Brevet FR2460443A1 — publié le 19810123

-1- La présente invention concerne un projecteur de lumière équipé d'une lampe à incandescence basse tension et incorporant un relais, ledit projecteur étant constitué par une coquille re- vêtue intérieurement d'une couche métallique réfléchissante et munie d'une douille comportant au moins deux contacts. L'invention s'applique plus particulièrement, mais non exclu- sivement, aux projecteurs pour véhicules automobiles. L'intensité élevée liée à la forte puissance des lampes de phare7s de voitures impose de réduire au maximum la longueur des conducteurs d'alimentation de façon tout à la fois à économiser le cuivre et à réduire la chute de tension en ligne. Dans ce but, la commande "marche-arrêt" des phares depuis le poste de conduite s'effectue au moyen de conducteurs de faible sec tion connectés à des bobines de relais électro-magnétiques dis- posés à proximité immédiate des projecteurs. La fiabilité d'un tel système n'est pas parfaite en raison d'une lente dégradation de la qualité de la commutation liée à l'usure ou à l'encrassement des contacts du relais. Pour pallier ce défaut, on a utilisé des relais statiques cons- titués par des transistors de puissance, les lampes à commander étant disposées en série avec le trajet collecteur-émetteur de ceux-ci; toutefois dans ce cas, la tension de déchet d'un tran- sistor de puissance en régime de saturation peut atteindre quel- ques centaines de millivolts et réduit d'autant la tension réelle d'alimentation de la lampe qu'il commande. En outre, il en résulte en régime d'allumage permanent une dissipation thermique importante qui doit être évacuée au moyen d'un radiateur. Enfin, de même que pour un relais électromagnétique, le main- tien en régime de saturation du transistor exige un courant de commande important, ce qui interdit une commande éventuelle par impulsions et oblige dans ce cas à mettre en oeuvre un circuit de commande bistable à fort courant de sortie. Un des buts de l'invention est de réaliser un projecteur incor- porant un relais statique dont la chute de tension soit pratique- ment négligeable et dont l'allumage et l'extinction peuvent être commandés à partir d'impulsions brèves fournies éventuellement à partir d'un microprocesseur. -2- Selon l'invention le projecteur de lumière équipé d'une lampe à incandescence basse tension et incorporant un relais, le- dit projecteur étant constitué par une coquille revêtue intérieu- rement d'une couche métallique réfléchissante, et munie d'une douille comportant au moins deux contacts, est notamment remar- quable en ce que la lampe est branchée en série avec le trajet collecteur-émetteur d'un photo-transistor disposé de façon à in- tercepter une fraction du flux lumineux émis par ladite lampe. Avantageusement, le photo-transistor est disposé à l'extrémité d'un tube débouchant à l'intérieur de la coquille. L'émetteur du photo-transistor est directement branché à la douille supportant la lampe et le collecteur est connecté au pôle positif de la batterie; si la base est momentanément portée à la tension collecteur, le photo-transistor est amené en régime de saturation, la lampe s'allume et reste allumée lorsque la base est déconnectée, car le courant de base est alors fourni à partir du flux lumineux frappant le photo-transistor. Inversement, l'ex- tinction est réalisée en portant momentanément la base au poten- tiel de l'émetteur. La tension de déchet VCE SAT d'un photo-transistor étant très basse, de l'ordre de 100 millivolts, la lampe est pratiquement alimentée sous pleine tension de batterie; de plus, la faible dissipation thermique qui en résulte rend inutile la mise en oeuvre d'un radiateur important. La commande d'allumage ou d'extinction par modification momen- tanée de la tension de base permet une grande diversité de réa- lisation, soit par contacts mécaniques à action fugitive, soit par impulsions électriques obtenues à partir d'un système infor- matique centralisé du véhicule; par ailleurs, dans la configura- tion retenue du schéma d'alimentation du photo-transistor, une indication de l'état de la lampe(allumée, éteinte ou en court-cir- cuit) est donnée par la valeur de la tension base-émetteur du phototransistor. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente le schéma de principe du projecteur selon l'invention. La figure 2 représente une variante de réalisation du schéma de la figure 1 muni d'une sécurité anti-allumage intempestif. -3- La figure 3 représente un circuit de commande du projecteur selon l'invention à partir de signaux logiques. La figure 4 représente en coupe partielle un exemple de réa- lisation du projecteur selon l'invention. Sur la figure 1, le pÈle positif d'une source 1 de tension continue Vb est réunie au collecteur d'un photo-transistor 2 de type NPN, l'autre borne de ladite source, connectée par ailleurs à une masse commune 3, étant reliée par une lampe à incandescence 4 à l'émetteur du photo-transistor 2. La base du photo-transistor 2 est branchée au plot commun d'un inverseur unipolaire 5 à retour automatique en position neutre, le plot supérieur de celui-ci étant relié à la borne positive de la source Vb par une résistance 6, et le plot inférieur étant directement réuni à la borne négative. Lorsque l'inverseur 5 est en position neutre, le photo-transis- tor 2 est bloqué si la jonction base-émetteur n'est pas illuminée; lorsque l'inverseur 5 est basculé en position haute, le photo-tran- transistor 2 est porté à saturation et la lampe 4 s'allume; en raison du couplage optique existant entre la lampe et la base du photo-transistor, le retour en position neutre de l'inverseur 5 ne modifie pas l'état du circuit qui fonctionne en auto-saturation. Lorsque l'inverseur 5 est basculé en position basse, le photo- transistor 2 se bloque et la lampe 4 s'éteint, le retour de l'in- verseur 5 en position neutre ne modifiant pas cet état de chose pour autant que la jonction base-émetteur ne soit pas photo-excitée. De ce qui précède, on peut voir qu'une illumination acciden- telle du photo-transistor peut provoquer un allumage. intempestif de la lampe 4 sans que l'inverseur 5 ait été manoeuvré. Le schéma de la figure 2 permet de pallier cette éventualité. L'inverseur 5 de la figure 1 est remplacé par un inverseur 50 dont la position haute est à retour automatique tandis que la posi- tion basse offre une possibilité de mainien du contact; de la sorte l'allumage se fait de la même façon que pour la figure 1 avec re- tour automatique en position neutre, tandis que l'extinction se fait avec maintien du contact en position basse, évitant ainsi tout allumage intempestif. Sur la figure 3, dont les références sont communes avec celles des figures 1 et 2, la base du photo-transistor 2 est connectée, d'une part à la cathode d'une diode 7 dont l'anode est reliée au -4- collecteur d'un premier transistor 8, de type PNP, et d'autre part au collecteur d'un second transistor 9, de type NPN. L'émetteur du transistor 8 et l'émetteur du transistor 9 sont respectivement connectés aux bornes positive et négative de la source Vb, tandis que les bases sont raccordées par deux résis- tances 10 et 11 au plot commun d'un inverseur unipolaire 12 dont les deux autres plots sont respectivement réunis aux deux pôles de la source Vb. Lorsque l'inverseur 12 est en position haute, le transistor 8 est bloqué et le transistor 9 est saturé, ce qui rend impossible l'allumage de la lampe 4; lorsque l'inverseur 12 est en position basse, le transistor 9 est bloqué et le transistor 8 est rendu conducteur à travers la diode 7, la jonction base-émetteur du pho- to-transistor 2 et la lampe 4, ce qui amène ledit photo-transistor à saturation; à ce moment, la tension base-émetteur du photo- transistor s'accroît et la diode 7 cesse de conduire, isolant ainsi du reste du circuit la base du photo-transistor qui reste conducteur par auto-saturation. Si l'inverseur 12 est électronique, du genre bascule bistable par exemple, il suffit d'une brève impulsion de commande sur une entrée 13 pour passer de l'état d'allumage à l'état d'extinction, et vice-versa. Il est à remarquer que la position "extinction" en position haute de l'inverseur 12 interdit, de la même façon que pour le schéma de la figure 2, tout allumage intempestif de la lampe 4 en mettant la base du phototransistor 2 à la masse (à la tension de déchet près). Sur la figure 4, dont les références sont communes avec celles des figures 1, 2 et 3, le projecteur selon l'invention comporte une douille 14 de support de la lampe 4, ladite douille ayant un con- tact isolé 15, l'autre contact étant réuni à la masse 3. La coquille 16 du projecteur, représentée en coupe, est munie d'un tube 17 au fond duquel est fixé le photo-transistor 2 de fa- çon à intercepter une fraction du flux lumineux de la lampe 4, la partie supérieure dudit photo-transistor pouvant comporter un système optique de concentration du flux lumineux sur la jonction émetteur-base. -5- Le photo-transistor utilisé est un transistor de puissance ayant une surface de base importante et muni d'un capot trans- parent; il va de soi qu'il peut être également de type PNP; de même, la lampe peut être disposée en série dans le collec- teur si la douille 14 est isolée de la masse, ou si cette der- nière est reliée au pôle positif de la batterie. -6 - - REVENDICATIONS - 1.- Projecteur de lumière équipé d'une lampe à incandescence basse tension et incorporant un relais, ledit projecteur étant cons constitué par une coquille revêtue intérieurement d'une couche métallique réfléchissante et munie d'une douille comportant au moins deux contacts, caractérisé en ce que la lampe est branchée en série avec le trajet collecteur-émetteur d'un photo-transistor disposé de façon à intercepter une fraction du flux lumineux émis par ladite lampe. 2.- Projecteur de lumière selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le photo-transistor est disposé à l'extrémité d'un tube débouchant à l'intérieur de la coquille. 3.- Projecteur de lumière selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la base du photo-transistor est re- liée au plot commun d'un inverseur unipolaire à rappel automatique en position neutre, les deux autres plots de l'inverseur étant connectés respectivement aux bornes de la batterie d'alimentation de la lampe. 4.- Projecteur de lumière selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la base du photo-transistor est re- liée au plot commun d'un inverseur unipolaire à rappel automatique en position neutre en fonction "allumage", et à contact maintenu en fonction "extinction". 5.- Projecteur de lumière selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la base du photo-transistor est re- liée d'une part à la première borne d'une source de tension d'ali- mentation du projecteur par une diode disposée en série avec le trajet collecteur-émetteur d'un premier transistor, et d'autre part à l'autre borne de la source de tension par le trajet col- lecteur-émetteur d'un second transistor de polarité opposée à celle du premier. 6.- Projecteur de lumière selon les revendications 1, 2 et la revendication 5, caractérisé en ce que les bases des deux transis- tors de polarités opposées sont reliées chacune par une résistance au plot commun d'un inverseur unipolaire dont les deux autres plots sont branchés aux bornes de la source de tension. 7.- Projecteur de lumière selon la revendication 6, caracté- risé en ce que l'inverseur unipolaire est du type bascule bistable électronique comportant une borne d'entrée d'impulsions de chan- gement d'état.