Brevet FR2901956A1 — publié le 20071207

PROCEDE DE GESTION DE DIODES ELECTROLUMINESCENTES DISPOSEES EN SERIE ET LANTERNE INCORPORANT DES DIODES ELECTROLUMINESCENTES EN SERIE La présente invention se rapporte à une lanterne plus particulièrement destinée à l'éclairage public, incorporant des diodes électroluminescentes en série ainsi qu'à un procédé de gestion de diodes électroluminescentes disposées en série. L'éclairage public est un secteur gourmand en énergie électrique qui représente une grande partie du budget électricité d'une ville. A titre d'exemple, le réseau d'éclairage public peut comprendre jusqu'à 100 000 points lumineux en surface pour une ville comme Paris. Comme illustré sur la figure 1, un point lumineux 10, également appelé lanterne, est rapporté sur un candélabre ou contre une façade et comprend un châssis 12 sur lequel sont rapportés un bloc optique 14, un bloc électrique 16, des moyens de fixation 18, l'ensemble étant disposé dans une coque 20 comprenant généralement en partie inférieure un couvercle 22 mobile transparent. La coque et le couvercle peuvent avoir différentes formes en fonction de l'esthétique recherchée. Selon un mode de réalisation de l'art antérieur, le bloc optique 14 comprend un réflecteur 24 ainsi qu'une source lumineuse 26 sous forme généralement d'une lampe à incandescence alimentée par un courant électrique fourni et régulé par le bloc électrique 16. Pour réduire la consommation d'énergie, une première voie consiste à prévoir une 20 meilleure commande du point lumineux, notamment en pilotant de manière efficace sa durée de fonctionnement et/ou en ajustant en fonction des besoins l'intensité lumineuse des points lumineux. Une seconde voie consiste à réduire la consommation d'énergie des points lumineux. Ainsi, on sait que théoriquement le remplacement des ampoules à incandescence par des diodes électroluminescentes, appelées LEb pour la suite de la description, permet une économie d'énergie de l'ordre de 70% à intensités lumineuses égales. Cependant, cette substitution n'est pas simple à réaliser. En effet, compte tenu du nombre de points lumineux déjà mis en place, l'utilisation des LEb doit être compatible avec les lanternes existantes. Une LEb produisant un flux lumineux faible, il est nécessaire de regrouper plusieurs LEb pour obtenir une intensité lumineuse équivalente à une ampoule à incandescence. La disposition des LEb en parallèle permet d'obtenir un fonctionnement plus sûr dans la mesure où le dysfonctionnement d'une LEb ne nuit pas au fonctionnement des autres LEb. Cependant, cette disposition complexifie la gestion de l'alimentation électrique car elle requiert une intensité nettement supérieure à celle disponible dans les dispositifs existants. La disposition en série permet d'obtenir une gestion de l'alimentation électrique simplifiée compatible avec les dispositifs existants. Toutefois, cette disposition n'est pas utilisée dans la mesure où le dysfonctionnement d'une seule LEb provoque le non fonctionnement du point lumineux. Par conséquent, seules des solutions hybrides ont vu le jour consistant à rassembler plusieurs LEb en série sur une barrette et à disposer plusieurs barrettes en parallèle pour constituer le point lumineux. Ainsi, si une LEb est défectueuse, seule une barrette ne fonctionne pas, les barrettes restantes permettant d'obtenir un fonctionnement dégradé du point lumineux, l'altération du fonctionnement du point lumineux étant d'autant plus importante que le nombre de barrettes est réduit. Or, pour obtenir une gestion de l'alimentation simplifiée, il convient de réduire le nombre de barrettes. Par conséquent, ce mode de réalisation n'est pas pleinement satisfaisant. Aussi, la présente invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant une source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série, compatible avec les lanternes existantes, susceptible d'offrir un fonctionnement sûr. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de gestion de diodes électroluminescentes disposées en série de manière à constituer une source lumineuse caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir une dérivation pour chaque diode électroluminescente et/ou chaque groupe d'un nombre restreint de diodes luminescentes en série, à détecter le dysfonctionnement d'une diode électroluminescente et à court-circuiter la diode électroluminescente défectueuse ou le groupe de diodes électroluminescentes comportant la diode électroluminescente défectueuse par le biais de la dérivation associée. Cette solution permet d'une part de simplifier l'alimentation électrique de la source lumineuse et la rend compatible aux lanternes existantes, et d'autre part, d'obtenir un fonctionnement sûr, une diode électroluminescente défectueuse étant automatiquement court-circuitée et n'altérant pas le fonctionnement des autres diodes électroluminescentes disposées en série. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'une lanterne selon l'art 25 antérieur, - la figure 2 est une représentation schématique d'une lanterne selon l'invention, - la figure 3 est une vue de dessus illustrant une source lumineuse selon l'invention, - les figures 4A à 4C sont des coupes illustrant différentes optiques susceptibles d'être associées chacune à une diode électroluminescente, - la figure 5 est une coupe illustrant le montage d'une diode électroluminescente et d'une optique sur un châssis, -la figure 6 est un schéma électrique illustrant l'alimentation d'une série de diodes électroluminescentes et la mise en court-circuit d'une diode électroluminescente défectueuse selon l'invention. - La figure 7 est un schéma électrique illustrant l'alimentation d'une série de diodes électroluminescentes et la mise en court-circuit d'une diode électroluminescente défectueuse selon une variante améliorée de l'invention, et - La figure 8 est un schéma électrique d'un composant électrique correspondant à un étage du schéma de la figure 7. Sur la figure 2, on a représenté à titre d'illustration une lanterne 30 susceptible d'être rapportée sur un candélabre ou contre la façade d'un bâtiment. Cette lanterne 30 comprend un châssis 32, un bloc optique 34, un bloc électrique 36, des moyens 38 de fixation, l'ensemble étant disposé dans une coque 40 dont au moins une partie est ouverte ou transparente pour permettre le passage de la lumière. La coque peut comprendre un couvercle mobile pour permettre d'intervenir à l'intérieur de la coque, notamment pour l'entretien. Elle peut avoir différentes formes en fonction de l'esthétique recherchée. Le bloc électrique constitue une interface entre le bloc optique et le reste du réseau d'alimentation électrique non représenté. Il peut être utilisé pour assurer la gestion de la tension et/ou de l'intensité fournies au bloc optique, notamment en régulant l'intensité. Un exemple de mode de réalisation dudit bloc électrique sera décrit ultérieurement au regard de la figure 6. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation. De même, l'invention n'est pas limitée aux lanternes et à l'éclairage public mais couvre toutes les applications nécessitant une source lumineuse économique et fiable. Le bloc optique 34 comprend une source lumineuse 42 et des moyens de diffusion de la lumière. Selon l'invention, la source lumineuse 42 comprend une pluralité de diodes électroluminescentes 44 disposées en série. Pour la suite de la description, une diode électroluminescente sera appelée LEC). Selon un mode de répartition illustré sur la figure 3, les LEC) 44 sont disposées selon des colonnes et des lignes de manière à former un quadrillage et constituer une tâche lumineuse, le nombre de LEC) 44 étant ajusté de manière à obtenir une intensité lumineuse sensiblement équivalente à celle d'une ampoule à incandescence. Des moyens de diffusion sont prévus pour diffuser la lumière émise par les LEC) 44. Avantageusement, la source lumineuse comprend des moyens pour concentrer la lumière émise. Selon un mode de réalisation, les LEC) 44 peuvent être rapportées sur un support susceptible d'être incurvé pour former une surface en creux à la manière d'un réflecteur de l'art antérieur. Selon un autre mode de réalisation privilégié, un moyen 46 de diffusion est associé à chaque LEC) 44, ledit moyen 46 de diffusion se présentant sous forme d'un tronc de cône dont la petite extrémité est accolée contre la LEC). En fonction de la disposition de la LEC) 44 dans la tâche, le moyen 46 de diffusion a un angle a adapté pour focaliser plus ou moins la lumière, comme illustré sur les figures 4A à 4C. Ainsi, les moyens 46 de diffusion ont un angle a qui augmente en fonction de l'éloignement du centre de la tâche. Sur la figure 5, on a représenté de manière schématique un montage d'une LEC) selon un mode de réalisation. La source lumineuse 42 comprend un support sous forme d'un circuit imprimé 48 sur lequel sont rapportées les LEC) 44. Chaque LEC) 44 est reliée par des moyens de connexion 50 au circuit imprimé 48. Ces moyens 50 ne sont pas détaillés car ils sont connus de l'homme du métier. Des moyens de refroidissement peuvent être prévus pour évacuer la chaleur produite par la LEC). Selon un mode de réalisation, au moins un conducteur thermique 52 traverse le support 48 pour relier la LEC) avec un échangeur thermique 54, notamment en alliage d'aluminium. Le moyen de diffusion 46 est rapporté contre la LEC). Pour limiter les risques de rupture de la liaison électrique entre la LEC) et le support, des moyens sont prévus pour maintenir plaquée la LEC) contre le support. Selon un mode de réalisation, un couvercle 56 laissant passer le faisceau lumineux est rapporté contre le moyen 46 de diffusion, au moins un tirant 58 permettant de relier ledit couvercle 56 audit support 48 ou à l'échangeur thermique 54 relié audit support 48. Ainsi, le couvercle 56 permet de plaquer le moyen de diffusion contre la LEC) et 20 la LEC) contre le support 48. Ce mode de liaison décrit pour une LEC) peut être dupliqué pour les autres LEC) formant la source lumineuse. Selon l'invention, les LEC) 44 sont disposées en série et la source lumineuse comprend pour chaque LEC), des moyens 60 pour détecter le dysfonctionnement 25 de la LEC) associée et des moyens 62 pour mettre en court circuit ladite LEC) en utilisant une dérivation, lorsque les moyens 60 ont détecté un dysfonctionnement. En complément, le dispositif de l'invention comprend une alimentation électrique 64. Avantageusement, pour rendre la source lumineuse de l'invention compatible avec les installations existantes, la source lumineuse comprend un redresseur 66 afin de redresser la tension alternative du secteur utilisée auparavant. En suivant, des moyens 68 de régulation du courant sont prévus en amont des LEC) disposées en série afin de délivrer un courant sensiblement constant et d'ajuster ledit courant en fonction de l'intensité lumineuse désirée. De préférence, un dispositif de pilotage tel que décrit dans la demande de brevet FR-0650986 est associé à la source lumineuse afin de commander les moyens 68 de régulation du courant afin d'ajuster l'intensité lumineuse délivrée par ladite source lumineuse. Le dispositif peut comprendre des moyens 70 de mesure de l'intensité en aval des LEC), susceptibles de commander les moyens 68 de régulation du courant en fonction de l'intensité mesurée. Le fait de prévoir des LEC) en série permet de simplifier l'alimentation électrique et les moyens 68 de régulation contrairement à une source lumineuse avec des LEC) ou des groupes de LEC) en parallèle. Selon un mode de réalisation préféré et illustré sur la figure 6, les moyens 60 pour détecter un dysfonctionnement d'une LEC) se présentent sous la forme d'un élément photosensible, notamment une diode photosensible, susceptible de detecter si la LEC) associée n'émet aucun rayonnement lumineux. Selon un mode de réalisation, l'élément permettant de détecter le dysfonctionnement de la LEC) peut se présenter sous la forme d'une diode électroluminescente appelé pour la suite LEC) réceptrice pour la différencier des LEC) 44. En effet, en fonction de la lumière reçue, la tension aux bornes de la diode électroluminescente réceptrice varie. De plus il existe un effet de seuil lorsque la lumière est importante, dans le cas présent lorsque la LEC) 44 associé fonctionne et éclaire. Les moyens 62 pour court-circuiter une LEC) comprennent au moins un transistor T2 dont le collecteur est relié en amont de la LEC) et l'émetteur est relié en aval de la LEC), la base du transistor étant reliée à la diode photosensible 60. Ainsi, lorsqu'une LEC) n'émet plus un rayonnement lumineux, la diode photosensible 60 change d'état ce qui engendre le basculement du transistor T2 qui court-circuite alors la LEC). Ainsi, selon le montage de l'invention, même si une LEC) est défectueuse, les autres LEC) de la source lumineuse continuent d'émettre, ladite LEC) défectueuse étant court-circuitée. De préférence, les moyens 62 comprennent deux transistors T2 et Ti, Ti étant intercalé entre la diode photosensible 60 et le transistor T2 et permettant d'amplifier le signal émis par ladite diode photosensible. Selon un mode de réalisation, des résistances R en série sont prévues en parallèle de la série de LEC). Des moyens de contrôle 72 et de régulation 74 de la tension sont prévus pour réguler la tension à chaque extrémité de la série de résistances R. En complément, une résistance R' est intercalée entre d'une part la base du transistor T2 et d'autre part un point reliant deux résistances R pour constituer avec chaque résistance R un diviseur de tension. Ainsi, les résistances R montées en série permettent d'obtenir une tension de référence équivalente à celle des LEC) 44, les résistances R' permettant d'obtenir la polarisation du transistor T2 en obtenant une tension supérieure à celle de la LEC) 44. La ou les LEC) défectueuses peuvent être remplacées par de nouvelles LEC) qui émettent de nouveau un rayonnement lumineux sans perturber le fonctionnement 25 des autres LEC). Pour détecter le dysfonctionnement de certaines LEC), on peut associer à la source lumineuse un dispositif tel que décrit dans la demande de brevet FR-0650986 susceptible de mesurer l'intensité lumineuse émise par la source. Lorsque cette dernière descend en dessous d'un seuil prédéterminé correspondant à un nombre prédéterminé de LEC) défectueuse, une alerte est transmise. Ainsi avertis, les opérateurs chargés de l'entretien remplacent les LEC) ne fonctionnant plus. La présence d'une nouvelle LEC) 44 qui éclaire de nouveau l'élément sensible 60 associé permet de rebasculer les transistors et de ne plus court-circuiter la nouvelle LEC) mise à la place d'une LEC) défectueuse. En variante, au lieu de prévoir une seule LEC) associée à une diode photosensible et un circuit de dérivation commandé par un transistor T2 pour court-circuiter ladite LEC), on pourrait prévoir deux ou trois LEC) disposées en série associées à une diode photosensible et un circuit de dérivation commandé par un transistor T2 pour court-circuiter lesdites LEC). Ainsi dès que la diode photosensible détecte le dysfonctionnement d'au moins une LEC), le transistor T2 bascule et court-circuite la série de LEC) associées à la diode photosensible. On peut difficilement prévoir plus de trois LEC) associées à une diode photosensible sinon le dysfonctionnement d'une seule LEC) conduirait à un trop grand nombre de LEC) court-circuitées et donc à une altération trop importante de la source lumineuse. De plus, l'opérateur chargé de la maintenance devrait dans ce cas changer la série de LEC) court-circuitées incluant la LEC) défectueuse ce qui conduirait à une perte de temps et à changer des LEC) en parfait état. Sur la figure 7, on a représenté une variante améliorée. Selon ce montage, une diode Zener 64 peut être disposée en parallèle à chaque LEC) 44. Cet agencement permet au démarrage lorsque les LEC) 44 ne fonctionnent pas et n'éclairent pas l'élément 60 d'éviter le basculement du transistor T2. Selon une autre amélioration, les moyens 62 pour court-circuiter une LEC) comprennent trois transistors Ti, T2, T3 dont la base est reliée à celle du transistor T2 permettant d'éviter une tension trop importante lorsque plusieurs LEb 44 ne fonctionnent plus. Cet agencement permet d'éviter de surdimensionner les composants, notamment les transistors Ti et T2. Sur la figure 7, on a représenté uniquement deux étages, ces derniers pouvant être multipliés en fonction du nombre de LEb 44 nécessaire. Sur la figure 8, on a représenté un composant électrique correspondant à une LEb protégée, permettant lorsque plusieurs composants sont disposés en série de faire fonctionner des LEb en série. Ainsi, l'application de ce composant n'est pas limitée à l'éclairage public mais il peut être utilisé lorsqu'il est nécessaire de faire fonctionner des diodes électroluminescentes en série. Ce composant peut comprendre dans sa version minimaliste une LEb 44, des moyens 60 pour détecter un dysfonctionnement de ladite LEb et des moyens 62 pour court-circuiter la LEb lorsque cette dernière est défectueuse. REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion de diodes électroluminescentes (44) disposées en série de manière à constituer une source lumineuse (42) caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir une dérivation pour chaque diode électroluminescente (44) et/ou chaque groupe d'un nombre restreint de diodes électroluminescentes en série, à détecter le dysfonctionnement d'une diode électroluminescente (44) et à court-circuiter la diode électroluminescente défectueuse ou le groupe de diodes électroluminescentes comportant la diode électroluminescente défectueuse par le biais de la dérivation associée. 2. Procédé de gestion de diodes électroluminescentes (44) disposées en série de manière à constituer une source lumineuse (42) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste pour chaque diode électroluminescente et/ou chaque groupe d'un nombre restreint de diodes électroluminescentes en série à détecter le dysfonctionnement d'une ou des diode(s) électroluminescente(s) associée(s) à l'aide d'un élément photosensible (60), notamment une diode. 3. Procédé de gestion de diodes électroluminescentes (44) disposées en série de manière à constituer une source lumineuse (42) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste pour chaque diode électroluminescente et/ou chaque groupe d'un nombre restreint de diodes électroluminescentes en série à court-circuiter la diode électroluminescente défectueuse ou le groupe de diodes électroluminescentes comportant la diode électroluminescente défectueuse grâce à au moins un transistor T2 dont le collecteur est relié en amont de la diode électroluminescente ou du groupe de diodes électroluminescentes associé et l'émetteur est relié en aval de la diode électroluminescente ou du groupe de diodes électroluminescentes associé. 4. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série caractérisée en ce qu'elle comprend pour chaque diode électroluminescente (44) et/ou chaque groupe d'un nombre restreint de diodes électroluminescentes en série, des moyens (60) pour détecter le dysfonctionnement d'une diode électroluminescente (44) et des moyens (62) pour court-circuiter la diode électroluminescente défectueuse ou le groupe de diodes électroluminescentes comportant la diode électroluminescente défectueuse lorsque les moyens (60) ont détecté un dysfonctionnement. 5. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément photosensible (60), notamment une diode, pour chaque diode électroluminescente (44) et/ou chaque groupe d'un nombre restreint de diodes électroluminescentes en série, pour détecter le dysfonctionnement d'une diode électroluminescente (44). 6. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un transistor T2 dont le collecteur est relié en amont de la diode électroluminescente ou du groupe de diodes électroluminescentes associé et l'émetteur est relié en aval de la diode électroluminescente ou du groupe de diodes électroluminescentes associé pour court-circuiter une diode électroluminescente défectueuse ou un groupe de diodes électroluminescentes comportant une diode électroluminescente défectueuse lorsque les moyens (60) ont détecté un dysfonctionnement. 7. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend deux transistors T2 et Ti, Ti permettant d'amplifier le signal émis par l'élément photosensible (60) et reçu par le transistor T2. 8. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (68) de régulation du courant en amont des diodes électroluminescentes disposées en série afin de délivrer un courant sensiblement constant et d'ajuster ledit courant en fonction de l'intensité lumineuse désirée. 9. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend, associé à chaque diode électroluminescente (46), un moyen (46) de diffusion se présentant sous forme d'un tronc de cône dont la petite extrémité est accolée contre la diode électroluminescente associée. 10. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon la revendication 9, caractérisée en ce que le moyen (46) de diffusion a un angle a adapté pour focaliser plus ou moins la lumière, qui augmente en fonction de l'éloignement du centre de la tâche formée par ladite source lumineuse. 11. Source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes en série selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend un support (48) sur lequel sont rapportées les diodes électroluminescentes (44) et, associé à chaque diode électroluminescente (44), des moyens (56, 58) pour maintenir plaquée la diode électroluminescente contre ledit support (48). 12. Composant électrique permettant de faire fonctionner des diodes électroluminescente en série caractérisé en ce qu'il comprend une diode électroluminescente (44), des moyens (60) pour détecter le dysfonctionnement de ladite diode électroluminescente (44) et des moyens (62) pour court-circuiter ladite diode électroluminescente défectueuse lorsque les moyens (60) ont détecté un dysfonctionnement. 13. Composant électrique selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un élément photosensible (60) pour détecter le dysfonctionnement de la diode électroluminescente (44). 14. Composant électrique selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément photosensible (60) est une diode électroluminescente. 15. Composant électrique selon la revendication 12, 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un transistor T2 dont le collecteur est relié en amont de la diode électroluminescente, l'émetteur est relié en aval de la diode électroluminescente, les moyens (60) étant reliés à la base du transistor T2. 16. Composant électrique selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend un transistor Ti intercalé entre le transistor T2 et les moyens (60) permettant de détecter le dysfonctionnement de la diode électroluminescente (44). 17. Composant électrique selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il 15 comprend trois transistors, le transistor T3 ayant sa base reliée à celle du transistor T2. 18. Composant électrique selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend une diode Zener en parallèle de la diode électroluminescente (44).