Brevet FR2495832A1 — publié le 19820611

LAMPE A DECHARGE POURVUE D'UN DISPOSITIF D'AMORCAGE INTERNE CAPACITIVEMENT RELIE A L'UNE DES ELECTRODES La présente invention concerne les lampes à décharge pourvu d'un fil d'amorçage disposé à l'intérieur de l'ampoule et utilis avec un circuit ballast résistif reliant en série les électrodes dispositif d'amorçage. Des moyens sont prévus pour relier capaci vement le dispositif interne d'amorçage à son électrode voisine. Il existe deux types de dispositifs d'amorçage pour lampes décharge, d'une part les dispositifs actifs qui peuvent 8tre des générateurs d'impulsions de différentes formes, d'autre part les dispositifs passifs, comme les bandes d'amorçage ou les sondes. Les dispositifs actifs, déjà assez coGteux, ont aussi d'aut inconvénients. En particulier, ils rendent encombrants et lourds les ensembles qu'ils équipent. En outre, ils sont de plus en plu complexes, ce qui diminue leur fiabilité. Les dispositifs passifs peuvent être classés en deux catégo La première englobe les dispositifs passifs externes comprenant bandes d'amorçage adjacentes à ou en contact avec la paroi extér eure de la lampe. Elle inclut, par exemple, les bandes et les re tements conducteurs disposés à l'extérieur de l'ampoule et les c mises des culots reliées à la terre. La seconde catégorie est re présentée par les bandes et les revêtements conducteurs déposés l'intérieur de l'ampoule et les sondes d'amorçage. Les dispositifs passifs, offrent, selon leur genre, des ava tages variant avec les modèles ou les applications sur le marché des lampes qu'ils équipent. Par exemple, la lampe normalisée F40 a, de façon générale, une chemise reliée à la terre et prévue po assurer l'amorçage. Les lampes au krypton de type F34W712, prévu pour économiser l'énergie, ont, nécessairement une bande conduc- trice interne disposée entre le verre et les luminophores. Les b des externes, par contre, sont appréciées en Europe. Toutefois, bien qu'il soit souhaitable d'utiliser des dispo tifs d'amorçage, il n'a pas encore été possible de réaliser des pes ayant un dispositif d'amorçage interne économique et efficac utilisant un circuit ballast simple et peu coOteux. 2 2495832 La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients. Elle a pour objet un dispositif simple, économique et interne qui est pratiquement invisible lorsque la lampe est achevée. L'invention a également pour objet un dispositif d'amorçage pouvant tre utilisé dans les lampes de forme non rectiligne. Elle se rapporte donc à un ensemble comprenant une lampe et un cirzuit ballast. La lampe à décharge, selon la présente invention, comprend une ampoule tubulaire en verre pourvue à chacune de ses extrémités d'une électrode prenant appui sur deux entrées de courant scellées dans le pied correspondant. La paroi interne de la lampe est recou- verte d'une couche de luminophores. L'ampoule achevée contient un gaz favorisant l'arc. Une troisième entrée de courant adjacente à l'une des électrodes est indifféremment placée à l'une des extré- mités de la lampe. L'extrémité interne de cette troisième entrée de courant est reliée à un fil d'amorçage assez résistant, traver- sant le corps de la lampe dans sa longueur jusqu'à proximité immé- diate de l'autre électrode. L'ensemble est complété par un circuit ballast résistif. Ce circuit relie en série les électrodes de la lampe et le fil d'amorçage de cette dernière; des moyens sont pré- vus pour relier capacitivement la troisième entrée de courant, et par suite, le fil d'amorçage à l'une des entrées de courent de son électrode voisine. L'ensemble constitue une source de lumière simple et peu conteuse. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes préférés de réalisa- tion, et à laquelle sont annexées trois planches de dessins. La Figure 1 est une vue en coupe d'une lampe conforme à la présente invention, Les Figures 2 et 3 sont des vues en coupe de pieds de formes différentes, La Figure 4 est une vue schématique d'une lampe non rectili- gne conforme à l'invention avec le circuit associé, et La Figure 5 représente le diagramme du procédé de fabricati d'une telle lampe. En référence maintenant aux figures, on voit, Fig.l, une lE à décharge 10 comprenant une ampoule tubulaire de verre 12 sur J paroi interne de laquelle on a déposé une couche de luminophoret Des pieds scellés 16,18 referment les extrémités de l'enveloppe Un gaz incluant du mercures engendrant et favorisant l'arc, emp] l'ampoule 12 après que celle-ci ait été vidée. - Les entrées de courant 20 et 22, respectivement 21 et 23, scellées à travers les pieds 16 et 18. Elles sont électriquement reliées aux électrodes 24 et 26 pour lesquelles elles constituer des supports. De façon générale, on prévoit un queusot non représenté sui la figure, traversant au moins l'un des deux pieds. Une troisil entrée de courant 28 est scellée à travers l'un des pieds, par exemple le pied 18, de manière à faire saillie aussi bien à l'it térieur qu'à l'extérieur de l'ampoule 12. Un fil d'amorçage 30 est électriquement connecté à l'extrémité interne de l'entrée c courant 28. La majeure partie de sa longueur est contiguë au revêtement de luminophores 14. La longueur x du fil 30 est sensu blement égale à celle de l'arc de la lampe 10. De préférence, 1' trémité libre 32 du fil 30 est située à proximité immédiate de l'électrode opposée, ici l'électrode 24. Le fil 30 est réalisée au moyen d'un matériau pratiquement inerte par rapport à l'envi- ronnement de mercure de la lampe, par exemple du nickel ou de l'acier plaqué au nickel. Les pieds 16 et 18, qui sont de préférence identiques sauf ce qui concerne la troisième entrée de courant 28, peuvent affec n'importe quelle forme. Sur la Figure 2, on a représenté un pies affectant la forme d'un disque, tandis que Figure 3, on a repréi un pied de forme évasée conventionnelle. Dans tous les cas, le pied 18 est traversé par les entrées de courant 21 et 23 consti. tuant les supports de l'électrode 26 et par l'entrée de courant qui est reliée au fil d'amorçage 30. Ce dernier présente des avantages supplémentaires lorsqu'il est utilisé avec des lampes de forme non-rectiligne, comme par 4 2495832 exemple avec une lampe de forme circulaire telle que partiellement représentée Figure 4. Dans ce cas, la lampe 10 est telle que le fil d'amorçage 30 repose sur la paroi interne de l'ampoule à l'en- droit de plus grand diamètre de cette dernière, o il est main- tenu en place par la force qui lui est appliquée lors de la mise en forme courbe de la lampe. Les lampes 10 sont réalisées en positionnant l'ampoule 12 dont la paroi interne a été préalablement recouverte d'un revêtement de luminophores, de manière à recevoir ses pieds. Si la longueur totale de la lampe 10 est faibles c'est à dire inférieure ou égale à 30 cm., l'ampoule 12 peut-être disposée horizontalement; toute- fois il est préférable de la disposer verticalement, en particulier si la longueur de la lampe est importante. Avec lampoule 12 verticale, le pied 16 est introduit à l'ex- trémité inférieure de l'ampoule à laquelle il est ensuite scellé. Le pied 18 auquel est fixé le long fil d'amorçage est alors intro- duit par l'extrémité supérieure de l'enveloppe 12 à laquelle il est ensuite scellé. Si la lampe obtenue doit rester rectiligne, les étapes finales telles que durant lesquelles on vide l'ampoule puis on la remplit d'un gaz, peuvent être exécutées. Si la lampe finale est de forme nonrectiligne, par exemple de forme circulaire, les parties courbes sont alors réalisées selon les techniques habi- tuelles. Toutefois, l'orientation de la lampe pendant cette étape de mise en forme doit être telle que le fil d'amorçage 30 repose sur la partie de plus grand diamètre de la zone courbe de l'ampoule. Après mise en forme, lampoule est vidée puis remplie selon les techniques connues. Une telle lampe est particulièrement appropriée pour des applications o il n'y a pas de circuit ballast pour favoriser l'amorçage, par exemple lorsqu'elle est utilisée avec le circuit résistif représenté Figure 4, dans lequel la tension de la ligne d'alimentation secteur ( aux Etats Unis d'Amérique, 120 Volts alternatif, 60 Hertz) est appliquée aux bornes 34 et 36 du star- ter 38 qui fonctionne de manière connue lorsque l'interrupteur 40 est fermé. Lorsque le starter 38 conduit, les électrodes 24 et 26 atteignent une température d'émission thermolonique et une charge 2495832 d'espace importante les entoure. Lorsque le starter 38 ouvre le circuit de pré-chauffage et que la polarité instantanée de la tension alternative d'alimentation est positive au point 42, une charge positive apparait au point 46 grace au condensateur 44. Le circuit de charge comprend le fil d'amorçage 30, la résistance 41 et la tension d'alimentation V. Le fil d'amorçage 30 est relié à l'électrode 24 par l'intermédiaire de la charge d'espace obteni pendant l'étape de pré-chauffage. La tension développée entre loi armatures du condensateur 44 est fonction de la valeur de ce donr de la charge d'espace sur l'électrode 24 et de la distance entre l'électrode 24 et le fil d'amorçage 30. Lorsque la polarité de tension d'alimentation V est inversée pendant le demi-cycle suivi la tension d'alimentation est positive au point 50 et, avant que le starter 38 se referme, la tension aux bornes du condensateur s'ajoute à la tension d'alimentation à la manière d'un multiplic teur de tension. Cette tension combinée apparait entre l'électri 24 et le fil d'amorçage 30. La polarité de cette tension est te que l'électrode 24 est positive par rapport au fil 30. Sans la tension additionnelle fournie par le condensateur 4. la tension disponible n'est pas suffisante pour amorcer la décha de cathode froide à partir du fil d'amorçage 30. Cette décharge nécessaire pour que le fil 30 fonctionne en tant que dispositif d'amorçage de la lampe. La décharge entre le fil 30 et l'électrode 24 engendre une charge libre comprenant des électrons et des ions positifs de mercure. La diffusion ambipolaire préférentielle de cette charge est obtenue grace à la présence du fil 30 qui est chargé négativ ment. Dans la région proche du fil 30, la paroi de l'ampoule ac quiert une charge positive due à la force d'attraction électro- statique du fil 30. Le champ bipolaire créé par cette charge est beaucoup plus grand que celui qui aurait pu être engendré par un fil ou une bande déposée à l'extérieur de l'ampoule, puisque la longueur du bipole dans ce dernier cas serait beaucoup plus gran et il en résulterait un champ de force moins intense. Ce champ bipolaire a pour effet de créer une ionisation ad- ditionnelle à proximité de la paroi de l'ampoule qui, à son toui étend le champ bipolaire tout au long du fil 30. Ceci est analogue à ce qui se produit entre la paroi interne de l'ampoule chargée négativement et la paroi externe chargée positivement quand on utilise un dispositif d'amorçage externe. De cette manière, il s'établit un fourreau protecteur tout le long de la paroi de l'am- poule jusqu'au point o le champ axial est suffisant pour amorcer la lampe. Ainsi, la capacité du condensateur 44 est critique par rapport à une valeur minimale de seuil. Cette capacité doit 8tre supérieure à 0,1 VF., autrement il se produirait une perte substan- tielle de tension pendant le demi-cycle de polarité inverse de la tension d'alimentation V. Des mesures en laboratoire ont montré que cet effet est sans doute du à un courant de décharge du condensateur résultant de l'absorption de la charge d'espace à l'électrode 24 lorsque la polarité de la tension d'alimentation s'inverse et devient positive sur l'électrode 24. Le fil d'amorçage 30 qui vient d'être décrit, présente de nombreux avantages par rapport à tous les dispositifs connus. Comparé à un revêtement conducteur interne ou à des bandes internes, le fil présente l'avantage d'être facile à réaliser et d'être éco- nomique. En outre, il est très facilement adaptable aux lampes de forme non-rectiligne. Que la lampe soit de forme rectiligne ou non, le fil d'amorçage apporte une amélioration des performances de la lampe, puisque la transmission optique de l'ampoule est améliorée, ainsi que son ren- dement lumineux. Comparé aux dispositifs d'amorçage externes, le fil selon l'in- vention présente l'avantage de permettre l'obtention d'un champ électrique plus intense. Mais il est également moins cher et plus facile à réaliser, puisque des étapes supplémentaires de fabrication seraient nécessaires pour appliquer un dispositif d'amorçage externe à une lampe achevée* Du point de vue esthétique, le fil selon l'in- vention présente un avantage supplémentaire puisqu'un dispositif externe nécessite une isolation électrique là o il faut faire des connexions dans le circuit. Enfin, le fil selon l'invention est pratiquement invisible lorsque la lampe est achevée. on R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Ensemble constituant une source de lumière fluorescent caractérisé en ce qu'il comprend: - une lampe fluorescente (10) formée d'une ampoule tubulaire (1; en verre, pourvue à chacune de ses extrémités d'une électrode (24, 26) prenant appui sur deux entrées de courant (20, 22 et 21,23) scellées dans le pied correspondant (16, 18), la paroi interne de la lampe étant recouverte d'une couche de lumino- phares (14) et l'ampoule (12) contenant un gaz favorisant l'a: une troisième entrée de courant (28) adjacente à l'une (26) di dites électrodes étant placée à l'une des dites extrémités de la lampe, l'extrémité interne de la dite troisième entrée de courant (28) étant reliée à un fil d'amorçage (30) s'étendant sur la longueur de la dite ampoule (12) jusqu'à proximité immi diate de l'autre électrode (24), et un circuit ballast résistif reliant en série les dites électr son électrode voisine. 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amorçage se produit par-décharge. 3 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dits moyens prévus pour relier capacitivement la dite troisième entrée de courant à l'une des entrées de courant de'a sc électrode voisine sont constitués par un condensateur (44) dont la capacité est supérieure ou égale à 0,ltiF.