Brevet FR2731131A1 — publié le 19960830

"Dispositif d'allumage de tubes fluorescents". La presente invention concerne un dispositif d'éclairage electrique comportant un tube contenant un gaz ionisable. Les systèmes d'allumage des tubes à decharge gazeuse, tels que les tubes fluorescents, sont en général composés de transformateurs et ballasts à bobine et noyau magnétiques présentant de fortes fuites magnetiques, des inductances en series, des starters ou des filaments de chauffage des tubes pour en permettre l'amorçage et en réguler l'inten -sité. Ils peuvent aussi comporter des fils chauffants et resistances ou encore des ballasts électroniques haute fréquence, multiplicateurs de tension, présentant divers inconvénients: poids et encombrement relativement elevés des circuits d'allumage, important échauffement des sys -tBmes selfiques, parasitage et pollution des lignes de courant. La demande de brevet français 87 07 146 decrit un disposi -tif, doubleur de tension en continu, adapte aux extrémites du tube et en permettant l'allumage sans ballast ou starter La demande de brevet français 89 04 356 décrit un disposi -tif doubleur de tension equipé d'un commutateur inversant la polarité de la tension aux bornes du tube de sorte a eviter le phénomène électrolytique cause d'un vieillis -sement prémature du tube. La présente invention a pour objet un dispositif d'allumage des tubes a gaz, de faible encombrement et de dissipation thermique limitee, ce qui permet la realisation de sources d'éclairage de faible encombrement, comportant un tube fluorescent et un dispositif d'allumage integre. Ce dispositif d'allumage selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il utilise les caracteristiques des polymères charges. La fabrication de polychlorure de vinyle ou de nylons charges par inclusion de poudres, de fibres métalliques ou de noir de carbone, permet la réalisation de résistances chauffantes et de structures légères écoulant les charges électrostatiques. Ces produits sont connus et qualifiés de polymères conducteurs extrinsèques. Sont aussi connus les polymères dopés, intrinsèquement conducteurs du fait de la modification de la molécule par inclusion chimique ou électro-chimique de radicaux ionises. Il a aussi été montré qu'en dopant certain polymères tel le polyacétyléne avec des ions (sodium, iodure ou mercure) leur conductivité pouvait atteindre des valeurs proches de celle des métaux. Selon l'invention, l'utilisation des caractéristiques de conductivité et de résistance des polymères chargés, permet de substituer ce produit aux ballasts et starters utilisés pour le fonctionnement des tubes fluorescents. De nombreux avantages résultent des caractéristiques physiques du produit qui par effet électrostatique permet l'amorçage du tube fluorescent et par effet Joule en permet le maintien à la température requise pour en optimiser la brillance. Le montage même du dispositif selon l'invention exclut toutes possibilités de perturbation ou parasitage des lignes du réseau électrique. La présente invention offre également l'avantage d'un fonctionnement du dispositif quelque soit la fréquence du réseau où il est connecté. Les produits fabriqués selon le dispositif de l'invention peuvent ainsi être proposés dans des pays où les dites fréquences sont différentes. Il est à noter que plus la fréquence est élevée, moins est sensible l'effet stroboscopique. De plus, le dispositif ne comprenant pas de transformateur à fortes fuites magnétiques, le facteur de puissance de l'ensemble constitué par le tube et son circuit d'allumage est très favorable. Nu dela de ces avantages techniques, le Dispositif d'allumage de tube fluorescent réalisé selon l'invention permet de sensibles améliorations tant sur les plans de la fabrication que de la commercialisation de sources d'éclairage. Les caractéristiques de poids, d'encombrement, de modu -larité des montages, d'étanchéité, d'antidéflagration des produits fabriqués selon l'invention sont autant d'avantages offerts aux utilisateurs. D'autres caracteristioues et avantages de 1 invention ressortiront de la description qui suit, donne à titre illustratif et nullement limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels: La Figure 1 est un schéma général du dispositif selon l invention. Les Figures 2. 3, 4 et 5 représentent des modes de realisation du dispositif selon 1 invention en fonction des caractéristipues des différents tubes a allumer. On voit sur la Figure 1 le schéma du circuit électrique d'allumage de tube à décharge gazeuse selon l'invention. Il comprend un tube (1) alimente à partir d'un reseau en courant alternatif et dont les électrodes sont repérées en (2) et (3). L'alimentation en courant alternatif présente l'avantage d'atténuer le noircissement des extrémités des tubes du à l'effet d électrolyse et d'en améliorer la durée de vie. Il comprend également une pièce (4) réalisée en polymère chargé, de forme telle qu'elle peut etre positionnée le long du tube (1) de sorte à constituer un carter servant de support et eventuellement de reflecteur pour le tube. Les extrémités de la pièce (4) sont répérées en (5) et (6). Lors de la mise sous tension du circuit. une différence de potentiel entre les extrémités (6) et (5) de la pièce (4) est creee par la résistance de celle-ci. Fabriquée en polymère chargé, la pièce (4) qui oermet l'amorçage instantané du tube a les caractéristiques d'une résistance. quelle que soit la fréquence du réseau. Le niveau de charge du polymère est fonction des caracté -ristiques de puissance souhaitées et de la mon tee en température acceptable du dispositif. L'extrémité (5) de la pièce (4) est reliée à l'électrode (3) du tube (1). Le tube (1) étant positionné auprès de la pièce (4). le champ électrostatique. ligne de force élec -trique, dégagé par la pièce (4) amorce le gaz du tube (1) sui devient conducteur. Le circuit electrique est fermé lorsque ltélectrode (2) du tube (1) est reliée au secteur. La position de la pièce (4) auprès du tube (1) favorise la montée et le maintien en brillance de celui-ci. Dans un premier mode de réalisation présenté en Figure 1 le dispositif est particulièrement destiné à des tubes de dimensions telles que les électrodes sont assez proches. Le faible poids du dispositif et son encombrement réduit en permettent l'utilisations dans divers domaines du lumi -naire. utilitaire et décoratif, d'intérieur et extérieur. De multiples utilisations possibles du dispositif resultent aussi de possibilités de connection de plusieurs tubes suc -cessifs grâce à un ensemble de formules d'assemblage. Le roule du courant électrostatioue demeure quelle que soit la dimension des tubes. Cependant. plus les électrodes des tubes sont éloignées, plus est'nécessaire pour l'amorçage du tube une décharge capacitive entre les électrodes. Pour ce faire un condensateur (7), monté en série avec la pièce (4) et une diode (9), est chargé en continu au travers d'une résistance (8). Présenté en Figure 2, ce dispositif étant sous tension, lorsque le gaz du tube (1) est ionisé, le tube étant alors conducteur, le condensateur (7) se décharge entre les électrodes (3) et (2) du tube (1) en provoquant l'amorçage. La pièce (4) et le condensateur (7) maintiennent alors la brillance du tube, la résistance (8) et la diode (9) se trouvant hors circuit du fait de la haute impédance de la résistance (8). Gvantageusement ce meme circuit composé du condensateur t7) de la résistance (8) et de la diode (9! peut tre monté sur chaque électrode (2) et (3) du tube (1) au travers des pièces (10) et (11) constituant un dédoublement de la pièce (4). Ce montage présenté en Figure 3 permet un doublement de tension favorisant l'amorçage du tube. De la même façon, pour les tubes présentant les dimensions les plus grandes, peuvent être employés des montages multi -plicateurs de ouissance de la décharge. la pièce (4) conservant ses caractéristiques et son role, fonction du rapport entre les Droportions de charge du polymère et les caractéristiques de longueur, de volume et de puissance du dispositif. Ces montages connus sont réalisés au moyen de ponts de diodes et sont schématisés en figure 4. On peut également prévoir d'inclure dans le circuit, selon le schéma présenté en Figure 5, les condensateurs (12) et (13) pilotés par les commutateurs (14) et (15). de sorte a modifier la brillance du tube. De la même faSon, il y a lieu de noter que le dispositif selon l'invention permet d'utiliser avec les tubes à décharge gazeuse des variateurs d'intensité, pilotés manuellement ou au moven d'une horloge et éventuellement par diverses sortes de capteurs, lumineux ou sonores. Peut ainsi etre obtenue la variabilité d'intensité lumineuse de la source d'éclairage. la source d'éclairage. REVENDICATIONS. 1). Dispositif d'éclairage électrique composé d'un tube à décharge gazeuse alimenté par un circuit caractérisé en ce qu il comporte une pièce réalisée en polymérie chargé, constituant résistance du fait des caractéristiques physiques du polymère chargé. 2). Dispositif d'éclairage électrique selon la re -vendication 1 caractérisé en ce que le niveau de charge du polymère est adapté aux caractéristiques de puissance et de température du dispositif. 3). Dispositif d'éclairage électrique selon les revendications l et 2 caractérisé en ce que la pièce réalisée en polymère, positionnée le long du tube, produit un effet électrostatique sur celui-ci et en permet l'amorçage instantané. 4). Dispositif d'éclairage électrique selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la pièce réalisée en polymère permet par son échauffement d'atteindre le niveau normal de brillance du tube. 5). Dispositif d'éclairage électrique selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce réalisée en polymère constitue un carter servant de support et de réflecteur pour le tube. 6). Dispositif d'éclairage électrique selon les revendications précédentes caractérisé dans ses applications de montage en ce qu'il permet de moduler et graduer la brillance des tubes. manuellement ou au moyen d'une horloge. en fonction d'une intensité lumineuse, extérieure ou intérieure, ou en fonction d'une intensité sonore. 7). Dispositif d'éclairage électrique selon les revendications précédentes caractérisé en ce que son faible poids et son encombrement réduit permettent de nouvel les utilisations dans divers domaines du luminaire. utilitaire et décoratif d'intérieur et d'extérieur. 8). Dispositif d'éclairage électrique selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet la connection de plusieurs tubes successifs et de ce fait un ensemble de formules d'assemblage selon les multiples utilisations possibles.