Brevet FR2642604A1 — publié le 19900803

La présente invention concerne des sources lumineuses, et plus particulièrement celles qui produisent de l'énergie électro- magnétique dans le domaine du visible afin d'éclairer tout élément dans tout domaine, qu'il soit industriel, commercial, publicitaire, domestique, etc. Il existe actuellement de nombreuses sources lumineuses produisant une énergie sous forme d'un rayonnement électromagnétique dans le domaine du visible. Ces sources comprennent essentiellement une enceinte fermée contenant généralement un gaz rare tel que de M l'argon, du néon, du krypton, etc, ou in mélange de ces gaz, cette enceinte comprenant, à l'intérieur, des électrodes plus ou moins complexes traversant sa paroi vers l'extérieur, à travers des passages étanches. Ces électrodes sont elles-mêmes réunies aux bornes de sortie d'un circuit électronique d'élaboration d'un courant électrique t5 d'alimentation, ce circuit étant apte à être alimenté à partir de différentes sources d'énergie. Ces sources sont celles fournissant un courant alternatif qui peut être redressé, ou alors des batteries, accumulateurs ou analogues fournissant directement du courant continu.- Les circuits électroniques connus actuellement sont assez - complexes car ils nécessitent généralement, à partir du courant alternatif, un certain nombre de sous-ensembles qui sont, d'une façon générale, des transformateurs, des redresseurs, des circuits oscillants, ainsi que des circuits périphériques annexes permettant de fournir des impulsions électriques d'amorçage d'une décharge entre les t deux électrodes situées à l'intérieur de l'enceinte et ainsi produire, par différents phénomènes connus en eux-mêmes, une émission d'ondes électromagnétiques. En fait, on constate que les sources lumineuses mises au point jusqu'à présent donnent relativement de bons résultats. Cependant, malgré tout, elles nécessitent des circuits électroniques d'alimentation très complexes, lourds et onéreux qui, en plus, du fait de leur conception, entraînent une durée de vie des enceintes relativement courte. Il arrive même que ces sources lumineuses, du fait de certaines défaillances d'éléments qui entrent dans leur constitution, ne puissent plus produire leur émission d'ondes électromagnétiques. La présente invention a pour but de réaliser une source lumineuse d'un rayonnement électromagnétique dans le domaine du visible comportant un minimum d'éléments pouvant fonctionner à partir d'une source d'énergie électrique aussi bien alternative que continue, et permettant d'obtenir une durée de vie de ces éléments beaucoup plus longue que celle qui est obtenue avec les sources lumineuses du même Ao type de l'art antérieur, et surtout, une source lumineuse comportant des circuits relativement simples, peu onéreux, peu volumineux et procurant instantanément son allumage. Plus précisément, la présente invention a pour objet une source lumineuse caractérisée par le fait qu'elle comporte: { une borne de potentiel d'alimentation, une borne de potentiel de référence, un bobinage de transformation ayant un primaire à au moins deux premier et second enroulements et un secondaire à au moins un enroulement, un transistor à trois première, deuxième et troisième électrodes, des premiers moyens de connexion de ladite borne de potentiel d'alimentation à une première extrémité dudit premier enroulement du primaire, des deuxièmes moyens de connexion de la deuxième extrémité dudit premier enroulement dudit primaire à une première électrode dudit transistor, des troisièmes moyens de connexion de la deuxième électrode dudit transistor à une première extrémité dudit second enroulement du }t primaire, une capacité de charge, des quatrièmes moyens de connexion de la deuxième extrémité dudit second enroulement dudit primaire à une borne de ladite capacité de charge, des cinquièmes moyens de connexion de l'autre borne de ladite capacité de charge à ladite borne de potentiel de référence, des sixièmes moyens de connexion de la troisième électrode dudit transistor à ladite borne de potentiel de référence, des moyens résistifs aptes à relier ladite borne de potentiel d'alimentation à ladite borne de ladite capacité de charge qui est reliée à la deuxième extrémité du deuxième enroulement du primaire, une enceinte étanche contenant un gaz, ladite enceinte comportant deux électrodes simples de sortie, et des septièmes moyens de connexion des deux bornes de sortie des deux dites électrodes simples de l'enceinte, respectivement aux y deux dites extrémités dudit enroulement secondaire. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente le schéma diagramme d'un mode de réalisation d'une source lumineuse conforme à l'invention. Le schéma de la figure unique représente un mode de réalisation d'une source lumineuse conforme à l'invention. Cette source comprend une borne de potentiel d'alimentation 1 et une borne de potentiel de référence 2, ces deux bornes étant aptes à être reliées, par exemple, aux deux bornes positive et négative 32 d'une source d'énergie électrique 500 de courant continu. La source comprend en plus un bobinage de transformation 200 comportant un enroulement primaire à au moins deux premier 9 et second 12 enroulements et un enroulement secondaire 16, ces enroulements t5 étant couplés par une ferrite 15. Elle comporte aussi un transistor 300, par exemple du type NPN, ayant trois électrodes respectivement base 22, émetteur 24 et collecteur 23. Dans ce cas, la source comprend des moyens de connexion pour krelier la borne de potentiel d'alimentation 1 à une première extrémité du premier enroulement 9 du primaire. Dans ce mode de réalisation, ces moyens sont constitués par une diode 6 dont l'anode 7 est reliée à la borne d'entrée 1 et dont la cathode 8 est reliée au point 10 de l'enroulement 9. Cette diode permet essentiellement, dans le cas par 3'exemple d'une connexion inverse malencontreuse à la source d'énergie électrique, d'éviter une mauvaise alimentation du transistor 300 qui le détruirait. Des moyens de connexion sont aussi prévus permettant de relier la deuxième extrémité 11 du premier enroulement 9 du primaire à une première électrode 22 du transistor 300, en l'occurence sa base. Ces moyens sont simplement constitués par un conducteur électrique. Des troisièmes moyens de connexion permettent de relier une deuxième électrode 23, en l'occurence le collecteur du transistor 300, à une première extrémité 13 du second enroulement 12 du primaire. Ces moyens sont aussi simplement constitués par un conducteur électrique. L'autre /, extrémité 14 de l'enroulement 12 est reliée par une capacité de charge à la borne de référence de potentiel 2. Dans ce cas, cette extrémité 14 de l'enroulement 12 est reliée par un conducteur électrique à une première borne 26 de la capacité 25 tandis que la seconde borne 27 de cette capacité est reliée à la borne 2, par exemple par la masse telle que schématiquement représentée en 100. Il existe aussi des moyens pour relier la troisième électrode 24, en l'occurence l'émetteur du transistor, à la borne de potentiel de référence 2, par exemple par l'intermédiaire aussi de la masse 100. La source comprend en outre des moyens résistifs 400, par O exemple un potentiomètre dont le point curseur 30 est relié par une extrémité 29 du potentiomètre à la première borne 26 de la capacité de charge 25, tandis que son autre extrémité 28 est reliée à la borne de potentiel d'alimentation 1 par l'intermédiaire de la diode 6, en étant connectée à la cathode 8 de celle-ci. La source comprend en plus une enceinte étanche 19, en un matériau transparent aux ondes dans le domaine du visible, par exemple du verre, contenant un gaz généralement rare tel que de l'argon, du néon, de l'hélium, ou analogue. Cette enceinte peut en plus comporter, déposé sur sa face intérieure, un produit fluorescent. Elle est i généralement de forme oblongue et comporte en outre deux électrodes simples 20, 21, par exemple en un métal conducteur comme du cuivre, qui relient respectivement les deux extrémités intérieures de l'enceinte à l'extérieur de cette enceinte, en la traversant par des passages étanches. En fait, ces deux électrodes 20, 21 sont reliées aux deux extrémités 17, 18 de l'enroulement secondaire 16, par exemple par des conducteurs électriques. Dans un mode de réalisation avantageux, la source comprend une capacité de filtrage 3, par exemple un condensateur électrolytique, qui réunit, par ses deux bornes de sortie 4 et 5, la borne de potentiel d'alimentation 1 à celle 2 du potentiel de référence, cette capacité permettant de filtrer le courant continu pour éliminer les éventuels signaux de fréquence qui seraient superposés à ce courant continu. Enfin il est bien précisé que la source d'énergie électrique 500 peut être constituée, par exemple, par une batterie, un JY2 accumulateur, etc. Cependant, cette source peut être également constituée par un circuit électrique du type *redresseur alimenté par une source de courant alternatif 31 que l'on trouve couramment. Un tel circuit redresseur est connu en lui-même et ne sera pas amplement décrit ici, sachant malgré tout qu'il comprend généralement au moins un transformateur 34 et, par exemple, un pont de diodes 33. La source lumineuse décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante: Quand les deux bornes 1 et 2 sont alimentées par un courant continu, la capacité 25 se charge et se décharge à travers le transistor 300 entre ses deux électrodes 23, 24. Au cours de la décharge, le potentiel induit dans le secondaire 16 à ses bornes 17, 18 permet de déclencher une décharge dans le gaz contenu dans l'enceinte 19. Cependant, cette tension induit de même une tension de réaction dans le premier enroulement 9 qui permet de bloquer le transistor par sa tension de base. La capacité peut donc se charger à nouveau. Le transformateur n'étant plus saturé, il permet de libérer la tension de bloquage du transistor et donc de déclencher à nouveau la décharge de la capacité 25 comme décrit ci-avant. Ce cycle de phénomènes se reproduit au rythme de la valeur du ao temps de charge de la capacité à travers la résistance du potentiomètre. Il se produit ainsi un cycle de décharges successives à une fréquence qui est de l'ordre de 30 000 Hertz. Cette valeur de fréquence, ou une valeur qui lui est voisine, a été déterminée expérimentalement comme donnant un bon résultat. En effet, celle-ct 9 donne un bon régime de décharges dans le gaz de l'enceinte, c'est-à-dire celui qui permet à l'oeil humain de voir une lumière continue, mais aussi d'obtenir dans le gaz un amorçage instantané de l'arc lumineux, sans l'aide de moyens annexes, et, en plus, avec des pressions de gaz qui peuvent être relativement faibles, ce qui conduit à une très faible consommation d'électricité. A tous les avantages mentionnés ci-dessus, il faut ajouter le fait que la source lumineuse à une durée de vie très longue et qu'il n'est pas nécessaire de procéder à de fréquents changements de l'enceinte, y compris avec le gaz. De bons résultats ont été obtenus avec le dispositif électronique objet de l'invention, & savoir: COURANT CONTINU 12 volts: tube fluorescent puissance consoimmation S 6 i 0,32 A 8 W 0,50 A i W 0,66 A 13 V 0,80 A W 0,80 A /':' 16W 1, 00 A 18 W 1,00 A W 1,33 A 22& 1,33 A W 1,66 A lampe Dulu" 10 0,58 A " " 18W 1,00 A GOURANT CONTINU 24 volts: tube fluorescent 36 W 1, 00 A - 38W 1,00 A W 1,10 A 58 W 1,35 A R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Source lumineuse caractérisée par le fait qu'elle comporte une borne de potentiel d'alimentation (1), une borne de potentiel de référence (2), un bobinage de transformation (200) ayant un primaire à au moins deux premier (9) et second (12) enroulements et un secondaire à au moins un enroulement (16), un transistor (300) A trois première (22), deuxième (23) et troisième (24) électrodes, s des premiers moyens de connexion de ladite borne de potentiel d'alimentation (1) à une première extrémité (10) dudit premier enroulement (9) du primaire, des deuxièmes moyens de connexion de la deuxième extrémité (11) dudit premier enroulement (9) dudit primaire à une première électrode (22) dudit transistor, des troisièmes moyens de connexion de la deuxième électrode (23) dudit transistor A une première extrémité (13) dudit second enroulement (12) du primaire, une capacité de charge (25), tz des quatrièmes moyens de connexion de la deuxième extrémité (14) dudit second enroulement (12) dudit primaire a une borne (26) de ladite capacité de charge, des cinquièmes moyens de connexion de l'autre borne (27) de ladite capacité de charge A ladite borne (2) de potentiel de d5 référence, des sixièmes moyens de connexion de la troisième électrode (24) dudit transistor (300) A ladite borne de potentiel de référence (2), des moyens résistifs (400) aptes A relier ladite borne de î' potentiel d'alimentation (1) à ladite borne (26) de ladite capacité de charge qui est reliée & la deuxième extrémité (14) du deuxième enroulement (12) du primaire, une enceinte étanche (19) contenant un gaz, ladite enceinte comportant deux électrodes simples de sortie (20,21), et des septièmes moyens de connexion des deux bornes de sortie des deux dites électrodes simples de l'enceinte, respectivement aux deux dites extrémités (17,18) dudit enroulement secondaire (16). 2. Source selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits premiers moyens de connexion de ladite borne de potentiel J c d'alimentation (1) à une première extrémité (10) dudit premier enroulement (9) du primaire comportent au moins une diode électronique (6) dont l'anode (7) est reliée à ladite borne de potentiel d'alimentation (1) et dont la cathode (8) est reliée à ladite première extrémité (10) du premier enroulement (9) du primaire. t5 3. Source selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens résistifs (400) aptes à relier ladite borne de potentiel d'alimentation (1) à ladite borne (26) de ladite capacité de charge qui est reliée à la deuxième extrémité (14) du second enroulement (12) du primaire sont constitués par un potentiomètre. 4. Source selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte une capacité de filtrage (3) dont les deux bornes (4,5) sont respectivement reliées aux deux bornes de potentiel (1,2). 5. Source selon les revendications 2 et 4,'caractérisée par le fait que l'une (4) des deux bornes de la capacité de filtrage (3) est reliée à la cathode (8) de ladite diode (6). 6. Source selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit transistor (300) est du type NPN, lesdites première (22), deuxième (23) et troisième (24) électrodes - étant alors respectivement la base, le collecteur et l'émetteur du transistor. 7. Source selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite enceinte (19) est en un matériau transparent aux ondes du domaine du visible. 8. Source selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la surface intérieure de ladite enceinte comporte un matériau Y o fluorescent. 9. Source selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite enceinte (19) enferme un gaz rare tel que du néon, de l'argon, de l'hélium. 10. Source selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits enroulements (9,12,16) sont couplés par une ferrite (15).