Brevet FR2537348A1 — publié le 19840608

L'invention concerne un connecteur à fonctions multiples destiné à être utilisé dans un luminaire pour relier des composants de circuit de manière à faciliter la fabrication et les changements ultérieurs. Les luminaires utilisant des lampes à décharge de haute intensité comprennent généralement un boîtier renfer- mant un module de puissance supportant des composants de ballast et un compartiment pour l'optique qui comporte une douille pour recevoir la lampe Il est nécessaire de bran- cher les composants du ballast dans le module de puissance et de brancher le module à la lampe et à la source de cou- rant alternatif Afin de permettre l'enlèvement du module de puissance du boîtier du luminaire pour des changements, c'est-à-dire pour le tester et le remplacer si nécessaire, les branchements entre le module et la partie optique ou le boîtier doivent être séparables On a utilisé par le passé une grande variété de bandes et connecteurs terminaux dans ce but. Certaines lampes à décharge de haute intensité utilisant des vapeurs métalliques comme milieu de décharge nécessitent une tension d'amorçage beaucoup plus élevée que la tension de fonctionnement et cela est particulièrement vrai avec les lampes à vapeur de sodium haute pression Pour de telles lampes des dispositifs d'aide à l'amorçage sont -2disponibles, que l'on combine avec des ballasts par ailleurs classiques pour engendrer une série dtimpulsions haute fréquence qui amorcent la décharge dans la lampe L'approche commune jusqu'à présent en ce qui concerne ces dispositifs d'aide à l'amorçage a été d'attacher les composants à une carte plate ou à une carte de circuit imprimé On utilise un support convenable pour monter la carte dans le luminaire et on utilise des connecteurs distincts pour réaliser les interconnexions nécessaires Si un changement est nécessai- re, on doit démonter la carte et en remonter une autre, et, bien sûr tout d'abord séparer et ensuite réattacher les connecteurs Ceci entraîne un travail considérable lors du montage à la fabrication et rend les changement pour tests ou remplacements mal commodes. La présente invention a pour buts de réduire le travail nécessaire lors du montage de fabrication des composants de luminaires; de rendre plus facile à monter et à brancher un dispositif d'aide au démarrage dans le module de puissance lorsqu'on le souhaite; et de faciliter les changements du module de puis- sance ou du dispositif d'aide au démarrage. Selon l'invention, on fournit un connecteur à fonctions multiples qui possède des bornes de fixation pour les fils interconnectant les composants du ballast, une bor- ne enfichable pratique pour des fils reliant le module de puissance avec le boîtier du luminaire et des moyens pour recevoir et relier en circuit un dispositif d'aide à l'amor- çage facultatif agencé sous forme d'un dispositif enfichable. Dans un bloc de connexion à fonctions multiples recommandé incorporant l'invention, une série de bandes d'interconnexion similaires ayant des bornes mâles aux con- figurations standard, aux extrémités opposées et des bornes femelles au centre sont noyées dans un corps de plastique isolant Le bloc est prévu pour être monté dans le module de -3- puissance Les bornes mâles apparentes sur un côté reçoivent des connecteurs distincts des fils des composants du bal- last Les bornes mâles apparentes sur le côté opposé peuvent recevoir une fiche de fils reliant le module de puissance dans le boîtier du luminaire Le bloc dans sa par tie médiane reçoit un dispositif d'aide à l'amorçage enfi- chable qui assure les connexions dans le circuit de ballast de la lampe au moyen des bornes femelles de bandes d'inter- connexion choisies:. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: Figure 1, une vue éclatée d'un bloc de connexion incorporant l'invention avec un dispositif d'aide à l'amor- çage enfichable et une fiche débranchée du module de puis- sance placés au-dessus, ainsi que des composants de ballast associés figure 2, une vue en plan du bloc de connexion avec le dispositif d'aide à l'amorçage et le circuitde bal- last de la lampe schématiquement représenté; - figure 3, une vue de côté en coupe du bloc de con- nexion faite suivant la ligne 3-3 de la figure 2; figure 4, un diagramme schématique montrant le ré- gulateur utilisé dans un circuit à retard de phase pour une lampe à halogénure métallique; et figure 5, un diagramme schématique montrant le connecteur utilisé dans un circuit de régulateur magnétique pour une lampe à vapeur de sodium haute pression. On a représenté en 23 sur la figure 1 un bloc de connexion à fonctions multiples incorporant l'invention, fixé en bas du panneau du module de puissance 10 Une de ses fonctions est de faciliter l'interconnexion des composants du ballast dans le module de puissance d'un luminaire sui- vant différents circuits possibles On a représenté sur les figures 1 et 2 un circuit réactif de ballastage, et d'autres circuits sont représentés aux figures 4 et 5 à titre d'exem- -4- ples Une autre fonction est de recevoir et de brancher au circuit un dispositif d'aide à l'amorçage enfichable 5 lors- que cela est nécessaire Une autre fonction encore est de recevoir une fiche amovible 40 qui permette des changements rapides de la totalité du module de puissance. Le circuit résultant des interconnexions illus- trées à la figure 1 est représenté schématiquement à la fi- gure 2 et correspond au circuit de la figure 1 du brevet des Etats-Unis N O 3 197 976 Avec ce circuit, le courant de la lampe dans la lampe à vapeur de sodium haute pression 1 est limite par la réactance du ballast 2 reliée en série avec la lampe aux bornes 3,4 d'une ligne d'alimentation 115 V,60 Hz Le dispositif d'aide à l'amorçage comprenant un condensa- teur 6, une bobine d'amortissement haute fréquence 7 et une résistance 8 reliés en série dans l'ordre indiqué aux bornes de la lampe en allant du côté haut vers le côté bas engendre des impulsions haute tension, haute fréquence pour l'amorça- ge de la lampe La douille filetée du culot de la lampe est représentée reliée au conducteur 39 au conducteur du-côté bas 3 de la ligne en accord -avec la pratique selon la métho- de habituelle de câblage On relie un SIDAC 9 à la prise 11 dans la réactance 2 du ballast et forme une boucle de dé- charge série pour le condensateur 6 au moyen d'un nombre choisi de spires à l'extrémité de sortie de la réactance du. ballast On relie aux bornes du secteur à -lentrée de la réactance 2 du ballast un condensateur relativement grand 12 qui sert à la fois de condensateur de fuite haute fréquence et de condensateur d'amélioration du facteur de puissance Avant l'allumage, la tension aux bornes du conden- sateur 6 s'élève jusq'à ce que la rupture du SIDAC 9 déchar- ge brusquement le condensateur dans les spires dérivés par la prise de la réactance 2 Agissant comme un transformateur d'impulsions, la réactance 2 élève l'amplitude des impul- sions à 3000 V ou plus, ce qui allume la lampe Après avoir amorcé la lampe, le circuit pulsant est mis hors service par suite de l'action de limitation de la tension de la charge de la lampe qui empêche la tension aux bornes du condensa- teur 6 de s'élever jusqu'au niveau de rupture du SIDAC 9. Dans la réalisation recommandée de l'invention illustrée sur plusieurs figures on donne au connecteur à fonctions multiples 23 la forme d'un bloc rectangulaire avec des pieds de fixation comportant des ouvertures 24 pour en faciliter le montage dans le module de puissance Il est fait d'une matière plastique moulable, de façon appropriée du poly(téréphtalate de butylène) qui est disponible auprès de la General Electric Company sous la désignation Valox 325 Une autre matière plastique convenable; qui est meil- leur marché, est le polypropylène chargé avec des fibres de verre Plusieurs bandes métalliques d'interconnexion, cinq dans le cas présent, numérotées 31 à 35 sont noyées dans le bloc plastique avec des parties saillantes ou apparentes et accessibles pour fournir les bornes Les bornes sont dispo- sées parallèlement côte à côte avec un écart entre les ban- des contiguës. Selon une caractéristique de l'invention, on uti- lise un seul modèle universel de bande pour les cinq bandes, même si ces différentes bandes présentent des configurations de bornes différentes à la surface du bloc Comme on le voit mieux à la figure 3, la bande représentative 33 a une forme quelque peu semblable à la lettre E posée sur son côté gau- che Elle possède des lames terminales verticales 33 et 33 c aux extrémités opposées qui fonctionnent comme des bornes mâles, et une borne femelle 33 b au centre La borne femelle est formée à partir d'une lame en forme de T en redoublant les extrémités de la barre transversale du T. On peut utiliser un nombre inférieur au nombre to- tal de bornes, selon le circuit voulu et l'endroit de la bande particulière dans le bloc de connexion Ainsi à titre d'exemple dans le bloc illustré, les bandes 31 et 32-ont seulement les bornes terminales mâles a et c apparentes, les -6- bornes femelles b étant noyées et ensevelies dans la matière plastique pour empêcher tout contact accidentel Les bandes 33 et 34 utilisent toutes trois bornes, des bornes mâles a et c étant apparentes, et des bornes femelles b étant acces- sibles par le sommet du bloc Ceci permet de relier trois composants différents au moyen de chacune de ces ban des. La bande 35 possède une borne mâle a apparente et une borne femelle b accessible lorsque cette borne sert seulement à relier le SIDAC 9 dans le dispositif d'aide à l'amorçage à la prise 11 dans la réactance du ballast. Les cinq bornes mâles 31 a à 35 a apparente sur le côté arrière du bloc, comme on le voit sur la figure 1, ont pour but de recevoir des connecteurs terminaux distincts des composants du ballast dans le module de puissance, tels que la réactance 2 et le condensateur 12 Dans l'agencement il- lustré, la borne 32 a est court-circuitée avec la borne 33 a du fait que les conducteurs 36 et 36 ' aboutissent tous deux à la même borne sur le condensateur 12, en même temps le cô- té bas 3 du secteur est relié par le conducteur 39 au côté enveloppe de la lampe Un court-circuit électrique entre les bornes des bandes ou un contact accidentel avec celles-ci lorsqu'on attache les bornes est empêché par des écrans 37 élevés à partir de la matière plastique isolante du corps du bloc Ces écrans donnent une ample combinaison de distance et d'isolement pour empêcher un court-circuit ou un arc électrique. Pour plus de commodité lors des changements du module de puissance, les conducteurs d'alimentation 3, 4 et les conducteurs 38, 39 arrivant à la douille de la lampe dans le compartiment de l'optique sont câblés ensemble et se terminent en une fiche amovible de type femelle à quatre conducteur 40 illustrée à la figure 1 Cette fiche est reçue sur le côté avant du bloc de connexion et est clavetée par une extrémité en forme de V 41 qui limite la réception dans la cavité correspondante 42 du bloc à une seule orientation. -7- Des écrans anti-arcs 43 séparent les bornes 31 c à 34 c. Le bloc de connexion 23 est conçu pour recevoir a sa partie médiane un dispositif d'aide à l'amorçage S sous forme d'un dispositif enfichable Les composants du dispost- tif d'aide à l'amorçage sont montés dans un châssis de ma- tière plastique rectangulaire ouvert 13 Des bornes de con- nexion 15, 16 et 17 font saillie vers le bas depuis la base 14 du châssis ainsi que trois pattes 19, 20 et 21 La patte centrale 20 est une patte de guidage plus épaisse assurant l'alignement lorsqu'on l'insère dans la fente corres- pondante 20 ' du bloc de connexion 23 Les deux pattes laté- rales 19 et 21 sont plus minces mais pénètrent dans des fen- tes 19 ' et 21 ' de même largeur que la fente 20 '; Les pattes latérales forment des structures en porte-à-faux souples qui se courbent dans leur fente respective lorsque les nervures internes d'accrochage passent par dessus les épaulements des fentes Les nervures d'accrochage servent de pièces de blo- cage pour assurer une retenue instantanée et une fixation sûre que les vibrations ne desserreront pas Lorsque l'on souhaite débrancher le dispositif d'aide à l'amorçage du bloc de connexion' une bonne traction obligera les nervures à passer par dessus les épaulements Les prises crantées pour les doigts 26 sur les parois du châssis du dispositif d'aide à l'amorçage facilitent le débranchement. Un aspect valable du bloc de connexion à fonctions multiples 25 est sa souplesse d'emploi permettant l'utilisa- tion avec une grande variété de circuits de ballastage de lampes, en fait avec, tous les circuits de lampes à décharge de haute intensité communément utilisés. On a représenté figure 2 la connexion d'un circuit de réactance série pour-une lampe à sodium haute pression qui nécessite un dispositif d'aide à l'amorçage Un circuit identique peut être utilisé, dans le dispositif d'amorçage enfichable pour faire fonctionner une lampe à vapeur de mer- cure haute pression On peut adapter un auto-transformateur -8 - à réactance de fuite élevée 45 en branchant son primaire 46 aux bornes 31 a et 32 a et son secondaire 47 aux bornes 31 a et 34 a en même temps qu'avec un cavalier de 32 a à 33 a, comme représenté à la figure 4 pour le fonctionnement d'une lampe à halogénure métallique 48; On peut adapter un transforma- teur de régulateur -magnétique 50 en branchantson primaire 51 aux bornes 31 a, 32 a, et son secondaire 52 aux bornes 33 a et 34 a Le tertiaire 53 a un condensateur 53 relié directe- ment à ses bornes; La prise dans le secondaire est branchée à la borne 35 a et le circuit est utilisé avec un dispositif d'aide à l'amorçage enfichable 5 pour faire fonctionner une lampe à vapeur de sodium haute pression 1; La manière d'adapter d'autres circuits communément utilisés avec des lampes à décharge à haute intensité sera évidente à l'homme- de métier. -9- REVENDICATIONS 1 Connecteur à fonctions multiples destiné à être utilisé dans un luminaire à lampe à décharge caractérisé en ce qu'il comprend: un ensemble de bandes d'interconnexion ( 31 à 35) disposées suivant une relation espacée côte à côte dans un bloc de matériau isolant, ces bandes comportant trois jeux de combinaisons, un premier jeu recevant une fiche amovible pour les conduc- teurs vers la ligne d'alimentation et la lampe, un second jeu acceptant des connecteurs de borne distincts de fils provenant des composants du ballast, et un troisième jeu recevant des bornes d'un dispo- sitif d'laide à l'amorçage enfichable. 2 Connecteur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les bandes d'interconnexion sont au nombre de cinq, quatre terminaisons sont apparentes dans le premier jeu ( 31 à 35) pour recevoir la fiche amovible, cinq termi- naisons sont apparentes dans le second jeu pour recevoir des connecteurs de bornes distincts, et trois combinaisons sont accessibles dans le troisième jeu aux bornes du dispositif d'aide à l'amorçage enfichable. 3 Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier et second jeux de terminaisons sont ap- parents sur les côtés opposés du bloc et le troisième jeu de terminaisons est accessible par le sommet du bloc. 4 Connecteur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que les terminaisons apparentes sur les côtés opposés du bloc sont des bornes mâles et les terminaisons accessibles par le sommet du bloc sont des bornes femelles. Connecteur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les bandes d'interconnexion sonttoutes des piè- ces métalliques semblables en forme de E ayant des bornes mâles du type lamelles verticales et apparentes sur les côtés opposés du bloc et des bornes femelles accessibles par - des ouvertures sur le sommet du bloc aux bornes mâles d'un dispositif d'aide à l'amorçage enfichable ( 5). 6 Combinaison d'un connecteur à fonctions multi- ples destiné à être utilisé dans un module de puissance d'un luminaire à lampe à décharge, ce connecteur étant caractéri- sé en ce qu'il comprend: un ensemble de bandes d'interconnexion disposées suivant une relation côte à côte dans un bloc de-matériau isolant, ces bandes possédant trois jeux de terminaisons, un premier jeu recevant une fiche amovible pour des conducteurs vers la ligne d'alimentation et vers la lampe, un second jeu acceptant des connecteurs de bornes distincts de fils issus des composants du ballast, et un troisième jeu ayant des terminaisons intermédiaires, un dispositif d'aide à l'amorçage enfichable ( 5) comprenant un châssis ( 13) de matériau isolant dans lequel sont montés des composants électriques( 6, 7, 8, 9), et au moins trois bornes ( 15, 16, 17) saillant sur un côté de ce châssis, ces bornes s'adaptant dans les terminaisons inter- médiaires lorsque l'on enfiche le dispositif d'aide à l'amorçage dans le connecteur ( 23). 7 Combinaison selon la revendication 6, carac té- risé en ce que le premier et le second jeu de terminaisons sont apparents sur le côté opposé du bloc et le troisième jeu est accessible par des ouvertures dans le sommet du bloc.