Brevet FR2582897A1 — publié le 19861205

Procédé et dispositif d'accroissement du temps d'utilisation d'une source de lumière La présente invention concerne un procédé d'accroissement du temps d'utilisation d'une source de lumière, telle que, par exemple, une lampe incandescente, une diode émettrice de lumière, ou une lampe électrolu- minescente. Elle concerne également plusieurs modes de réalisation d'un dispo- sitif de mise en oeuvre de ce procédé. Les sources de lumière énoncées ci-dessus ont une durée de vie déterminée. A titre d'exemple, une lampe électroluminescente utilisée dans un tableau de bord d'avion a une durée de vie limitée par la chute importante de son énergie lumineuse au cours du temps. Après 3000 heures l'énergie lumineuse a déjà chuté d'environ 80%, et ceci est principale- ment dû à la pollution des semi-conducteurs composant cette lampe. Pour stabiliser cette énergie lumineuse, donc augmenter sensible- ment la durée d'exploitation de la source de lumière, il suffit d'augmen- ter le courant moyen d'alimentation de la source par une intervention manuelle sur un potentiomètre de réglage par exemple. Le but de la présente invention est de s'affranchir de cette inter- vention manuelle en plaçant la source de lumière dans un circuit d'asser- vissement pour maintenir un niveau constant d'émission de lumière. La présente invention a pour objet un procédé d'accroissement du temps d'utilisation d'une source de lumière alimentée par une source de tension, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un détecteur de lumière au voisinage de cette source de lumière et à insérer celle-ci dans une boucle d'asservissement. Selon deux variantes possibles du procédé, on utilise une boucle d'asservissement linéaire ou une boucle d'asservissement tout ou rien. Elle a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur délivrant un signal proportionnel, ou en variation monotone, à la lumière émise, et un circuit électronique d'asservissement. Selon un mode de réalisation de ce dispositif permettant la mise en oeuvre de la première variante du procédé, le circuit électronique - 2 d'asservissement est un circuit à courant porteur comportant une source de référence, un comparateur, un amplificateur, un multiplicateur à tra- vers lequel la source de tension alimente la source de lumière, et un détecteur dont le signal émis est transmis au comparateur. -Selon un premier cas, la source de lumière est une lampe incandes- cente ou une diode émettrice de lumière, la source de tension pouvant être continue ou alternative on contrôle alors l'énergie lumineuse émise par la source en réglant l'intensité qui la traverse. Selon un deuxième cas, la source de lumière est une lampe électro- luminescente et la source de tension est alors alternative on contrôle donc l'énergie lumineuse émise par la source en réglant l'intensité par la fréquence qui la traverse. On peut utiliser une source de tension continue, mais il faut dans ce cas alimenter la lampe électrolumines- cente à travers un convertisseur tension-fréquence, le circuit électro- nique d'asservissement étant alors un circuit à fréquence variable comportant une source de référence, un comparateur, un amplificateur, un convertisseur tension-fréquence à travers lequel la source de tension continue alimente la source de lumière, et un détecteur, le signal émis par ce détecteur étant transmis au comparateur. Selon une variante, le circuit électronique d'asservissement est un circuit mixte comportant un convertisseur tension-fréquence raccordé à une source de tension continue et un multiplicateur alimentant la lampe électroluminescente. Selon un autre mode de réalisation de ce dispositif, permettant la mise en oeuvre de la deuxième variante du procédé, le circuit électro- nique d'asservissement est un circuit tout ou rien comportant une source de référence, un comparateur, un amplificateur, un relais tout ou rien à travers lequel une source de tension alimente la source de lumière, et un détecteur, le signal émis par ce détecteur étant transmis au compara- teur. Selon un premier cas, la source de lumière est une lampe incandes- cente ou une diode émettrice de lumière, les sources de référence et de courant sont alors confondus et le relais est un transistor; le détecteur étant un photo-transistor dont une jonction est reliée au circuit d'ali- mentation de la source de lumière. 258'28 9 -3- Selon un deuxième cas, la source de lumière est une lampe électro- luminescente, les sources de référence et de courant sont alors confon- dues et le relais est un transistor, la lampe électroluminescente étant alimentée par le secondaire d'un transformateur, l'alimentation du primaire étant réalisée par la source de courant à travers une résistance et le transistor, le détecteur étant un photo-transistor dont une jonction est reliée au circuit d'alimentation du primaire du transforma- teur. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, plusieurs variantes de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 1 représente un dispositif général, permettant la mise en oeuvre du procédé utilisant une boucle d'asservissement linéaire. La figure 2 représente un dispositif particulier dans lequel la source de tension est continue et la source de lumière est une lampe électroluminescente. La figure 3 représente une variante du dispositif de la figure 2. La figure 4 représente un dispositif général permettant la mise en oeuvre du procédé utilisant une bouele d'asservissement tout ou rien. La figure 5 représente le dispositif de la figure 4 appliqué à une source de lumière qui est une lampe incandescente ou une diode émettrice de lumière. La figure 6 représente le dispositif de la figure 4 appliqué à une source de lumière qui est une lampe électroluminescente. Dans toutes ces figures, une source de courant 13 alimente à tra- vers le dispositif selon l'invention, une source de lumière qui engendre une énergie lumineuse représentée par la référence 2. Dans la figure 1, la source de lumière 1 est alimentée par la source de courant 13 à travers un multiplicateur 7 pour produire l'énergie lumineuse 2 capable d'éclairer un tableau de bord par exemple. Le dispositif selon l'invention se compose d'un détecteur de lumière 3, placé dans le tableau de bord et en regard du flux lumineux, d'un compa- rateur 5 recevant un signal électrique d'une source de référence 4 et un autre signal du détecteur de lumière 3, d'un amplificateur-intégrateur 6 placé entre le comparateur 5 et le multiplicateur 7. ->4- Un dispositif de ce type fonctionne de la manière suivante: A l'origine il n'y a pas d'émission de lumière, le signal délivré par le détecteur 3 est donc nul. On applique une tension 13 constante, la source de référence 4, qui se compare à zéro, est intégrée par l'amplifi- cateur 6 et l'on obtient alors, à la sortie du multiplicateur 7, un signal résultant du produit de la tension de la source 13 par le gain de l'amplificateur 6. La source de lumière s'illumine et provoque un signal différent de zéro à la sortie du détecteur de lumière 3. Ce signal se compare à celui émis par la source de référence 4. Le résultat de la comparaison est intégré par l'amplificateur 6 et ainsi de suite. L'équi- libre, qui dépend des gains et des fonctions de transfert des différents éléments est atteint lorsque le signal sortant du comparateur est nul. Si l'énergie lumineuse 2 fournie par la lampe diminue, la tension délivrée par le détecteur 3 diminue et la différence de tension lue par le comparateur augmente. Cette différence est intégrée par l'amplifica- teur 6 et la source 1 reçoit alors un courant moyen plus fort. Ce nouveau courant fait augmenter l'énergie lumineuse de la lampe jusqu'à ce que le détecteur de lumière délivre une tension égale à la tension produite par la source de référence 4. Dans le cas de l'emploi d'un simple multiplicateur 7, si la source de lumière 1 est une lampe incandescente o une diode émettrice de lumière, la source de courant 13 peut être continue en alternative, mais si la source de lumière 1 est une lampe électroluminescente, la source de courant 13 doit être alternative. En conséquence, si la source de ten- sion 13 est continue, il faut remplacer le multiplicateur 7 par un convertisseur tension-fréquence 8. Dans la figure 2, la source de tension 13 est continue et l'on a remplacé l'amplificateur de tension 7 par un convertisseur tension-fré- quence 8, on fait alors fonctionner la lampe à fréquence variable. Dans la figure 3, il est représenté une variante du dispositif de la figure 2 comportant un multiplicateur de tension 7 et un convertis- seur tension-fréquence 8 montés en chaîne. La source de courant 13 est -5continue et elle alimente la lampe électroluminescente à travers le convertisseur tension-fréquence 8 et le multiplicateur 7. Dans la figure 4, le dispositif comporte un circuit électronique d'asservissement tout ou rien et la source de lumière 1 est alimentée par la source de courant 13 à travers un relais tout ou rien 10. Le dispositif selon l'invention se compose d'un détecteur de lumière 3 placé dans le tableau de bord et en regard du flux lumineux 2, d'un compara- teur 5 recevant un signal électrique d'une source de référence 4 et un autre signal du détecteur de lumière 3, d'un amplificateur 6, et du relais 10. Un tel dispositif fonctionne de la manière suivante: - on applique un courant 13 et lorsque la source de lumière 1 est éteinte, le détecteur de lumière 3 ne délivre aucune tension de sortie et le comparateur 5 délivre alors une tension qui, amplifiée par l'ampli- ficateur 6, alimente le relais 10. La source de courant 13 alimente alors la source 1. A cet instant le détecteur de lumière 3 qui reçoit une énergie lumineuse 2 délivre un signal au comparateur 5. La tension du signal sortant de ce comparateur et alimentant le relais diminue et le relais interrompt le circuit. La source de courant 13 n'alimente plus la source de lumière 1. La fréquence de fonctionnement dépend de la valeur du courant de la source 13, et des différentes fonctions de transfert. Dans la figure 5, représentant un cas particulier du dispositif de la figure 4, la source de lumière 1A est une lampe incandescente ou une diode émettrice de lumière. Le relais est un transistor 10A, le détec- teur est un photo-transistor 3A, le point 5A représente le comparateur 5 et les sources 4 et 13 sont confondues en vue seule appelée 13. Ce circuit électronique d'asservissement comprend une source de courant 13, une résistance 50A, un transistor 10A, un autre transis- tor 10'A et un photo-transistor 3A qui capte l'énergie lumineuse 2. Un tel dispositif fonctionne de la manière suivante: Avant l'application de la source de courant 13, la lampe est éteinte, il n'y a donc pas d'émission de lumière. On applique alors le courant de la source 13. Le photo-transistor 3A ne voit pas de lumière et il est donc bloqué. Le transistor 10'A est également bloqué et le tran- sistor 1OA reçoit alors le courant venant de la source 13 à travers la -6 résistance 50A. Ce transistor 10A devenu passant permet l'alimentation de la lampe 1A par la source 13. Le photo-transistor capte l'énergie lumineuse 2 et il devient alors passant ainsi que 10'A. Le courant prove- nant de la source 13 et traversant la résistance 50A, passe à travers le transistor 10'A. Le transistor 10A n'est alors plus alimenté, il se bloque et donc la lampe 1A s'éteint. Le cycle recommence et pour contr8ler le niveau moyen de l'énergie lumineuse, il suffit de faire varier la résistance 50A ou le niveau de la source de courant 13. A l'aide de ce ce dispositif, on peut donc par exemple remplacer dans des circuits alimentés sous 28 V, des lampes 28 V à durée de vie de 16.000 heures, par des lampes 5 V à durée de vie de 100.000 heures. Dans la figure 6 représentant un cas particulier du dispositif de la figure 4, la source de lumière lB et une lampe électroluminescente. Le relais est un transistor, le point 5B représente le comparateur 5 et les sources 4 et 13 sont confondues en une seule appelée 13. Ce circuit électronique d'asservissement comprend une source de courant 13 une résistance 50B, un transformateur 20 un transistor 10B, et un photo-transistor 3B. La lampe électroluminescente lB est alimentée par le secondaire 22 du transformateur 20 et l'énergie lumineuse 2, émise par cette lampe, est captée par le photo-transistor 3B. Un tel dispositif fonctionne de la manière suivante: Avant l'application de la source de courant 13, la lampe est éteinte, il n'y a donc pas d'émission de lumière. On applique alors le courant de la source 13. Le photo-transistor 3B ne voit pas de lumière et il est donc bloqué. Le transistor lOB reçoit alors le courant venant de la source 13 à travers la résistance 50B. Ce transistor 10B devenu pas- sant permet l'alimentation du primaire 21 du transformateur par la di source 13 et le secondaire 22 alimente la lampe lB. Il y a un d donc d d un * donc surtension au secondaire du transformateur. Le photo-transistor 3B capte l'énergie lumineuse 2 et il devient alors pas- sant. Le courant provenant de la source 13 et traversant la résis- tance 50B, passe à travers le transistor 3B. Le transistor 10B n'est alors plus alimenté, il se bloque et donc la lampe 1 s'éteint lors- que d O. Le cycle recommence et pour contr8ler le niveau moyen de l'énergie lumineuse, il suffit de faire varier la résistance 50B ou le - 7 - niveau de la source de courant 13. Ce dispositif peut être amélioré, par exemple, dans un tableau de bord d'avion, o l'on peut doser la luminance d'une lampe électrolumi- nescente, donc du panneau de commande éclairé par une ou plusieurs lampes, en fonction de l'éclairage ambiant de la cabine de pilotage. REVENDICATIONS 1/ Procédé d'accroissement du temps d'utilisation d'une source de lumière (1), alimentée par une source de tension (13), caractérisé en ce qu'il consiste à placer un détecteur de lumière (3) au voisinage de cette source de lumière et à insérer celle-ci dans une boucle d'asservisse- ment. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une bouele d'asservissement linéaire. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une boucle d'asservissement tout ou rien. 4/ Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en-ce qu'il comprend un détecteur (3) délivrant un signal proportionnel, ou en variation monotome, à la lumière émise par la source de lumière, et un circuit électronique d'asservissement. 5/ Dispositif selon la revendication 4, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique d'asservissement est un circuit à courant porteur comportant une source de référence (4), un comparateur (5), un amplificateur-intégrateur (6), un multiplicateur à travers lequel la source de tension (13) alimente la source de lumière (1), et un détecteur (3), le signal émis par ce détec- teur (3) étant transmis au comparateur (5). 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, la source de lumière étant une lampe à incandescence ou une diode émettrice de lumière, la source de tension (13) est continue ou alternative. 7/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, la source de lumière étant une lampe électroluminescente, la source de ten- sion (13) est alternative. 8/ Dispositif selon la revendication 4, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique d'asservissement est un circuit à fréquence variable comportant une source de référence (4), un comparateur (5), un amplificateur-intégra- teur (6), un convertisseur tension-fréquence (8) à travers lequel la source de tension continue (13) alimente la source de lumière (lB), et un détecteur (3), le signal émis par ce détecteur (3) étant transmis au comparateur (5). -9- 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit électronique d'asservissement est un circuit mixte comportant un conver- tisseur tension-fréquence (8) raccordé à une source de tension continue (13) et un multiplicateur (7) alimentant la lampe électrolumi- nescente (lB). / Dispositif selon la revendication 4, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit électronique d'asservissement est un circuit tout ou rien comportant une source de référence (4), un comparateur (5), un amplificateur (6) et un relais tout ou rien (10) à travers lequel une source de courant (13) alimente la source de lumière (1), et un détecteur (3), le signal émis par ce détecteur (3) étant transmis au comparateur (5). 11/ Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que, la source de lumière étant une lampe à incandescence ou une diode émettrice de lumière (1A), les sources de référence (4) et de courant (13) sont confondues et le relais tout ou rien est un transistor (10A), le détec- teur étant un photo-transistor (3A) dont une Jonction est reliée au circuit d'alimentation de la source de lumière. 12/ Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que, la source de lumière étant une lampe électroluminescente (lB), les sources de référence (4) et de courant (13) sont confondues et le relais est un transistor (10B), la lampe électroluminescente étant alimentée par le secondaire (22) d'un transformateur (20), l'alimentation du primaire (21) étant réalisée par la source de courant (13) à travers une résistance (50) et le transistor (lOB), le détecteur étant un photo-transistor (30) dont une jonction est reliée au circuit d'alimen- tation du primaire du transformateur (20).