Brevet FR2650468A1 — publié le 19910201

Dans le domaine des alimentations électriques de puissance sur charge capacitive qui assurent la création de forts courants dans des lampes à éclairs, les commutateurs - électroniques sont couramment des thyristors ou des transistors de puissance. La présente invention concerne un circuit de commutation de forts courants utilisé dans une alimentation électrique de puissance pour le fonctionnement, en régime impulsionnel, de lampes à éclairs destinées au pompage optique de milieux amplificateurs de lumière et à l'éclairage intermitent des engins marins, terrestres et aéroportés ou sur des sites particuliers. Traditionnellement, une alimentation électrique de puissance est composée des éléments suivants qui sont présentés sur la figure n 1. A partir d'une source d'énergie extérieure, une alimentation (1) fournit une tension continue à un aménagement (2) de selfs (L) et de condensateurs (C). Cette tension continue a une valeur continuement ajustable entre une valeur minimale et une valeur maximale. Le circuit de commutation (3) contrôle la fermeture ou l'ouverture d'un circuit de décharge d'un fort courant dans un ensemble (4) de lampes à éclairs tut). Lorsque l'alimentation (1) a chargé en toute ou partie les condensateurs de stockage (C), le commutateur (K) est ouvert et un plasma est initialisé dans le gaz des lampes à éclairs. Les lampes offrent alors une faible charge résistive et lorsque le commutateur est fermé, un fort courant électrique permet de décharger l'énergie électrique stockée dans les condensateurs, dans les lampes à éclairs. L'initiation et l'entretien du plasma dans les lampes avant la décharge principale sont réalisés par des composants électroniques (trigger série ou parallèle et alimentation à courant permanent) qui ne sont pas représentés sur la figure n 1. La présente invention concerne le circuit de commutation (K) qui est composé d'un ou de plusieurs commutateurs G.T.O (Gate Turn-Of f Thyristors) qui sont des composants électroniques de puissance assimilables, pour chacun d'entre eux, à des doubles Thyratrons au silicium. La figure n 2 propose- un agencement où, à partir d'un aménagement de selfs (L) et de condensateurs (C), plusieurs commutateurs G.T.O (K1......Kn) pilotent l'ouverture et la fermeture contrôlées de forts courants dans plusieurs lampes à éclairs (L1 ....Ln). La durée de la décharge dans les lampes est continuement variable est égale au temps qui -existe entre l'ouverture et la fermeture des commutateurs G.T.O. La tension sous laquelle s'effectue la décharge est imposée par l'alimentation placée en tête de l'aménagement de selfs et de condensateurs. Le temps de montée Tm du courant dans les lampes est limité par les éléments résistifs et inductifs du circuit de décharge. Le temps d'interruption Ti du courant est limité par le temps de recouvrement des commutateurs G.T.O. Nous pouvons utiliser le circuit de commutation selon deux modes de fonctionnement caractérisés par les décharges présentées sur la figure n 3. Dans le mode A, la valeur de la capacité totale des condensateurs est importante et la part de l'énergie prélevée par une décharge est faible vis à vis de l'énergie totale stockée. Les décharges réalisées sont de formes quasi-rectangulaires dont on contrôle la valeur du courant et la durée de la décharge. Dans le mode B, l'énergie stockée dans les condensateurs est utilisée en totalité ou en quasi totalité. La décharge a un profil dont les parametres principaux sont définis conformément aux études théoriques menées en 1966 par NARKIEWICZ et EMMETT (IEEE J of Quant.ElectrQ. QE-2 707). Cette décharge peut être amortie ou oscillante et le commutateur peut interrompre le courant à n'importe quel instant de la décharge. REVENDICATIONS 1 - Circuit de commutation pour le contrôle de l'ouverture et de la fermeture d'un circuit de décharge à fort courant dans un ensemble de lampes à éclairs, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs commutateurs G.T.O (Gate Turn-Off thyristors) qui sont les composants électroniques de puissance assimilables à des doubles thyratrons au silicium. 2 - Circuit de commutation, selon la revendication 1 caractérisé en ce que (cf. figure n 2) à partir d'un aménagement de selfs (L) et de condensateurs (C), plusieurs commutateurs G.T.O. (Kl...Kn) pilotent l'ouverture et la fermeture de forts courants dans les lampes. 3 - Circuit de commutation, selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la durée des décharges dans les lampes est continuement variable et égale au temps qui existent entre l'ouverture et la fermeture des commutateurs G.T.O. 4 - Circuit de commutation, selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la tension sous laquelle s'effectue les décharges est imposée par une alimentation (1) placée en tête de l'aménagement de selfs et de condensateurs. 5 - Circuit de commutation, selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que (cf. figure n"3) lors des décharges, le temps de montée Tm du courant dans les lampes est limité par les éléments résistifs et inductifs du circuit de décharge et le temps d'interruption Ti du courant est limité par le temps de recouvrement des commutateurs G.T.O. 6 - - Circuit de commutation, selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la part de l'énergie prélevée par les décharges est faible vis à vis de l'énergie totale stockée dans les condensateurs (mode A de la figure n"3). 7 - Circuit de commutation, selon la revendication 6 caractérisé en ce que les décharges sont de forme quasi rectangulaires dont la- valeur du courant et la durée des décharges sont contrôlées. 8 - Circuit de commutation, selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'énergie stockée dans les condensateurs est utilisée en totalité ou en quasi-totalité lors des décharges (mode B de la figure n 3). 9 - Circuit de commutation, selon la revendication 8 caractérisé en ce que les décharges sont amorties ou oscillantes et s'interrompent à un instant fixé par les G.T.O. 10 - Circuit de commutation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en cequ'il est utilisé pour le pompage optique de milieux amplificateurs de lumière et pour l'éclairage intermittent sur des engins marins, terrestres et aéroportés ou sur des sites particuliers.