Brevet FR2922711A1 — publié le 20090424

La présente invention concerne le domaine technique de l'éclairage au sens général, et elle vise plus précisément une lampe à culot métallique, à vis ou à baïonnette. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse pour une lampe à culot métallique à baïonnette de préférence de type BA9S. Dans l'état de la technique, il est connu d'utiliser dans de nombreuses applications, des lampes à culot du type à incandescence. Pour remédier notamment à un problème de rendement, il a été proposé de remplacer le filament d'une telle lampe par une diode électroluminescente, en conservant le culot métallique, afin de pouvoir remplacer en lieu et place sans modification, une lampe à incandescence par une lampe à diode électroluminescente. L'utilisation d'une diode électroluminescente nécessite d'y associer un circuit électrique de commande et de protection. Ainsi, le circuit électrique doit mettre en oeuvre un étage résistif de limitation de courant et de protection contre les perturbations électromagnétiques. De plus, compte tenu de l'incertitude sur la polarité de la source d'alimentation, le circuit électrique comporte un étage redresseur. Enfin, il devient nécessaire de monter en série avec la diode électroluminescente, une diode à tension de seuil permettant de fixer une valeur de tension d'alimentation au-dessus de laquelle la diode est allumée. A cet égard, il s'avère nécessaire de remédier au problème des perturbations de la tension d'alimentation, qui conduisent à un problème de scintillement de la diode électroluminescente, ne permettant pas d'obtenir un fonctionnement pour des valeurs précises de la tension d'alimentation. Par ailleurs, l'adaptation d'une diode électroluminescente sur une lampe à culot métallique, pose un problème de montage des composants du circuit électrique de commande et de protection. En effet, une telle lampe présente une taille limitée, de sorte qu'il est difficile de loger à l'intérieur de la lampe, les différents composants électroniques devant être associés à une telle diode électroluminescente. De façon complémentaire, il apparaît un problème d'échauffement, et par suite un problème de détérioration des composants électroniques sensibles à la chaleur. En effet, il s'avère que les composants résistifs sont placés à proximité des composants électroniques sensibles à la température, compte tenu de la faible place disponible à l'intérieur de la lampe. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, en proposant une lampe à diode électroluminescente à culot métallique, conçue pour présenter une plage déterminée de fonctionnement, quelles que soient les perturbations de la tension d'alimentation, tout en permettant de présenter une durée de vie relativement élevée en préservant les composants électroniques d'un échauffement trop important. Pour atteindre un tel objectif, la lampe à diode électroluminescente comporte un culot métallique définissant avec un plot central, des bornes de connexion à une source d'alimentation électrique, le culot métallique étant surmonté par une coiffe de protection délimitant en son centre, un logement de réception pour une diode électroluminescente supportée par une plaquette de support logée à l'intérieur de la lampe et servant à la fixation de composants électroniques formant un circuit électronique comportant un étage résistif et de protection contre les perturbations électromagnétiques, monté entre les bornes de connexion et un pont redresseur alimentant la diode électroluminescente montée en série avec une diode à tension de seuil. Selon l'invention, un étage de filtration des perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique est disposé sur la plaquette de support entre le pont redresseur et l'étage résistif et de protection, et les composants électroniques de l'étage résistif et de protection sont montés sur la plaquette de support, de manière à être situés à l'intérieur du culot métallique qui est rempli par une résine thermoconductrice afin de transférer et d'évacuer par le culot métallique, les calories provenant de l'étage résistif et de protection. Selon une variante préférée de réalisation, l'étage de filtration comporte un 25 condensateur monté en parallèle du pont redresseur. Avantageusement, l'étage de filtration comporte une fréquence de coupure adaptée pour éliminer les perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique, conduisant à un scintillement de la diode électroluminescente. Par ailleurs, l'étage de filtration comporte une fréquence de coupure adaptée 30 pour éliminer les perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique présentant une valeur de tension supérieure à la tension de seuil de la diode à tension de seuil. Selon une variante préférée de réalisation, la résine thermoconductrice remplit également l'intérieur de la coiffe de protection. Selon un exemple préféré de réalisation, l'étage résistif et de protection comporte deux résistances montées en série en étant reliées à une borne de connexion et à l'autre borne de connexion via une diode transil, les deux résistances étant reliées à une borne du condensateur à l'aide d'une résistance. Avantageusement, la plaquette de support est un circuit imprimé. Par exemple, la coiffe de protection et le culot métallique sont assemblés ensemble à l'aide d'une bague intermédiaire. De préférence, l'étage redresseur est un pont à 4 diodes. Selon une application préférée, le culot métallique est à baïonnette de type de préférence BA9S. La Figure 1 est une vue de dessus en perspective d'une lampe conforme à l'invention. La Figure 2 est une vue de dessous en perspective d'une lampe conforme à l'invention. La Figure 3 est une vue éclatée en perspective d'une lampe conforme à l'invention. La Figure 4 est un schéma électrique de la lampe conforme à l'invention. La Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une lampe conforme à l'invention, prise sensiblement selon les lignes V de la Fig. 2. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 à 5, l'objet de l'invention concerne une lampe 1 à culot métallique 2 au sens général du type à vis ou à baïonnette. Selon une application avantageuse décrite ci-après, l'objet de l'invention concerne une lampe avec un culot métallique 2 à baïonnette du type de préférence BA9S. Cette lampe 1 comporte un culot métallique 2 présentant de manière classique une forme tubulaire de section droite transversale circulaire. Le culot métallique 2 est muni d'un fond 3 présentant un trou pour le montage d'une bague isolante 4 de section tronconique équipée en son centre, d'un plot central 5 métallique. De manière classique, le culot métallique 2 et le plot métallique 5 définissent les deux bornes de connexion de la lampe à une source d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'un connecteur non représenté mais connu en soi. Dans l'exemple préféré de réalisation, le culot métallique 2 est pourvu à sa surface externe, de deux ergots saillants 7 diamétralement opposés, de manière à former un culot à baïonnette adapté pour être monté dans un connecteur associé. Le culot métallique 2 est ouvert à l'opposé de son fond 3, pour permettre de recevoir une coiffe de protection 8 réalisée en tout matériau approprié. De préférence, la coiffe 8 est montée sur le culot métallique 2, à l'aide d'une bague d'assemblage intermédiaire 9 présentant une collerette saillante 10 sur laquelle prend appui d'un côté, le culot métallique 2 et, de l'autre côté, la coiffe de protection 8. La coiffe de protection 8 délimite en son centre, un logement 12 de réception pour une diode électroluminescente 14 s'étendant légèrement en saillie par rapport à la coiffe de protection 8. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 3 et 5, la diode électroluminescente 14 est supportée par une plaquette de support 15, telle qu'un circuit imprimé. Le circuit imprimé 15 permet la fixation de divers composants électroniques formant un circuit électronique 16 tel qu'illustré à la Fig. 4. Le circuit électronique 16 comporte un étage 21 résistif et de protection contre les perturbations électromagnétiques, monté aux bornes du culot métallique 2 et du plot central 5. Selon un exemple préféré de réalisation, l'étage résistif 21 comporte trois résistances en série R1, R2 et R3, avec la résistance R1 reliée dans l'exemple illustré au plot central 5. Le point commun entre les résistances R2 et R3 sert de liaison pour une borne d'une diode transil D1 de protection contre les perturbations électromagnétiques, dont l'autre borne est reliée au culot métallique 2. Selon une caractéristique de l'invention, le circuit électronique 16 comporte un étage 23 de filtration des variations de la tension de la source d'alimentation électrique conduisant à un scintillement de la diode électroluminescente. Selon une caractéristique préférée de réalisation, cet étage de filtration 23 comporte un condensateur 24 dont l'une des bornes est reliée à la résistance R3, tandis que l'autre borne est reliée au point commun entre le culot métallique 2 et la diode transil D1. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, le condensateur 23 est disposé entre l'étage résistif et de protection 21 et un pont redresseur 25. De préférence, le pont redresseur 25 comporte 4 diodes D2 à D5. Les diodes D2 et D3 sont montées en série dans une branche parallèle à une branche comportant les diodes D4 et D5 montées également en série. L'une des bornes du condensateur 24 est reliée au point commun entre les diodes D2 et D3, tandis que l'autre borne du condensateur 24 est reliée au point commun entre les diodes D4 et D5. Le pont redresseur 25 alimente la diode électroluminescente 14 montée en série avec une diode à tension de seuil 30 telle une diode zener permettant de déterminer la tension de seuil ou d'allumage de la diode électroluminescente 14. En effet, il doit être considéré que la diode zener 30 présente une tension de seuil V au-delà de laquelle la diode électroluminescente 14 éclaire. Toutefois, il apparaît que la source d'alimentation électrique peut présenter des perturbations en fréquence supérieures à cette tension de seuil V ayant pour conséquence d'entrainer un scintillement de la diode électroluminescente 14. Il est à noter que l'étage de filtration 23 comporte une fréquence de coupure adaptée pour éliminer les perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique conduisant à un scintillement de la diode électroluminescente 14. L'étage de filtration 23 comporte une fréquence de coupure adaptée pour éliminer les perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique présentant une valeur de tension supérieure à la valeur V de la tension de la diode zener 30 mais présentant une fréquence élevée. Typiquement, l'étage de filtration 23 permet d'éliminer les sauts brusques ou ponctuels de tension supérieurs à la valeur V de la tension de seuil. Il est à noter que dans le cas où la source d'alimentation électrique délivre une tension alternative, l'étage de filtration 23 est adapté pour ne pas filtrer la tension alternative d'alimentation. Ainsi, si la tension d'alimentation présente une fréquence maximale de l'ordre de 400 Hz, la fréquence de coupure de l'étage de filtration 23 est supérieure à cette valeur de fréquence maximale. Selon une autre caractéristique de l'objet de l'invention, les composants électroniques de l'étage résistif et de protection 21 sont montés sur le circuit imprimé 15, de manière à être situés à l'intérieur du culot métallique 2. En d'autres termes, et tel que cela ressort plus précisément de la Fig. 5, les composants de l'étage résistif et de protection 21 sont montés de manière à s'étendre à un niveau inférieur de celui délimité par le plan P passant par le bord extrême libre du culot métallique 2, en appui sur l'épaulement 10 de la bague 9. De préférence, les composants de l'étage redresseur 25, la diode zener 30 et la diode électroluminescente 14 sont montés sur le circuit imprimé 15 de manière à être situés en dehors du culot métallique 2. De préférence, la diode électroluminescente 14 est montée sur le circuit imprimé 15 sur le bord opposé du bord voisin du plot central 5. Il est à noter que le condensateur 24 est monté sur le circuit imprimé 15 de manière indifférente par rapport au plan P. Avantageusement, le culot métallique 2 est rempli par une résine thermoconductrice 40 adaptée pour transférer et évacuer par le culot métallique 2 les calories provenant essentiellement de l'étage résistif et de protection 21 et notamment des résistances RI à R3. Selon une caractéristique préférée de l'invention, la résine conductrice 40 remplit complètement l'intérieur de la lampe 1. Ainsi, tel que cela ressort plus précisément de la Fig. 5, la résine conductrice 40 remplit à la fois le culot métallique 2 et l'intérieur de la coiffe de protection 8. Il ressort de la description qui précède que la lampe 1 éclaire avec une diode électroluminescente tout en présentant une plage de fonctionnement déterminée insensible aux fluctuations en fréquence de la tension d'alimentation électrique en raison de l'étage de filtration 23. Par ailleurs, il doit être considéré que le circuit électronique 16 est optimisé pour avoir un nombre réduit de composants qui sont disposés les uns par rapport aux autres pour tenir compte de leur fonctionnement à l'intérieur de la lampe, afin d'éviter que les composants sensibles à la chaleur se trouvent placés à proximité des résistances. De façon avantageuse, les résistances RI à R3 sont placées à l'intérieur du culot métallique 2 qui sert de radiateur thermique pour la chaleur transmise via la résine thermoconductrice 40. Ainsi, les résistances RI à R3 sont disposées le plus près possible du fond du culot métallique 2, à savoir à l'opposé de la coiffe 8. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Lampe à diode électroluminescente comportant un culot métallique (2) définissant avec un plot central (5), des bornes de connexion à une source d'alimentation électrique, le culot métallique (2) étant surmonté par une coiffe de protection (8) délimitant en son centre, un logement de réception (12) pour une diode électroluminescente (14) supportée par une plaquette de support (15) logée à l'intérieur de la lampe et servant à la fixation de composants électroniques formant un circuit électronique (16) comportant un étage (21) résistif et de protection contre les perturbations électromagnétiques, monté entre les bornes de connexion (2, 5) et un pont redresseur (25) alimentant la diode électroluminescente (14) montée en série avec une diode à tension de seuil (30), caractérisée en ce qu'un étage (23) de filtration des perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique est disposé sur la plaquette de support (15) entre le pont redresseur (25) et l'étage résistif et de protection (21), et en ce que les composants électroniques de l'étage résistif et de protection (21) sont montés sur la plaquette de support (15), de manière à être situés à l'intérieur du culot métallique (2) qui est rempli par une résine thermoconductrice (40) afin de transférer et d'évacuer par le culot métallique (2), les calories provenant de l'étage résistif et de protection (21). 2 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étage de filtration (23) comporte un condensateur (24) monté en parallèle du pont redresseur (25). 3 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'étage de filtration (23) comporte une fréquence de coupure adaptée pour éliminer les perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique, conduisant à un scintillement de la diode électroluminescente (14). 4 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'étage de filtration (23) comporte une fréquence de coupure adaptée pour éliminer les perturbations en fréquence de la source d'alimentation électrique présentant une valeur de tension supérieure à la tension de seuil de la diode à tension de seuil (30). 5 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine thermoconductrice (40) remplit également l'intérieur de la coiffe de protection (8). 6 - Lampe à diode électroluminescente selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'étage résistif et de protection (21) comporte deux résistances (RI, R2) montées en série en étant reliées à une borne de connexion et à l'autre borne de connexion via une diode transil (D1), les deux résistances (RI, R2) étant reliées à une borne du condensateur (24) à l'aide d'une résistance (R3). 7 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1 ou 3, caractérisée en ce que la plaquette de support (15) est un circuit imprimé. 8 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coiffe de protection (8) et le culot métallique (2) sont assemblés ensemble à l'aide d'une bague intermédiaire. 9 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étage redresseur (25) est un pont à 4 diodes (D2 à D5). 10 - Lampe à diode électroluminescente selon la revendication 1, caractérisée en ce que le culot métallique (2) est à baïonnette de type de préférence BA9S.