Brevet FR2829660A1 — publié le 20030314

branchement électrique 220V ( repères J1 et J10). CIRCUIT D'ATTAQUE DE LAMPE A DECHARGE CONCU POUR MINIMISER LE RAYONNEMENT DU BRUIT La présente invention se rapporte, en général, à un s cTrcuit d'attaque de lampe à décharge agissant pour allumer une lampe à décharge et, plus particulièrement, à une structure de dispositif d'annulation de bruit d'un tel cir- cuit d'attaque de lampe à décharge qui est concu pour mini- miser l' émission des bruits découlant de l' opération de commutation du circuit d'attaque. La figure 7 montre un circuit d'attaque 100 de lampe à décharge typique pour des véhicules automobiles qui inclut un circuit filtre 110, un convertisseur continu/continu 120, un onduleur 130 et un circuit de commande 150. Le cir cuit d'attaque et de lampe à décharge 100 agit pour augmen ter une tension continue délivrée par une batterie d'accumulateur 10 par l'intermédiaire du convertisseur continu/continu 120 lorsqu'un interrupteur 20 d'éclairage des phares est fermé et le convertit en une tension alter- native par l'intermédiaire de l'onduleur 130 pour initier une décharge dans une lampe 30. La lampe 30 est une lampe à décharge telle qu'une lampe à halogénure métallique typiquement utilisée comme phare du véhicule. L'amorgage de la lampe 30 est obtenu en induisant une rupLure diélectrique par l'intermédiaire d'un transformateur (non représenté) d'un circuit de démarreur pour développer une tension élevée entre les électrodes de la lampe 30. Après la rupture diélectrique, l'état de la lampe 30 est passé d'une décharge luminescente à une dé- charge du type arc pour maintenir la lampe 30 allumée de manière stable. Le circuit filtre 110 est constitué d'une bobine 111, d'un condensateur 112 et d'un condensateur 113 et fonc- tionne comme filtre du bruit. Le convertisseur continu/continu 120 est constitué d'un transformateur 121 comprenant un enroulement primaire 121a relié à la batterie 10 et un enroulement secondaire 121b relié à la lampe 30, un transistor MOS (transistor à effet de champ) 122 relié à l'enroulement primaire 121a, une diode redresseuse 123 et un condensateur de lissage 124 et fonctionne pour augmenter et sortir la tension issue de la batterie 10. Plus précisément, lorsque le transistor MOS 122 est rendu conducteur, celui-ci amènera un courant primaire à circuler à travers l'enroulement primaire 121a, de sorte que l'énergie est accumulée dans l'enroulement primaire 121a. Lorsque le transistor MOS 122 est bloqué, ceci amène ra l'énergie dans l'enroulement primaire 121a à être déli vrse à l'enroulement secondaire 121b. Une telle commutation conducteur et bloqué du transistor MOS est répétée, ame- nant, par cet effet, une tension élevoe à étre sortie d'une jonction de la diode 123 et du condensateur de lissage 124. le transformateur 121 peut, en variante, être construit de sorte que les enroulements primaire et secondaire 12la et 121b soient électriquement connectés l'un à l'autre. L'onduleur 130 inclut des transistors MOS (non repré- sentés) disposés sous la forme d'un pont en H qui fonc tionne pour délivrer le courant alternatif pour allumer la lampe 30. Le circuit de commande 150 est sensible à un signal (signal de puissance de lampe) délivré par un détecteur de puissance (non représenté) comme une fonction du courant de la lampe et d'une tension de la lampe pour commander le transistor MOS 122 en mode à largeur d'impulsion modulée de façon à amener la puissance de la lampe à concorder à un maximum (par exemple 65W) lors de l'allumage de la lampe 30 et à une puissance constante (par exemple 35W) ultérieure- ment. Le circuit de commande 150 est constitué d'un circuit de commande de grille 150a commandant l'opération conduc tion-blocage du transistor MOS 122 en mode à largeur d'impulsion modulée, le détecteur de puissance détectant la tension de la lampe et un circuit de commande de puissance de lampe (non représenté) commandant la puissance de la lampe pour l'amener à concorder avec une valeur cible basée sur le courant et la tension de lampe détectés. En fonctionnement, lorsque l'interrupteur d'éclairage des phares 20 a été fermé, et que le circuit de commande a commencé à commander le transistor MOS 122 en mode à largeur d'impulsion modulée, le convertisseur conti nu/continu 120 sort la tension produlte en augmentant la tension de la batterie 10 par l'intermédiaire du transfor mateur 121. La tension élevoe produire par le convertisseur continu/continu (300V à 500V au cours de la préparation pour allumer la lampe 30 et d' environ 100V après avolr al lumé la lampe 30) est encore augmenté jusqu'à, par exemple, kV par l'lnterméUlalre de l'onduleur 130 de sorte que le claquage dlélectrlque peut se produlre dans le transforma teur du clrcult démarreur et être appllqué à la lampe 30. Ceci amène la lampe 30 à être allumoe. Après allumage de la lampe 30, la polarlté de la tenslon qul dolt être sortle par l'onduleur 130 et cycliquement inversce pour délivrer la tension alternative à la lampe 30. La structure du circuit d'attaque de lampe de décharge énoncée ci-dessus a un inconvénient en ce que des cou- rants interrompus découlant de s opérations de conduct ion et de blocage du transistor MOS 122 du convertisseur conti nu/continu 120 pour augmenter la tension de la batterie 10 ont pour résultat une émission de bruits. Les courants interrompus circulent à travers trois bouales électriques: un premier trajet électrique Lpl al- lant du condensateur 113 à travers une ligne positive de source d'alimentation vers l'enroulement primaire 121a du transformateur 121 vers un drain et une source du transis- tor MOS 122 et revenant au condensateur 113 par l'intermé- diaire d'une ligne de masse, un second trajet électrique Lp2 allant de la diode redresseuse 123 au condensateur de lissage 124 à la ligne de masse et à l'enroulement se- condaire 121b et revenant à la diode redresseuse 123, et un troisième trajet électrique Lp3 allant du circuit de com- mande de grille 150a à la grille du transistor MOS 122 à la ligne de masse et revenant au circuit de commande de grille 150a. Les premier, second et troisième trajets électriques Lpl, Lp2, Lp3 véhiculent des courants il. i2 et i3 décou- lant des opérations de conduction et de blocage du transis- tor MOS 122 par le circuit de commande de grille 150a. Plus particulièrement, dans le cas o la structure ci dessus du circuit d'attaque de lampe à décharge 100 est installé dans un véhicule automobile pour allumer les pha res, lorsque des feux tricolores sont passés au rouge et que le véhicule s'est arrêté à proximité d'une antenne ins tallée à l'arrière d'un véhicule précédent, celui-ci peut amener des bruits électriques à être émis vers l' avant, ce qui augmente les perturbations radios dans le véhicule pré cédent. s 2829660 C'est, en conséquence, un but principal de l' invention d'éviter des désavantages de la technique antérieure. C'est un autre but de l' invention de procurer un cir cuit d'attaque de lampe à décharge conçu pour minimiser les effets défavorables provoqués par des courants interrompus produits dans le circuit d'attaque. En conformité avec un aspect de l' invention, il est proposé un circuit d'attaque de lampe à décharge qui peut étre employé dans l'allumage d'une lampe à décharge comme utilisée comme phare de véhicule automobile. Le circuit d'attaque d'une lampe à décharge comprend: (a) un circuit d'alimentation électrique relié à une alimentation électri que continue; (b) un dispositif d'annulation de champ. Le circuit d'alimentation électrique inclut un élément de com- mutation et effectue une opération d'activation- désactivation sur l'élément de commutation pour augmenter une tension continue provenant de l'alimentation électrique continue et pour délivrer la tension continue augmentée pour allumer une lampe à décharge. Le circuit d'alimenta- tion électrique inclut un trajet électrique à travers le- quel un courant interrompu, découlant de l'opération d'activationdésactivation de l'élément de commutation, circule. Le dispositif d'annulation du champ inclut une li- gne électrique à travers laquelle le méme courant interrom- pu que celui circulant à travers le trajet électrique du cTrcuit d'attaque électrique circule, produisant en consé- quence un champ annulant un champ provoqué par la cTrcula tion du courant interrompu à travers le trajet électrique. Ceci amène les bruits électriques émis à l'extérieur du trajet électrique du circuit d'attaque électrique à étre éliminés. Dans le mode de réalisation préféré de l' invention, le circuit d'attaque électrique lnclut un convertisseur conti- nu/continu. Le convertisseur continu/continu est constitué d'un transformateur comprenant un enroulement primaire re lié à l'alimentation électrique continue et un enroulement secondaire relié à lampe à décharge et à l'élément de com- mutation et agit pour activer et désactiver l'élément de commutation pour délivrer la tension continue élevée à la lampe à décharge par l'intermédiaire du transformateur. La ligne électrique du dispositif d'annulation de champ est relice en série avec le trajet électrique du cir cuit d'alimentation électrique et s'étend de façon à avoir le courant interrompu contournant le trajet électrique dans un écoulement à orientation opposée du courant interrompu à travers le trajet électrique. Ceci amène le champ qui doit être produit par le dispositif d'annulation de champ qui est d'une intensité identique et déphasée de 180 avec le champ découlant du courant interrompu circulant à travers le trajet électrique. La ligne électrique du dispositif d'annulation de champ peut être formée géométriquement de façon à avoir une zone cernée par la ligne électrique qui est sensiblement identique à une zone cernse par le trajet électrique du circuit d'alimentation électrique. Le champ délivré par le dispositif dannulation de champ aura, ainsi, une intensité identique à celle produite autour du trajet électrique, ayant pour résultat l'annulation complète des bruits décou- lant du champ produit autour du trajet électrique. La ligne électrique du dispositif d'annulation de champ peut être déposse sur le trajet électrique du circuit d'alimentation électrique de sorte qu'un flux magnétique produit par la ligne électrique du dispositif d'annulation de champ recouvre un flux magnétique produit par le trajet électrique du circuit d'alimentation électrique, encoura- geant en conséquence l'annulation des bruits découlant du champ produit autour du trajet électrique. Le dispositif d'annulation de champ inclut un corps moulé à l'intérieur duquel est disposce la ligne électri que. Le dispositif d'annulation de champ peut être mis en _uvre par un substrat flexible. La présente invention sera totalement comprise à par- tir de la de script ion détaillée donnée ci -des sous et à par- tir des des s ins annexé s de s mode s de réali s at ion pré férés 1S de l' invention, qui, toutefois, ne devraient pas être considérés comme limitant l' invention au mode de réalisa- tion spécifique mais ne sont destinés qu'à à des fins d' explication et de compréhension. Sur les dessins: La figure 1 est un schéma du circuit qui montre un circuit d'attaque de lampe à décharge en conformité avec le premier mode de réalisation de l' invention; 2s La figure 2 est une vue partiellement découpée qui montre le circuit d'attaque de lampe à décharge de la fi- gure 1 installé dans un boîtier; La figure 3 est une vue partiellement découpée qui montre un circuit d'attaque de lampe à décharge en confor mité avec le second mode de réalisation de l' invention qui est installé dans un boîtier; 8 2829660 La figure 4 est une illustration qui montre une rela- tion positionnelle entre un flux magnétique découlant d'une opération d'activation-désactivation d'un élément de commu- tation et un flux magnétique agissant pour annuler le pre s mier; La figure 5 est un schéma du circuit qui montre un circuit d'attaque de lampe à décharge dans une première mo- dification de l' invention; La figure 6 est un schéma du circuit qui montre un circuit d'attaque de lampe à décharge dans une seconde mo- dification de l' invention i La figure 7 est un schéma du circuit qui montre un circuit d'attaque de lampe à décharge typique i et La figure 8 est une vue partiellement découpée qui montre le circuit d'attaque de lampe à décharge de la fi gure 7 installé dans un boîtier. En se référant aux dessins, sur lesquels des rétérences nu- mériques identiques se réfèrent à des parties identiques sur les diverses vues, particulièrement à la figure 1, il est montré un circuit d'attaque de lampe à décharge 100 en conformité avec le premier mode de réalisation de l'inven- tion qui peut être employé dans l'allumage des phares d'un véhicule automobile. Les mêmes références numériques que celles employées à la figure 7 se référeront aux mêmes par ties et leur explication en détail sera ici omise. Le circuit d'attaque de lampe à décharge 100 de ce mode de réalisation est différent de celui représenté à la figure 7 en ce qui concerne la structure du convertisseur continu/continu 120. Plus précisément, le convertisseur 9 2829660 continu/continu 120 inclut, comme cela est représenté à la figure 2, un dispositif d'annulation de champ 127 qui fonc- tionne pour annuler un champ magnétique produit par le cou- rant interrompu il qui découle, comme déjà décrit dans la partie d' introduction de cette demande, des opérations de conduction et de blocage du transistor MOS 122 circule à travers le premier trajet électrique Lpl. Le dispositif d'annulation de champ 127 est. comme ce la est nettement représenté à la figure 1, constitué d'une ligne de circuit 127a qui est connectée en série avec le premier trajet électrique Lpl et au courant interrompu il contournant le premier trajet électrique Lpl. Dans la structure classique comme cela a été illustré à la figure 7, le premier trajet électrique Lpl, comme décrit ci dessus, va du condensateur 113 à l'enroulement primaire 121a du transformateur 121 au drain et à la source du tran sistor MOS 122 et revient au condensateur 113, toutefois, le premier trajet électrique Lpl de ce mode de réallsation va du condensateur 113 à l'enroulement primaire 121a du transformateur 121 au drain et à la source du transistor MOS 122 et à une jonction 210. La ligne de circuit 127a s'étend de la jonction 210 au condensateur 113 suivant le premier trajet électrique Lpl et est disposé de sorte qu'un 2s flux magnétique produit par la ligne de circuit 127a peut recouvrir le flux magnétique produit par le premier trajet électrique Lpl verticalement. La ligne de circuit 127a agit pour véhiculer un cou rant qui est d'une intensité identique au courant interrom- pu il et orienté, comme indiqué par une ligne en pointillés à la figure 1, dans une direction opposoe à la circulation du courant interrompu il pour produire un champ qui est d'une intensité identique et déphasoe de 180 par rapport au champ découlant du courant interrompu il. annulant en conséquence le s bruit s émi s par les opérat ions de conduc- tion et de blocage du transistor MOS 122 commandé par le circuit de commande de grille 150a. Le circuit de ligne 127a du dispositif d'annulation de champ 127 peut être disposé à niveau avec le premier trajet électrique Lpl ou sur un plan qui est au voisinage du pre mier trajet électrique Lpl et d'un niveau différent d'un plan contenant la circulation du courant interrompu il à travers le premier trajet électrique Lpl. La figure 2 est une vue partiellement découpée qui montre une structure interne du convertisseur conti- nu/continu 120. De manière similaire, la figure 8 est une vue partiellement découpée qui montre le convertisseur continu/continu 120 dans le circuit d'attaque de lampe à décharge 100 typique de la figure 7. A la figure 8, une partie hachurée est le premier trajet électrique Lpl. La ligne de cTrcuit 127a du dispositif d'annulation de champ 127 est. comme cela est représenté à la figure 2, mise en _uvre par une borne constituce de, par exemple, un fil de cuivre qui est installé dans un isolateur résineux dans le moulage d'un insert et relié en série au premier 2s trajet électrique Lpl. La ligne de circuit 217a s'étend sur le premier trajet électrique Lpl sur un plan défini à un niveau différent de celui du premier trajet électrique Lpl. L'utilisation de l'isolateur résineux aboutit à la fixation d'une configuration géométrique de la ligne de circuit 127a, maintenant ainsi constante l'intensité du champ pro- duit par le courant interrompu circulant à travers la ligne de cTrcuit 127a. Il est envisageable que la ligne de circuit 127a soit disposée le long d' au moins une partie du premier trajet électrique Lpl afin de produire le champ qui est exactement identique et déphasé de 180 par rapport au champ découlant du courant interrompu il circulant à travers le premier trajet électrique Lpl. Le circuit dattaque de lampe à décharge 100 peut être, comme cela est représenté à la figure 2, disposé dans un boîtier métallique 170. Dans le cas illustré, le circuit de commande 150, le transistor MOS 122, etc sont fabriqués dans un circuit intégré hybride. La ligne de circuit 127a est connectée en série au premier trajet électrique Lpl par l'intermédiaire d'une borne 171a installée dans un boîtier interne en réoine 171. La figure 3 montre un circuit d'attaque de lampe à dé charge 100 en conformité avec le second mode de réalisation de l' invention. La ligne de cTrcuit 127a du dispositif dannulation de champ 127 de ce mode de réalisation est. à l'opposé du pre- mier mode de réalisation, déplacé horizontalement par rap- port au premier trajet électrique Lpl. Une aire S127, comme cela est représenté à la figure 4, entourée par la ligne de circuit 127a est établie sensiblement égale à une aire SLp cernée par le premier trajet électrique Lpl de sorte que le champ 127 produit depuis la ligne de circuit 127a peut être d'une intensité identique au champ Lp produit à par- tir du premier trajet électrique Lpl. En conséquence, dans la mesure o l'intervalle Ld entre la ligne de circuit 127a et le premier trajet électrique Lpl est bien plus petit qu'à la fois la distance L1 entre le premier trajet élec- trique Lpl et un point o est appliqué le champ B (par exemple une antenne installée à l'arrière d'un véhicule se déplaçant devant un véhicule muni du circuit dattaque de lampe à décharge 100) et une distance L2 entre la ligne de circuit 127a et le point o est appliqué le champ B. le champ 127 annule le champ lp suffisamment au point o est appliqué le champ B. éliminant en conséquence une perturba- tion électrique découlant du champ lp. s La ligne de circuit 217a du dispositif d'annulation de champ 127 peut être constitué d'un substrat flexible, faci- litant en conséquence l'établissement de l'aire S127 cernée par la ligne de cTrcuit 127a. L'utilisation d'un tel subs trat flexible permet également au circuit d'attaque de lampe à décharge 100, spécialement des éléments de circuit autour du convertisseur continu/continu 120 d'avoir leur dimension réduite. Le dispositif d'annulation de champ 127 peut également étre installé, comme cela est représenté à la figure 5, dans le circuit d'attaque de lampe à décharge 100 afin d'annuler le champ découlant du courant interrompu i2 cir culant à travers le second trajet électrique Lp2 allant de la janction 310 à l'enroulement secondaire 121b vers la diode redresseuse 123 et le condensateur de lissage 124. Le dispositif d'annulation de champ 127 est mis en _uvre par une ligne de circuit 127a s'étendant depuis une extrémité du second trajet électrique Lp2 s' étendant vers le bas, comme on peut voir sur le dessin, depuis le condensateur de lissage 124, vers la janction 410 suivant le second trajet électrique Lp2. En outre, le dispositif dannulation de champ 127 peut étre installé, comme cela est représenté à la figure 6, dans le circuit d'attaque de lampe à décharge 100 afin d'annuler le champ découlant du courant interrompu i3 cir- culant à travers le troisième trajet électrique Lp3 allant de la jonction 510 au transistor MOS 122 vers le circuit de commande de grille 150a. Le dispositif d'annulation de champ 127 est mis en _uvre par la ligne de cTrcuit 127a s'étendant depuis une extrémité du troisième trajet élec- trique Lp3 (à savoir, le collecteur du transistor du cir- cuit de commande de grille 150a) vers la jonction 410 le s long du troisième trajet électrique Lp3. Bien que la présente invention ait été décrite en terme des mode s de réal i sat ion préférés a fin de faciliter une meilleure compréhension de celle-ci, il conviendra d'apprécier que l' invention peut être réalisoe sous diver- ses formes sans sortir du principe de l' invention. En conséquence, l' invention devrait être comprise comme in- cluant tous les modes de réalisation et modifications pos- sibles par rapport au mode de réalisation représenté qui peuvent être réalisés sans sortir du principe de l'inven- tion comme énoncé dans les revendications annexces. L' invention n'est pas limitée à l'utilisation du convertisseur continu/continu 122. A titre d'exemple, le dispositif d'annulation de champ 127 peut être installé dans une unité d'alimentation électrique incluant un élé- ment de commutation à semi-conducteur tel qu'un transistor MOS. 14 2829660 REVENDICATIONS 1. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge caracté- risé en ce qu'il comprend: s un circuit d'alimentation électrique relié à une alimentation électrique continue 10, incluant un élément de commutation 122, ledit circuit d'alimentation électrique effectuant une opération d'activation-désactivation de l'élément de commutation 122 pour augmenter une tension continue provenant de l'alimentation électrique continue et pour délivrer la tension continue augmentée pour allumer une lampe à décharge 30, ledit circuit d'alimentation élec- trique incluant un trajet électrique Lpl à travers lequel un courant interrompu il découlant de l'opération d'activation-désactivation de l'élément de commutation 122 circule; un dispositif d'annulation de champ 127 incluant une ligne électrique 127a à travers laquelle le méme courant interrompu il que celui-ci circulant à travers le trajet électrique Lpl dudit circuit d'alimentation électrique cir- cule pour produi re en cons équence un champ annul ant un champ provoqué par la circulation du courant interrompu à 2s travers le trajet électrique Lpl. 2. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit d'alimentation électrique inclut un convertisseur continu/continu 120 qui comporte un transformateur 121 qui est constitué d'un enroulement primaire 121a relié à l'alimentation électrique continue et d'un enroule ment secondaire 121b relié à la lampe à décharge et à l'élément de commutation et qui agit pour activer et désactiver l'élément de commutation 122 pour délivrer la tension continue augmentée à la lampe à décharge 30 à travers le transformateur 121. 3. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne élec trique 127a du dispositif d'annulation de champ 127 est reliée en série au trajet électrique Lpl dudit circuit d'alimentation électrique et s'étend de façon à ce que le courant interrompu contourne le trajet électrique dans une orientation opposée à la circula tion du courant interrompu ilà travers le trajet élec trique Lpl. 4. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne élec trique 127a dudit dispositif d'annulation de champ 127 est formé géométriquement de façon à avoir une aire cernée par la ligne électrique qui est sensiblement identique à une aire cernée par le trejet électrique dudit circuit d'alimentation électrique. 5. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne élec trique 127a dudit dispositif d'annulation de champ 127 est déposoe sur le trajet électrique Lpl dudit circuit d'alimentation électrique de sorte qu'un flux magnéti que produit par la ligne électrique 127a dudit dispo sitif d'annulation de champ 127 recouvre un flux ma gnétique produit par le trajet électrique Lpl dudit cTrcuit d'alimentation électrique. 6. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit disposi- tif d'annulation de champ 127 inclut un corps moulé 16 2829660 par insert à l'intérieur duquel est disposce la ligne électrique. 7. Circuit d'attaque 100 de lampe à décharge selon la s revendication 1, caractérisé en ce que ledit disposi tif d'annulation de champ 127 est mis en _uvre par un