Brevet FR2550043A1 — publié le 19850201

Montage pour amorcer des lampes à substance luminescente et en régler la luminosité. La présente invention concerne un montage destiné à l'amorçage et au réglage de la luminosité de lampes à substance luminescente, notamment des tubes luminescents minces dont les électrodes d'amorçage sont fournies par deux circuits de chauffage montés en série avec un montage de commande de déphasage réglable et une bobine en amont. On connait un montage de ce type par la DE-B 21 41 097. Le circuit de commande y présente, pour le montage en série des deux circuits de chauffage du tube lumineux cent, un triac qui est amorcé à partir du déphaseur pendant chaque période de chauffage. Pour ce qui reste alors de la période de chauffage, le tube luminescent est désamorcé et les circuits de chauffage sont branchés en série sur le secteur jusqu'au prochain passage par zéro, donc jusqu'à la fin de la période de chauffage courante le triac est de nou- veau désamorcé. De ce fait, le tube luminescent s'amorce alors et est lumineux jusqu'à l'apparition de la commande d'amorçage du triac pour la période de chauffage suivante. On affirme que, lorsqu'on utilise un circuit de déphasage de base, en parallèle sur le déphaseur réglable destiné au réglage de la luminosité, ce circuit de commande convient également pour un fonctionnement stable de tubesluminescents allongés peu lumineux. I1 s'est cependant avéré qu'on ne peut régler la luminescence des tubes minces modernes à faible consommation de courant (diamètre 26 mm, contre 38 mm pour des tubes luminescents standard convenant pour fonctionner envariateurs de lumière) avec un tel circuit de commande déjà connu. Même les circuits de commande de variation de luminosité usuels pour les tubes luminescents classiques(38 mm de diamètre) ne conviennent pas pour être utilisés en liaison avec ces tubes luminescents minces modernes.En conséquence, ces derniers sont offerts par les fabricants avec l'indication expresse qu'ils ne conviennent pas pour le fonctionnement en variateur de lumière (et pour le fonctionnement à de faibles températures environnantes) ; pour de tels cas d'application, on se reportera, en outre, aux tubes luminescents de 38 mm de diamètre actuels (cf publication OSRAM 866/5 d'Avril 1982 "Licht für Innen und Aussen" (lumière pour l'intérieur et l'extérieur"), pages 24 et 30).D'autre part, il y a dans le secteur de l'installation un grand intérêt pour ne plus utiliser de façon générale que des tubes luminescents modernes du fait qu'ils sont d'une consommation économique et que leur stockage serait beaucoup plus simple et bon marché que dans le cas de diamètres de tubesdifférents pour le fonctionnement enlumière constante et en lumière variable. A cela s'ajoute le gain de poids avec des tubes luminescents plus petits et fonctionnant en consommant moins de courant (donc avec des poids plus faibles), ce qui est intéressant, en particulier, dans le cas de l'utilisation pour éclairer des cabines de passagers dans des avions. Compte tenu de ces données, l'invention a pour objet de réaliser un montage pour amorcer et régler la luminosité de tubes luminescents,de façon qu'il convienne aussi, en particulier, pour le fonctionnement des tubes luminescents minces modernes, que l'on considère en général jusqu'à présent comme de luminosité non-réglable, et même comme ne pouvant pas toujours être amorcés à coup sûr à de très faibles températures de fonctionnement, avec les moyens d'amorçage commercialisés avec eux (ouverture du montage série des circuits de çhauffage après passage d'un certain intervalle de temps de chauffage à partir du branchement du tube luminescent sur le secteur). Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, un interrupteur commandé périodiquement à partir d'un déphaseur réglable est intercalé entre les circuits de chauffage. Selon cette solution, le courant de chauffage est périodiquement interrompu brusquement, cela à chacun des instants pouvant être prédéterminés au moyen du déphaseur? de sorte qu'il s'établit en raison de l'effet d'autoinduction de la bobine inductive en série, une pointe de tension de coupure très raide et très haute entre les circuits de chauffage, qui joue le rôle de tension d'amorçage entre les électrodes d'amorçage du tube luminescent. L'allure en fonction du temps et le niveau de cette pointe de tension d'amorçage ne sont donc plus déterminés par la variation avec le temps de la tension de secteur périodique, mais par la coupure brusque d'un courant de chauffage inductif intense Du fait que le courant de chauffage est d'autant plus intense que l'intervalle de luminosité est court (donc que le rayonnement lumineux du tube luminescent est moins intense), il se produit précisément dans le mode de fonctionnement à luminosité faible critique en soi une impulsion de tension d'amorçage -particulièrement forte, et l'on retrouve donc un amorçage fiable et un fonctionnement stable du tube luminescent.On-peut donc dire que le montage adapte automatiquement la hauteur des impulsions de sa tension d'amorçage aux conditions de fonctionnement critiques du tube luminescent.Il en résulte que ce montage -peut être utilisé uniformément pour les tubes luminescents minces et les tubes courants : pour les tubes luminescents courants, plus faciles à amorcer, il s'établit une impulsion d'amorçage plus faible que dans les tubes modernes de 26 mm de diamètre seulement. Pour la réalisation de l'interrupteur dans le montage série des circuits de chauffage, il convient particulière- ment d'utiliser un montage en pont de diodes dont la diagonale comporte un interrupteur électronique dans le même sens pour les deux demi-ondes de la tension de secteur. En même temps, on peut éviter de façon simple des détériorations occasionnées par des pointes de tension d'amorçage trop élevées, en réalisant au moins deux des diodes du pont diamétralement opposées par rapport à cet interrupteur sous la forme de diodes Zoner dont les tensions Zener ou de claquage agissent en limitant la hauteur des pointes de la tension d'amorçage. D'autres variantes et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution non limitatif, représenté au dessin annexé simplifié et se limitant à l'essentiel, dont La figure 1 est un schéma-bloc de montage complet pour l'amorçage et le réglage de luminosité, en particulier de tubes luminescents minces, avec un circuit de commande selon l'invention ; La figure 2 représente un exemple de réalisation de l'interrupteur du circuit de commande de la figure 1 ; La figure 3 est une représentation très théorique des variations de l'intensité réparties à travers le tube luminescent et le circuit de commande ;; La figure 4 représente, conformément à la représen tatton amplitude-temps de la figure 3, la variation corres pondante avec le temps de la tension aux bornes du tube lu luminescent. Selon leschéma de principe de la figure 1, on fait fonctionner un tube luminescent 2 à partir du secteur 1 au moyen d'un circuit de commande 3, par l'in termédiaire d'un interrupteur de secteur 4. Le circuit de commande 3 sert à amorcer et à régler la luminosité du tube luminescent 2. Les électrodes d'amorçage 5 du tube luminescent 2 sont fournies par leurs deux circuits de chauffage 6. Le circuit de commande 3est monté en parallèle avec le tube luminescent 2 et donc avec ses électrodes d'amorçage 5, sur le secteur 1 ; ainsi, les circuits de chauffage 6 sont alimentés en série à partir du secteur 1 lorsque le circuit de commande 3 est en circuit, tandis que ce court-circuitage des électrodes d'amorçage 5 est supprimé,lorsque le circuit de commande 3 n'est plus branché et la tension d'amorçage et de décharge (tension du tube u2) peut s'établir dans le tube luminescent 2. Entre le secteur 1 et le tube luminescent 2 est en outre montée en série une bobine d'induction 7 dont l'inductance sert à limiter le courant de chauffage et à faire correspondre la forme de lacourbe du retard de phase avec la forme sinu soSdale de la courbe de la tension du secteur 1 (pour réduire les parasites introduits à partir du circuit de commande 3 dans le secteur 1), mais aussi, en particulier, à produire une tension:a'amorçage de décharge lumineuse pulsée élevée uZ, aux instants se répétant à la périodicité du secteur 1, qui peuvent être déterminés par un déphaseur 8 (comme on l'expliquera plus loin avec davantage de détails. Dans le montage de commande 3, un interrupteur commandé 9 est placé entre les circuits de chauffage 6 et, par suite, en dérivation sur les électrodes 5 du tube luminescent 2 ; il est normalement en circuit pour réaliser la connexion des circuits de chauffage 6. Cependant, à la périodicité de la variation de la tension de secteur ul, l'interrupteur 9 s'ouvre chaque fois pendant un intervalle de temps de luminescence a réglable au niveau du déphaseur 8, de sorte qu'il établit entre les électrodes 5 chauffées la tension d'amorçage uZ qui, lorsque la décharge luminescente s'amorce (rayonnement lumineux émanant dutube luminescent 2), tombe à la tension du tube u2, ce qui est connu par la physique des décharges électriques luminescentes.Si en effet, à l'instant d'amorçage ta, on interrompt brusquement, pour le reste de la période (ou, selon la figure 3, de la demi-période), selon le réglage de phase sur le déphaseur 8, en ouvrant l'interrupteur 9, le courant de chauffage i3 passant par les circuits de chauffage 6, en raison de l'effet de la forte auto-inductance de la bobine 7, le courant de secteur il continue momentanément à circuler, et donc forcément comme courant de tube i2, entre les électrodes 5. En raison de la forte résistance du tube luminescent 2 non encore amorcé à ce moment, cela correspond à la conformation haute très raide d'une tension d'amorçage uZ entre les électrodes 5/6 chauffées pendant la partie précédente de la période (de chauffage).Cette configuration entraîne à coup sûr l'amorçage du gaz contenu dans le tube luminescent 2 et, par suite, la retombée de la tension d'amorçage uZ à la tension de décharge u2 pendant l'intervalle de temps de luminescence a ; donc jusqu'à ce que l'interrupteur 9 soit refermé et, par suite, jusqu'à l'amorçage suivant, le montage en série des circuits de chauffage 6 est de nouveau court-circuité par la dérivation du circuit de commande 3, avec court-circuit de la tension du tube u2 (cf figure 4, en liaison avec la figure 3). L'interrupteur commandé 9 comprend essentiellement, de préférence, un montage en pont de diodes 10 avec une section de coupure électronique 11 sur la diagonale 12 du pont entre deux cathodes de diode 13 montées en sens opposé, d'une part, et deux anodes de diode 14 montées en sens- opposé, d'autre part. Les noeuds 15 du montage série des circuits de chauffage 6 sont donc chacun entre deux diodes montées en série dans le même sens du pont 10. Cela garantit qu'à chaque demi-onde de la tension alternative du secteur 1 le courant passe, pendant les fractions de période, toujours dans le même sens dans la diagonale 12 du pont, du fait que les circuits de chauffage sont alimentés. Cela facilite la réalisation de l'interrupteur 11 enutilisant simplement un transistor bipolaire ou à effet de champ 16 (cf figure 2) qui peut être mis en circuit périodiquement à partir d'un déphaseur 8 courant alimenté parla tension de secteur u1 sans potentiel (par exemple, au moyen d'un coupleur optique 17). A l'intérieur de l'interrupteur 9 du montage de com mande 3 , on peut en principe envisager d'autres composants électroniques, comme une section de coupure 11 pilotée électroniquement,comme par exemple un montage antiparallèle de thyristors blocables, qui se désamorcent non seulement par absence de la tension anode- cathode, mais également sous l'effet d'un signal de coupure appliqué à leur grille (gâchette) (dans le cas présent, à l'ins- tant ta). I1 faut alors, à vrai dire, un investissement technique supplémentaire, n particulier pour remettre en circuit les circuits de chauffage 6 après le passage par zéro suivant du courant il fourni par le secteur 1. En outre, la réalisation représentée sur la figure 1 pour l'interrupteur 9 est également particulièrement avantageuse, du point de vue de la technique des circuits, du fait qu'on peut réaliser par le pont de diodes 10 une protection particulièrement simple contre des impulsions trop élevées de la tension d'amorçage uZ, simplement en utilisant au moins deux diodes diamétralement opposées par rapport à la diagonale 12 comme diodes Zener 18, dont la tension d'avalanche limite le niveau de la tension d'amorçage uZ. Au lieu de l'intervalle de temps de luminosité, prévu sur la figure 3 pour des raisons de clarté, juste avant le passage de chaque demi-période de l'intensité d'entrée il provenant du réseau 1, on peut également prévoir de placer l'intervalle de temps de luminosité a symétriquement par rapport à un extremum du courant il ou symétriquement par rapport au passage par zéro du courant respectif. L'intervalle de temps au cours duquel il ne passe pas de courant par la dérivation se présentant sous la forme du circuit de commande 3 détermine toujours l'intervalle de temps de luminosité a et, pendant l'intervalle de temps restant de chaque demi-période, les circuits de chauffage 6 sont montés en série, pour chauffer de nouveau les électrodes d'amorçage 5 jusqu'à l'instant d'interruption ou d'amorçage ta suivant. On obtient des relations courant-tension moins nettes que cellesretenues sur la figure 3 pouls les explications, lorsque cette connexion des circuits de chauffage 6 par l'intermédiaire du montage de commande 3 comporte en plus une bobine de lissage 19. Celle-ci a cependant pour effet avantageux de rapprocher le courant d'entrée il plus fortement de la forme sinusoidale indépendamment de l'instant d'amorçage ta précisément établi et de permettre ainsi cèréduire considérablement les perturbations introduites dans le secteur 1 par le mode de fonctionnement du circuit de commande 3, en s'accordant sur l'autoinductance de la bobine 7. Il s'est avéré, de façon surprenante, que ce montage convient non seulement pour le fonctionnement en variateur de lumière stable des tubes luminescents courants comme dans des tube modernes (minces), mais qu'il étend en outre la possibilité d'utilisation des tubes luminescents minces à des températures de fonctionnement nettement plus basses. En effet, tandis que, d'après les notices des fabricants, on ne garantit un amorçage des tubes luminescents minces que jusqu'à des températures environnantes de -250C et qu'une isolation thermique adaptée est exigée aux températures plus basses, ces tubes luminescents minces modernes s'amorcent de façon sûre,et même encore à -50 C, lorsqu'on utilise le montage selon l'invention, sans moyens supplémentaires. Cela est tout particulièrement intéressant lorsqu'on les utilise dans des installations d'éclairage de compartiments des passagers de véhicules, qui stationnent par exemple à l'air libre la nuit et doivent être prêts à être utilisés le lendemain matin, sans perturbations de fonctionnement, même après l'action de températures nocturnes très basses. REVENDICATIONS 1. Montage destiné à l'amorçage et au réglage de luminosité de tubes luminescents, notamment de tubes luminescents minces (2) dont les électrodes d'amorçage (5) sont fournies par deux circuits de chauffage (6) en série avec un circuit de commande de déphaseur (3) réglable et une bobine d'induction (7) montée en série, caractérisé en ce qu'un interrupteur (9) pouvant être commandé périodiquement à partir d'un déphaseur (8) réglable est placé entre les circuits de chauffage (6). 2. Montage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'interrupteur (9) est réalisé sous la forme d'un montage en pont de diodes (10) dans la diagonale (12) duquel une section de coupure (11) pilotée électroniquement est formée entre des cathodes de diode (13) montées en sens opposé et des anodes de diode (14) montées en sens opposé. 3.Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de coupure (11) est réalisée sous la forme d'un transistor (16) piloté sans potentiel à partir du déphaseur (8). 4.Montage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins deux diodes du pont de diodes (10) diamétralement opposées par rapport à la section de coupure (11) de la diagonale sont conformées en diodes Zener (18). 5.Montage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bobine de lissage (19) est en plus montée en série avec les circuits de chauffage (6) et l'interrupteur (9) du circuit de commande (3).