ailleurs les conditions extérieures. Selon l'invention, un circuit d'alimentation et d'allumage pour les tubes comprend des moyens de commande du chauffage, qui sont pilotés par les variations de résistance des filaments et qui créent les conditions d'amorçage dès qu'on dépasse une certaine température, et donc une résistan- ce déterminée. Dans la pratique, le circuit peut comprendre un circuit de chauffage qui, portant en série les filaments du tube, est conçu pour piloter un comparateur à l'aide d'un condensateur relié aux filaments à travers des diodes; ce comparateur est prévu pour ouvrir le circuit de chauffage des filaments de façon graduelle, réalisant ainsi le "soft-start" Ce comparateur peut piloter un transistor pour le mettre au repos dès qu'on atteint une valeur préétablie de résistance, et donc de température des filaments; à ce transistor est assoosé un pont de diodes prévu pour la commutation graduelle de la position de chauffage à celle d'amorçage et d'alimenta- tion du tube, avec l'aide d'un transformateur. Le circuit comprend également un dispositif faisant fonction de tempori- sateur, prévu pour exclure la haute tension d'alimentation et pour mettre au repos le transistor de commande après un certain temps d'étalonnage en cas de non allumage du tube. Le dessin ci-Joint représente un schéma de circuit selon l'invention, reproduit à titre d'exemple non limitatif. Sur ce dessin est montré un premier bloc 01 qui représente un oscillateur et est constitué par les transistors TR1, TR2 et par les diodes D1, D2, par les condensateurs 03, 01, par les primaires 1-3 et 2-4 d'un transformateur T1 - dont fait également partie l'enroulement de réaction 5-6 - par un condensateur 02 et par une inductance LT. Le bloc 01 est un oscillateur qui fournit une tension sinusoïdale sur le secondaire 8-10 du transformateur T1 et une haute tension, également sinusoïdale, sur la réglette qui longe le tube. Ia haute tension sur le secondaire 7-9, qui est relié à un écran ST placé à proximité du tube fluorescent TF, favorise son amorçage. La tension du secondaire 8-10 est celle qui va aux cathodes et elle est nécessaire parce que l'alimentation d'un tube fluorescent doit se faire en courant alternatif. le secondaire 8-10 fait partie d'un deuxième bloc, qui est constitué, en outre, par la lampe ou tube fluorescent TF, par un pont de diodes D3, D6, D7, D8 et par deux diodes D4 et D5 faisant fonction de redresseurs. Ce deuxième bloc est le groupe d'alimentation de la lampe; il est commandé par un troisième bloc du schéma, qui remplit des fonctions de commande et dont les composants fondamentaux sont un compara- teur ICI, les condensateurs C7 et C6 et transistors TR3 et TR4. Le comparateur I01 détecte le niveau de tension sur le condensateur C7, qui se charge par l'intermédiaire de la résistance R7 quand on ferme l'interrupteur général, et sur le condensateur 06, qui présente une tension proportionnelle à la résistance des filaments FF? du tube, dans le circuit duquel il est inséré ensemble avec les diodes D4 et D5. Les deux tensions sur 07 et 06 sont confrontées dans le compara- teur I01 et selon que la tension sur C6 est plus ou moins élevée, la sortie 6 de I01 sera haute ou basse. Selon l'état de cette sortie du comparateur IC1, entre ou non en activité le transistor TR3 qui est en inter- face avec le transistor TR4 et le pilote. Le transistor TR4 agit comme interrupteur du circuit 2-4 des filaments FFT, ralenti dans son ouverture par R8 et 08, fonctionnant comme amortisseur, pour mettre le tube, avec les cathodes déjà chaudes, sous une tension graduellement croissante. Avec la fermeture de l'interrupteur général, s'établit une circulation de courant qui, traversant les- filaments 1-2 et les diodes D7 et D3, se referme sur le secondaire 8-10 en passant par les filaments 3-4. Ces fila- ments FFT se trouvent en fait en court-circuit. De courant chauffe les filaments en les traversant et modifie leur résistance, qui augmente ainsi avec la température. Cette variation est détectée (à travers les diodes D4 et D5), qui confronte les niveaux de tension des condensateurs C6 et 07. Ainsi, lorsque les valeurs de température et de résistance des filaments FFT auront atteint un seuil correspondant à -une température suffisante des filaments, le transistor TR4 - par l'intermédiaire du transistor TR3 et du comparateur IC1 commandé par le niveau de C6 pour être mis au repos - ouvrira le pont D3, D6, D7, D8 de telle manière que les électrodes du tube présenteront une tension croissant Jusqu'au point oh elle sera suffisante pour amorcer ce tube. Un LED-1 fonctionne comme témoin et s'allume pendant la phase de pré-allumage du tube. L'ensemble formé par la diode D10, la résistance R7 et le condensateur 07, constitue un temporisateur, prévu pour - exclure la haute tension et provoquer l'interruption du TR4 un certain temps après la fermeture de l'interrupteur général; ceci dépend aussi de la tension du réseau extérieur. Une diode D9 constitue une protection contre les inversions de polarité accidentelles. En effet, si la polarité était inversée la diode D9 entrerait en activité en faisant intervenir un mécanisme de sécurité qui pourrait, par exemple, faire fondre un petit tronçon de piste, déconnectant ainsi la partie restante du circuit. Dans ces conditions, s'il existe un fusible extérieur, l'inversion le fait sauter. On obtient, en définitive, un chauffage des filaments du tube d'une valeur toujours constante parce que c'est la température atteinte par les filaments - indépendamment de toute autre influence extérieure - qui provoque elle-même la commutation du circuit sur la position d'alimentation. Il est bien entendu que le dessin représente seulement un exemple de réalisation, reproduit uniquement à titre de démonstration pratique de l'invention, celle-ci pouvant admettre des variations en ce qui concerne la forme et les dispositions, à condition que ces variations ne sortent pas du cadre des principes sur lesquels repose cette invention. Par exemple, l'organe TR4 peut être un autre type d'interrup- teur, tel qu'un relais à lames sous ampoule, un relais classi- que ou similaire. Dans ce cas, il est possible d'utiliser directement une alimentation de réseau en courant alternatif. REVENDICATIONS 1. Circuit d'alimentation et d'allumage pour tubes fluorescents et similaires comprenant des filaments des électrodes à chauffer pour l'allumage, caractérisé par le fait que des moyens de commande du chauffage des filaments sont pilotés par les variations de résistance des filaments, et créent ainsi les conditions d'amorçage graduel dès qu'on dépasse une certaine température et donc une résistance déterminée. 2. Circuit conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit de chauffage portant en série les filaments FFT du tube, et qu'il est conçu pour piloter un comparateur (ICi) à l'aide d'un condensateur (06) connecté à travers des diodes (D4-D5) aux filaments, ce compa- rateur étant prévu pour ouvrir le circuit de chauffage des filaments. 3. Circuit conforme aux revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que le comparateur (ICI) pilote un transis- tor (TR4) pour le mettre au repos dès qu'est atteinte une valeur de résistance (et donc de température) des filaments (FF!) préétablie; et à ce transistor (TR4) est associé un pont de diodes (D3, D6, D7, D8) prévu pour la commutation de la position de chauffage à celle d'amorçage et d'alimentation du tube, avec l'aide d'un transformateur (Tl). 4. Circuit conforme aux revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif (Dl0 - R7 - 07) faisant fonction de temporisateur pour exclure la haute tension d'alimentation et mettre au repos le transistor (TR4) de commande après un certain temps d'étalonnage. 5. Circuit conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif (R8 - 08) faisant fonction d'amortisseur pour mettre le tube, avec les cathodes déjà chauffées, sous une tension graduellement croissante.