Brevet FR2503521A1 — publié le 19821008

IMJ/YI V1l STARTER ELECTRONIQUE POUR TUBE FLUORESCENT, COMPORTANT UN CIRCUIT TEMPORISATEUR COOPERANT AVEC UN CIRCUIT DE SURTENSION ET UN CIRCUIT DE PRECHAUFFAGE L'invention concerne un starter électronique pour tube fluores- cent. Un tube fluorescent, muni d'un ballast de stabilisation, est généralement allumé à l'aide d'un starter à bilame; de tels moyens disposent de contacts qui sont mis hors d'usage à plus ou moins long terme, étant souvent activés plusieurs fois pour un même allumage. Ceci a pour conséquence de produire avant l'allumage définitif, une série de battements, gênante pour l'utilisateur, et qui provoque un noircissement important des électrodes du tube fluorescent. D'autres starters utilisent des moyens électroniques, qui per- mettent notamment de préchauffer les filaments du tube fluores- cent, et favorisent ainsi son allumage; ces derniers starters sont malheureusement, encombrants, lourds et relativement couteux. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et concerne un starter électronique à faible coût ainsi qu'à encombre- ment réduit, qui permet l'allumage de tout tube fluorescent en moins de deux secondes et sans battements intempestifs. Selon l'invention, un starter électronique pour tube fluores- cent, relié par ses deux points de connexion A et B, aux filaments du tube, comportant un circuit de préchauffage, un circuit de sur- tension, un circuit temporisateur, est caractérisé en ce que ce circuit temporisateur coopère avec ces deux premiers circuits, par l'intermédiaire d'un organe unique de commutation, pour, d'une part déterminer le temps de préchauffage, d'autre part, interdire l'éta- blissement de la surtension durant ce préchauffage, et enfin, assurer l'accroissement progressif de la surtension appliquée au tube fluo- rescent, jusqu'à ce qu'elle atteigne la valeur nécessaire à l'allumage de ce tube. L'invention sera mietux comprise à l'aide de la description qui suit, et de la figure unique jointe, qui montre le schéma électrique d'un starter conforme à la présente invention. Comme il est représenté sur la figure unique, un starter selon l'invention, dont tous les composants le constituant sont situés à l'intérieur d'un bloc 111 (représenté en pointillé), comporte deux points de connexion respectivement A et B3. Un tube fluorescent 1, destiné à fonctionner avec ce starter et comportant un premier filament Fl et un second filament F2, est muni d'un ballast 2. Le filament Fl est relié, par son plot PI à la connexion A, et par son plot P2 à l'extrémité Bi du ballast 2, dont l'autre extrémité B2 est connectée à la borne 10 de l'une des sorties d'un réseau d'alimen- tation en 220v alternatif, représenté par le rectangle 3. Le filament F2 est relié, à la connexion B par son plot P3, et par son plot P4, à la borne 20 de l'autre sortie du réseau d'alimentation 3. Dans le starter lui-même, la connexion A est reliée à la borne Ptl d'un élément de protection terhmique 5 dont la borne Pt2 conduit à l'extrémité El de l'enroulement secondaire. Le rôle de l'élément de protection thermique 5 est de couper le circuit en cas d'échauffement prohibitif de l'autotransformateur TI sur lequel il est fixé; cet élément pouvant être constitué d'un moyen connu quelconque, comme par exemple un élément bilame dont le contact s'ouvre avec l'accroissement de sa température. L'autre extrémité de l'enroulement secondaire S sort sur la prise intermédiaire E2, commune à l'enroulement secondaire S et à l'enroulement primaire P, dont l'autre sortie s'effectue en E3. Le rapport de transformation de ces deux enroulements permet, partant des signaux générés dans l'enroulement primaire P, d'obtenir par le secondaire S la surtension nécessaire à l'allumage du tube fluorescent 1. Le condensateur C2 est relié par l'une de ses bornes à l'enroulement P, en E3, et par son autre borne, d'une part, à l'anode du thyristor Th dont la cathode est ramenée à la prise intermédiaire E2, et d'autre part à la résistance R6, qui par son autre extrémité, est reliée à la cathode de la diode D5, et à la résistance R7 montée en parallèle avec cette diode. L'anode de la diode D5 est également reliée à la prise intermédiaire E2. L'ensemble de ces éléments avec 250352 1 l'autotransformateur TI constitue le circuit générateur de sur- tension d'allumage du tube fluorescent 1; la résistance R6 sert aussi à éviter l'écrétage de la surtension dans le cas de certains tubes fluorescents. Le condensateur CI est relié, par sa borne positive à la prise intermédiaire E2, et par sa borne négative et la résistance en série R5, à l'anode de la diode D3, elle-même reliée par sa cathode à la résistance R8; l'autre extrémité de la résistance R8 est reliée à la connexion B. Le condensateur CI, la résistance R5et la diode D3 consti- tuent un circuit temporisateur. La diode zener D4, montée en parallèle avec la résistance R3, a son anode reliée à la borne négative du condensateur CI et sa cathode reliée à la résisance R2, l'autre extrémité de la résistance R2 est réunie à la gachette G du thyristor Th ainsi qu'à la résistance R4 dont l'autre borne est connectée à la prise intermédiaire E2. La résistance RI est reliée d'un côté à la cathode de la diode 1)3, à l'anode de la diode D2, à la résistance R8, et de l'autre côté à la gachette G du thyristor Th. Les résistances R8 et RI constituent une première voie de commande du thyristor Th, destinée à létablissement de la sur- tension. La diode D2, à avalanche contrôlée, est reliée par sa cathode à l'anode du thyristor Th, ainsi qu'à la résistance R6 et aux conden- sateurs C2, C3 et C4; l'autre armature du condensateur C3 est réunie à la cathode de la diode D4 et au point commun des résistances R2 et R3. Le condensateur C4 relié par l'une de ses bornes à l'anode, et par l'autre à la gachette du thyristor Th, sert à réarmer ce dernier qui, sans quoi risque de se bloquer lors de la décharge oscillante du condensateur C2. Le circuit composé de la résisance R8, la diode D2, le condensateur C3 et la résisance R2 constituent une deuxième voie de commande du thyristor Th, destinée à l'établissement du préchauffage. Quant l'alternance positive du réseau d'alimentation se pré- sente à la connexion B, la diode D2 devient conductrice, et dès le début de cette alternance, une impulsion positive est transmise par la résistance R8, la diode D2, le condensateur C3 et la résistance R2, à la gachette G du thyristor Th pour commander celui-ci; ce dernier passe à l'état conducteur et donne naissance à un courant qui sert à préchauffer les filaments Fi et F2. Ce courant princi- palement limité par la résistance RS est unidirectionnel. Il circule dans les éléments suivants: filament F2, résistance R8, diode D2, thyristor Th, enroulement secondaire S, élément de protection thermique 5, filament Fi, ballast 2 et se referme par le réseau d'alimentation 3. Durant ce temps, l'ensemble constitué du condensateur C2 et du primaire P est court-circuité par le thyristor Th qui empêche ainsi la charge du condensateur C2 pendant le préchauffage des filaments Fi et F2. Avec l'inversion de polarité du réseau, c'est l'alternance néga- tive qui est appliquée à la connexion B; le thyristor Th est bloqué, la diode D2 n'est plus conductrice, mais la diode D3 par contre, devient conductrice et autorise le passage d'un courant qui limité par la résistance R8 et la résistance R5, dont c'est le rôle, charge partiellement le condensateur CI. Celui-ci développe alors une tension négative en fonction de sa charge, au niveau de son armature négative; une fraction de cette tension est appliquée à"la gachette G par les résistances R3 et R2, qui forment un pont diviseur de tension avec la résistance R4. Cette tension négative présente sur la gachette G, sert de référence aux impulsions positives transmises par le condensateur C3 pour la commande du thyristor Th, et à partir de certaines valeurs qu'at- teindra au cours du temps cette tension négative, le niveau crête de ces impulsions n'aura plus le niveau nécessaire à provoquer l'état conducteur du thyristor Th. Quand l'alternance négative à la connexion B laisse la place à l'alternance positive, la diode D2 n'étant plus conductrice, le con- densateur C2 maintient sa charge. Selon une caractéristique intéressante de l'invention le con- densateur CI développe une tension négative croissante avec chaque alternance négative à la connexion B; cette tension est appliquée, comme déjà décrit précédemment, à la gachette G, o elle atteindra le niveau nécessaire à empêcher le passage à l'état conducteur du thyristor Th sous la commande des impulsions transmises par le condensateur C3 et la résistance R2. Une autre caractéristique de l'invention, réside dans le fait que les variations de cette tension négative, quand celle-ci atteint un niveau suffisant, sont intégralement appliquées à la résistance R2, par l'intermédiaire d'un élément régulateur de la tension à ses bornes; ceci permet de réaliser une transition nette, entre le moment o les impulsions transmises par le condensateur C3 et la résistance R2 à la gachette G, parviennent à déclencher la conduc- tion du thyristor Th, et le moment o elles n'y parviennent plus. L'élément régulateur de la tension à ses bornes peut être un quelconque moyen connu, comme par exemple une diode zener, ainsi que dans cette description o il s'agit de la diode D4. Dans cette nouvelle phase du fonctionnement, qui suit la phase de préchauffage, le thyristor Th restant bloqué avec le début de l'alternance positive à la connexion B, un courant s'établit qui, à travers la résistance R8 et la diode D2, charge le condensateur C2; cette charge est maintenue jusqu'au moment o l'alternance positive atteint un niveau suffisant. Ce niveau étant par l'intermé- diaire des résistances R8 et RI, appliqué à la gachette G, déclenche la conduction du thyristor Th avec un certain retard, par rapport au début de la charge du condensateur C2. Le passage à l'état conducteur du thyristor Th, provoque la décharge oscillante du condensateur C2, dans l'enroulement primaire P, et l'enroulement secondaire S développe une surtension qui est appliquée au tube fluorescent I par l'intermédiaire des connexions A et B. 250352 1 Cette description montre qu'un starter conforme à l'invention possède également une autre caractéristique très avantageuse sur le plan de la réduction des composants; cette caractéristique réside dans le fait que, le circuit de préchauffage et le circuit de surtension, fontionnent grâce à un unique organe de commutation qui leur est commun, et qui dans l'exemple décrit est le thyristor Th. Au cours du temps, le niveau de la surtension appliquée au tube fluorescent 1 va croître, avec une limite, jusqu'à l'allumage de ce dernier. Ceci est une conséquence avantageuse de l'action progressive du circuit temporisateur: la tension négative développée par le condensateur Ci continuant à croître, le temps nécessaire à déclencher le thyristor Th à chaque alternance positive sur la connexion B croît également. Cela permet au condensateur C2 d'atteindre chaque fois, un niveau de charge plus important avant d'être déchargé dans l'enroulement primaire P, provoquant ainsi à chacune de ses décharges, un niveau de surtension plus élevé qu'à sa décharge précédente. Cette nouvelle caractéristique de la présente invention, per- met d'appliquer à un tube fluorescent 1, une surtension qui atteint progressivement la valeur nécessaire à son allumage. Le tube fluorescent 1 étant allumé, sa tension d'arc présente entre les connexions A et B, est inférieure à celle du réseau d'alimentation 3, provoquant l'arrêt du fonctionnement du starter. En cas de non allumage du tube fluorescent 1, le condensateur CI continue à se charger, et détermine sur la gachette G un niveau de tension tel, que le thyristor Th n'est plus déclenché, d'o l'arrêt de générations de surtension d'allumage. Un starter conforme à l'invention peut assurer l'allumage de tout tube fluorescent, et ceci notamment dans les applications nécessitant un grand nombre d'allumages. REVENDICATIONS 1. Starter électronique pour tube fluorescent, comportant un circuit temporisateur coopérant avec un circuit de surtension et un circuit de préchauffage, relié par ses deux points de connexion (A) et (B) aux filaments (FI) et (F2) du tube 1, caractérisé en ce que le circuit temporisateur (condensateur Ci, résistance R5, diode D3) coopère avec le circuit de surtension (condensateur C2, résistance R6, R7, diode DI, thyristor Th, autotransformateur TI) et le circuit de préchauffage (résistance R8, diode D2, thyristor Th, enroulement secondaire S, élément de protection 5), par l'intermédiaire d'un organe unique de commutation (Th) pour, d'une part déterminer le temps de préchauffage, d'autre part, interdire l'établissement de la surtension durant ce préchauffage, et enfin, assurer l'accroissement progressif de la surtension appliquée au tube (1), jusqu'à ce qu'elle atteigne la valeur nécessaire à l'allumage de ce tube (1). 2. Starter électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unique organe de commutation (Th) est commun à ce circuit de surtension et à ce circuit de préchauffage. 3. Starter électronique selon les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que l'unique organe de commutation est un thyristor (Th). 4. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur développe une tension progressivement croissante. 5. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur est constitué essentiellement par la combinaison d'un condensateur (CI) avec une résistance (R5) et une diode (13). 6. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la gachette (G) du thyristor (Th) dispose d'une première voie de commande constituée par les résis- 250352 1 tances en série (R8) et (RI), et d'une deuxième voie de commande constituée par une résistance (R8), une diode (D2), un condensateur (C3) et une résistance (R2). 7. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur, coopérant avec la première voie de commande du thyristor (Th) constituée par les résistances (RI) et (R8), permet au thyristor (Th) de passer à l'état conducteur avec des retards variables par rapport aux débuts des alternances positives à la connexion (B), pour l'établissement de la surtension. 8. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur coopérant avec la deuxième voie de commande du thyristor (Th), constituée par la résistance (R8), la diode (D2), le condensateur (C3) et la résistance (R2), permet au thyristor (Th) d'établir le préchauffage pour un temps déterminé. 9. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'un condensateur (C2), atteignant une charge à chaque fois plus élevée avant d'être déchargé par le thyristor (Th), permet, à chacune de ses décharges, l'établissement d'une surtension d'un niveau plus élevé qu'à sa décharge précédente. 10. Starter électronique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur agit sur l'organe de commutation par l'intermédiaire dans un premier temps, des résistances (R3, R2, R4) et dans un deuxième temps, par l'intermédiaire des mêmes résistances associées à un élément régu- lateur de la tension à ses bornes. Il. Starter électronique selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément régulateur de la tension à ses bornes est une diode Zener (D4).