Brevet FR2798246A1 — publié le 20010309

Etat de la technique: La présente invention concerne un circuit de com- mande d'une lampe à décharge de gaz, notamment d'un véhicule automobile, comprenant un appareil électrique intermédiaire raccordé à une alimentation de tension et un appareil d'allumage, ainsi qu'une installation de déparasitage instal- lée entre les lignes d'aller et de retour reliées à la lampe à décharge de gaz pour les perturbations électromagnétiques engendrées par une tension de commande rectangulaire. Un tel circuit de commande de lampe est décrit dans le document DE 43 10 307 Ai. Dans ce circuit de commande connu, pour éliminer les champs électromagnétiques perturba- teurs, créés par les pointes de tension de l'allumage dans la lampe à décharge de gaz, on utilise un filtre électronique avec un composant inductif respectivement monté dans les li- gnes d'aller et de retour reliés à la lampe à décharge, ainsi qu'au moins un composant capacitif entre les lignes d'aller et de retour. Le filtre électronique est installé aussi près de la lampe à décharge de gaz que le permettent les conditions de montage et pour les composants inductifs, on utilise des bobines avec un noyau en forme de tige de ferrite entourée par un enroulement. Le fonctionnement des lampes à décharge de gaz utilisées dans les projecteurs de véhicules automobiles a montré que le mode de fonctionnement nominal avec une com- mande par un signal rectangulaire, appelé en abrégé mode rec- tangulaire, de la lampe à décharge, entraînait des perturbations électromagnétiques considérables, car le brui- tage en mode commun dans les lignes d'alimentation de la lampe à décharge de gaz, provoqué par les variations rapides de la tension dans les capacités parasites d'une ligne avec son environnement devient perceptible. Pour éliminer l'effet des perturbations électromagnétiques, on utilise un écran mé- canique avec un boîtier métallique, mais cela se traduit par la mise en oeuvre de moyens mécaniques correspondants. La présente invention a pour but de développer un circuit de commande de lampe correspondant au type défini ci- dessus, permettant d'éliminer de manière efficace et avec des moyens simples, le bruitage en mode commun. A cet effet, l'invention concerne un circuit du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'installation de déparasitage comporte une bobine de compensation de cou- rant installée entre l'appareil intermédiaire et l'appareil d'allumage ou entre l'appareil d'allumage et la lampe à dé- charge de gaz. Les essais faits par l'inventeur ont montré qu'une telle installation d'une bobine de compensation de courant dans les lignes de commande de la lampe à décharge de gaz permettait de réduire considérablement les perturbations électromagnétiques dans les lignes et dans l'environnement. La bobine de compensation de courant réduit le courant per- turbateur engendré par le bruitage en mode commun sans in- fluencer le courant de fonctionnement. Le courant de fonctionnement d'une lampe est nécessairement le courant dans l'appareil électronique intermédiaire. La bobine de compensa- tion de courant peut s'installer facilement dans un faisceau de câbles entre l'appareil d'allumage et la lampe à décharge de gaz ou entre l'appareil intermédiaire et l'appareil d'allumage. Suivant une autre caractéristique avantageuse, Le circuit de commande de lampe est caractérisé en ce que l'appareil intermédiaire comporte un montage en pont avec quatre éléments de commutation et l'appareil de commande et la lampe à décharge de gaz ainsi que la bobine à compensation de courant sont installés dans la branche transversale du montage en pont. Un tel montage en pont peut s'appliquer à la fois à un circuit de commande de lampe avec un allumage im- pulsionnel ou avec un allumage par résonance, de sorte que la bobine de compensation de courant est intéressante dans les deux cas. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, dans le cas d'un équipement avec une installa- tion d'allumage impulsionnel, un premier enroulement de la bobine de compensation de courant est en amont de la bobine d'allumage par rapport à l'ordre de montage de la bobine d'allumage et de la lampe à décharge de gaz, et un second en- roulement est en aval de la lampe à décharge de gaz. Suivant une autre caractéristique avantageuse, dans le cas d'un équipement avec une installation d'allumage à résonance, il y a trois enroulements dont un enroulement est dans la ligne d'alimentation commune de la bobine pri- maire et de la bobine secondaire, un autre enroulement est en amont de la bobine primaire par rapport à l'ordre de montage de la bobine primaire et de la bobine secondaire et de la lampe à décharge de gaz, et l'autre enroulement est en aval de la lampe à décharge de gaz. Une bobine de compensation de courant avec un noyau annulaire rend le montage avantageux. Pour l'installation pratique, il est avantageux que le noyau annulaire soit monté dans un faisceau de câbles entre un boîtier comportant l'appareil intermédiaire et l'appareil d'allumage. Dans un circuit de commande de lampe à allumage par résonance, la construction est simple du fait que les trois enroulements du noyau annulaire se composent d'une paire de conducteurs enroulés en parallèle et d'une paire de conducteurs enroulés l'un derrière l'autre. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe d'un circuit de sup- pression du bruitage en mode commun pour la commande d'une lampe à décharge de gaz, - la figure 2 montre un circuit avec d'autres parties de circuit, - la figure 3 montre un détail d'un circuit avec les élé- ments principaux du circuit de commande, - la figure 4 montre un détail avec les éléments essentiels d'une variante, - les figures 5A-5C sont des schémas de principe de la bo- bine de compensation de courant avec des courants diffé- rents, - les figures 6A-6B montrent une réalisation pratique de la bobine de compensation de courant, - la figure 7 montre l'installation de la bobine de compen- sation de courant dans le faisceau de câbles selon une vue schématique. La figure 1 est un schéma-bloc d'un circuit de commande de lampe montrant le principe d'une installation de déparasitage pour éliminer le bruitage en mode commun élec- tromagnétique. Entre une partie de commande 4 sous la forme d'un appareil électronique intermédiaire recevant une tension d'alimentation UV et une partie de branchement de lampe 5 qui comporte par exemple un appareil d'allumage 5.1 et une lampe à décharge de gaz 5.2, on a en commun, une bobine de compen- sation de courant D avec chaque fois un enroulement dans la ligne d'aller et dans la ligne de retour. Les enroulements des bobines sont faits sur un noyau commun pour que les flux magnétiques générés par les courants de fonctionnement se compensent. Les capacités parasites CStr des lignes produi- sent dans leur environnement en cas de tension rectangulaire variant rapidement, du bruitage en mode commun perceptible sur les lignes et dans leur environnement. L'amplitude du bruitage en mode commun dépend de l'intensité des courants parasites réduits par la bobine de compensation de courant D donnant Ipert.red- Le circuit de commande de lampe selon la figure 1 peut également être conçu pour que la partie de commande 4 comporte l'appareil électronique intermédiaire et l'appareil d'allumage dans un boîtier alors que la partie de branchement de lampe 5 ne comporte que la lampe à décharge de gaz 5.2 avec les moyens de branchement correspondants. La même remar- que s'applique pour le montage de la bobine de compensation de courant D dans les lignes de branchement entre l'appareil intermédiaire et l'appareil d'allumage 5.1 ou entre l'appareil d'allumage 5.1 et la lampe à décharge de gaz 5.2. La figure 2 montre la construction d'une partie de commande 4 sous la forme d'un appareil intermédiaire élec- tronique avec un convertisseur de tension continue 4.1 et un montage en pont 4.2. Le convertisseur de tension continue 4.1 génère en fonctionnement nominal par exemple une tension de commande d'environ 100 V et 400 Hz. Les figures 3 et 4 montrent deux circuits diffé- rents pour le montage en pont 4.2 en liaison avec l'appareil de commande 5.1 et la lampe à décharge de gaz 5.2. Dans le cas du circuit de la figure 3, on a une installation d'allumage impulsionnel avec une bobine d'allumage LZ en amont de la lampe à décharge de gaz 5.2. La bobine d'allumage LZ et la lampe à décharge de gaz 5.2 sont montées dans la branche transversale du montage en pont; ce montage comporte quatre éléments de commutation SA, SB, SC, SD sous la forme de commutateurs à semi-conducteur. En amont de la bobine d'allumage LZ se trouve un premier enroulement L1 et en aval de la lampe à décharge de gaz 5.2, on a un second enroulement L2, faisant tous deux partie de la bobine de compensation de courant D; les deux enroulements sont montés sur un noyau commun, notamment un noyau annulaire de façon que les flux magnétiques générés par les courants de fonctionnement qui les traversent se compensent. L'insertion de la bobine de compensation de courant D dans les lignes augmente son impé- dance. L'intensité perturbatrice Ipert diminue ainsi et de- vient Ipert.red, ce qui diminue l'importance du bruitage en mode commun. Il est important que le montage de la bobine de compensation de courant soit intégré à un faisceau de câbles 8 comme le montre la figure 7. Le montage de la bobine de compensation de courant D avec les deux enroulements Ll, L2 peut ainsi, comme représenté, se faire entre l'appareil in- termédiaire 4 et l'appareil d'allumage 5.1 ou entre cet appa- reil d'allumage 5.1 et la lampe à décharge de gaz 5.2. Le bruitage en mode commun, réduit, obtenu grâce au circuit se traduit par une faible émission de perturba- tions électromagnétiques passant par les lignes et rayonnées. Dans le montage de la bobine de compensation de courant dans le faisceau de câbles selon la figure 7, le boî- tier 6 qui comporte l'appareil intermédiaire 4 est muni d'un connecteur 7 pour brancher la bobine de compensation de cou- rant D; cette dernière est reliée par son autre extrémité à l'appareil d'allumage 5.1 et celui-ci à la lampe à décharge de gaz 5.2. Dans le circuit de commande de lampe selon la fi- gure 4 avec un allumage par résonance, la branche transver- sale du montage en pont 4.2 comporte également la lampe à décharge de gaz 5.2 et l'installation d'allumage. Cette ins- tallation d'allumage se compose ici d'une bobine primaire Lp et d'une bobine secondaire Ls. Dans ce cas, on distingue éga- lement entre le fonctionnement en mode nominal, c'est-à-dire la commande de la lampe à décharge de gaz 5.2 avec une ten- sion rectangulaire et le mode d'allumage. Le mode nominal est caractérisé par la fermeture alternée des paires de commuta- teurs SA/SD et SB/SC pour convertir la tension continue U en une tension alternative au niveau de l'appareil d'allumage 5.1 et de la lampe à décharge de gaz 5.2. Le mode d'allumage correspond à la fermeture des éléments de commutation SA, SD et à la commande cadencée rapide de l'élément de commutation SC à une fréquence égale à la fréquence de résonance du cir- cuit résonnant formé de la bobine primaire Lp, de la bobine secondaire Ls et d'un condensateur C en parallèle à la lampe à décharge de gaz 5.2. On réalise ainsi une surrésonance au niveau de la lampe à décharge de gaz 5.2. Le montage repré- senté se caractérise en ce que les éléments de commutation SA, SC ne sont pas reliés directement, mais par l'intermédiaire de l'inductance de la bobine primaire Lp. Pour éliminer les parasites électromagnétiques, entre les éléments de commutation SA/SD et l'appareil d'allumage 5.1 ainsi qu'entre la lampe à décharge de gaz 5.2, on a trois enroulements La, Lb, Lc installés sur un noyau commun pour assurer la compensation du courant. La bobine de compensation de courant permet la compensation des flux ma- gnétiques générés par les courants de fonctionnement. Un enroulement Lb est prévu entre l'élément de commutation SA et le point de raccordement de l'enroulement primaire Lp et de l'enroulement secondaire Ls aux points 1, 1' des lignes; l'autre enroulement Lc est prévu entre l'élément de commutation SC et l'enroulement primaire Lp, aux points 2, 2' de lignes; l'autre enroulement La est prévu en- tre la lampe à décharge de gaz 5.2 et les deux éléments de commutation SB, SD aux points 3, 3' des lignes. Les figures 5A-5C montrent les intensités possi- bles IN1, IN2 et le courant d'allumage IZ en liaison avec la bobine de compensation de courant et les points 1, 1', 2, 2', 3, 3' des lignes. Pour le fonctionnement en mode nominal, lorsque le courant traverse les éléments de commutation SB, SC, l'enroulement La et l'enroulement Lc sont couplés pour que le champ magnétique généré par le courant INl soit com- pensé. Lorsque le courant passe par les éléments de commuta- tion SA, SD, les enroulements Lb, La sont couplés pour compenser le champ magnétique généré par le courant IN2. Le courant parasite est alors réduit à l'intensité Ipert.red, ce qui réduit le bruitage en mode commun. L'avantage est que pour un circuit comme celui de la figure 4, dans les deux di- rections des courants INl, IN2, les enroulements La, Lb, Lc ainsi que le noyau fonctionnent comme une bobine de compensa- tion de courant et s'appliquent ainsi à réduire le bruitage en mode commun pour les deux polarités. Pour le mode d'allumage, le champ magnétique en- gendré par le courant d'allumage IZ se compense également comme le montre la figure 5C. L'enroulement Lb de même que l'autre enroulement Lc ne modifient pas l'inductance de l'appareil d'allumage avec la bobine primaire Lp et la bobine secondaire Ls. Les intensités INl, IN2 et IZ sont des cou- rants de fonctionnement dans le sens d'une bobine à compensa- tion de courant. Les figures 6A, 6B montrent les deux réalisations pratiques de la bobine de compensation de courant D utilisant un noyau annulaire. La bobine de compensation de courant D se distingue en ce que les segments de ligne 1-1', 2-2' sont pa- rallèles ou enroulés dans le même sens l'un à la suite de l'autre. Grâce à un montage simple de la bobine de compen- sation de courant D notamment dans un faisceau de câbles, les moyens décrits ci-dessus permettent d'éliminer efficacement les perturbations électromagnétiques engendrées par la com- mande d'une lampe. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Circuit de commande d'une lampe à décharge de gaz (5.2), notamment d'un véhicule automobile, comprenant un appareil électrique intermédiaire (4) raccordé à une alimentation de tension et un appareil d'allumage (5.1) , ainsi qu'une instal- lation de déparasitage installée entre les lignes d'aller et de retour reliées à la lampe à décharge de gaz (5.2) pour les perturbations électromagnétiques engendrées par une tension de commande rectangulaire, caractérisé en ce que l'installation de déparasitage comporte une bobine de compen- sation de courant (D) installée entre l'appareil intermé- diaire (4) et l'appareil d'allumage (5.1) ou entre l'appareil d'allumage et la lampe à décharge de gaz (5.2). 2 ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 1, caractérisé en ce que - l'appareil intermédiaire (4) comporte un montage en pont (4.2) avec quatre éléments de commutation (SA, SB, SC, SD), et - l'appareil de commande (5.1) et la lampe à décharge de gaz (5.2) ainsi que la bobine à compensation de courant (D) sont installés dans la branche transversale du montage en pont (4.2). 3 ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'appareil d'allumage (5.1) comporte une installation d'allumage impulsionnel avec une bobine d'allumage (LZ) ou une installation d'allumage à résonance avec une bobine pri- maire (Lp) et une bobine secondaire (Ls). ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cas d'un équipement avec une installation d'allumage impulsionnel, un premier enroulement (L1) de la bobine de compensation de courant (D) est en amont de la bobine d'allumage (LZ) par rapport à l'ordre de montage de la bobine d'allumage (LZ) et de la lampe à décharge de gaz (5.2), et un second enroulement (L2) est en aval de la lampe à décharge de gaz (5.2). ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cas d'un équipement avec une installation d'allumage à résonance, il y a trois enroulements (La, Lb, Lc) dont le second enroulement (Lb) est dans la ligne d'alimentation com- mune de la bobine primaire (Lb) et de la bobine secondaire (Ls), un troisième enroulement (Lc) est en amont de la bobine primaire (Lp) par rapport à l'ordre de montage de la bobine primaire (Lp) et de la bobine secondaire (Ls) et de la lampe à décharge de gaz (5.2) et le premier enroulement (La) est en aval de la lampe à décharge de gaz (5.2). 6 ) Circuit de commande de lampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bobine à compensation de courant (D) possède un noyau an- nulaire. 7 ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 6, caractérisé en ce que le noyau annulaire est monté dans un faisceau de câbles entre un boîtier (6) comportant l'appareil intermédiaire (4) et l'appareil d'allumage (5.1). 8 ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lignes (1-1', 2-2') qui forment le second enroulement (Lb) et le troisième enroulement (Lc) sont parallèles. 9 ) Circuit de commande de lampe selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lignes (1-1', 2-2') qui forment le second enroulement (Lb) et le troisième enroulement (Lc) sont enroulées l'une derrière l'autre dans le même sens.