Brevet FR2910221A3 — publié le 20080620

FR 2910221 A3 20080620 FR 0655654 A 20061219 1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un circuit de protection et de commande de sortie de lampe pour un contrôleur électronique d'une lampe à décharge haute intensité. Il se compose de quatre ensembles formés d'un comparateur, d'une horloge et d'une commande de modulation à largeur d'impulsion pour assurer les fonctions de protection pour bloquer les oscillations et les surcharges, les court-circuits et les surtensions. De plus, l'horloge protège les fonctions de charge nulle et de lampe non allumée ; la commande à modulation de largeur d'impulsion commande la puissance de sortie pour la lampe, assure les fonctions de protection pour des cas anormaux et démarre la lampe. Ainsi, on peut avoir une réponse rapide, une économie de puissance, une grande stabilité et un coût de fabrication réduit. Etat de la technique Une lampe à décharge haute intensité (lampe HID) a une forte luminosité et un bon index de rendu des couleurs ; une telle lampe peut devenir l'outil d'éclairage clé à l'avenir. Toutefois, la commande d'entraînement de la lampe (ballast) est un élément en acier au silicium. Le ballaste traditionnel d'une lampe HID est peu efficace et n'assure au-cune fonction protectrice pour la lampe dans des conditions anormales. C'est pourquoi un contrôleur électronique a été développé récemment. Ce contrôleur électronique a l'avantage d'être très efficace, de taille ré-duite et de n'engendrer aucun bruit. Toutefois, la conception du circuit de protection pour une lampe dans des conditions anormales ou des conditions de charge nulles ou de court-circuit à la sortie reste un problème crucial. La raison est que la lampe HID ne démarre qu'avec une haute tension (4KV-5KV) mais travaille seulement à quelques 10 volts pendant le fonctionnement normal d'éclairage. De plus, les différentes formes de lampes et les différents lots de fabrication manquent de pré-cision ; de plus, les lampes peuvent avoir des défaillances. C'est pourquoi les contrôleurs électroniques actuels des lampes HID présentent l'inconvénient de n'avoir que des fonctions de protection incomplètes ou des circuits trop compliqués. Il n'est pas facile de commander rapidement le démarrage ou d'arrêter le circuit de fonctionnement pendant la commande. Le microcontrôleur peut être 2910221 2 bloqué par des procédés de fonctionnement. Le microcontrôleur a une routine puissante pour contrôler les capacités mais il travaille à vitesse lente ; de plus, son effet protecteur n'est pas bon pour certaines situations anormales de la lampe et son coût est très élevé. En outre, lors- 5 qu'il détecte un état de la lampe, le procédé de détection doit s'appliquer à chaque extrémité de la lampe ou de plusieurs lampes en série. L'évaluation peut facilement être fausse à cause de la très grande imprécision de la lampe et des nombreux signaux. But de l'invention 10 La présente invention a pour but de développer un circuit de commande et de protection de la sortie d'une lampe d'un contrôleur électronique pour une lampe à décharge haute intensité. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un circuit de protection et 15 de commande du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est composé d'ensembles formés par un comparateur, une horloge et une commande de modulation de largeur d'impulsion, le premier ensemble formé d'un comparateur détecte l'oscillation de blocage ; 20 le deuxième ensemble formé d'un comparateur détecte l'état d'éclairage de la lampe HID ; le troisième ensemble formé d'un comparateur CA3 assure une fonction protectrice pour détecter si la lampe HDI est en situation de sous-tension ou de court-circuit, 25 le quatrième ensemble formé d'un comparateur assure une fonction protectrice pour détecter si la lampe HID est dans un état de tension trop élevée ; l'horloge assure les fonctions de protection pour la charge nulle et la lampe non allumée ; 30 la commande de modulation de largeur d'impulsion commande la puissance de sortie de la lampe, assure une fonction protectrice pour les situations anormales et démarre la lampe en ayant également une fonction de démarrage en douceur. 2910221 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du mode de réalisation préfé- 5 rentiel de l'invention, - la figure est une vue schématique du circuit 1 du mode de réalisation préférentiel, - la figure 3 est une vue schématique du circuit 2 du mode de réalisation préférentiel. 10 Description détaillée du mode de réalisation Selon les figures 1, 2, 3 l'invention concerne un circuit de protection et de commande de sortie de lampe d'un contrôleur électronique appliqué à une lampe à décharge haute intensité ; le circuit 1 se compose de quatre ensembles de comparateurs à plage différentielle 15 agrandie CA 1, CA2, CA3, CA4, d'une horloge T, d'une commande de modulation de largeur d'impulsion P. Le premier ensemble formé par le comparateur CA1 détecte l'oscillation de blocage ; le second ensemble formé par le comparateur CA2 détecte l'allumage ou non de la lampe HID ; le troisième ensemble formé par le comparateur CA3 assure une 20 fonction de protection pour détecter si lampe HDI est en sous-voltage ou en court-circuit ; le quatrième ensemble formé par le comparateur CA4 assure une fonction protectrice pour détecter une tension excessive appliquée à la lampe HDI. A la figure 3, les points de connexion a1...a7 sont reliés 25 au points de connexion b l .b7 de la figure 2. L'horloge assure les fonctions de protection pour la charge nulle et la lampe non allumée ; la commande de modulation de largeur d'impulsion P, commande la puissance de sortie de la lampe et les fonctions de protection pour des situations anormales ; elle démarre la lampe et a également une fonction 30 de démarrage en douceur. La détection d'une situation anormale de la lampe selon l'invention ne se fait pas aux deux extrémités de la lampe ou d'une série de lampes reliées puisque l'erreur de jugement produit par divers signaux de démarrage de lampe ou des divers signaux de fonctionnement. Les signaux de détection d'une trop forte tension sont 35 des variations négatives en mouvement basse tension. Le courant du 3 2910221 4 composant MOSFET sera appliqué aux signaux pour détecter une tension de lampe trop faible. Plus la tension appliquée à la lampe est faible et plus le courant traversant le composant MOSFET sera élevé. Ce signal est fourni à chaque comparateur pour être évalué ; une erreur 5 d'évaluation reposant sur un état de basse tension après l'instant du démarrage et une situation de haute tension appliquée à la lampe pendant le fonctionnement normal d'une lampe ancienne seront ainsi évitées. Le signaux de détection correspondant clairement aux mouvements à vitesse élevée de chaque comparateur et au fonctionne-ment stable de l'horloge T ; lorsqu'on branche l'alimentation en utilisant les effets du circuit B pour commander le circuit de rectification et d'interférence électromagnétique, on crée une haute tension de sortie au point (400V) par le circuit de calibrage de puissance, active, travaillant entre une et deux secondes et s'arrêtant entre 15 et 25 secondes. A ce 15 moment, le blocage du circuit oscillant CA 1, qui forme le comparateur, sera lancé instantanément. La commande de modulation de largeur d'impulsion P fournit en sortie une haute fréquence de façon instantanée et le circuit de commande de puissance est mis en oeuvre pour arriver jusqu'au voisinage de 0 V. La tension Vab est d'environ 400V et la 20 lampe n'a pas encore démarré à ce moment. Tout circuit du contrôleur de la lampe à décharge à haute intensité fournit en sortie la basse fréquence pour démarrer le circuit et les deux extrémités de la lampe créeront une impulsion de tension élevée de l'ordre de 4-5 KV pour démarrer CA 1. Lorsque la lampe s'allume, le comparateur CA2 envoie 25 un signal pour arrêter le blocage de l'oscillation ; ce signal arrêtera également le comptage de l'horloge. Comme lorsque la puissance est appliquée mais que la lampe n'est pas allumée, l'horloge T enverra un signal pour arrêter toutes les sorties du système. Cependant, si la lampe est vieille et la tension appliquée à la lampe est élevée, le procédé de détec- 30 tion passera par le comparateur CA3. En cas de surcharge, de tension trop faible appliquée à la lampe ou de court-circuit en sortie, on détectera à l'aide de l'élément CA4. Ainsi, l'invention a l'avantage d'assurer une réponse rapide, d'économiser de la puissance, d'être très stable et d'un coût de 2910221 5 fabrication peu élevé et de permettre d'assurer toutes les fonctions de protection requises. 5..FT: CIRCUIT DE PROTECTION ET DE COMMANDE DE SORTIE DE LAMPE POUR UN CONTROLEUR ELECTRONIQUE D'UNE LAMPE A DECHARGE HAUTE INTENSITE REVENDICATIONS 1. Circuit de protection et de commande de sortie de lampe d'un contrôleur électronique pour une lampe à décharge haute intensité caractérisé en ce qu' il est composé d'ensembles formés par un comparateur, une horloge et une commande de modulation de largeur d'impulsion, le premier ensemble formé d'un comparateur détecte l'oscillation de blocage le deuxième ensemble formé d'un comparateur détecte l'état d'éclairage de la lampe HID ; le troisième ensemble formé d'un comparateur CA3 assure une fonction protectrice pour détecter si la lampe HDI est en situation de sous-tension ou de court-circuit, le quatrième ensemble formé d'un comparateur assure une fonction protectrice pour détecter si la lampe HID est dans un état de tension trop élevée ; l'horloge assure les fonctions de protection pour la charge nulle et la lampe non allumée ; la commande de modulation de largeur d'impulsion commande la puis- sance de sortie de la lampe, assure une fonction protectrice pour les situations anormales et démarre la lampe en ayant également une fonction de démarrage en douceur.25