Brevet FR2611326A1 — publié le 19880826

La présente invention concerne les appareils électroniques du type convertisseur de potentiel et de courant permettant d'adapter aux caractéristiques d'une sourçe, alternative ou continue, I'impédance de fonctionnement d'un ou plusieurs tubes à décharge, cette adaptation étant assurée avec un rendement proche de l'unité, pour un poids et un volume très inférieurs aux appareils ferro magnetiques classiques. Dans des dispositifs connus de ce genre, notamment dans le brevet N079 16911 et son certificat d'addition NO 79 18661, ainsi que dans le brevet N" 80 13774, il est revendiqué un dispositif convertisseur "push pull" comportant un auto-oscillateur dont les courants d'entretien sont obtenus par le moyen de ponts capacitifs destinés à adapter l'impédance de l'électrode de commande des moyens commutateurs employes à l'impédance de leur électrode de sortie. Dans ces réalisations, lesdits ponts capacitifs servent également de terme réactif capacitif en association avec une inductance à point milieu connectee entre les électrodes de sorties desdits moyens commutateurs.Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter un Vceo très elevé lorsqu'elle est utilisée sur des secteurs d'alimentation de tension égale ou supérieure à 220 volts. Ainsi, si une telle réalisation, utilisée à partir d'un réseau à 100 ou 117 volts permet d'employer comme moyens commutateurs des transistors d'un type maintenant très standard encapsulés dans un boîtier TO 220 bon marché, elle nécessite pour fonctionner à partir de tension d'alimentation d'amplitude deux ou trois fois plus élevée, des transi tors haute tension en boîtier TO 3 beaucoup moins répandus, partant, beaucoup plus onéreux. Le convertisseur, dit "ballast électronique" selon l'invention, permet d'éviter cet inconvénient. En outre, il permet d'assurerla gradation de la puissance délivrée en sortie, ainsi que l'arrêt de l'entretien des oscillations lorsque le tube fluorescent à alimenter est déconnecté. Ce dispositif comprend, lorsqu'il n'est alimenté directement par une sourçe continue, un pont redresseur qui charge un condensateur de lissage de la tension redressée. l'une des bornes de ce condensateur est reliée aux bornes communes de deux moyens commutateurs fonctionnant selon le mode du "push pull". L'autre borne dudit condensateur est connectée au point commun de deux inductances d'arrét dont les bornes non communes sont respectivement connectées à l'une et l'autre des électrodes de sortie desdits moyens commutateurs. Deux inductances de commande, convenablement bobinees sont connectée respectivement entre les électrodes communes et les électrodes de commande desdits moyens commutateurs. Ces inductances sont couples magnètiquement et selon une phase convenable à une autre inductance connectée en série avec le tube à décharge monté en sortie. Ce tube monté en série avec ladite inductance se trouve lui mème connecté en parallele à un condensateur de telle sorte que le circuit oscillant série ainsi constitué soit connecté entre les électrodes de sortie desdits moyens commutateurs. Un circuit de déclenchement constitué par un condensateur connecté d'une part aux électrodes communes desdits moyens commutateurs et d'autre part à une résistance de charge et à élément sensible à la tension permet d'initier le fonctionnement dudit auto-oscillateur par la décharge brutale de ce condensateur sur l'espaçe de commande de l'un desdits moyens commutateurs. Ces moyens commutateurs deviennent alors alternativement conducteurs et un courant alternatif dont la fréquence est régie par le condensateur monté en parallèle sur le tube à décharge ainsi que par l'inductance qui lui est connectée en série. Selon une variante illustrée par la figure 1, ci-annexée, le secteur alternatif est appliqué entre les bornes 1' et 1". Le condensateur 2 monté entre lesdites bornes a pour fonction, en association avec les inductances de filtrage 10 et 11, d'atténuer l'amplitude des rejets des parasites renvoyés sur le secteur. Les inductances 10 et 11 ont pour rôle complémentaire éventuel de corriger le facteur de puissance du courant pris sur le réseau, lequel est affecté par la charge du condensateur 9. Le secteur alternatif est appliqué, via les inductances 10 et 11 au pont de diodes 5,6,7 et 8, lesquelles chargent en continu le condensateur 9. L'une des bornes du condensateur 9 est connectée aux électrodes communes des transistors de commutation 12 et 13. L'autre borne du condensateur 9 est connecte à la borne commune des inductances d'arrêt 3 et 4, lesquelles ont pour rôle d'isoler, le signal périodique présent sur les électrodes de sortie desdits transistors du circuit d'alimentation en courant continu. Les bornes non cummunes des inductances 3 et 4 sont respectivement connectées à l'une et l'autre électrodes de sortie de chacun des transistors 12 et 13. Deux diodes 14 et 20, convenablement polarisées sont connectees respecpectivement entre l'une des susdites électrodes de sortie et l'électrode de commande ou commune appartenant au même transistor, ces diodes sont destinées à assurer la double circulation du courant au niveau de la jonction collecteur/base des transistors. Les résistances 15 et 17 connectées entre base et émetteur des transistors ont pour objet d'amortir l'amplitude de crête des impulsions délivrées par les inductances 16 et 18 qui leur sont respectivement connectées en parallèle. Ces inductances sont couples magnétiquement aux inductances 23 et 28 de telle sorte que les signaux induits entre leurs bornes soient respectivement opposés en phase par rapport aux électrodes communes desdits transistors. Les inductances 23 et 28 ont un rôle double: elles servent d'une part à limiter le courant traversant le tube fluorescent 25 et d'autre part, en association avec le condensateur 26 constituent un circuit oscillant série régissant la fréquence d'oscillation du circuit. Dans ce circuit oscillant série sont également incluses les résistances de cathodes 24 et 27 du tube fluorescent 25, de telle sorte qu'avant amoçage de ce tube, le courant dérivé par le condensateur 26 soit suffisant pour assurer le préchauffage desdites cathodes, et faciliter ainsi l'amorçage du tube. Les inductances 23 et 28 sont dédoublées afin de réduire les parasites émis par le tube fluorescent, mais elles pourraient parfaitement se résoudre à une seule et meme inductance. Le condensateur 21 est connecté, d'une part aux électrodes communes des transistors 12 et 13 et à la sourçe d'alimentation et d'autre part à la résistance 22 de forte valeur laquelle a son autre borne porté à un potentiel opposé à celui de la borne commune du condensateur 21, de telle sorte que ledit condensateur peut se charger jusqu'à atteindre le potentiel de basculement du diac 19. Ledit condensateur peut alors se décharger à travers l'espace base/émetteur du transistor 13 qui devient brutalement conducteur. Le courant ainsi établi engendre une impulsion dans l'inductance 16 qui rend à son tour le transistor 12: le processus d'auto-oscillation est alors engage. La constante de temps de charge du condensateur 21 doit etre choisie d'aussi longue durée que possible lorsque le condensateur 9 assure le lissage de la tension secteur, donc l'absence de retour de l'alimentation à une tension inférieure à celle du déclenchement du diac 19, car dans ce cas, une seUle impulsion est suffisante pour déclencher le dispositif. A contrario, si l'on utilise un condensateur 9 de faible valeur, lequel n'assure que le découplage à haute fréquence du circuit, il est alors possible de choisir la constante de temps de charge du condensateur 21 de telle sorte que la remise en fonctionnement de l'auto-oscillateur ne se réalise qu'après un temps prédéterminé par rapport au point zéro de la tension secteur: il - est ainsi possible en remplaçant la résistance 22 par un potentiomètre de faire varier ce retard, partant de faire varier la tension moyenne redressée, ce qui correspond finalement a faire varier le courant moyen traversant le tube fluorescent 25, donc la lumière qu'il emet. Lorsque le tube 25 est déconnecté du circuit, ses résistances de cathodes 24 et 27 sont également déconnectées: il y a donc discontinuité dans le circuit oscillant série constitue par le inductances 23 et 28 associées au condensateur 26, et le dispositif ne peut plus osciller, ce qui constitue une sécurité à sa mise sous tension sans la présence dudit tube. Les transistors 12 et 13 ayant leur espace base/émetteur shunté respectivement par les résistance de faible valeur 15 et 17 ainsi que par les inductances 16 et 18 peuvent tenir des Vceo élevés et fonctionner â partir de secteurs depassant 220 volts, ce d'autant, qu'à la fermeture desdits transistors une impulsion de tension négative induite par lesdites inductances 16 et 18 est appliquée sur chacune des bases. Le dispositif, objet de l'invention, peut ainsi se contenter d'utiliser comme moyens commutateurs de transistors à Vceo modérés donc bon marche. I1 est possible de faire varier la puissance appliquée, en sortie, au tube, donc la lumiere émise par ce dernier. La sécurité de fonctionnement est acquise du fait qu'en l'absence du tube, l'auto-oscillateur ne peut entrer en focntionnement. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas oû l'on a besoin d'amorçer et d'entretenir le courant de fonctionnement d'un tube décharge, éclairage, signaux de carrefour, etc... Comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement au mode d'application et de réalisation qui a été plus particulierement envisage, elle embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif auto-oscillateur alimente à partir d'une sourçe courant continu ou à partir du secteur alternatif redressé, comprenant 2 transistors 12 et 13 dont les electrodes communes sont reliees à l'une des bornes de ladite sourçe et les electrodes de sortie reliées à l'autre borne de la sourçe par le moyen des inductances d'arrêt 3 et 4, caractérisé par le fait que lesdites électrodes de sortie sont reliées entre elles par un circuit oscillant série comprenant au moins une inductance 23 ou 28 et un condensateur 26 connecté en parallele sur le tube à décharge 25, l'entretien des oscillations etant assuré par le moyen de deux enroulements de reaction 16 et 18 lesquels fournissent un signal alternatif aux électrodes de commande des transistors 12 et 13 propre à permettre la conduction alternée desdits transistors, lesdits enroulements de réaction etant couplés magnétiquement l'inductance 23 ou 28. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le susdit circuit oscillant série comprenant l'inductance 23 et/ou 1 'inductan- ce 28 associée au condensateur 26 comprend également, connectées en série les cathodes 24 et 27 du tube à décharge 25.. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le fonctionnement du susdit auto-oscillateur est initié par le moyen d'une cellule de déclenchement comprenant le diac 19 connecté d'une part à l'électrode de commande d'un des transistors 12 ou 13 et à la borne d'un condensateur 21 associé à une resistance de charge 22, de telle sorte quel'impulsion de décharge dudit condensateur rende momentanément conducteur ledit transistor. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la constante de temps de décharge du condensateur 21 soit rendue variable par le moyen d'un potentiomètre se substituant à la résistance 22, de telle sorte que, utilisé à partir d'un réseau alternatif, on puisse commander la puissance alternative de sortie du dispositif par le controle du retard de phase de déclenchement de l'auto-oscillateur vis à vis du zéro de tension secteur. 5. Dispositif selon les revendications 1, ou 2, ou 3, ou 4, caracterise par le fait que deux diodes 14 et 20, convenablement polarisées sont connectees respectivement entre l'électrode de sortie et l'électrode commune ou l'électrode de commande des transistors 12 et 13. 6. Dispositif selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que des résistances d'amortissement 15 et 17 sont connectées respectivement entre l'électrode de commande et l'électrode commune des transistors 12 et 13.