Brevet FR3028920A1 — publié le 20160527

AMPOULE D'ECLAIRAGE MUNIE D'UN DISPOSITIF ADDITIONNEL DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les dispositifs d'éclairage. La présente invention porte en particulier sur une ampoule d'éclairage à DEL (diodes électroluminescentes) munie d'un dispositif additionnel. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] On connaît des ampoules à DEL, ou en anglais LED (Light Emitting Diode), munies de dispositifs additionnels tels qu'une caméra ou des enceintes. On 10 connaît également des ampoules à DEL munies de détecteurs de fumée. [0003] Le brevet FR 2 975 753 décrit par exemple une ampoule à DEL comprenant un détecteur de fumée agencé dans l'embase de l'ampoule. Cette ampoule n'est toutefois pas appropriée pour une détection efficace de la fumée du fait de l'agencement du détecteur de fumée dans l'embase de l'ampoule. De plus, 15 l'ampoule décrite ne permet pas une minimisation efficace de la chaleur au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée, ce qui peut être particulièrement nuisible au fonctionnement du détecteur de fumée ou de tout autre dispositif additionnel agencé au sein de l'ampoule. En effet, l'ampoule décrite base la minimisation de la température au sein de l'ampoule sur un organe de liaison ajouré de sorte que l'air 20 ambiant circule dans l'embase. Cette caractéristique n'est toutefois pas suffisante à elle seule pour permettre une dissipation thermique efficace de la chaleur au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est en fonctionnement. [0004] On sait en effet que les ampoules à DEL se caractérisent par un dégagement de chaleur considérable lors du fonctionnement de l'ampoule, 25 dégagement de chaleur qui est évidemment présent au sein de l'ampoule elle- même. De plus, on sait que le fonctionnement d'un dispositif additionnel agencé au sein de l'ampoule, en particulier si le dispositif additionnel consiste en un détecteur de fumée, peut être fortement dégradé lorsque la chaleur au sein de l'ampoule est élevée. 3028920 2 EXPOSE DE L'INVENTION [0005] L'invention vise donc, pour éviter de dégrader le fonctionnement d'un dispositif additionnel agencé au sein d'une ampoule DEL, à proposer des moyens pour minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est en 5 fonctionnement. [0006] Pour ce faire est proposé, une ampoule d'éclairage comprenant une partie inférieure, une partie supérieure et une partie centrale liant la partie supérieure et la partie inférieure, la partie supérieure comprenant un module lumineux et un module additionnel, le module lumineux comprenant au moins une diode électroluminescente et le module additionnel comprenant une caméra, un détecteur de fumée, des moyens pour émettre des sons, des moyens pour mesurer le taux de monoxyde de carbone ambiant, des moyens pour mesurer la température ambiante, des moyens pour détecter des mouvements et/ou des moyens pour recueillir des données sur l'environnement, la partie inférieure comprenant une douille de connexion et un module d'alimentation auquel le module lumineux et le module additionnel sont connectés, la partie centrale étant conformée de sorte à minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée, le module lumineux étant muni de premiers moyens de limitation thermique aptes à minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée et/ou le module d'alimentation étant muni de seconds moyens de limitation thermique aptes à minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée. [0007] Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, les premiers moyens de limitation thermique peuvent comprendre une plaque en aluminium. [0008] De préférence, les premiers moyens de limitation thermique peuvent comprendre une plaque en plastique thermo-conducteur. [0009] Suivant un mode de réalisation, les premiers moyens de limitation thermique peuvent comprendre une carte de circuit imprimé en aluminium sur laquelle est connectée la au moins une diode électroluminescente. 3028920 3 [0010] Préférentiellement, l'épaisseur de la plaque en aluminium peut être comprise entre 1 mm et 5mm. [0011] Suivant une mode de réalisation particulièrement avantageux, l'épaisseur de la plaque en plastique thermo-conducteur peut être comprise entre 5 1 mm et 5mm. [0012] Suivant une variante de réalisation, la carte de circuit imprimé peut être agencée adjacente à la plaque d'aluminium qui peut être elle-même agencée adjacente à la plaque de plastique thermo-conducteur. [0013] Suivant une autre variante, les seconds moyens de limitation thermique 10 peuvent comprendre un circuit de minimisation des ondulations. [0014] Suivant une autre variante, les seconds moyens de limitation thermique peuvent comprendre un circuit de polarisation. [0015] Suivant une autre variante, les seconds moyens de limitation thermique peuvent comprendre un circuit miroir de courant. 15 [0016] Suivant une autre variante, les seconds moyens de limitation thermique peuvent comprendre une pluralité de condensateur haute-fréquence. [0017] Suivant une autre variante, des moyens de communication aptes à émettre et/ou recevoir des signaux radiofréquences peuvent être agencés au sein de la partie centrale. zo BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0018] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue schématique d'une ampoule selon l'invention ; - la figure 2, une vue schématique de la structure du module lumineux 25 d'une ampoule selon l'invention ; 3028920 4 - la figure 3, une vue schématique du raccordement du module lumineux et du module additionnel au module d'alimentation ; - les figures 4A et 4B, une vue schématique de certains composants du circuit électronique du module d'alimentation de l'ampoule selon 5 l'invention ; - les figures 5A et 5B, deux modes de réalisation de la partie centrale de l'ampoule d'éclairage selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION [0019] L'ampoule d'éclairage 100 selon l'invention représentée 10 schématiquement sur la figure 1 comprend une partie inférieure 101, une partie supérieure 102 et une partie centrale 103 liant la partie supérieure 102 et la partie inférieure 101. La partie inférieure 101 comprend une douille de connexion 104, qui, bien que représentée sous la forme d'une douille à vis, peut prendre toute forme usuelle, et un module d'alimentation 105 qui sera décrit en détail en référence aux 15 figures 3, 4A et 4B. [0020] La partie supérieure 102 comprend un module lumineux 106, dont la structure sera décrite en relation avec la figure 2, qui comprend une ou plusieurs diodes électroluminescentes 107. Au sein de la partie supérieure 102 est également agencé un module additionnel 108. Le module additionnel 108 peut comprendre 20 une caméra, un détecteur de fumée, des moyens pour émettre des sons (enceintes, haut-parleurs, buzzer, etc.), des moyens pour mesurer le taux de monoxyde de carbone ambiant, des moyens pour mesurer la température ambiante, des moyens pour détecter des mouvements et/ou des moyens pour recueillir des données sur l'environnement (hydrométrie, luminosité ambiante, sons,..). Le module lumineux 25 106 et le module additionnel 108 sont connectés, comme on le verra ci-dessous, au module d'alimentation 105 qui est apte à alimenter à la fois la(les) diode(s) électroluminescente(s) 107 et le module additionnel 108. [0021] Selon un premier mode de réalisation, la partie centrale 103 consiste en une structure monobloc formée, au moins partiellement, en aluminium et/ou en 30 plastique thermo-conducteur et comprend des moyens de fixation appropriés pour 3028920 5 être solidaire aussi bien de la partie supérieure 102 que de la partie inférieure 101. De préférence, la partie centrale 103 comprend au moins une partie amovible P apte à être retirée pour donner ainsi accès à l'intérieur de l'ampoule 100. Selon une variante de réalisation, des moyens de communication (non représentés) aptes à 5 émettre et/ou recevoir des signaux radiofréquences sont agencés au sein de la partie centrale 103. Les moyens de communication permettent par exemple la prise en charge de protocoles de communication tels que Bluetooth®, 802.1x(Wifi), Zigbee®, Z-wawe®, etc. Les moyens de communication sont également connectés au module d'alimentation 105 qui les alimente. Certains modes de réalisation de la 10 partie centrale 103 envisagés seront décrits plus précisément en référence aux figures 5A et 5B. [0022] Dans le but de minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée, et ce dans le but de na pas nuire au fonctionnement du module additionnel 108, l'ampoule 100 selon l'invention est pourvus de moyens de limitation 15 thermique spécifiques. Ces moyens de limitation thermique peuvent en particulier être présents au niveau du module lumineux 106 et/ou du module d'alimentation 105. [0023] En ce qui concerne le module lumineux 106, les moyens de limitation thermique sont liés à la structure du module lumineux 106. En effet, comme cela 20 est représenté sur la figure 2, le module lumineux 106 comprend une première plaque 109, de préférence en plastique thermo-conducteur, agencée contigüe avec une plaque 110, de préférence en aluminium, qui est elle-même agencée contigüe avec une carte de circuit imprimée 111, de préférence également en aluminium, qui porte la(les) diode(s) électroluminescente(s)107. 25 [0024] Ainsi, lorsque l'ampoule est allumée, la chaleur générée par la(les) diode(s) 107 est conduite par la carte de circuit imprimée 111 sur la plaque en aluminium 110 et, via la plaque en plastique thermo-conducteur 109, directement vers la partie centrale 103 de l'ampoule. La chaleur générée est alors au moins partiellement dissipée vers l'extérieur de l'ampoule par la partie centrale 103 si bien que la température au sein de l'ampoule est minimisée. En d'autres termes, la carte de circuit imprimée 111, la plaque en aluminium 110 et la plaque en plastique 3028920 6 thermo-conducteur 109 facilitent l'existence d'un pont thermique entre la(les) diode(s) 107 et la partie centrale 103 de l'ampoule 100 qui, compte tenu de sa surface en contact avec l'extérieur de l'ampoule, est capable de dissiper une grande quantité de chaleur. Ainsi, la carte de circuit imprimé 111, la plaque en aluminium 5 110 et la plaque en plastique thermo-conducteur 109 participent à la minimisation de la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée. [0025] L'épaisseur de la carte de circuit imprimé 111 est comprise entre 1 mm et 5mm. De préférence, l'épaisseur de la carte de circuit imprimé est de 1mm. L'épaisseur de la plaque en aluminium 110 est comprise entre 1mm et 5mm. De 10 préférence, l'épaisseur de la plaque en aluminium est de 2mm. L'épaisseur de la plaque en plastique thermo-conducteur 109 est comprise entre 1mm et 5mm. De préférence, l'épaisseur de la plaque en plastique thermo-conducteur 109 est de 2mm. [0026] La figure 3 représente schématiquement le circuit du module 15 d'alimentation 105 de l'ampoule 100 selon l'invention. La douille de connexion 104 permet de connecter l'ampoule au secteur, de sorte à alimenter le module d'alimentation 105 avec le courant alternatif du secteur. Le module d'alimentation 105 comprend un premier module 112 comprenant un circuit d'atténuation EMI pour atténuer les interférences électromagnétiques et un convertisseur AC/DC. Le 20 module d'alimentation 105 comprend de plus un module de distribution PDC auquel le(les) dispositif (s) additionnel(s) et les moyens de communication sont connectés. Le rôle du module de distribution PDC est de fournir une alimentation en tension constante au(x) module(s) additionnel(s) 108 et, le cas échéant, aux moyens de communication. 25 [0027] La (les) diode(s) électroluminescente(s) 107 du module lumineux 106 est (sont) connecté(s) en amont du module de distribution PDC et est (sont) alimentée(s) avec un courant continu à intensité constante. De préférence, l'intensité du courant alimentant la(les) diode(s) est compris entre 600mA et 800 mA. 3028920 7 [0028] La figure 4A représente une vue schématique du circuit électronique du premier module 112 du module d'alimentation 105 de l'ampoule 100 selon l'invention. Ce module comprend circuit de minimisation des ondulations 113, un circuit de polarisation 114, un circuit miroir de courant 115 et une pluralité de 5 condensateurs hautes fréquences à faible résistance équivalente 116. [0029] Le circuit de minimisation des ondulations 113 permet d'atténuer les résidus périodiques dans le courant continu alimentant la(les) diode(s) 107 en sortie du convertisseur AC/DC. De tels résidus périodiques peuvent exister en sortie d'un convertisseur AC/DC et défavorisent le fonctionnement de la (des) diode(s) 107 ce 10 qui a pour conséquence d'augmenter la chaleur dégagée. Ainsi, grâce au circuit de minimisation des ondulations 113, la(les) diode(s) 107 est (sont) alimentée(s) avec un courant stabilisé, ce qui lui (leur) permet de travailler dans des conditions optimisées et, en conséquence, de générer moins de chaleur. [0030] Le circuit de polarisation 114 permet d'optimiser le fonctionnement des 15 transistors présent sur le circuit du module d'alimentation 105. Ici encore, la présence du circuit de polarisation 114 a pour conséquence de stabiliser le courant circulant dans le circuit ce qui permet indirectement à la (aux) diode(s) électroluminescente(s) d'être alimentée(s) avec un courant stable. De ce fait, le circuit de polarisation 114 participe également à la minimisation de la chaleur 20 générée par la(les) diode(s) lorsque l'ampoule est allumée. [0031] Le circuit miroir de courant 115 a également pour but de stabiliser le courant circulant dans le circuit d'alimentation, ce qui, comme énoncé ci-dessus, permet une minimisation de la chaleur générée par la(les) diode(s) lorsque l'ampoule est allumée. 25 [0032] Toujours dans une optique de stabilisation du courant alimentant la(les) diode(s) 107, le circuit du module d'alimentation 105 comprend enfin une pluralité de condensateur haute-fréquence 116 à faible résistance équivalente. [0033] Ainsi, comme cela apparaît de la description ci-dessus du circuit du module d'alimentation 105, ce dernier est pourvu d'une pluralité de moyens qui, en 30 minimisant la chaleur générée par la(les) diode(s), permettent indirectement de 3028920 8 minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée. Ces moyens permettent donc indirectement de préserver le fonctionnement du (des) dispositif(s) additionnel(s) 108 qui est (sont) agencé(s) au sein de l'ampoule. En particulier, lorsque le(s) dispositif(s) additionnel(s) 108 comprend (comprennent) un 5 détecteur de fumée, la chaleur générée est maintenue de sorte qu'elle n'interfère pas avec le fonctionnement du détecteur. [0034] La figure 4B montre une vue schématique du circuit de module de distribution PDC en sortie duquel est (sont) connecté(s) le (les) module(s) additionnel(s) 108. 10 [0035] Les figures 5A et 5B représentent deux modes de réalisation possible de la partie centrale 103. Selon un mode de réalisation préféré, la partie centrale consiste en une structure monobloc 117, de préférence en aluminium ou en plastique thermo-conducteur, pourvue d'au moins une partie amovible 118. La partie amovible 118 sert avantageusement à donner accès à l'intérieur de l'ampoule 15 et de pouvoir ainsi accéder au module d'alimentation 105. Cette caractéristique avantageuse permet de changer une pile qui, selon un mode de réalisation de l'invention, est connecté au module d'alimentation 105 pour alimenter un dispositif additionnel 108 lorsque l'ampoule n'est pas allumée. La présence d'une pile est en particulier nécessaire lorsque le dispositif additionnel 108 comprend un détecteur 20 de fumée qui doit être alimenté même lorsque l'ampoule est éteinte. [0036] Selon un autre mode de réalisation, la partie centrale 103 se compose d'une structure 119. De préférence en plastique thermo-conducteur, sur laquelle sont fixés une pluralité de caches (non représentés), de préférence amovibles et, selon un mode de réalisation préféré, au moins partiellement en aluminium ou en 25 plastique thermo-conducteur. [0037] Bien que présentée sur la figure 1 en forme de bulbe, l'invention s'applique à toute forme d'ampoule à diode munie d'un dispositif additionnel. De plus, bien que la description qui précède s'est, pour des raisons de concision, bornée à décrire certains types de dispositifs additionnels, l'invention est applicable 30 à tout type de dispositif additionnel, actif ou passif, qui peut être agencé au sein 3028920 9 d'une ampoule. Ainsi, au même titre qu'un détecteur du taux de monoxyde carbone ambiant, on peut envisager agencer au sein de l'ampoule tout type de capteur qui permet de mesurer une grandeur physique, un taux de gaz ambiant ou tout autre paramètre. REVENDICATIONS1. Ampoule d'éclairage (100) comprenant une partie inférieure (101), une partie supérieure (102) et une partie centrale (103) liant la partie supérieure (102) et la partie inférieure (101), la partie supérieure (102) comprenant un module lumineux (106) et un module additionnel (108), le module lumineux (106) comprenant au moins une diode électroluminescente (107) et le module additionnel (108) comprenant une caméra, un détecteur de fumée, des moyens pour émettre des sons, des moyens pour mesurer le taux de monoxyde de carbone ambiant, des moyens pour mesurer la température ambiante, des moyens pour détecter des mouvements et/ou des moyens pour recueillir des données sur l'environnement, la partie inférieure (101) comprenant une douille de connexion (104) et un module d'alimentation (105) auquel le module lumineux (106) et le module additionnel (108) sont connectés, la partie centrale (103) étant conformée de sorte à minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée, caractérisée en ce que le module lumineux (106) est muni de premiers moyens de limitation thermique (109, 110, 111) aptes à minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée et/ou le module d'alimentation (105) est muni de seconds moyens de limitation thermique (113, 114, 115, 116) aptes à minimiser la température au sein de l'ampoule lorsque celle-ci est allumée. 2. Ampoule d'éclairage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers moyens de limitation thermique comprennent une plaque en aluminium (110). 3. Ampoule d'éclairage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les premiers moyens de limitation thermique comprennent une plaque en plastique thermo-conducteur (109). 4. Ampoule d'éclairage selon la revendication 3, caractérisée en ce que les premiers moyens de limitation thermique comprennent une carte de circuit 3028920 11 imprimé (111) en aluminium sur laquelle est connectée la au moins une diode électroluminescente (107). 55. 6. 10 7. 15 8. 20 9. 25 10. 11. 30 12. Ampoule d'éclairage selon la revendication 2, caractérisée en que l'épaisseur de la plaque en aluminium (110) est comprise entre 1mm et 5mm. Ampoule d'éclairage selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'épaisseur de la plaque en plastique thermo-conducteur (109) est comprise entre 1 mm et 5mm. Ampoule d'éclairage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la carte de circuit imprimé (111) est agencée adjacente à la plaque d'aluminium (110) qui est elle-même agencée adjacente à la plaque de plastique thermo-conducteur (109). Ampoule d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les seconds moyens de limitation thermique comprennent un circuit de minimisation des ondulations (113). Ampoule d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les seconds moyens de limitation thermique comprennent un circuit de polarisation (114). Ampoule d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les seconds moyens de limitation thermique comprennent un circuit miroir de courant (115). Ampoule d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les seconds moyens de limitation thermique comprennent une pluralité de condensateur haute-fréquence (116). Ampoule d'éclairage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens de communication aptes à émettre 3028920 12 et/ou recevoir des signaux radiofréquences sont agencés au sein de la partie centrale (103).