Brevet FR3049810A1 — publié le 20171006

Dispositif d'éclairage à unités électroluminescentes, permettant un montage série et incluant des moyens de protection contre les surcharges. L'invention concerne le domaine de la conception et de la fabrication de dispositif d'éclairage mettant en oeuvre des unités électroluminescentes. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'éclairage mettant en oeuvre des unités électroluminescentes permettant le raccordement en série avec au moins un autre dispositif du même type. Selon une solution classique, le raccordement entre des luminaires, par exemple entre des spots, se fait en parallèle, ceci avec une liaison électrique à deux fils, à savoir la phase et le neutre en alternatif, ou plus et moins en courant continu. Avec ce type de montage, tous les luminaires fonctionnent donc sous une même tension. Bien entendu, avec la variation du nombre de spots, la consommation totale correspond à la somme des courants consommés par chacun des appareils. Dans le but de simplifier le câblage entre les luminaires, il est possible de les raccorder non plus avec deux fils en parallèle, mais en série de façon à n'avoir qu'un seul fil qui circule entre chaque luminaire de l'installation électrique. La tension totale aux bornes de l'installation devient alors dépendante du nombre total de spots en série, le courant étant quant à lui le même pour tous les luminaires. On note que le raccordement en série s'applique d'autant plus aisément que les luminaires ont des caractéristiques électriques équivalentes. Comme mentionné précédemment, en alimentant les luminaires en série, ceux-ci fonctionnement sous un courant constant. Il est donc nécessaire, pour alimenter la ligne de luminaires, de disposer d'un générateur de courant en tête qui les polarise au niveau de l'intensité nominale. Dans le cas d'une alimentation de 230V du secteur, c'est-à-dire en alternative, il est possible d'utiliser des condensateurs non polarisés pour constituer une impédance série, ce qui constitue, une solution simple pour 3049810 2 créer une source de courant. La valeur capacitive fixe alors le niveau d'intensité. Toutefois, le montage en série de luminaires engendre plusieurs inconvénients, parmi lesquels : 5 - pour installer un nombre élevé de luminaires et limiter leur échauffement, il est nécessaire que la tension aux bornes de chacun soit très basse ; - pour s'affranchir des surcharges que le générateur de courant peut engendrer vers les luminaires, il est nécessaire que chacun 10 dispose de protection électronique ; - le courant d'alimentation étant alternative, la polarisation des LED tend à entrainer un effet de scintillement. Pour pallier ces inconvénients, la demanderesse a proposé une solution décrite par le document de brevet publié sous le n° FR3018987, 15 dans laquelle un système d'éclairage par dispositifs lumineux de type diodes électroluminescentes comprend des assemblages d'éclairage câblés en série en vue d'être alimentés par une source de tension alternative. Les assemblages d'éclairage comportent un circuit de sécurité pour assurer la protection du dispositif lumineux contre les surcharges, lors de la détection 20 d'un courant excessif provenant de la source d'alimentation, le circuit de sécurité étant muni d'un circuit de déclenchement dérivant la surcharge de courant pour protéger les dispositifs d'éclairage. Si le principe fonctionnel donne théoriquement satisfaction, il a été constaté en pratique que, dans le cas de certaines surcharges, les unités 25 électroluminescentes éclatent sous l'effet de la surcharge avant que le dispositif de protection ne se déclenche et donc avant que la surcharge ne soit déviée. L'invention a pour objectif de pallier cet inconvénient de l'art antérieur. 30 Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif d'éclairage de type à unités électroluminescentes qui soit adapté à un montage série et qui assure la protection des unités électroluminescentes en 3049810 3 cas de surcharge, ceci d'une façon plus réactive qu'avec la solution décrite en référence à l'art antérieur. Cet objectif, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite, est atteint grâce à l'invention qui a pour objet un dispositif d'éclairage mettant en oeuvre 5 des unités électroluminescentes montées dans un assemblage présentant deux bornes de connexion assurant la liaison de l'assemblage à une source de tension alternative, l'assemblage présentant au moins deux branches d'éclairage montées en parallèle incluant chacune au moins deux unités électroluminescentes tête-bêche, caractérisé en ce que l'assemblage 10 comprend une ligne de liaison intermédiaire reliant chaque branche d'éclairage par un contact entre les deux unités électroluminescentes tête-bêche, et en ce que l'assemblage comprend au moins deux diodes de protection montées tête-bêche dans une branche de protection montée entre les deux bornes de connexion, en parallèle des branches d'éclairage, la 15 branche de protection étant reliée à la ligne de liaison intermédiaire par un contact entre les deux diodes, les unités électroluminescentes étant montées orientées de façon à permettre le passage de courant au travers d'elles de la borne de connexion à laquelle elles sont reliées vers la ligne de liaison, la diode de protection entre la borne de connexion à laquelle elle est reliée et la 20 ligne de liaison étant montée orientée inversement des unités électroluminescentes reliées à la même borne de connexion que la diode de protection. Avec un montage selon l'invention, les unités électroluminescentes se trouvent donc montées en série avec l'une des diodes de protection. 25 Un tel montage s'avère contraire aux pratiques de l'homme du métier qui évite justement un tel montage dans la mesure où celui-ci tend à engendrer une perte de rendement et, par conséquent, une perte d'intensité lumineuse du dispositif d'éclairage. Pour autant, un tel montage s'avère particulièrement avantageux, 30 s'agissant de protéger les unités électroluminescentes contre les surcharges que le dispositif d'éclairage peut être amené à subir. 3049810 4 En d'autres termes, avec un montage selon l'invention, la perte de rendement est tolérée et même admise dans la mesure où elle est largement compensée par le gain en robustesse du dispositif d'éclairage. Selon une solution avantageuse, l'assemblage comprend au moins 5 une paire de branches de protection. On augmente ainsi la protection des unités électroluminescentes et donc la robustesse du dispositif d'éclairage. Dans ce cas, l'assemblage comprend une pluralité de branches d'éclairage, les branches de protection s'étendant de part et d'autre de la 10 pluralité de branche d'éclairage. Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositif d'éclairage comprend un circuit de sécurité pour assurer la protection des unités électroluminescentes contre une surcharge de courant, lors d'un courant excessif provenant de la source d'alimentation, le circuit de sécurité dérivant 15 la surcharge de courant pour protéger les unités électroluminescentes. Un tel circuit de sécurité permet d'obtenir une action complémentaire de celles des diodes de protection. Dans un premier temps, les unités électroluminescentes sont protégées par les diodes de protection en cas de surcharge, les diodes de 20 protection produisant leur effet immédiatement. Dans un second temps, en cas de surcharge maintenu, le circuit de sécurité peut se déclencher et court-circuiter les branches d'éclairage. Bien entendu, lorsque la surcharge disparait, le circuit de sécurité se désamorce comme cela va être expliqué par la suite, autorisant à nouveau le 25 courant à passer par les branches d'éclairage. Selon une solution avantageuse, le circuit de sécurité met en oeuvre un triac monté entre les bornes de connexion pour court-circuiter les branches d'éclairage lors d'un courant excessif provenant de la source d'alimentation. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de 3049810 5 réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 illustre le schéma de montage électrique d'un dispositif d'éclairage selon l'invention ; 5 - la figure 2 illustre de façon schématique un dispositif d'éclairage mettant en oeuvre un montage électrique selon l'invention. En référence à la figure 1, un dispositif d'éclairage selon l'invention est du type mettant en oeuvre des unités électroluminescentes 1, montées dans un assemblage présentant deux bornes de connexion J1, J2 assurant 10 la liaison de l'assemblage à une source de tension alternative S. Par la suite de la description, ces unités électroluminescentes sont citées comme étant des diodes électroluminescentes (LED), l'invention n'étant bien entendu pas limitée à cette technologie, l'invention pouvant utiliser à titre d'exemple des diodes électroluminescentes organiques 15 connues sous la désignation anglaise « OLED ». Tel que cela apparait sur la figure 1, l'assemblage incluant les LED présente deux branches d'éclairage 10, ou plus, montées en parallèle et incluant chacune au moins deux unités électroluminescentes tête-bêche. Selon le principe de l'invention, l'assemblage comprend en outre une 20 ligne de liaison intermédiaire 11, reliant chaque branche d'éclairage 10 par un contact 110 entre les deux unités électroluminescentes tête-bêche. De plus, l'assemblage comprend deux diodes de protection 2, 3, montées tête-bêche dans une branche de protection 20 montée entre les deux bornes de connexion, en parallèle des branches d'éclairage 10. La 25 ligne de liaison intermédiaire est reliée à cette branche de protection 20 par un contact 200 entre les deux diodes 2,3. De plus, les LED sont montés orientés de façon à permettre le passage de courant à travers les branches d'éclairage de la borne de connexion avec lesquelles elles sont reliées vers la ligne de liaison, la diode 30 de protection entre la borne de connexion à laquelle elle est reliée et la ligne de liaison étant quant à elle montée et orientée inversement des unités 3049810 6 électroluminescentes reliées à la même borne de connexion que la diode de protection. Avec un tel montage, le fonctionnement électrique est tel que celui décrit ci-après. 5 Lorsque le courant circule de la borne de connexion J1 vers la borne de connexion J2, le courant traverse les LED situées en partie supérieure des branches d'éclairage puis transitent par la ligne de liaison intermédiaire jusqu'à la branche de protection pour traverser la diode 3 correspondante. En alternance, lorsque le courant circule de la borne de connexion J2 vers la 10 borne de connexion J1, le courant traverse les LED situées en partie inférieure des branches d'éclairage (donc situées en partie inférieure de l'assemblage illustré par la figure 1), puis transite par la ligne de liaison intermédiaire 11 jusqu'à parcourir la branche de protection en traversant la diode 2 correspondante. 15 Tel qu'illustré par la figure 1, l'assemblage comprend une pluralité de branches d'éclairage 10, et une paire de branches de protection 20, disposées de telle sorte qu'elles s'étendent de part et d'autre de la pluralité de branches d'éclairage 10. A titre indicatif, les composants peuvent présenter les 20 caractéristiques suivantes : - les LED sont du type suivant : 1 Watt, 350 mA ; - les diodes sont à faible tension directe VF, de type Schottky (diode qui a un seuil de tension directe très bas et un temps de commutation très court). 25 Par ailleurs, selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un circuit de sécurité 4 destiné à assurer la protection des LED contre une surcharge de courant, ceci lors d'un courant excessif provenant de la source d'alimentation S. Ce circuit de sécurité est prévu et conçu pour dériver la surcharge de courant pour protéger les LED. 30 Selon le présent mode de réalisation, le circuit de sécurité met en oeuvre un triac 40, monté entre les bornes de connexion J1, J2, pour court- 3049810 7 circuiter les branches d'éclairage 10 lors d'un courant excessif provenant de la source d'alimentation. Selon le montage illustré, la gâchette de commande 41 du triac déclenche le triac si la tension aux bornes de la résistance 42 devient trop 5 importante, ce qui génère un courant de déclenchement du triac qui devient alors conducteur et court-circuite toutes les LED des branches d'éclairage pour les protéger, ceci donc en dérivant le courant de surcharge. A la fin de la surcharge survenant à la fin de l'alternance, le triac se désamorce et le fonctionnement normal se rétablit. 10 Bien entendu, la réactivité des déclenchements du triac peut-être ajusté par un circuit formé d'une résistance et d'un condensateur en parallèle de la gâchette. De plus, la sécurisation du fonctionnement du triac est assurée par un condensateur placé entre ces deux branches de puissance en vue d'absorber des parasites rapides provenant de la source alternative. 15 La figure 2 illustre un dispositif d'éclairage selon l'invention, prenant la forme d'un spot. Tel que cela apparaît, les unités électroluminescentes 1 sont réparties de façon circulaire à l'intérieur du spot, et les unités électroluminescentes d'une même branche d'éclairage sont positionnées 20 l'une contre l'autre (ou à tout le moins le plus proche possible l'une de l'autre), de façon à éviter l'effet de scintillement de l'éclairage dû à l'alternance de courant. 25 30 REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage mettant en oeuvre des unités électroluminescentes (1) montées dans un assemblage présentant deux bornes de connexion (J1), (J2) assurant la liaison de l'assemblage à une source (S) de tension alternative, l'assemblage présentant au moins deux branches d'éclairage (10) montées en parallèle incluant chacune au moins deux unités électroluminescentes (1) tête-bêche, caractérisé en ce que l'assemblage comprend une ligne de liaison intermédiaire (11) reliant chaque branche d'éclairage (10) par un contact (110) entre les deux unités électroluminescentes tête-bêche, et en ce que l'assemblage comprend au moins deux diodes de protection (2), (3) montées tête-bêche dans une branche de protection (20) montée entre les deux bornes de connexion, en parallèle des branches d'éclairage (10), la branche de protection étant reliée à la ligne de liaison intermédiaire par un contact (200) entre les deux diodes de protection (2), (3), les unités électroluminescentes (1) étant montées orientées de façon à permettre le passage de courant au travers d'elles de la borne de connexion à laquelle elles sont reliées vers la ligne de liaison, la diode de protection (2), (3) entre la borne de connexion à laquelle elle est reliée et la ligne de liaison étant montée orientée inversement des unités électroluminescentes reliées à la même borne de connexion que la diode de protection. 2. Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage comprend au moins une paire de branches de protection (20). 3049810 9 3. Dispositif d'éclairage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'assemblage comprend une pluralité de branches d'éclairage (10), les branches de protection (20) s'étendant de part et d'autre de la pluralité de branches d'éclairage. 5 4. Dispositif d'éclairage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de sécurité (4) pour assurer la protection des unités électroluminescentes (1) contre une surcharge de courant, lors d'un courant excessif provenant de la source 10 d'alimentation (S), et en ce que le circuit de sécurité (4) dérive la surcharge de courant pour protéger les unités électroluminescentes (1). 5. Dispositif d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de sécurité (4) met en oeuvre un triac (40) monté entre les 15 bornes de connexion pour court-circuiter les branches d'éclairage (10) lors d'un courant excessif provenant de la source d'alimentation. 20