Brevet FR3045270A1 — publié le 20170616

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage présentant une impédance capacitive. Aujourd'hui, la possibilité de pouvoir régler l'intensité lumineuse de dispositifs d'éclairage est un besoin important des utilisateurs. Les dispositifs d'éclairage sont par exemple alimentés par un réseau de fourniture d'énergie électrique domestique fournissant une tension de 110 ou 230 Volts à une fréquence de 50 ou de 60 Hz. Classiquement, des variateurs ne fournissent une tension aux dispositifs d'éclairage que pendant une partie de chaque alternance du réseau de fourniture d'énergie électrique domestique. En faisant varier la durée de fourniture de l'énergie électrique, la puissance électrique fournie varie et l'intensité lumineuse varie. L'électronique utilisée dans les variateurs est à base de triac ou de transistors MOS. Ces composants permettent le découpage de la sinusoïde pour faire varier la tension aux bornes des dispositifs d'éclairage. Ces variateurs peuvent être installés dans des boîtes d'encastrement ou des tableaux électriques. Ils peuvent être commandés par 15 bouton poussoir ou par commande radio. Ces variateurs peuvent piloter des ampoules de type résistives, inductives et capacitives, soit directement soit au travers un transformateur électronique ou inductif dans le cas d'ampoules basse tension. Les différents fabricants de variateurs rencontrent des problèmes avec les dispositifs d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive tels que les 20 dispositifs d'éclairage utilisant des diodes électroluminescentes (LED). Le découpage de la sinusoïde devient avec de tels dispositifs d'éclairage plus difficile à réaliser. L'électronique de commande peut facilement augmenter la fourniture en énergie électrique mais est moins performante lorsque la fourniture en énergie électrique doit être réduite. Une impédance capacitive accumule une charge électrique qu'il devient 25 nécessaire d'évacuer si l'on souhaite faire baisser l'intensité lumineuse dans des conditions raisonnables pour un utilisateur. L'électronique de commande ne permet pas la décharge de la charge électrique. Ceci se traduit bien souvent par une plage de variation lumineuse très réduite comparée aux systèmes d'éclairage présentant une impédance résistive. 30 Certains fabricants de variateurs proposent une solution consistant à placer à l'extérieur du variateur une charge résistive en parallèle avec le dispositif d'éclairage de manière à pouvoir décharger les capacités internes du dispositif d'éclairage. 3045270 2 Le principal problème de cette solution réside dans la perte d'énergie générée par cette charge résistive pendant la durée de fourniture en énergie électrique du dispositif d' éclairage. Les utilisateurs de tels dispositifs d'éclairage choisissent généralement des 5 dispositifs d'éclairage à base de diodes électroluminescentes dans un souci de réduction de la consommation en énergie électrique. La perte en énergie électrique liée à l'utilisation d'une résistance est donc contraire à leurs exigences. De plus cette puissance électrique perdue est dissipée en chaleur par la résistance, celle-ci devient alors un point chaud. Si le variateur est installé avec la résistance dans 10 un milieu confiné, comme c'est souvent le cas, la dissipation thermique de la résistance augmente la température du variateur et peut provoquer son dysfonctionnement et/ou limiter sa durée de vie. Compte-tenu de la température élevée de la résistance il est peu conseillé d'intégrer la résistance à proximité ou dans le variateur. C'est l'installateur qui doit donc trouver une place disponible pour loger cette résistance. La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé et un dispositif de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage présentant une impédance capacitive qui évite des pertes importantes en énergie électrique et dont l'installation est aisée. A cette fin, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage présentant une impédance capacitive, le dispositif d'éclairage étant alimenté par un réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif et comprenant au moins une résistance pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage, le procédé comportant une étape de variation, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, de la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage. La présente invention concerne aussi un dispositif de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage présentant une impédance capacitive, le dispositif d'éclairage étant alimenté par un réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, le dispositif de gestion comportant des moyens pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, la 3045270 3 durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, au moins une résistance pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage, caractérisé en ce que dispositif de gestion comporte des moyens pour permettre la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement 5 lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage. Ainsi, la présente invention évite les pertes importantes en énergie électrique. Comme la au moins une résistance n'est connectée que lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage, aucune énergie électrique délivrée par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif n'est perdue. 10 De par la faible dissipation de la au moins une résistance, la résistance peut être intégrée dans le dispositif de gestion, simplifiant ainsi l'installation de celui-ci. Selon un mode particulier de l'invention, le dispositif de gestion comporte deux résistances. Ainsi, il est possible d'utiliser des résistances dont la puissance maximale est 15 réduite et d'encombrement réduit. Selon un mode particulier de l'invention, les moyens pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, comportent au moins deux interrupteurs et les moyens pour permettre la décharge de 20 l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage permettent la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage un temps prédéterminé après la conduction des deux interrupteurs. Ainsi, la présente invention évite les pertes importantes en énergie électrique. 25 Selon un mode particulier de l'invention, les moyens pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, la au moins une résistance pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage et les moyens pour permettre la décharge de l'énergie électrique stockée 30 dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage sont placés dans un même boîtier. Ainsi, la fabrication du dispositif de gestion est facilitée, de même que son installation. 3045270 4 Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : 5 la Fig. 1 représente un système de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive ; la Fig. 2 représente un exemple d'architecture d'une unité de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive ; 10 la Fig. 3 représente un exemple d'architecture d'une interface de contrôle de la décharge de l'énergie emmagasinée par un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive ; la Fig. 4 représente un exemple des différents signaux utilisés pour la gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement 15 capacitive. La Fig. 1 représente un système de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive. Le système comporte une unité de gestion du fonctionnement 10 reliée à la phase 20 L et le neutre N d'un réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif. Par exemple, le réseau de fourniture d'énergie électrique est un réseau domestique fournissant une tension de 110 ou 230 Volts à une fréquence de 50 ou 60 Hz. L'unité de gestion du fonctionnement 10 génère des signaux de commande notés Si, S2 pour faire varier l'énergie électrique fournie au dispositif d'éclairage Lp selon 25 une consigne donnée par un utilisateur par exemple par l'intermédiaire d'une télécommande sans fil ou d'un bouton poussoir. Le dispositif d'éclairage Lp est composé d' au moins une diode électroluminescente dont l'électronique présente une impédance capacitive ou plus précisément une impédance majoritairement capacitive si l'on prend en compte les 30 résistances et inductances d'entrée du dispositif d'éclairage Lp. Le dispositif d'éclairage Lp comporte des moyens de transformation des signaux électriques délivrés au dispositif d'éclairage en des tensions compatibles à celles nécessaires au bon fonctionnement de la au moins diode électroluminescente. Ces moyens de transformations sont par exemple constitués d'au moins un transformateur. 3045270 5 Le signal de commande S1 pilote l'ouverture et la fermeture d'un interrupteur noté SW1. L'interrupteur SW1 est un interrupteur bidirectionnel composé d'un transistor bipolaire ou MOS et d'une diode. Le signal de commande S2 pilote l'ouverture et la fermeture d'un interrupteur 5 noté SW2. L'interrupteur SW2 est un interrupteur bidirectionnel composé d'un transistor bipolaire ou MOS et d'une diode. L'unité de gestion du fonctionnement 10 génère, selon la présente invention, un signal de commande noté Com qui met au moins une résistance R1 et/ou R2 en parallèle 10 ou non avec le dispositif d'éclairage Lp. Le signal de commande Com pilote l'ouverture et la fermeture d'un interrupteur noté SW3. L'interrupteur SW3 est par exemple un triac ou un transistor MOS ou un transistor bipolaire. 15 Une première terminaison de l'interrupteur SW1 est reliée à la phase L et une seconde terminaison de l'interrupteur SW1 est reliée à une première terminaison de l'interrupteur SW2. Une seconde terminaison de l'interrupteur SW2 est reliée à une première terminaison d'une résistance notée R1 ainsi qu'à une première terminaison du dispositif d'éclairage Lp. 20 Une seconde terminaison de la résistance R1 est reliée à une première terminaison de l'interrupteur SW3. Une seconde terminaison de l'interrupteur SW3 est reliée à une première terminaison de la résistance R2. Une seconde terminaison de la résistance R2 est reliée à une seconde terminaison 25 du dispositif d'éclairage Lp et au neutre N. Il est à remarquer ici que l'une des résistances R1 ou R2 peut être remplacée par un shunt. Selon la présente invention, le dispositif de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage présentant une impédance capacitive comporte : 30 - des moyens pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, - au moins une résistance pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage, 3045270 6 - des moyens pour permettre la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage. La Fig. 2 représente un exemple d'architecture d'une unité de gestion du 5 fonctionnement d'un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive. L'unité de gestion du fonctionnement 10 comprend : - un processeur, micro-processeur, ou microcontrôleur 200 ; - une mémoire volatile 203 ; 10 - une mémoire non volatile 202 telle qu'une mémoire Flash; - une interface de contrôle de la décharge de l'énergie emmagasinée par 205 ; - une interface utilisateur 206 ; - un bus de communication reliant le processeur 200 à la mémoire ROM 203, à la mémoire RAM 203, à l'interface utilisateur 206 et à l'interface de commande 205. 15 Le processeur 200 est capable d'exécuter des instructions chargées dans la mémoire non volatile 202 ou dans la mémoire volatile 203 à partir de la mémoire non volatile 202, d'une mémoire externe (non représentée), d'un support de stockage, tel qu'une carte SD ou autre, ou d'un réseau de communication. Lorsque l'unité de gestion du fonctionnement 10 est mise sous tension, le processeur 200 est capable de lire de la 20 mémoire non volatile 202 ou de la mémoire volatile 203 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d'ordinateur qui cause la mise en oeuvre, par le processeur 200, de tout ou partie du procédé selon la présente invention. Tout ou partie du procédé selon la présente invention peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine 25 programmable, tel qu'un DSP (Digital Signal Processor en anglais ou Unité de Traitement de Signal Numérique en français) ou un microcontrôleur ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, tel qu'un FPGA (Field-Programmable Gate Array en anglais ou Matrice de Portes Programmable sur le Terrain en français) ou un ASIC (Application-Specific Integrated Circuit en anglais ou 30 Circuit Intégré Spécifique à une Application en français). L'interface utilisateur 206 est une interface radio apte à recevoir des commandes d'une télécommande sans fil pour faire varier l'intensité lumineuse du dispositif d'éclairage LP ou une interface filaire apte à recevoir des commandes d'un bouton poussoir pour faire varier l'intensité lumineuse du dispositif d'éclairage LP. 3045270 7 La Fig. 3 représente un exemple d'architecture d'une interface de contrôle de la décharge de l'énergie emmagasinée par un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive. L'anode de la diode D30 est reliée à la phase L. La cathode de la diode D30 est 5 reliée à une première terminaison d'une résistance R30. Une seconde terminaison de la résistance R30 est reliée à une première terminaison d'une résistance R31. Une seconde terminaison de la résistance R31 est reliée à une première terminaison d'un condensateur C30 et à la cathode d'une diode Zener D31. La seconde terminaison du condensateur C30 et l'anode de la diode Zener D31 10 sont reliées à la masse. Les diodes D30, D31, les résistances R30 et R31, le condensateur C30 génèrent une tension continue par exemple égale à 6,2 Volts. La cathode de la diode Zener D31 est reliée à une première terminaison d'un opto coupleur OPT. L'opto coupleur OPT est commandé à partir du signal S3 délivré par l'interface de commande 205. Lorsque le signal S3 est au niveau haut, aucun courant 15 ne peut passer entre la première connexion de l'opto coupleur OPT et une seconde connexion de l' opto coupleur OPT. Lorsque le signal S3 est au niveau bas, un courant peut passer entre la première connexion de l'opto coupleur OPT et la seconde connexion de l'opto coupleur OPT. La seconde connexion de l'opto coupleur OPT est reliée à une résistance R32. 20 Une seconde terminaison de la résistance R32 est reliée à une première terminaison d'une résistance R33 et à la grille d'un transistor MOS M. Une seconde terminaison de la résistance R33 est reliée à la masse. La résistance R33 permet de mettre la grille du transistor MOS M à la masse lorsque l'opto coupleur OPT ne conduit pas. 25 Le drain du transistor MOS M est relié à une première terminaison d'un pont de diode PTD. Une seconde terminaison du pont de diode et la source du transistor MOS M sont reliées à la masse. Une troisième terminaison du pont de diode est reliée à la seconde terminaison de la résistance R1 de la Fig. 1 et une quatrième terminaison du pont de diode est reliée à la première terminaison de la résistance R2 de la Fig. 1. 30 Le transistor MOS M et le pont de diode PTD constituent l'interrupteur SW3 de la Fig. 1. La Fig. 4 représente un exemple des différents signaux utilisés pour la gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage dont l'impédance est majoritairement capacitive. 3045270 8 Le signal noté 400 est la différence de tension entre la phase L et le neutre N. Le signal Sync noté 401 représente un signal logique de synchronisation avec le passage à la valeur nulle du signal 400. Les signaux Si et S2 notés respectivement 403 et 402 sont les signaux de 5 commande appliqués respectivement aux interrupteurs SW1 et SW2. Un niveau logique bas correspond à l'ouverture de l'interrupteur et un niveau logique haut correspond à la conduction de l'interrupteur. Le signal S3 est le signal de commande utilisé pour commander l'interrupteur SW3. Un niveau logique haut correspond à l'ouverture de l'interrupteur SW3 et à la 10 non mise en parallèle de la résistance R1 ou R2 ou des résistances R1 et R2 avec le dispositif d'éclairage Lp et un niveau logique bas correspond à la conduction de l'interrupteur SW3 et à la mise en parallèle de la résistance R1 ou R2 ou des résistances R1 et R2 avec le dispositif d'éclairage Lp afin de décharger l'énergie stockée par celui-ci. 15 Le signal VD2-N noté 405 correspond à la tension appliquée aux bornes du dispositif d'éclairage Lp. Le délai noté A est un délai qui garantit que la résistance R1 ou R2 ou les résistances R1 et R2 ne sont pas mises en parallèle avec le dispositif d'éclairage Lp lorsque de l'énergie électrique est fournie au dispositif d'éclairage. 20 La durée notée Dec correspond à la durée pendant laquelle l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage se décharge à travers la résistance R1 ou R2 ou les résistances R1 et R2. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ici, mais englobe, bien au contraire, toute variante à la portée de 25 l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Dispositif de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage (Lp) présentant une impédance capacitive, le dispositif d'éclairage étant alimenté par un réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, le dispositif de gestion comportant des moyens (SW1, SW2) pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, au moins une résistance (R1, R2) pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage, caractérisé en ce que le dispositif de gestion (10) comporte des moyens pour permettre la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage. 2. Dispositif de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de gestion comporte deux résistances. 3. Dispositif de gestion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, comportent au moins deux interrupteurs et en ce que les moyens pour permettre la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage permettent la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage un temps prédéterminé après la conduction des deux interrupteurs. 4. Dispositif de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour faire varier, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, la au moins une résistance pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage et les moyens pour permettre la décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage sont placés dans un même boitier. 3045270 10 5. Procédé de gestion du fonctionnement d'un dispositif d'éclairage présentant une impédance capacitive, le dispositif d'éclairage étant alimenté par un réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif et comprenant au moins une résistance pour décharger l'énergie électrique stockée par le dispositif d'éclairage, le procédé 5 comportant une étape de variation, à chaque alternance du signal électrique fourni par le réseau de fourniture d'énergie électrique alternatif, de la durée de la fourniture d'énergie électrique au dispositif d'éclairage, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de décharge de l'énergie électrique stockée dans le dispositif d'éclairage uniquement lorsque de l'énergie électrique n'est pas fournie au dispositif d'éclairage. 10