Brevet FR2549675A2 — publié le 19850125

FR 2549675 A2 19850125 FR 8311825 A 19830718 "Dispositif d'allumage d'une lampe à tube d'éclairage fluorescent et lampe ainsi équipée". La présente invention concerne un dispositif électronique pour l'allumage instantané d'un tube d'éclairage fluorescent comportant un composant à conduction commandé dont les bornes sont reliées aux extrémités respectives des filaments du tube d'éclairage fluorescent, ce composant comportant en parallèle un montage en série formé d'un condensateur et d'une résistance ainsi que d'un circuit de commande relié à la gâchette du composant pour en commander la conduction, selon la première revendication du brevet principal. Selon une autre caractéristique, le brevet principal concerne un dispositif du type ci-dessus dans lequel le circuit de commande comporte une pompe à diode fournissant des impulsions de commande par l'intermediaire d'un composant à seuil qui ne devient conducteur que lorsque la tension en borne du condensateur de la pompe à diode dépasse un certain seuil, de façon à ne plus permettre de nouvelles tentatives d'allumage du tube. Un tel circuit de commande fonctionne de façon analogique puisque la pompe à diode assure en quelque sorte le "comptage" du nombre de tentatives d'allumage. Le présent perfectionnement se propose de créer un dispositif électronique d'allumage d'un tube d'éclairage fluorescent, selon le brevet principal dans lequel le comptage du nombre de tentatives d'allumage se fait selon un procédé numérique. A cet effet, l'invention conce-rne un dispositif électronique pour l'allumage instantané d'un tube d'éclairage fluorescent, comportant un composant à conduction commandée pour relier les filaments en série sur l'alimentation et pour amorcer le tube, avec en parallèle au composant commandé, un montage en série d'un condensateur et d'une résistance, un circuit de commande étant relié à la gâchette du composant pour en commander la conduction, et un circuit de sécurité commandant la mise hors circuit du circuit de commande pour en interdire le fonctionnement après un certain nombre de tentatives d'allumage selon les revendications 1 et 3 du brevet principal, caractérisé- en ce que le circuit d'allumage comporte une pompe à diode formée d'une diode, d'une résistance et d'un condensateur branché sur les bornes du circuit pour commander la conduction du montage.Darlington courtcircuitant le condensateur de commande de la gâchette, la sortie du montage étant munie d'une résistance fixant le niveau de déblocage du montage. Ce montage permet de stabiliser le fonctionnement du circuit et notamment de rendre le déclenchement ou la mise en oeuvre de l'inhibition de la commande de la gâchette, indépendante de multiples paramètres tels que la fabrication, la température ambiante, le vieillissement, etc... L'invention concerne égalementun dispositif électronique pour l'allumage instantané d'un tube d'éclairage fluorescent, comportant un composant à conduction commandée pour ré lier les filaments en série sur l'alimentation et pour amorcer le tube, avec en parallèle au composant commandé, un montage en série d'un condensateur et d'une résistance, un circuit de commande étant relié à la gâchette du composant pour en commander la conduction, et un circuit de sécurité commandant la mise hors circuit du circuit de commande, pour en interdire le fonctionnement après un certain nombre de tentatives d'allumage, selon le brevet principal, caractérisé en ce que le circuit de commande comporte deux entrées branchées sur les filaments à la manière d'un starter, ce circuit se composant d'un circuit de commande de conduction du composant, d'un générateur de fréquence branché sur le réseau d'alimentation pour fournir une fréquence dépendant de la fréquence du réseau, d'un circuit de comptage recevant la fréquence poùr compter à deux états de comptage et commander un circuit de sécurité assurant le courtcircuitage des impulsions du circuit de commande de conduction vers la gâchette du composant en courtcircuitant d'abord les impulsions négatives puis les impulsions négatives et positives ou inversement, suivant que le circuit de comptage a atteint son premier état de comptage Qu son second état de comptage et d'un générateur de tension continuefournissant la tension continue de façon à définir une période de préchauffage des filaments du tube entre sensiblement le moment de la fermeture de l'interrupteur d'alimentation et l'arrivée du signal correspondant au premier état de comptage,~période pendant laquelle l'allumage est interdit et une seconde période commençant avec l'arrivée du premier signal de comptage et se terminant avec l'arrivée du second signal de comptage, période au cours de laquelle l'allu-- mage est possible et-à la fin de laquelle ni le chauffage des filaments, ni l'allumage ne sont plus possibles avant une nouvelle ouverture puis fermeture du contact d'alimentation. Le fonctionnement de ce circuit est de type numérique et non plus analogique.- Cela permet de définir les périodes de préchauffage et d'allumage avec une très grande précision puisque cette détermination se fait à partir de la fréquence du réseau électrique ; or dans la plus grande partie des pays, cette fréquence est très stable. De plus, le dispositif permet d'interdire touté tentative d'allumage au cours de la période de préchauffage, ce qui est extrêmement intéressant car cela évite le noircissement et le vieillissement prématuré du tube. Suivant une caractéristique de l'invention, le circuit de commande de conduction se compose d'un condensateur qui se charge par un pont de résistances et est relié à la gâchette par un diac fixant le seuil de déclenchement-du composant, ce circuit étant branché entre les deux bornes du circuit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le générateur de fréquence se-compose dlun transistor branché entre les-bornes du circuit et dont la base est reliée à un diviseur de tension formé d'une résistance et d'une diode Zener, la sortie bu signal de fréquence étant prisesur le collecteur du transistor. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le circuit de comptage se compose d'un diviseur de fréquence recevant le signal de fréquence pour fournir deux signaux fréquence, ainsi que de deux bascules recevant chacune l'un des signaux de fréquence pour être~chaque fois basculée par le flanc de la première impulsion du signal et fournir un signal de basculement commandant le circuit de sécurité. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le générateur de tension continue se compose d'un condensateur en parallèle sur une diode Zener pour être chargé à travers une résistance et une diode. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le circuit de sécurité se compose de deux branches et de conductivité opposée, chaque branche étant associée à l'une des sorties du circuit de comptage pour être commandée par l'un ou llautre des signaux de comptage. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif électronique pour l'allumage d'un tube d'eclai- rage fluorescent, selon le brevet principal, - La figure 2 est un schéma de détail d'une première variante d'un dispositif électronique pour l'allumage d'un tube fluorescent, selon le présent perfectionnement. - La figure 3 est un schéma d'une seconde variante de dispositif électronique d'un tube fluorescent, selon une seconde variante de l'invention, - La figure 4 formée des figures 4a....4e, représente des chronogrammes servant à expliquer le fonctionnement de l'invention, - La figure 5 est un schéma du circuit intégré faisant partie du dispositif selon l'invention. La figure 1 est un schéma dl'ensemble d'un dispositif d'allumage instantané d'un tube d'éclairage fluorescent, selon le brevet principal. A titre de rappel, ce circuit destiné à être branché sur une alimentation alternative non représentée, comprend un tube 1 relié par l'intermédiaire d'une self 2 et d'un interrupteur 4 au réseau d'alimentation. Le tube 1 est muni de deux résistances a a2 La commande de l'allumage est assurée par le dispositif 5 entouré d'un rectangle. Ce dispositif se compose d'une part d'un composant 6 dont la conduction est commandée par l'intermédiaire d'une gâchette G recevant les signaux de commande d'un circuit d'allumage et de sécurité 7. En parallèle au composant 6, il y a un montage en série formé d'une résistance R et 7 d'un condensateur C2. Le circuit 7 a pour but de rendre conducteur le composant 6 pour permettre le passage du courant à travers les résistances al a2. A chaque aiternance du courant alternatif d'alimentation, lorsque la tension s'annule, le composant 6 se bloque et à ce moment, la self 2 crée une pointe de tension entre les résistancesal, a2 qui permet d'amorcer le tube 1. Le circuit de commande 7 a pour but de commander l'état conducteur du composant 6 et, après un certain nombre de tentatives, d'allumage restées sans résultat, le circuit 7 interdit toute nouvelle tentative aussi longtemps que l'interrupteur 4 est fermé. Par l'ouverture, puis la fermeture de l'interrupteur 4, le dispositif peut de nouveau commander une série de tentatives d'allumage. La figure 2 estun schéma plus détaillé d'un mode de réalisation intéressant-du dispositif général représenté à la figure 1, conformément au brevet principal avec le perfectionnement selon la présente invention. Le circuit d'allumage et de sécurité 5 est uniquement branché par les bornes N1, N2 sur les secondes -bornes des résistances al, a2 du tube 1, résistances dont les autres bornes sont reliées à l'alimentation du secteur, l'une directement, l'autre par l'intermédiaire de la self 2 et de l'interrupteur 4. Dans cet exemple, le composant 6 est constitué par un thyristor dont la gâchette G est reliée par l'intermédiaire d'un diac 8 et d'une diode D1 à un circuit formé du condensateur C1 et des résistances R1 R2, R3. Le montage Darlington T1, T2 est commandé par le circuit D rR , R R C . Le diac 8 fixe un seuil de 2 6 4 5 3 déclenchement de la-gâchette G et la diode D1 ne laisse passer que les impulsions positives. Le montage Darlington T1i T2 est débloqué par la pompe à diode D2. 26 C3 dès que la tension de déblocage est atteinte aux bornes du condensateur. Cette pompe à diode assure donc le comptage analogique des alternances du courant du secteur. Lorsque le montage T1 T2 est conducteur, il courtcircuite la résistance R2 et le condensateur ne peut plus se charger : la gâchette G ne peutXplus être commandée et le composant 6 reste bloqué. Cette situation subsiste aussi longtemps que l'interrupteur 4 reste fermé. Selon lue présent perfectionnement, en sortie du montage T1, , T2 il est prévu une résistance R8 destinée a augmenter le seuil de déclenchement ou de basculement du montage T1, T2 En effet,alors que, sans cette--résis- tance R8, le montage bascule, comme cela est connu pour une tension Vg, appliquée à sa base et qui est égale à VBE ; or cette tension VBE est une fonction du montage Darlington, de la température, du veillissement, etc ... Grâce à la résistance R8, la tension de déclenchement du montage T1, T2 correspond à VB = VBE + R8 I I étant ltintensite du courant dans la résistance R8 On choisit R8 I VBE, ce qui rend le déclenchement très largement indépendant de la tension VBE du montage. Il est clair que le choix de la valeur de R8 doit être tel que la tension du collecteur Ve, lorsque le montage T1, T2 est sature, reste inférieure à la tension de déclenchement du diac 8. La figure 3 est un schéma à la fois de principe et de détail d'un mode de réalisation en technique numérique du dispositif de commande d'allumage instantané d'un tube d'éclairage fluorescent. Dans cette description, on utilisera les mêmes références que dans les différents modes de réalisation ci-dessus et du brevet principal pour désigner les mêmes éléments ou des éléments analogues. La technique numérique utilisée s'applique au circuit d'allumage et de sécurité 7. Cette technique consiste à compter des impulsions formées à partir du courant du réseau (fréquence de 50 ou 60 Hz) pour calculer une durée de préchauffage et une durée d'allumage puis d'assurer la coupure du dispositif pour éviter l'usure-et le veillissement prématurés du tube lorsque l'allumage ne se fait pas immédiatement. Le dispositif 5 selon la figure 3, se branche de façon traditionnelle comme un starter sur les bornes N1, N21 c'est-à-dire en série sur les résistances a11 a2. Cela permet donc l'adaptation de ce dispositif comme celui de la figure 2 sur-un tube déjà existant ou encore d'intégrer ce dispositif dans une chaîne de fàbrication traditionnelle, de lampes à tubes fluorescents. Le circuit 7 se compose d'un circuit de commande 100 de la conduction du composant 6, d'un générateur de fréquence 101, d'un circuit de comptage 102, d'un circuit de sécurité' 103 et d'un générateur de tension continue 104. Le circuit de commande assure à chaque alternance du courant d-'alimentation, le passage d'un courant de chauffage dans les résistances al, a2, pour ioniser le gaz du tube et permettre l'amorçage. Le générateur de fréquence 101 crée des impulsions de cadence dont la fréquence fOest une fonction de la fréquence V de.la tension d'alimentation fournie par le réseau. Les impulsions de cadence fo sont fournies au circuit de comptage 102 qui compte celles-ci à partir d'un instant donné après la fermeture de l'interrupteur 2. Le comptage se fait sur deux états (ou 'fréquences) de comptage F1, F2 lorsque l'un (F1) puis l'autre (F2) états de comptage sont atteints, le circuit 102 envoie des instructions au circuit 103 qui d'abord supprime les impulsions négatives puis les impulsions positives de commande du composant 6 pour définir la période de préchauffage puis la période d'amorçage. De façon plus détaillée, le circuit de commande de conduction 100 se compose d'un diac 8 relié à-la gâchette G, d'un condensateur Clet des résistances de division de tension et de charge du condensateur R1, R2, R3 et une résistance R10 destinée à définir avec le diac 8 le seuil de décIenchementdu composant 6. Le générateur de-fréquence 101 se compose d'un transistor Tl0branché entre les lignes L1, L2 des bornes N11 N2. Le transistor TlOest relié à une résistance de collecteur Rlo. Sa base est reliée à la jonction d'une diode Zener Z2 et d'une résistance Roll, l'autre borne de Z2 étant reiiée à Llet l'autre borne de la résistance Rllest reliée à la ligne L2 par la diode D4 (comme avec le circuit 104). La base du transistor est polarisée par la tension fournie par le générateur de tension continue 104. Les impulsions de fréquence fo correspondant à la fréquence de la- tension d'alimentation, sont prises sur le collecteur du transistor Tlo . Le circuit de comptage 102 reçoit les impulsions de fréquence fo. Ce circuit se compose d'un diviseur de fréquence 120 fournissant deux fréquences F1, F2 résultant de la fréquence fo, et de deux bascules B1, B2 recevant chacune l'une des fréquences F1, F2. Les sorties Q1' Q2 des bascules B1, B2 attaquent le circuit de sécurité 103 pour définir la période de chauffage et la période d'allumage. Le circuit 102 comporte également un circuit de remise à l'état initial 121 qui fournit un signal RESET de remise à l'état initial aux bascules B11 B2. Le circuit de remise à l'état initial 121 se compose d'un transistor T25, de résistance R251 R26, R27 et d'un condensateur C pour, lors de la fermeture du contact de l'interrupteur d'alimentation, appliquer la tension de remise à l'état initial aux bascules B1, B2. L'ensemble formé par le diviseur 120 et les bascules B1, B2,-constitue un moyen de comptage puisque le flanc de La première impulsion de fréquence F1 commande l'émission du signal Ql par la bascule B1 : le circuit a donc compté P1 impulsions de fréquence fo avant d'émettre la première impulsion F1. I1 en est de même pour (F2 - B2 Q2). Le circuit de sécurité 103 se compose de deux branches formées chacune d'un transistor T111 T12 de type opposé dont le collecteur (T11) ou l'émetteur (T12) sont reliés à la ligne L1, des résistances R20, R21, R22, R23 et des diodes Dlo, D11 assurant la liaison des transistors Tell, T12 avec la jonction des résistances R1, R2, R3 du circuit de commande. Les signaux Q1, Q2 des bascules polarisent les transistors T11, T12de façon que pendant toute la durée du signal Q1, le transistor T11 soit débloqué et laisse passer les impulsions négatives, le transistor T,2étant bloqué.Puis lors de l'arrivée du signal Q2' le transistor T12 devient conducteur et laisse passer les impulsions positives. Le générateur de tension continue- 104 se compose d'une diode Zener Z1 en parallèle sur un condensateur C3 et en série avec une résistance R24et une diode D4, l'ensemble étant branché entre les lignes L1, L2 ; la tension continue ainsi fournie est appelée V ; cette tension est appliquée au générateur de fréquence 101 et au circuit de comptage 102, 121. Le schéma de la figure 3 porte les références A, B, C, D, E, F, G désignant différentes fonctions. Ces références ont été reprises au schéma-de la figure 5. Les chronogrammes des figures 4A - 4E La figure 4A montre la suite des impulsions positives et négatives qui sont appliquées à la gâchette G lorsque le circuit 103 n'intervient pas, c'est-a-dire lorsque les transistors T111 Tl2 sont bloqués. Chaque impulsion correspond à une alternance de la tension sinusoldale d'alimentation. La figure 4B représente le signal de fréquence fo fourni par le générateur 101. Ce signal est uniquement formé d'impulsions positives. La figure 4C représente le signal de fréquence F1. En fait, seul le flanc avant de la première impulsion de fréquence F1 a été représenté car ce signal de fréquence F1 n'est utile qu'en ce qu'il représente un changement d'état ou de niveau de tension (tension de niveau bas - tension de niveau haut) commandant le basculement de la bascule et par suite le déblocage du transistor Tell. . A partir de ce moment, c'est-à-dire après le temps el, seules les impulsions positives sont appliquées en G ; ces impulsions peuvent commander l'allumage du tube 1. La figure 4D montre le signal de fréquence F2 comme pour le signal F1, seul importe le changement d'état ou de niveau de ce signal ; après le changement d'état qui se produit un temps 82après la fin du temps e1, le transistor T12 se débloque et à partir de ce moment, aucune impulsion ne peut plus être appliquée à la gâchette ; le composant 6 reste définitivement-bloqué ; pour le débloquer,-il faut ouvrir de nouveau l'interrupteur 4. Au cours de la période de préchauffage el, le tube 1 ne peut s'allumeur et les impulsions de courant traversant les filaments a11 a2 ne servent qu'à les chauffer à une température permettant ultérieurement leur allumage. Au cours de la période 92, les impulsions de commande du composant 6 sont uniquement positives ; l'allumage du tube ne peut se faire que dans cette période. Ainsi l'invention crée une double sécurité, la première contrôlant la durée du pré chauffage pour éviter le vieillissement prématuré du tube, la seconde limitant les tentatives d'allumage. Le schéma de la figure 5 correspond -à un- circuit intégré pour la plus grande partie ; la plaquette 200 munie du circuit intégré reçoit les composants difficilement - intégrables tels que certaines résistances et condensateur. Les points de branchement de cette plaquette 200, à savoir A, B, C, D, E, F, G sont ceux représentés à la figure 3. De façon générale et suivant les quantités à fabriquer, la réalisation du dispositif se fera en composants discrets, en technique hybride ou sous forme de circuit intégré. R -E V E N D I C A T flO N S 10) Dispositif électronique pour l'allumage instan- tané d'un tube d'éclairage fluorescent, comportant un composant à conduction commandée pour relier les filaments (a1, a2) en série sur l'alimentation et pour amorcer le tube, avec en parallèle au composant commandé1 un montage en série d'un condensateur (C2) et d'une résistance (R7) , circuit de commande (7) étant relié à la gâchette (G) du composant (6) pour en commander la conduction, et un circuit de sécurité commandant la mise hors circuit du circuit de commande (7) pour en interdire le fonctionnement après un certain nombre de tentatives d'allumage, selon les revendications l-et 3 du brevet principal, caractérisé en ce que le circuit d'allumage (7) comporte une pompe à diode (D2, R6, C3) formée d'une diode (D2), d'une résistance (R6) et d'un condensateur (C3) branché sur les bornes 61,N2) du circuit (7) pour commander la conduction du montage Darlington-(Tl, T2) courtcircuitant le condensateur (C1) de commande de la gâchette, la sortie du montage (T1, T2) étant munie d'une résistance (R8) fixant le niveau de déblocage du montage (T1, T2). 20) Dispositif électronique pour l'allumage instantané d'un tube d'éclairage fluorescent comportant un composant à conduction commandée pour relier les filaments (a1, a2) en série sur llalimentation-et pour amorcer le tube, avec en parallèle au composant commandé, un montage en série d'un condensateur (C2) et d'une résistànce (R7), un circuit de commande (7) étant relié à la gâchette 8) du composant (6) pour en commander la conduction, et un circuit de sécurité commandant la mise hors circuit du circuit de commande (7) pour en interdire le- fonctionnement après un certain nombre de tentatives dlallumage, selon les revendications 1 et 3 du brevet principal, caractérisé en ce que le circuit de commande (7) comporte deux entrées (N1, N2) , (-t1, L2) branchées sur les filaments (al, a2) à la manière d'un starter, ce circuit (7) se composant d'un circuit de commande de conduction (100) du composant (6), d'un générateur de fréquence (101) branché sur le réseau d'alimentation (L1, L2) pour fournir une fréquence (fO) dépendant de la fréquence du réseau, d'un circuit de comptage (102) recevant la fréquence (fO) pour compter à deux états de comptage (F1, F2, 120, B1, B,) et commander un circuit de sécurité (103) assurant le courtcircuitage des impulsions du circuit de commande de conduction (100) vers la gâchette (G) du composant (6) en courtcircuitant d'abord'les impulsions négatives puis les impulsions négatives et-positives~ou inversement suivant que le circuit de comptage (102) a atteint son premier état de comptage (F1, B1, Q1) ou son second état de comptage (F2, B2, Q2) et d'un générateur de tension continue (104) fournissant la tension ~continue, de façon à définir une période de préchauffage des filaments (Q1' Q2) du tube (1) entre sensiblement le moment de la fermeture de llinter- rupteur d'alimentation (4) et l'arrivée du signal correspondant au premier état de comptage (F1, Q1)' période pendant laquelle l'allumage est interdit et une seconde période commençant avec l'arrivée du premier signal de comptage et se terminant avec l'arrivée du deuxième signal de comptage, période au cours laquelle l'allumage, est possible et à la fin de laquelle ni le chauffage des filaments ni l'allumage ne sont plus possibles avant une nouvelle ouverture puis fermeture du contact d'alimentation (2). 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de commande d conduction (100) se compose d'un condensateur (C1) qui se charge par un pont de résistances (R1, R2) et est relié à gâchette (G) par un diac (8) fixant le seuil de déclenchement du composant (6), ce circuit (100) étant branché entre les deux bornes (N1, N2) du circuit (5). 40) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de fréquence (101) se compose d'un transistor (T1o) branché entre les bornes (N1, N2) du circuit (7) et dont la base est reliée à un diviseur de tension formé d'une résistance (R11) et d'une diode Zener Z2, la sortie du signal de fréquence étant prise sur le collecteur du-transsistor (T10). 50) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de comptage (102) - compose d'un diviseur de fréquence (120) recevant le signal de fréquence (fO) pour fournir deux signaux de fréquence (F1, F2) ainsi que de deux bascules (B1, 32 > recevant chacune l'un des signaux de fréquence (F1, F2) pour être chaque- fois basculée par le flanc de la première impulsion du signal (F1, F2) et fournir un signal de basculement (Q1' Q2) commandant le circuit de sécurité (103). 60) Dispositif selon la revendication.2, caractérisé en ce que le générateur de tension continue (106) se compose d'un condensateur (C3) en parallèle sur une diode Zener (Z1) pour être chargé à travers une résistance (R24) et une diode (D4). 70) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de sécurité (103) se compose de deux branches (T11, R20, R21, D12) et (T12, R22, R23, D11) de conductivité opposée, chaque branche étant associée à l'une des sorties (Q1' Q2)- du circuit de comptage pour être--commandée par l'un ou l'autre des signaux de comptage (F1, Q1 ; F21 Q2). 80) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque branche se compose d'un transistor (T111 T12) dont le chemin collecteur-émetteur est monté entre l'une des bornes (N1) du circuit (7) et la gâchette (G) du composant (6). 90) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le circuit de commande (7) est réalisé sous la forme d'un circuit intégré muni de bornes (A, B, C, D, E, F, G) pour le branchement notamment des composants (C1, C21 C3, R1, R7) difficilement réalisables sous la forme d'un circuit intégré.