Brevet FR2446579A1 — publié le 19800808

La présente invention concerne les dispositifs d'ali mentation d'au moins un tube fluorescent, comprenant un conver tisseur continu-alternatif qui alimente un premier transformateur fournissant une haute tension d'entretien d'un arc dans le tube. On sait qu'en diminuant la tension d'arc entre les cathodes d'un tube fluorescent on diminue le noircissement de ce tube et on augmente sa durée de vie. Mais la diminution de la tension d'alimentation fait naître le problème de l'allumage du tube, qui ne s'effectue plus pour une haute tension qui suffirait à l'entretien de la décharge La solution habituellement adoptée pour résoudre ce problème consiste à préchauffer les électrodes au moyen d'un dispositif couramment appelé starter. Ce starter, constitué par exemple par une bilame, met en série les deux électrodes à l'extérieur du tube et s'ouvre au bout d'un temps déterminé, choisi pour que les électrodes aient atteint une température suffisante. La pleine tension est alors établie entre les électrodes, d'où apparition d'un arc. Grâce à cette disposition, on peut réaliser plusieurs dizaines de milliers d'allumages successifs sans noircissement du tube fluorescent. Mais ce système présente l'inconvénient grave de ne permettre de préchauffer les électrodes que sous un courant au plus égal au courant de fonctionnement du tube, déterminé par l'impédance placée en série avec le tube pour limiter le courant d'arc. La durée de préchauffage est en conséquence trop longue pour de nombreuses applications. La présente invention vise à écarter cette difficulté et à fournir un dispositif d alimentation qui garantit l'allumage du tube tout en ne lui appliquant en service qu'une tension d'entretien inférieure à celle qui serait nécessaire si elle devait provoquer l'allumage. Dans ce but, l'invention propose un dis positif dont le convertisseur alimente également un second transformateur fournissant une tension de préchauffage des cathodes du tube et qui comprend des moyens de commutation retardant l'application de la haute tension d'une durée déterminée à partir de l'application de la tension de préchauffage. La durée de préchauffage est choisie de façon que les cathodes soient arrivées à leur température optimale lorsqu'con applique la haute tension de création de l'arc. Une solution simple consiste à laisser ensuite les cathodes constamment sous préchauffage, mais cette solution a l'inconvénient de se traduire par une diminution du rendement. Une solution plus avantageuse consiste à prévoir un organe de coupure de la tension de préchauffage lorsqu'on applique la haute tension.Toutefois, lorsqu'il faut prévoir des allumages et des extinctions fréquents, ce qui est le cas d'un clignotant de véhicule automobile, on peut laisser la tension de préchauffage appliquée en permanence. Quelle que soit la solution adoptée, on diminue considérablement le noircissement du tube, même après un grand nombre d'allumages et même si le convertisseur est prévu pour faire clignoter le tube en permanence. Les moyens de commutation et l'organe de coupure de la tension de préchauffage, s'il est prévu, peuvent être totalement indépendants. Ils peuvent également être combinés et comporter deux contacts d'un même relais de temporisation. Dans ce cas, la vitesse de commutation du relais doit être assez rapide pour éviter un refroidissement des cathodes avant applicatyton de la haute tension. Au lieu d'un relais mécanique, on peu tuli ser, c me moyens de commutation, un organe de commutation état soli susceptible de fonctionner en courant alternatif, > {tel qu'u triac. L'organe de coupure peut lui aussi être constitué par un tri Suivant une variante de réalisation, le second t- ns- formateur, au lieu d'être complètement séparé du premier, a le même primaire. Suivant cette variante, le second transformateur est constitué par le même primaire que le premier et par deux bobinages secondaires annexes. fournissant des tensions de préchauffage des cathodes, placés en série avec le secondaire du premier transformateur qui est associé à des moyens de commutation qui le court-circuitent au repos et jusqu'à ce qu'un délai déterminé se soit écoulé à partir de la mise sous tension. Les moyens de commutation seront dans ce cas généralement constitués par une résistance à coefficient de température positif, dont la résistivité augmente brutalement et fortement à partir d'une température déterminée. Les moyens de commutation seront généralement choisis pour que la durée de préchauffage soit comprise. entre 0,2 et 0,5 secondes. Ce résultat peut généralement- être atteint en prévoyant un courant de préchauffage de l'ordre du double du courant de fonctionnement normal. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de dispositifs qui en constituent des modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel - la figure 1 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation, - la figure 2 est un schéma de principe d'une variante. Le dispositif représenté en Fig. 1 est destiné à alimenter simultanément trois tubes fluorescents 101, 102 et 103 On décrira uniquement les éléments communs et ceux spécifiquement associés au tube 101. Le composant d'entrée du dispositif est constitué par un convertisseur continu-alternatif 11 auquel un interrupteur 12 permet d'appliquer une tension. continue. Seuls ont été représentés, dans le convertisseur 11, les transistors de sortie 13 et 14, le condensateur 15 de couplage des collecteurs et la bobine 18 dont le point milieu est relié par le commutateur 12 au pôle positif de la source d'alimentation. La tension aux bornes du condensateur 15 est appliquée à l'un ou à l'autre de deux circuits suivant qu'un relais 17 est au repos ou excité. Le relais 17 comporte un bobinage alimenté par l'intermédiaire d'un circuit de temporisation 18 dont le rôle sera indiqué plus loin, monté en parallèle avec le convertisseur, et deux paires de contacts fixes 19 et 20. Lorsque le bobinage du relais 17 est alimenté, celui-ci ferme le premier circuit, qui comporte les contacts 19 ainsi que les primaires des transformateurs 201J 202 et 203 d'application de la haute tension à des embouts recevant respectivement les tubes 10 102 et 103 Lorsque, au contraire, le bobinage du relais 17 n'est pas excité, la tension de sortie du convertisseur 11 alimente, par l'intermédiaire des contacts 20, le primaire d'un second transformateur 21. Ce transformateur comporte autant de paires de secondaires qu'il est prévu de tubes fluorescents, c'est-à-dire trois dansle mode de réalisation utilisé. Par exemple, les secondaires 221 et 231 sont reliés à des bornes prévues dans les embouts de réception du tube 101 et fournissent une tension de préchauffage des cathodes de cé tube. Le circuit de temporisation 1.9 peut avoir n'importe quelle constitution permettant de retarder l'excitation du relais 17 pendant le temps nécessaire au préchauffage des cathodes, à partir de la fermeture de l'interrupteur 12. Ce délai sera dans la pratique compris entre 0,2 et 0,4 seconde. Dans le mode de réalisation illustré, ce circuit comporte un transistor 24 du type NPN dont le collecteur est relié à la borne positive de l'alimentation par une résistance 25, et à la base par une résistance 26. La constante de temps, et donc le retard, est fixée en ajustant la résistance 26 et un condensateur 27 reliant la base du transistor 24 au pôle négatif de l'alimentation. Le fonctionnement du dispositif ressort clairement de ce qui précède, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de l'indiquer en détail : dès que l'interrupteur 12 est fermé, le convertisseur 11 fournit une tension de sortie qui est appliquée auxtransformateurs 21 par l'intermédiaire des contacts 20. Une tension de préchauffage est appliquée alors aux cathodes de tous les tubes fluorescents 101, 102, 103 ou, du moins, de ceux qui sont an place. Au bout d'un intervalle de temps déterminé à partir de la fermeture de l'interrupteur 12, le transistor 24, initialement bloqué, devient conducteur. Il fait passer un courant dans son circuit d'émetteur qui contient le bobina-ge du relais 17.Le relais 17, dont la vitesse de commutation est élevée, ouvre les contacts 20 et ferme les contacts 19, suppri mant la tension de préchauffage et appliquant par contre la haute tension d'établissement et d'entretien de la décharge dans les tubes. Le convertisseur 11 peut être choisi parmi de nombreux types. On peut en particulier utiliser le montage décrit dans le brevet français nO 74 36012 (Henri ABADIE). Au lieu du relais 17, on peut utiliser un ou plusieurs organes de commutation à état solide, tels que des triac. A titre d'exemple, on peut indiquer qu un dispositif a été réalisé pour alimenter un tube fluorescent classique, de 13 Watts, d'une longueur de 50 cm. Ce tube consomme en fonctionnement normal un courant efficace de 200 mA sous 65 Volts environ. Les électrodes sont constituées par des filaments dont la résistance est de 20 ohms. En appliquant un courant de préchauffage compris entre 450 et 500 mA, la durée d'allumage est réduite à 0,2 - 0,4 secondes. Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, le tube fluorescent 30 est alimenté par une source de courant alternatif 31, qu'on supposera être un convertisseur. La source est reliée au primaire 32 qui est commun à deux transformateurs. Le premier transformateur comporte un secondaire 33 dont les bornes sont reliées chacune à une électrode correspondante du tube 30. Le second transformateur comprend deux secondaires supplémentaires 34 et 35, en série avec le secondaire 33, placé sur le même noyau. Chacun des secondaires 34 et 35 alimente une électrode correspondante du tube- 30. fies moyens commutateurs reliant les bornes du secondaire 33 sont constituées, dans le mode de réalisation montré en figure 2, par une résistance 36 à coefficient de température positif. Lorsque la tension de la source est appliquée au primaire 32, alors que le tube 30 est refroidi, la résistance 36 court-circuite pratiquement le secondaire 33 et aucune tension n' apparaît entre les électrodes du tube 30. Mais ces électrodes sont parcourues par un courant de chauffage fourni par les secondaires supplémentaires 34 et 35. Ce courant est prévu pour que le préchauffage soit achevé en une durée inférieure à 0,5 seconde. Le courant d'arrivée dans la résistance 36 échauffe celle-ci. La résistance est prévue pour atteindre sa température de commutation en un laps de temps correspondant à la durée de préchauffage des électrodes. Dès que la température de commutation est atteinte, la résistance 36 prend une valeur élevée et la tension de sortie du secondaire 33 appliquée au tube fluorescent prend une valeur supérieure au seuil d'amorçage. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation d'au moins un tube fluorescent, comprenant un convertisseur continu-alternatif qui alimente un premier transformateur fournissant une haute tension d'entretien de l'arc dans le tube, caractérisé en ce que le convertisseur alimente également un second transformateur fournissant une tension de préchauffage des cathodes du tube et en ce que le dispositif comporte des moyens de commutation retardant l'application de la haute tension d'une durée déterminée à partir de l'application de la tension de préchauffage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation sont constitués par un organe de commutation à état solide, tel qu'un TRIAC. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un organe de coupure de la tension de préchauffage lors de l'application de la haute tension. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation et ledit organe de coupure sont constitués par deux contacts d'un même relais de temporisation excités lorsque le convertisseur est mis sous tension. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à alimenter plusieurs tubes fluorescents, caractérisé en ce que le premier transformateur est unique et comporte plusieurs secondaires associés aux différents et autant de seconds transformateurs que de tubes. 6. Dispositif d'alimentation d'au moins un tube fluorescent, comportant une source alternative qui alimente un premier transformateur fournissant une haute tension d'entretien de l'arc dans le tube, caractérisé en ce q 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de commutation sont constitués par une résistance à coefficient de température positif.