Brevet FR2700434A1 — publié le 19940713

La présente invention concerne les dispositifs électroniques propres à assurer l'alimentation de lampes à fluorescence à partir du réseau. DF nombreux dispositifs destinés à cet usage ont été décrits par l'art antérieur. Ces dispositifs, s'ils sont relativernent simples à construire lorsqqu'il s'agit de remplir la fonction principale de tranfert d'énergie de la sourie au récepteur, deviennent très complexe et onéreux lorsqu'il s'agit de se conformer au cahier des charges requis par les normes internationales lesquelles réclament, au minimum, les spécifications suivantes: - facteur de puissance du courant pris sur le réseau supérieur à 0.90. - distorsion harmonique du courant pris sur le réseau inférieure au niveau imposé. - sécurité automatique dans le cas où la lampe ou les lampes présentent un défaut. - arrêt autonatinue du dispositif en cas de remolaçelnent des lampes. - re-Qémaage automatique du dispositif après un changement de lampe. - chauffage convenable des cathodes émissives. - isolation galvanique entre la source et le récepteur. Le dispositif, objet de l'invention permet d'obtenir un tel résultat à partir d'un dispositif simple, fiable et économique à construire. La Figure 1, ci-après annexée, illustre une réalisation pratique du dispositif objet de l'invention. Ce dispositif est alimenté par le secteur alternatif connecté entre les bornes d'entrée A' et A". le courant pris sur ce secteur traverse le fusible 43 et la résistance CTN 42- dont le rôle est de réduire le sur-courant à la mise sous tension. Un filtre destiné à réduire les parasites que pourrait rejeter le dispositif sur la ligne comprend la double inductance 41 associée aux condensateurs 39, 40 et 38. A travers ce filtre, le courant secteur charge les entrées non polarisées du pont redresseur 33 dont les sorties polarisées sont connectées en série avec un second pont redresseur comprenant les diodes 35 et 36, convenablement polarisées. Ces deux pont en série chargent le condensateur de lissage 1.Ce condensateur de lissage decouple les entrées polarisées d'un autooscillateur à fréquence élevée comprenant les transistors 5 et 7 montées en demi-pont. Le point commun à ces deux transistors se referme sur l'une des bornes du condensateur 1 à travers le circuit série constitué par l'inductance 27, le primaire 28a du transformateur 28 et le condensateur 31 de valeur convenablement choisie. L'osc--llation de ce convertissellr est ootenue par la conduction cyclique alternée desdits transistors, laquelle est assurée par le moyen des enroulements 17b et 17c appartenant au micro transformateur de commande 17 dont le primaire est commandé par le courant circulant dans le circuit oscillant comprenant le secondaire 28b du transformateur 28 1 condensateur 18, ce circuit oscillant se rescrmant sur le primaire 17a du micro transformateur de commande 17 et le filaments cathodiques B' et 13" appartenant respectivement aux lampes fluorescentes 3 et C connectées en sévie. L'initiation des oscillations dudit auto-oscillateur est assurée par les résistances 19, 15 et 14 qui permettent à un courant faible de charter, entre les bornes du condensateur 1, les condensateurs 13 et 15 qui, ayant atteint un seuil de tension suffisant, permettent de déclencher respectivement la conduction des transistors 5 et 7. Ce seuil de conduction atteint, l'entretien des oscillations est assuré par les enroulements 17b et 17c, convenablement orientés, lesquels chargent respectivement l'espaçe baseémetteur de chacun desdits transistors par le moyens des deux ponts de diodes comprenant respectivement les diodes 9, 10 et 6 et les diodes 11, 12 et 8. Les diodes 2 et 3 montées res?ectivement en parallèle avec chacun desdits transistors assure la double circulation du courant entre le point commun auxdits transistors et l'une des bornes du condensateur 1. Le condensateur 4, de faible valeur, connecté entre le susdit point milieu et l'une des bornes du condensateur 1 assure l'élir.-aination cies pics de tension enregistrés à la commutation desdits transistors. Les diodes 6 et 8 assurent, respectivement, le passage dans un seul sens du courant traversant chacun desdits transistors. Le secondaire 28c du transforínateur 28 fourni t le courant nécessaire au chauffage des cathodes B" et C" appartenant respectivement aux lampes B et C. Lorsque l'auro-oscillateur entre en fonctionnement1 la fréquence d'oscillation est sensiblement régie par le circuit oscillant constitué par le condensateur 18 associé > l'inductance dudit secondaire 235. Le courant principal circulant dans l'inductance 28b alimente les lampes 9 et C après amorçage de ces dernieres. Le courant résiduel traversant le condensateur 18 alimente, quant à lui le primaire 17a du micro-transformateur de commande 17. Ceci présente l'avantage de permettre une bonne régulation de la puissance appliquée auxdites lampes. En effet, plus la puissance appliquée à ce type de lampe est importante, plus la tension entre ses bornes s'abaisse. Dans ces conditions, la tension entre les bornes du condensateur 1 s'abaisse également, ce qui reduit le courant le traversant comme le courant traversant le primaire 17a. Ceci a pour conséquence de reluire la durée des cycles de conduction desdits transistors et partant la puissance convertie par l'auto-oscillateur, d'où une bonne régulation du circuit. Le fonctionnement de l'auto-oscillateur ne pouvant s'établir que dans le cas ou le condensateur 18 est connecté au secondaire 28b, en conséquence, lorsque l'une des lampes ou C est déconnectée le dispositif s'arrête car les filaments desdites lampes se cornportent comme un interrupteur. Pour la même raison, les résistance 19 et 16 de très grande valeur, sont connectées en série avec les filaments B' et C' ainsi qu'avec le secondaire 285 afin d'annuler le courant de charge des condensateur 13 et 7 lorsque l'une des lampes est déconnectée. De cette maniera, il est possible, agrès échange d'une la;npe ou des deux, de faire repartir l'auto-oscillateur sans avoir à manoeuvrer de nouveau l'interrupteur secteur non figuré ici. La valeur des résistance 13 et 16 étant de plusieurs mégohms, le courant qu'elles dérivent entre le circuit secteur et le circuit lampe, isolé galvaniquement par le secondaire 23b, est négligeable. La présence de ces résistances n'affecte pas le niveau d'isolation requis par certaines normes, au contraire, , elle remplaçe la résistance qu'il convient de connecter dans cas entre les deux circuits afin d'évacuer les charges statiques qui peuvent naitre du fait des capacités parasites existant entre de tels circuits isolés. L'élément à seuil 20 monté en série avec la résistance CTP 21 a pour fonction d'éliminer toute surtension entre les bornes des lampes S et C, tant que le chauffage des cathodes émissives n'a pas atteint une valeur permettant un ionisation facile du gaz. L'inductance 27 a pour fonction d'adapter la tension alternative à séquence élevée disponible entre le point milieu de deni-pont oscillateur et l'une des bornes du condensateur 1 à la tension requise entre les bornes bu primaire 28a pour assurer 1 'amorçage des landes ainsi que leur tension en regimbe normal. La réactance du condensateur 31 est calculée de telle sorte qu'à la fréquence d'oscillation du dispositif, le courant traversant le primaire 28a développe entre ses bornes une tension d'amplitude convenable. Cette tension, via le condensateur d'isolation galvanique 32, est appliquée à l'entrée non polarisée du pont redresseur comprenant les diodes 35 et 36, lesquelles, après rars- semant et intégration de la composante à fréquence élevée entre les bornes du condensateur 37, permettent l'addition de son enveloppe basse fréquence à l'enveloppa basse fréquence du secteur redressé par le pont redresseur secteur 33.Dans ces conditions, la correction du facteur de puissance du courant pris sur le secteur est obtenu alors que la tension entre les bornes du condensateur 1 demeure sensiblement continue et égale à la tension de crèche dudit secteur. L'inductance 34 est facultative et permet un meilleur filtrage des parasites à fréquence élevée. L'enroulement 28d permet de prélever une très basse tension donnant l'image de la tension entre les bornes des lampes. Cette tension est appliquée, via la résistance 30, à la diode 25 afin de charger le condensateur 24 connecte entre les bornes de la resistance de fuite 23 shuntant l'espace gâchette-cathode au thyristor 22. La constante de temps déterminée par la résistance 30 et le condensateur 24 est choisie de telle sorte que la tension de seuil gâchette-cathode du thyristor 22 ne peut être obtenue qu'après un temps donné dont la durée dépasse le temps normal d'amorçage des lampes.Si l'amorçage n'est pas obtenue, la surtension détectée entre les bornes du secondaire 28d assure le déclenchement du thyristor 22 dont l'anode est connectée au point cornmun du secondaire 28a et des condensateurs 31 et 32 via la diode 26 et la résistance de limitation de courant 29. La mise en conduction dudit thyristor annulant les effets du condensateur d'isolation 32, court-circuite, à travers le secondaire 28a et l'inductance 27, le demi-pont constitué par les transistors 5 et 7, ce qui a pour conséquence d'inhiber de manière stable le fonctionnement de l'auto-oscillateur.Dans ces conditions, en cas de défaut d'une ou des deux lampes, le dispositif entre en état de veille, car la conduction dudit thyristor stoppe la la recharge du condensateur 15. Lv dispositif ne peut être remis en fonctionnement qu'après écnange de la lampe défectueuse ou par réactivation de l'interrupteur secteur, non figuré ici. Une fonction quasi identique peut être obtenue en connectant l'anode du thyristor 22 n d'autre points du circuit, notaimnent au point milieu du demi-pont constitué par les transistors 5 et 7, ,:t lt mornes cornmune de l'inductance 27 et du secondaire 2.Sa, etc... Le dispositif, objet de l'invention peut hêtre utilis dans la fa:orication de ballasts électroniques destinés à à alimenter une ou plusieurs lampes fluorescentes et devant rernplir le cahier des charges imposé par les normes internationales. L'exemple illustré plus haut n'est qu'une des variantes du dispositif objet de l'invention, et comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ce- mode de réalisation plus spécialement indiqué, mais elle ernorasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique propre à alimenter à partir du réseau alternatif une ou plusieurs lampes fluorescentes au moyen d'un convertisseur à fréquence élevée à structure en demi-pont, comprenant les transistors (5) et (7) et dont le point milieu charge le primaire (28a) d'un transformateur (28) par l'intermédiaire d'une inductance de limitation (27), le secondaire (28b) dudit transformateur délivrant auxdites lampes l'énergie convertie, caractérisé par le fait que le secondaire (28a) se referme sur le condensateur (18), ce, à travers au moins un filament B' ou C' d'une desdites lampes et le primaire (17a) d'un micro-transformateur (17) dont les secondaires (17b et 17c) sont propres à entretenir respectivement la conduction cyclique alternée des transistors (5 et 7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la borne du primaire (28a) non commune à l'inductance (27) est reliée à l1une des bornes du condensateur de filtrage (1) par l'intermédiaire du condensateur (31) dont la réactance est choisie de telle sorte que la tension à fréquence élevée développée entre ses bornes soit appliquée par l'intermédiaire du condensateur d'isolation galvanique (32) à l'entrée non polarisée d'un premier pont redresseur comprenant les diodes (35 et 36), convenablement polarisées, lesquelles sont connectées en série avec un second pont redresseur secteur (33), de telle sorte que le courant à fréquence élevée ainsi redressé et filtré par le condensateur de découplage (37), se trouve additionné au courant secteur redressé, ceci conduisant à la compensation du courant pris sur le secteur si même la tension développée entre les bornes du condensateur de filtrage (1) demeure sensiblement continue. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les secondaires de commande (17b et 17c) commandent respectivement l'espace base-émetteur du transistor (5) et du transistor (7) par le moyen du pont constitué par les diodes (9 et 10) et les diodes (11 et 12), convenablement polarisées, un condensateur (13) étant connecté en parallèle avec la diode (9), un condensateur (15) étant connecté en parallèle avec la diode (11). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que des diodes (6 et 8), convenablement polarisées sont connectées, respectivement en série avec l'émetteur du transistor (5) et celui du transistor (6). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la charge en série des condensateurs (13 et 15) s'effectue grâce aux résistances (14, 16 et 19), ceci permettant le déclenchement du pont auto-oscillateur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la continuité du circuit de charge des résistances (14, 16 et 19) associées aux condensateurs (13 et 15) est assurée par la mise en série d'au moins un filament B' ou C' appartenant aux lampes fluorescentes utilisées. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que soit connecté en parallèle avec le condensateur (18) un circuit série comprenant l'élément à seuil de tension (20) associé à la résistance à coefficient de température positif (21). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'un secondaire (28c) du transformateur (28) assure le chauffage du ou des filaments B" et/ou C" non connectés au secondaire 28b. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le point milieu du demi-pont constitué par les transistors (5 et 7) est relié à l'une des bornes du condensateur de filtrage (1) par le moyen d'un condensateur (4) de faible valeur. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'un thyristor (22), connecté entre l'un des points du circuit à fréquence élevée et l'une des bornes du condensateur (1), permette par sa mise en conduction, l'inhibition du fonctionnement du dispositif. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la commande de la conduction du thyristor (22) soit assurée par le moyen d'un secondaire (28b) couplé au transformateur (28). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'une inductance de filtrage pour les fréquences élevées est connectée en série avec le pont redresseur (33) et le pont redresseur constitué par les diodes (35 et 36).