Brevet FR2791219A1 — publié le 20000922

i DISPOSITIF DE COMMANDE D'ECLAIREMENT POUR UNE LAMPE A DECHARGE La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif de commande de l'éclairement d'une lampe à décharge, qui utilise un transformateur piézoélectrique et est conçu pour fournir une émission stable de lumière. Le brevet japonais NO 2767730 décrit un dispositif classique de commande d'éclairement d'une lampe à décharge. Ce dispositif de commande est conçu de manière à appliquer la tension possédant une fréquence supérieure à une fréquence de commande d'un transformateur piézoélectrique, requise pour développer la tension servant à amorcer une lampe à décharge, puis effectuer un balayage de cette fréquence vers le bas, jusqu'à ce que la lampe à décharge soit amorcée. Une fois que la lampe à décharge est amorcée, le dispositif de commande d'éclairement continue à effectuer le balayage vers le bas de la fréquence de la tension appliquée au transformateur piézoélectrique jusqu'à ce que soit atteint le courant nécessaire pour le maintien d'une émission stable de lumière par la lampe à décharge. Cependant, si la différence entre, d'une part, la fréquence de commande de la tension appliquée au transformateur piézoélectrique et requise pour produire la tension d'amorçage de la lampe à décharge et, d'autre part, la fréquence de commande requise pour envoyer le courant à la lampe à décharge pour le maintien d'un éclairement stable de la lampe à décharge est élevée, un dispositif de commande d'éclairement de la lampe à décharge du type décrit précédemment présente un inconvénient comme cela va être décrit ci-après. La figure 2, annexée à la présente demande, représente la relation entre (en ordonnées) le courant et la tension délivrés à la lampe à décharge par le transformateur piézoélectrique et (en abscisses) la fréquence de commande de la tension appliquée au transformateur piézoélectrique. Comme représenté sur le dessin, l'amorçage de la lampe à décharge est obtenu par application de la tension possédant une première fréquence a au transformateur piézoélectrique pour délivrer une première tension A (point X) à la lampe à décharger et réduire la première fréquence a à une seconde fréquence b nécessaire pour stabiliser l'éclairement fourni par la lampe à décharge. Le courant envoyé à la lampe à décharge est maintenu alors en B (point Y). Cependant, si la différence entre l'impédance de la lampe à décharge avant l'amorçage et l'impédance obtenue lorsque la lampe à décharge est placée dans une condition stable est élevée, ceci conduit à un intervalle accru entre la première fréquence a et la seconde fréquence b, ce qui permet difficilement de réaliser un balayage de la fréquence de commande de la tension appliquée au transformateur piézoélectrique de a à b en un bref intervalle de temps. De façon spécifique, la tension possédant une fréquence c (point Z), qui est supérieure à la fréquence b requise pour stabiliser l'éclairement fourni par la lampe à décharge, est appliquée de façon indésirable au transformateur piézoélectrique. C'est pourquoi, une fois que la lampe à décharge est amorcée, la tension appropriée pour maintenir l'émission stable de lumière provenant la lampe à décharge n'est pas appliquée au transformateur piézoélectrique, ce qui conduit à une absence de courant envoyé à la lampe à décharge. C'est pourquoi un but principal de la présente invention est d'éviter les inconvénients de l'art antérieur. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande d'éclairement d'une lampe à décharge apte à maintenir une émission stable de lumière délivrée par une lampe à décharge, après son amorçage. Selon un premier aspect de l'invention, il est prévu un dispositif de commande d'éclairement pour une lampe à décharge conçue pour être amorcée en réponse à l'application d'une tension supérieure à une tension de consigne donnée et pour maintenir une émission stable de lumière moyennant l'application d'un courant possédant une valeur donnée, caractérisé en ce qu'il comprend: un transformateur piézoélectrique connecté électriquement à la lampe à décharge et qui est apte à répondre à l'application d'une première tension possédant une première fréquence de commande pour produire une tension supérieure à une tension de consigne donnée requise pour amorcer la lampe à décharge, et est également apte à répondre à l'application d'une seconde tension possédant une seconde fréquence de commande pour envoyer un courant à la lampe à décharge, ce qui permet à la lampe à décharge de maintenir une émission stable de lumière; un circuit de détection d'éclairement détectant un état de la lampe à décharge pour envoyer un signal indiquant si la lampe à décharge s'est amorcée ou non; un premier circuit formant source de tension produisant la première tension possédant la première fréquence, un second circuit formant source de tension produisant la seconde tension possédant la seconde fréquence, et un circuit de commutation de la tension appliquée réalisant une commutation entre une première communication du premier circuit formant source de tension avec le transformateur piézoélectrique et une seconde communication dudit second circuit formant source de tension avec le transformateur piézoélectrique, lorsqu'il est nécessaire d'amorcer la lampe à décharge, le circuit de commutation de la tension appliquée établissant la première communication entre le premier circuit formant source de tension et le transformateur piézoélectrique pour appliquer la première tension possédant la première fréquence au transformateur piézoélectrique, après l'amorçage de la lampe à décharge, le circuit de commutation de la tension appliquée étant apte à répondre au signal délivré par le circuit de détection d'éclairement, indiquant que la lampe à décharge s'est amorcée de manière à bloquer la première communication tout en établissant la seconde communication entre le second circuit formant source de tension et le transformateur piézoélectrique pour appliquer une seconde tension possédant la seconde fréquence au transformateur piézoélectrique. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le circuit de détection d'éclairement mesure un courant délivré par la lampe à décharge pour déterminer si la lampe a été amorcée ou non. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le premier circuit formant source de tension applique tout d'abord une tension ayant une fréquence supérieure à la première fréquence, puis réalise un balayage au moins de la tension jusqu'à un côté inférieur, jusqu'à ce que la première fréquence soit atteinte. Il est en outre prévu un circuit de commande de courant qui commande un courant envoyé à la lampe à décharge, après l'amorçage de cette dernière, le circuit de commande du courant commandant une fréquence d'une tension appliquée par le circuit formant source de tension au transformateur piézoélectrique pour maintenir à la valeur donnée le courant envoyé à la lampe à décharge. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma-bloc représentant un dispositif de commande d'éclairement pour une lampe à décharge selon la présente invention; et - la figure 2, dont il a déjà été fait mention, est un graphique qui représente une relation entre le courant et la tension appliqués à une lampe à décharge à partir d'un transformateur piézoélectrique et une fréquence de commande de la tension appliquée au transformateur piézoélectrique. En se référant maintenant à la figure 1, on y voit représenté un dispositif de commande d'éclairement d'une lampe à décharge selon l'invention. Le dispositif de commande d'éclairement de la lampe à décharge est conçu de manière à commander l'éclairement d'une lampe à décharge 1 et comprend d'une manière générale un transformateur piézoélectrique 2, un circuit de détection d'éclairement 3, un commutateur de fréquence de commande 4, un premier circuit formant source de tension 5, un second circuit formant source de tension 6, un détecteur de courant 7 et un circuit 8 de commande du courant. La lampe à décharge 1 utilisée dans cette forme de réalisation est par exemple une lampe à halogénure métallique, qui possède des caractéristiques telles que représentées sur la figure 2, la lampe à décharge 1 étant amorcée par application d'une tension supérieure à la tension A et continuant à éclairer dans un état stable grâce à l'application d'un courant proche du courant B. Par exemple la tension A requise pour l'amorçage de la lampe à décharge 1 est égale à environ 23 kV. Le courant B requis pour maintenir l'émission stable de lumière à partir de la lampe à décharge est égale à environ 1 A. Le transformateur piézoélectrique 2 possède une structure connue et est connecté électriquement à la lampe à décharge 1. Le transformateur piézoélectrique 2 est conçu pour développer la tension A (23 kV) en réponse à l'application de la tension possédant la première fréquence de commande A et pour maintenir l'envoi du courant B (1 A) de la lampe à décharge 1 en réponse à l'application d'une tension possédant une seconde fréquence de commande b. Dans la pratique, le développement de la tension de 23 kV (c'est-à-dire la tension A) requiert l'application d'une tension à 70 kHz au transformateur piézoélectrique 2. La production du courant B requiert l'application d'une tension à 65 kHz au transformateur piézoélectrique 2. Le circuit 3 de détection de l'éclairement contrôle l'intensité du courant circulant dans la lampe à décharge 1 pour déterminer si la lampe à décharge 1 s'est amorcée ou non et envoie un signal indicatif de ce fait au commutateur 4 de la fréquence de commande. Le détecteur de courant 7 détecte ou mesure le courant circulant dans la lampe à décharge 1 et envoie un signal indicatif de ce fait au circuit 8 de commande du courant. Le commutateur 4 de la fréquence de commande 2 est apte à répondre au signal délivré par le circuit 3 de détection d'éclairement pour établir sélectivement une communication entre le transformateur piézoélectrique 2 et le premier circuit formant source de courant 5 et entre le transformateur piézoélectrique 2 et le second circuit formant source de tension 6. Le premier circuit formant source de tension 5 est conçu de manière à développer la tension possédant la première fréquence de commande a. Le second circuit formant source de tension 6 est conçu de manière à développer la tension possédant la seconde fréquence de commutation b. Par exemple la première fréquence de commande a est égale à kHz, ce qui permet au transformateur piézoélectrique 2 de délivrer une tension maximale à la lampe à décharge 1 avant son amorçage. La seconde fréquence de commande b est égale à 65 kHz, proche de la fréquence qui permet au transformateur piézoélectrique 2 de délivrer un courant maximum à la lampe à décharge 1 pendant une émission stable de lumière après l'amorçage. Le circuit 8 de commande du courant est apte à répondre au signal délivré par le détecteur de courant 7 pour commander la fréquence de la tension devant être délivrée par le second circuit formant source de tension. De façon spécifique, une fois que la lampe à décharge 1 est allumée et que le commutateur de fréquence de commande 4 commute la connexion sur le transformateur piézoélectrique 2 depuis le premier circuit formant source de tension 5 en direction du second circuit formant source de tension 6, le circuit 8 de commande du courant règle la fréquence de commande de la tension délivrée par le second circuit formant source de courant 6 de telle sorte qu'un courant présélection (par exemple 1 A) peut circuler depuis le transformateur piézoélectrique 2 jusqu'à la lampe à décharge 1. En fonctionnement, lorsqu'il est nécessaire d'amorcer la lampe à décharge 1, le commutateur 4 de la fréquence de commande établit la connexion entre le transformateur piézoélectrique 2 et le premier circuit formant source de courant 5. Le premier circuit formant source de courant 5 commence à appliquer la tension possédant la première fréquence de commande égale à 70 kHz au transformateur piézoélectrique 2. Ceci a pour effet que le transformateur piézoélectrique 2 applique une tension de 23 kV à la lampe à décharge 1 de sorte que la lampe est amorcée. L'amorçage de la lampe à décharge 1 provoque une baisse instantanée de son impédance interne, ce qui conduit à une réduction rapide de la tension appliquée à la lampe à décharge 1, avec un accroissement brusque du courant traversant la lampe à décharge 1. Lorsque le courant traversant la lampe à décharge 1 dépasse une valeur donnée, le circuit de détection d'éclairement 3 détecte une telle condition et délivre le signal au commutateur de fréquence de commande 4 qui indique que la lampe à décharge 1 s'est amorcée. Le commutateur de fréquence de commande 4 est apte à répondre au signal délivré par le circuit de détection d'éclairement 3 pour bloquer la communication entre le transformateur piézoélectrique 2 et le premier circuit formant source de tension 5 et établir la commutation entre le transformateur piézoélectrique 2 et le second circuit formant source de tension 6 de sorte que la tension à la fréquence de 66 kHz est appliquée au transformateur piézoélectrique 2. Le transformateur piézoélectrique 2 développe une tension d'environ 85 V en valeur efficace et applique cette tension à la lampe à décharge 1. Ensuite le détecteur de courant 7 mesure le courant circulant dans la lampe à décharge 1 pour commander la fréquence de commande de la tension délivrée par le second circuit formant source de courant 6 par l'intermédiaire du circuit de commande de courant 8 de sorte que le courant, qui est nécessaire pour maintenir l'émission stable de lumière, est envoyé à la lampe à décharge 1. Bien que l'on ait décrit la présente invention dans ses formes de réalisation préférées pour faciliter une meilleure compréhension de l'invention, on notera que cette dernière peut être mise en oeuvre de différentes manières sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi il faut considérer que l'invention inclut toutes les formes de réalisation et variantes possibles des formes de réalisation représentées qui peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple lorsqu'il est nécessaire d'amorcer la lampe à décharge 1, le premier circuit formant source de tension 5 peut appliquer au transformateur piézoélectrique 2 tout d'abord la tension possédant une fréquence supérieure à la première fréquence de commande a, puis lui faire exécuter un balayage vers des valeurs plus faibles jusqu'à ce que la première fréquence de commande a soit5 atteinte. La lampe à décharge 1 peut être du type autre qu'une lampe à halogénure métallique, et peut être par exemple un tube à cathode froide. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'éclairement pour une lampe à décharge (1) conçue pour être amorcée en réponse à l'application d'une tension supérieure à une tension de consigne donnée et pour maintenir une émission stable de lumière moyennant l'application d'un courant possédant une valeur donnée, caractérisé en ce qu'il comprend: un transformateur piézoélectrique (2) connecté électriquement à la lampe à décharge (1) et qui est apte à répondre à l'application d'une première tension possédant une première fréquence de commande pour produire une tension supérieure à une tension de consigne donnée requise pour amorcer la lampe à décharge, et est également apte à répondre à l'application d'une seconde tension possédant une seconde fréquence de commande pour envoyer un courant à la lampe à décharge (1), ce qui permet à la lampe à décharge de maintenir une émission stable de lumière; un circuit (3) de détection d'éclairement détectant un état de la lampe à décharge pour envoyer un signal indiquant si la lampe à décharge s'est amorcée ou non; un premier circuit (5) formant source de tension produisant la première tension possédant la première fréquence, un second circuit (6) formant source de tension produisant la seconde tension possédant la seconde fréquence, et un circuit (4) de commutation de la tension appliquée réalisant une commutation entre une première communication dudit premier circuit formant source de tension dudit transformateur piézoélectrique et une seconde communication dudit second circuit formant source de tension avec ledit transformateur piézoélectrique, lorsqu'il est nécessaire d'amorcer la lampe à décharge, ledit circuit (4) de commutation de la tension appliquée établissant la première communication entre ledit premier circuit formant source de tension et ledit transformateur piézoélectrique pour appliquer la première tension possédant la première fréquence audit transformateur piézoélectrique, après l'amorçage de la lampe à décharge, ledit circuit (4) de commutation de la tension appliquée étant apte à répondre au signal délivré par ledit circuit de détection d'éclairement (3), indiquant que la lampe à décharge s'est amorcée de manière à bloquer la première communication tout en établissant la seconde communication entre ledit second circuit formant source de tension et ledit transformateur piézoélectrique pour appliquer une seconde tension possédant la seconde fréquence audit transformateur piézoélectrique. 2. Dispositif de commande d'éclairement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de détection d'éclairement (3) mesure un courant délivré par la lampe à décharge (1) pour déterminer si la lampe a été amorcée ou non. 3. Dispositif de commande d'éclairement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier circuit (6) formant source de tension applique tout d'abord une tension ayant une fréquence supérieure à la première fréquence, puis réalise un balayage vers le bas au moins de la tension, jusqu'à ce que la première fréquence soit atteinte. 4. Dispositif de commande d'éclairement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit (8) de commande du courant commandant un courant envoyé à la lampe à décharge (1), après l'amorçage de cette dernière, ledit circuit (8) de commande du courant commandant une fréquence d'une tension appliquée par ledit second circuit (6) formant source de tension audit transformateur piézoélectrique (2) pour maintenir à la valeur donnée le courant envoyé à la lampe à décharge.