Brevet FR2551613A1 — publié le 19850308

DISPOSITIF D'ECLAIRAGE L'invention concerne un dispositif d'éclairage (ou dispositif à ballast) qui consiste en un redresseur de courant transformant la tension alternative du réseau, en une lampe ou tube haute pression, de préférence à faible puissance, avec une lampe ou tube à vapeur de sodium haute pression ou à halogénure métallique haute pression et un élément série limiteur de courant et, en cas de besoin, en un dispositif d'allumage ou amorçage Le dispositif d'éclairage selon l'invention évite la 10 tendance des lampes ou tubes à baisser, voire à s'éteindre et rend, de ce fait, possible l'utilisation élargie des lampes ou tubes à vapeur de sodium haute pression ou des lampes ou tubes à halogénure métallique haute pression même de faible puissance. On sait que les lampes à vapeur de sodium haute pression ou les 15 lampes à halogénure métallique haute pression, alimentées avec un courant nominal inférieur à 1 ampère, peuvent être relativement difficilement amorcées, que la pointe de tension nécessaire à leur mise en route est élevée et que lorsqu'elles sont utilisées avec des fréquences d'alimentation de 50 à 60 Hz, elles ont une tendance naturelle à une 20 baisse de la décharge dans le gaz. C'est pourquoi, ces derniers temps, on a noté une tendance à alimenter ces lampes et en particulier leur variante miniaturisée soit avec des courants alternatifs haute fréquence, soit avec des impulsions haute fréquence redressée De telles solutions sont pas exemple décrites 25 dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 170 746 ou dans le brevet de l'Union Soviétique 496 700 Si la lampe haute pression est utilisée en régime haute fréquence, ou en régime d'impulsions, la fréquence doit être choisie en conséquence car dans le cas d'un choix défavorable de la fréquence, il apparait d'une part des parasites audibles dans la lampe 30 et les éléments associés, d'autre part des phénomènes de résonance dommageables dans le corps éclairant de la lampe qui peuvent conduire à des détériorations du dispositif d'éclairage Pour de tels agencements de lampes, il est caractéristique que les éléments associés soient de réalisation assez compliquée ce qui influe dévaforablement sur la sécurité de fonctionnement, ainsi que sur le coût de l'ensemble du dispositif d'éclairage. Le problème que se pose donc l'invention consiste en la réalisation d'un dispositif d'éclairage dans lequel la tendance des lampes haute pression et notamment des lampes à vapeur de sodium, ou des lampes haute pression à halogénure métallique, à baisser, soit diminuée d'une manière significative, les dimensions et la puissance absorbée des lampes pouvant être notablement réduites par rapport aux solutions connues. L'invention repose sur le fait que pour l'alimentation (ou ballast) des lampes ou tubes à vapeur de sodium haute pression ou des lampes à halogénure métallique haute pression, on n'utilise plus les circuits haute fréquence jusqu'alors connus mais un redresseur et un filtre inductif disposé en aval, un élément série ohmique pouvant être 20 prévu en cas de besoin entre le redresseur et le filtre en vue de limiter le courant Comme le redresseur est associé au réseau de courant alternatif, la solution proposée signifie que la lampe haute pression reçoit un courant continu filtré Le filtre inductif utilisé limite à un minimum l'ondulation du courant, ce qui diminue aussi la tendance de la 25 lampe à baisser. Pour résoudre le problème posé, il a été élaboré un dispositif d'éclairage qui consiste en un redresseur transformant une tension de réseau alternative, une lampe haute pression par exemple une lampe à vapeur de sodium haute pression ou une lampe à halogénure métallique 30 haute pression, de préférence de faible puissance, et un élément série limitant le courant, et en outre, en cas de besoin, un dispositif d'amorçage, tandis que selon l'invention un élément série est directement raccordé à la sortie de courant du redresseur ou au plus par un élément d'appoint ohmique, l'élément série contenant l'unité des lampes 35 haute pression et un filtre inductif. Pour limiter le courant de la lampe, il est notamment favorable d'utiliser comme élément d'appoint ohmique, une résistance pure Cette 255 1613 solution est particulièrement souhaitable dans le cas o on met en oeuvre une lampe d'éclairage mixte qui, de manière connue, contient sous un même globe une lampe à incandescence et une lampe à décharge Cela ne peut par exemple être mis en oeuvre avec les lampes à vapeur de sodium haute pression qui exigent une alimentation en courant continu et de l'emploi des dispositifs connus en raison de la grande tendance de la lampe à s'éteindre Cela signifie que la résistance ohmique peut prendre la forme d'un filament incandescent qui est de préférence disposé dans un globe commun avec la lampe haute pression L'élément d'appoint ohmique peut aussi bien être disposé en série à l'entrée de courant du redresseur qu'à la sortie de courant de cet élément Dans ce dernier cas, on peut obtenir un effet amélioré du filtre dans le dispositif d'éclairage selon l'invention au cas o, comme on l'a mentionné, l'élément série contenant la lampe haute pression et le filtre inductif sont 15 raccordés à la sortie du redresseur au moyen d'un élément d'appoint ohmique et si, en outre, une diode est disposée en parallèle avec l'élément série, cette diode étant polarisée en sens inverse de la polarité de sortie du redresseur. Lors du choix entre la disposition côté entrée ou côté sortie de 20 l'élément d'appoint ohmique, il faut tenir compte du fait que, dans le premier cas la lampe peut fonctionner avec quatre points de liaison, et dans le dernier cas, si on réalise une lampe d'éclairage mixte, trois points de liaison sont alors constitués. Le filament incandescent en tant qu'élément d'appoint ohmique garantit un autre avantage qui est que la tendance d'une telle lampe à baisser devient très faible car de manière connue, le filament incandescent contribue à la stabilisation du courant et, de ce fait, la lampe devient très peu sensible à l'égard des fluctuations de la tension du réseau. Il est également possible d'utiliser un élément d'appoint capacitif, le rendement de la lampe étant amélioré Un tel élément d'appoint est cependant toujours disposé en série à l'entrée du redresseur. L'alimentation en courant continu peut conduire à d'éventuelles modifications des électrodes de la lampe à vapeur de sodium haute pression ou de la lampe à halogénure métallique haute pression Pour compenser ces modifications, il est avantageux de constituer ces électrodes de manière asymétrique Cette asymétrie consiste soit en ce que 235 i 6 3 la cathode est constituée en une matière émettrice à plus haute teneur que l'anode, l'anode pouvant même ne pas contenir de matières émettrices, ou en ce que, de préférence, on emploie une anode plus grande que la cathode. Les avantages du dispositif d'éclairage selon l'invention peuvent être résumés de la manière suivante L'ondulation du courant d'alimentation est réduite, ce qui a pour conséquence la diminution de la tendance du dispositif d'éclairage à baisser et la possibilité de réaliser et d'utiliser des lampes avec une puissance absorbée notablement plus 10 faible que dans les ensembles connus, l'emploi de lampes à puissance absorbée plus élevée avec une ondulation plus réduite de la lumière, la réalisation de lampes mixtes efficace avec des lampes à vapeur de sodium haute pression ou des lampes à halogénure de métal à haute pression Il est également possible d'utiliser un élément d'appoint ohmique simple, 15 par exemple un filament à incandescence La lumière du dispositif d'éclairage proposé est exempte de variations d'intensité et des phénomènes perturbateurs dus à la haute fréquence Un autre avantage consiste en une simplification de la conception et, par suite de la fabrication, dans la réduction du coût de la structure proposée comparée aux disposi20 tifs connus à haute fréquence. L'invention sera expliquée de manière plus précise au moyen de formes de réalisation décrites à titre d'exemple en référence aux dessins annexes Dans ces dessins: la figure 1 montre une forme de réalisation avantageuse du dispo25 sitif d'éclairage selon l'invention, un élément d'appoint ohmique étant disposé en série à l'entrée de courant du redresseur; la figure 2 une autre forme de réalisation préférée du dispositif d'éclairage selon l'invention, un élément d'appoint 30 ohmique étant disposé en série à la sortie de courant du réducteur; et la figure 3 montre une autre forme de réalisation préférée du dispositif d'éclairage selon l'invention, dans lequel il est prévu un élément d'appoint capacitif. 35 Comme le montrent les figures, le dispositif d'éclairage selon l'invention comporte une lampe haute pression 1, un filtre inductif 2 disposé en série, soit en amont, soit en aval constituent un élément 2 2551613 série inductif ainsi qu'un redresseur 3 On mentionnera ci-après la lampe haute pression 1 comme lampe à vapeur de sodium haute pression, bien qu'elle puisse aussi bien se présenter sous la forme d'une lampe à halogénure métallique haute pression Le redresseur 3 est par exemple un5 redresseur à deux voies fonctionnant à couplage de Graetz. Selon la figure 1, un élément ohmique en série 4 est associé au redresseur 3 alimenté par un réseau 220 V-50 Hz, plus précisément à l'entrée de courant alternatif de ce dernier L'élément ohmique en série 4 peut être par exemple réalisé sous la forme d'une lampe à incandes10 cence ayant une tension d'alimentation de 220 à 230 V et une puissance absorbée de 100 W Dans ce cas, la lampe à vapeur de sodium haute pression est reliée en série en aval à la sortie de courant continu du redresseur 3 Le filtre inductif peut dans ce cas avoir une valeur d'inductance de 1, 2 Henry La puissance absorbée totale du dispositif 15 d'éclairage représentée s'élève à environ 60 W. Dans le circuit selon la figure 2, le redresseur 3 est directement lié au réseau 220 V-50 Hz, et l'élément d'appoint ohmique est disposé à la sortie de courant continu du redresseur 3 L'élément ohmique en série 4 qui, de manière avantageuse comme dans le circuit de la figure 1 20 est constitué par une lampe à incandescence, est disposé entre les deux extrémités de l'élément série, le filtre inductif 2 étant relié à la sortie de courant continu du redresseur 3 Pour améliorer l'effet du filtrage, une diode 5 est prévue en parallèle sur l'élément série La lampe à vapeur de sodium haute pression et la lampe à incandescence 25 doivent être disposées dans un même globe. Comme on le voit à la figure 3, un élément capacitif en série 6 peut être avantageusement disposé en série à l'entrée de courant alternatif du redresseur 3, et garantir ainsi une limitation du courant. L'élément d'appoint 6 qui agit de manière significative sur les condi30 tions de fonctionnement de la lampe à vapeur de sodium haute pression est par exemple un condensateur de 5,6 microfarads qui, en coopération avec le filtre inducteur de 1,2 Henry, garantit que la puissance absorbée du dispositif d'éclairage alimenté par la tension du secteur de 220 V-50 Hz est d'environ 20 à environ 30 W, en fonction des paramètres 35 de la lampe à vapeur de sodium haute pression. Dans l'installation représentée, on utilise également en cas de besoin un dispositif d'amorçage interne ou un dispositif d'amorçage approprié par exemple un mixage Penning. Les conditions de l'allumage de la lampe haute pression 1 peuvent être améliorées par un choix approprié de la cathode et de l'anode (non 5 numérotées) de la lampe haute pression 1 Par une disposition asymétrique des électrodes, c'est-a-dire par un choix d'une anode plus grande et d'une cathode plus petite et/ou par la détermination de la quantité de la matière émettrice pour que l'on n'utilise plus de cette matière pour la cathode que pour l'anode (l'anode peut même être réalisée sans recours à celle-ci), on peut compenser celle des modifications dont la cause réside dans l'alimentation en courant continu des électrodes. Comme on le voit, on propose un système d'éclairage qui, avec une puissance absorbée réduite, assure une production de lumière satisfaisante même lorsque l'on emploie des lampes à vapeur de sodium haute pression ou des lampes à halogénure métallique haute pression de faible puissance. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'éclairage (ou dispositif à ballast) consistant en un redresseur transformant une tension alternative de secteur, en une lampe ou tube haute pression avec une lampe à vapeur de sodium haute pression ou une lampe à halogénure métallique haute pression, de préférence à puissance réduite, et un élément en série limiteur de courant, avec en outre, en cas de besoin, un dispositif d'amorçage, caractérisé en ce qu'un élément série est disposé directement à la sortie de courant du redresseur ( 3) ou au plus par l'intermédiaire d'un 10 élément en série ohmique ( 4) et en ce que cet élément série contient la lampe haute pression ( 1) et un filtre inductif ( 2). 2. Dispositif d'éclairge selon la revendication 1, caractérisé en ce que un élément en série ohmique ( 4) est raccordé à l'entrée de courant alternatif du redresseur ( 3). 3 Dispositif d'éclairage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément série contenant la lampe haute pression ( 1) et le filtre inductif ( 2) est relié par l'élément en série ohmique ( 4) à la sortie de courant continu du redresseur ( 3), en ce qu'une diode ( 5) est disposée en parallèle par rapport à l'élément série contenant la lampe 20 haute pression ( 1) et le filtre inductif ( 2), la diode ( 5) étant polarisée en sens contraire de la polarisation de sortie du redresseur ( 3). 4. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément en série ohmique ( 4) est constitué par 25 un filament à incandescence qui est disposé dans un globe commun avec la lampe haute pression ( 1). 5. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément en série capacitif ( 6) est disposé en série avec l'entrée de courant alternatif du redresseur ( 3). 6 Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les électrodes de la lampe haute pression ( 1) sont réalisées de manière asymétrique, la quantité de matière émettrice étant plus grande dans le cas de la cathode que dans le cas de l'anode. 7. Dispositif d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé 35 en ce que l'anode est plus grande que la cathode.