Brevet FR2639484A1 — publié le 19900525

Le dispositif, objet de l'invention, concerne les moyens destinés à assurer la sécurité de fonctionnement de différents types de convertisseurs a fréquence élevée qui, dans certains cas, pourraient être détruits par la rupture de la charge qui leur est appliquée en sortie ou lorsque cette dernière est simplement déconnectée, ceci concernant, notamment, les ballasts électroniques pour lampes fluorescentes. Des dispositifs connus, de ce genre, font appel à la détection de seuils de tension lesquels sont difficiles à différencier de maniére parfaitement fiable et reproductible. En outre, de tels dispositifs comportent souvent un nombre important de composants, ce qui grève le coût de revient total du produit. Le dispositif, objet de l'invention, est tres simple, ne comprend qu'un composant essentiel et son information est du type "tout ou rien", donc totalement insensible aux parasites: le signal qu'il fournit est parfaitement fiable et insensible, notamment, aux variations extrêmes de température. Selon sa structure la plus générale, le dispositif objet de l'invention comprend une inductance miniature dotee d'un bobinage bifilaire dont les sorties connectees l'une à l'autre sont commune à l'une des bornes de la charge que doit alimenter le convertisseur considere. Les entres dudit bobinage bifilaire sont connectées, la première, à l'une des bornes de sortie dudit convertisseur, la seconde, à la borne d' un condensateur dont l'autre bornes est commune à la fois à l'autre borne de sortie dudit convertisseur et à l'autre borne de ladite charge. Dans ces conditions, lorsque ledit convertisseur entre en fonctionnement, et que l'on déconnecte ladite charge, un courant traverse ledit condensateur ainsi que ledit enroulement bifilaire, cet enroulement etant constitué par deux demi-bobinage strictement identiques se trouvent montés en opposition: ils ne créent donc aucune induction au sein de ladite inductance et l'enroulement supplementaire couplé audit bobinage bifilaire ne presente aucune tension entre ses bornes. Cette absence de tension, convenablement traitée, entraine le blocage du fonctionnement dudit convertisseur. A contrario, dans les mêmes conditions, si l'on maintient la charge appliquée en sortie dudit convertisseur, le courant principal issu de la sortie dudit convertisseur est dérive par ladite charge, alors que ledit condensateur n'en dérive plus qu'une fraction. L'induction généree par chacun des demi-enroulements bifilaire devient tres différente. Cette difference d'induction genére une induction globale qui induit entre les bornes dudit enroulement supplémentaire une tension qui, apres redressement et filtrage presente un niveau assez elevé pour commander le maintien du fonctionnement dudit convertisseur, ce, sans que puisse se présenter le risque de confusion des deux signaux. Selon une variante du dispositif, objet de l'invention, illustrée par la figure 1, ci-annexee, le convertisseur 2, alimente en ses entrées A et B par une réseau de distribution, est destiné à exciter la lampe à décharge 1 par le moyen du courant a fréquence élevee disponible entre ses sorties C et D. Entre lesdites bornes de sortie est connecte le circuit serie comprenant le condensateur 7 et les deux enroulements bifilaires 6a et 6b bobinés sur le tore miniature 8. Le point commun audit bobinage bifilaire est connecté a l'une des electrodes de la lampe 1, son autre electrode étant connectée à la sortie commune C du convertisseur 2.En admettant que soit déconnectée momentanément la lampe 1, si l'on met en fonctionnement le convertisseur 2, le courant à frequence élevée qu'il genere entre les bornes C et D traverse les susdit circuit série comprenant le condensateur 7 et l'enroulement bifilaire 6a et 6b: ces enroulements bobines dans le même sens sont parcourus par un courant de meme amplitude et de sens relatif oppose: le champs produit par ledit enroulement bifilaire s'auto-annule donc. De ce fait, la tension qui pourrait être induite entre les bornes de l'enroulement secondaire 6c, bobine également sur le tore miniature 8, est inexistante: aucun signal redressé par la diode 4 et filtré par le condensateur 3 ne peut parvenir aux bornes de commande E et F dudit convertisseur, lequel se bloque. Dans le cas contraire, si l'on reconnecte la lampe 1, après amorçage, cette lampe dérive la majeure partie du courant de sortie issu des bornes C et D, partant le courant dérivé par le condensateur 7 devient faible, ce qui entraine une importante dis-symetrie dans les champs induits respectivement par le demi-enroulement 6a et le demi-enroulement 6b. Cette dissymétrie permet l'induction par le tore miniature 8 d'un champs que peut alors recupérer l'enroulement secondaire 6c. Ce champs genere entre les bornes de ce dernier enroulement une tension qui, une fois redressée par la diode 4 et filtrée par le condensateur 3 est appliquée entre les bornes E et F de commande du convertisseur 2, ceci assurant le maintien de son fonctionnement. Dans ce type d'application, compte-tenu du temps relativement élevé, nécessaire à l'ionisation d'une telle lampe décharge, il nécessaire de prévoir un petit circuit ne temporisation 9 destiné à maintenir artificiellement le maintien du fonctionnement du convertisseur 2, pendant un temps au moins égal au temps d'établissement d'un courant de lampe détectable. Une variante du dispositif decrit ci-dessus est illustrée par la figure 2, ci-annexée. Le convertisseur 2 alimente en sortie une lampe fluorescente dotee de ses deux cathodes de pre-chauffage lOa et lOb. Dans ce le circuit série decrit plus et comprenant ledit enroulement bifilaire et le condensateur 7 est connecte en serie avec lesdites cathodes de pre-chauffage lOa et lOb, de telle sorte que le courant de sortie issu des bornes C et D du convertisseur 2, se referme sur ces 5 éléments convenablement montés en série. Le fonctionnement demeure le même que décrit précédemment, à ceci près, c'est que le courant dérive par le condensateur 7 concourt au préchauffage desdites cathodes. Le dispositif, objet de la presente invention, est simple et facicile à mettre en oeuvre et ne comporte qu'un nombre restreint de composants. I1 fournit un signal en "tout ou rien" non susceptible aux parasites et parfaitement identifiable. En outre ce signal peut être isole galvaniquement des potentiels communs au convertisseur 2. Un tel dispositif peut donc être utilisé dans tous les cas ou l'on doit proteger un convertisseur d'un risque de fonctionnement à vide, sous les tensions souvent très élevees qu'il se doit parfois de fournir en sortie. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement aux modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisages: elle embrasse, au contraire toutes les variantes. E V E N I C A T T O N S 1. Dispositif électronique de sécurité de fonctionnemert d'un convertisseur électronique agissant par détecton de a présence ou de l'absence de la charge normalement connectée entre les bornes de sortie de ce dernier, caractérisé par le fait qu'entre lesdites bornes de sortie C et D du convertisseur 2, est connecte un circuit série comprenant un condensateur 7 et un enroulement bifilaire 6a et 6b, bobiné sur un même noyau magnétique, avantageusement un tore 8, sur lequel est egalement bobiné un enroulement secondaire 6c, et par le fait la charge 1 devant être alimentee par le courant de sortie dudit convertisseur est connectée d'une part à la borne de sortie C commune au condensateur 7 et d'autre part aux sorties communes audit enroulement bifilaire, de telle sorte que lorsque ladite charge se trouve déconnectée, le courant de sortie traverse ledit circuit circuit série en annulant les champs induits respectivement par les demi-enroulements 6a et 6b, ce qui à pour conséquence de ne développer aucune tension entre les bornes de 1 'enrou- lement secondaire 6c chargé de commander le fonctionnement maintenu du convertisseur 2, et par le fait que lorsque ladite charge 1 se trouve connectée, le courant important qu'elle dérive entraine une dissymétrie des champs induits respectivement par chacun desdit demienroulements 6a et 6b, cette dissymetrie induisant une tension entre les bornes de l'inductance secondaire de commande 6c, laquelle tension permet d'assurer le maintien du fonctionnement dudit convertisseur 2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tension issue dudit enroulement secondaire 6c est redresse par la diode 4 et lissée par le condensateur 3 pour fournir un courant continu propre à activer les bornes de commande E et F dudit convertisseur 2 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que la susdite charge est constituée par une lampe a decharge. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérise par le fait que la susdite charge 1 est constituée par une lampe fluorescente dont les cathodes de pré-chauffage lOa et lOb sont respectivement connectée en série avec le susdit circuit série comprenant le condensateur 7 associé à l'enroulepnt bifilaire 6a et 6b, de telle sorte que le courant dérive par ledit condensateur assure le chauffage desdites cathodes. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérise par le fait que ledit convertisseur 2 est doté d'un circuit de temporisation apte a maintenir artificiellement son fonctionnement tant que le courant d'amorçage de ladite lampe n'a pas atteint une valeur suffisante pour que soit assuré le maintien du fonctionnement dudit convertisseur 2.