Brevet FR3071377A1 — publié le 20190322

DESCRIPTION La présente invention traite d'un procédé de mise en fonctionnement d'un ensemble d'au moins deux variateurs de lumière, nommés premier variateur, de préférence variateur maître, et deuxième variateur, de préférence variateur esclave, branchés en parallèle entre une source de courant et une source lumineuse. Chacun des variateurs comprend au moins un transistor, de préférence un transistor du type MOSFET. De tels variateurs peuvent servir à varier l'intensité lumineuse de la lumière émise par la source lumineuse, y compris des lampes fluorescentes compactes et des lampes à diodes électroluminescentes, qui remplacent de nos jours dans une large mesure les ampoules à incandescence traditionnelles, notamment parce qu'elles consomment beaucoup moins d'énergie. L'alimentation variable des charges lumineuses s'effectue en pratique au moyen d'un signal de sortie découpé dans la phase selon un mode de découpage qui dépend de la nature de la charge, c'est-à- dire s'il s'agit d'une charge plutôt résistive, inductive ou capacitive. A cet effet, les variateurs existants proposent en général au moins deux modes de fonctionnement, c'est-à-dire un mode de fonctionnement dit coupure à l'angle et un mode de fonctionnement dit de conduction à l'angle. Il est également connu de brancher plusieurs de ces variateurs en parallèle entre une source de courant et une source lumineuse. Ainsi, des charges lumineuses à haute puissance peuvent être pilotées par cette pluralité de variateurs branchés en parallèle. Ces variateurs branchés en parallèle peuvent être agencés pour 25 conjointement piloter la charge lumineuse à l'aide d'un procédé de mise en fonctionnement de l'ensemble des variateurs. Dans le cadre de ce procédé de mise en fonctionnement, pendant un premier intervalle de temps, les variateurs branchés en parallèle entre la source de courant et la source lumineuse sont fermés pour alimenter 30 la source lumineuse en énergie électrique. Pendant un deuxième intervalle de temps, tous les variateurs sont ouverts pour interrompre l'approvisionnement en énergie électrique de la source lumineuse. C'est essentiellement le rapport entre la durée du premier intervalle de temps et la - 2 - durée du deuxième intervalle de temps qui détermine l'intensité lumineuse émise par la source lumineuse telle que la perçoit un utilisateur. Pendant le premier intervalle de temps, l'énergie dissipée due à la résistance ohmique des différents variateurs peut être répartie sur chacun 5 des variateurs. En outre de l'énergie dissipée due à la résistance ohmique des variateurs, une partie de l'énergie électrique est perdue dû à une énergie de commutation qui intervient lorsqu'un circuit électrique est interrompu. Dans le cas de plusieurs variateurs branchés en parallèle entre la source de 10 courant et la source lumineuse, cette énergie de commutation est toujours dissipée dans le dernier variateur qui ouvre son transistor et ainsi le circuit. Un inconvénient des procédés de mise en fonctionnement connus réside dans le fait qu'ils nécessitent des variateurs particulièrement encombrants. 15 La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur et de proposer un procédé de mise en fonctionnement d'un ensemble d'au moins deux variateurs de lumière, dans lequel les variateurs présentent un encombrement réduit. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mise en 20 fonctionnement d'un ensemble d'au moins deux variateurs de lumière, nommés premier variateur, de préférence variateur maître, et deuxième variateur, de préférence variateur esclave, branchés en parallèle entre une source de courant et une source lumineuse, chaque variateur comprenant au moins un transistor, de préférence du type MOSFET. Selon le procédé, dans un premier intervalle de temps, chacun des transistors des variateurs est fermé de sorte à allumer la source lumineuse. Dans un deuxième intervalle de temps, chacun des transistors des variateurs est ouvert de sorte à éteindre la source lumineuse. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, à partir d'au moins deux cycles successifs, à savoir un premier cycle et un deuxième cycle, dans le premier cycle, entre le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps, le transistor du premier variateur est ouvert après l'ouverture du transistor du deuxième variateur, et en ce que, dans le deuxième cycle, entre le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps, le transistor du deuxième variateur est ouvert après l'ouverture du transistor du premier variateur. - 3 - Chaque cycle peut comprendre un nombre égal de premier intervalle et de deuxième intervalle se produisant en alternance. Le premier cycle et le deuxième cycle peuvent également se produire en alternance, c'est-à-dire qu'à chaque premier cycle suit un deuxième cycle et à chaque 5 deuxième cycle suit un premier cycle. Selon une possibilité, le premier cycle et/ou le deuxième cycle se produisent pendant un nombre entier naturel de périodes de courant, de préférence pendant une seule période de courant. Selon une possibilité, l'ensemble comprend un troisième 10 variateur et le procédé comprend un troisième cycle. De façon générale, pour chaque variateur additionnel présent dans l'ensemble, le procédé peut comprendre un cycle additionnel. Selon une caractéristique additionnelle possible, le premier variateur comprend un émetteur de signal de commande et le deuxième 15 variateur comprend un récepteur de signal de commande, et le procédé de mise en fonctionnement est caractérisé en ce que, pour chaque période de courant, un signal de commande est généré et émis à l'aide de l'émetteur de signal de commande à destination du récepteur de signal de commande afin de synchroniser le deuxième variateur au premier variateur. 20 Ainsi, le premier variateur fait office de variateur maître et le deuxième variateur fait office de variateur esclave, puisque le variateur esclave se synchronise sur le variateur maître, en interprétant le signal de commande reçu par le variateur esclave. Selon une caractéristique additionnelle possible, la 25 communication entre l'émetteur de signal de commande et le récepteur du signal de commande a lieu à travers une voie de transmission dédiée. Cette voie de transmission dédiée peut être réalisée à l'aide d'un lien filaire entre le premier variateur et le deuxième variateur, de préférence un lien filaire galvaniquement séparé des transistors des différents variateurs, ou à l'aide 30 d'un lien radiofréquence entre l'émetteur de signal de commande et le récepteur de signal de commande. Selon une possibilité, le procédé peut être apte à mettre en fonctionnement un ensemble composé de plus de deux variateurs de lumière. Dans ce cas, le premier variateur resterait le variateur maître, les 35 variateurs restants constitueraient chacun pour eux un variateur esclave. - 4 - Selon une possibilité, le signal de commande véhicule des informations permettant la synchronisation au zéro du secteur du deuxième variateur et/ou des informations sur l'angle de coupure. Selon une caractéristique additionnelle possible, le deuxième 5 variateur, ou chaque variateur esclave, comprend un voltmètre et le procédé comprend la supervision de la tension appliquée sur la charge à l'aide du voltmètre pour détecter une commutation sur la charge, le deuxième variateur détectant en outre la commutation du transistor du deuxième variateur afin de, lorsque la commutation sur la charge est détectée à un 10 premier instant différent d'un deuxième instant où la commutation du transistor du deuxième variateur est détectée, de calculer un laps de temps entre le premier instant et le deuxième instant, de comparer le laps de temps à une valeur prédéterminée et de réajuster le moment de l'ouverture du transistor du deuxième variateur pour la demi-période de courant suivante. 15 Selon une possibilité, le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps se produisent pour chaque demi-période de courant. Ainsi, dans un mode de fonctionnement de coupure à l'angle, pour chaque demi-période de courant, le deuxième intervalle de temps succède au premier intervalle de temps dans la demi-période observée, et/ou dans un 20 mode de fonctionnement de conduction à l'angle, pour chaque demi-période de courant, le premier intervalle de temps succède au deuxième intervalle de temps dans la demi-période observée. L'invention concerne également un ensemble d'au moins deux variateurs de lumière branchés en parallèle entre une source de courant et 25 une source lumineuse, chaque variateur comprenant au moins un transistor, de préférence du type MOSFET, l'ensemble étant apte pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Selon une possibilité, le deuxième variateur comprend un voltmètre apte à superviser la tension appliquée sur la charge. 30 Selon une caractéristique additionnelle possible, le premier variateur comprend un émetteur de signal de commande et le deuxième variateur comprend un récepteur de signal de commande, l'émetteur de signal de commande étant apte à émettre un signal de commande à destination du récepteur de signal de commande et le récepteur de signal de 35 commande étant apte à recevoir un signal de commande émis par l'émetteur de signal de commande. - 5 - L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : 5 la figure 1 est une représentation schématique d'un ensemble de n variateurs de lumière ; la figure 2 est une représentation sous forme de diagramme du procédé de mise en fonctionnement d'un tel ensemble selon l'invention. La figure 1 divulgue un ensemble 1 de variateurs de lumière 10, 10 11, 12 selon l'invention, plus précisément un ensemble 1 de n variateurs 10, 11, 12. Dans la figure 1, uniquement le premier variateur 10, le deuxième variateur 11 et le nième variateur 12 sont représentés pour des raisons de simplification. Chaque variateur 10, 11, 12 est connecté à la phase Ph, au neutre N et à une charge 100 par le biais de points de connexion 20. Le 15 premier variateur 10 est pourvu d'un émetteur de signal de commande 22. Chacun des variateurs 11, 12 restants, c'est-à-dire du deuxième variateur 11 jusqu'au nième variateur 12, est pourvu d'un récepteur de signal de commande 24. L'émetteur de signal de commande 22 est apte à envoyer un signal de commande à chacun des récepteurs de signal de commande 24. 20 Les signaux de commande peuvent être transmis depuis l'émetteur de signal de commande 22 jusqu'au récepteur de signal de commande 24 par le biais d'un optocoupleur rapide, par exemple. Selon une autre possibilité, l'émetteur de signal de commande 22 peut être un émetteur radiofréquence et le récepteur de signal de commande 24 peut être un récepteur 25 radiofréquence. Tous les variateurs 11, 12 du deuxième variateur 11 jusqu'au nième variateur 12 peuvent être munis d'un voltmètre 26 apte à superviser la tension appliquée sur la charge 100 afin de détecter une commutation sur la charge 100. Les variateurs 11, 12 précités peuvent également être aptes à 30 détecter la commutation du transistor du même variateur 11, 12. Chacun des variateurs 10, 11, 12 peut être muni d'un microcontrôleur, le microcontrôleur pouvant intégrer un comparateur et un pont diviseur. La figure 2 visualise dans le temps le procédé de mise en 35 fonctionnement d'un ensemble de deux variateurs 10, 11 de lumière selon l'invention. L'un des deux variateurs 10, 11 et nommé premier variateur 10, de préférence variateur maître, et le deuxième parmi les au moins deux - 6 - variateurs 10, 11 et nommé deuxième variateur 11, de préférence variateur esclave. Les variateurs 10, 11 sont branchés en parallèle entre une source de courant 2 et une source lumineuse 100, chacun des variateurs 10, 11 comprenant au moins un transistor, de préférence un transistor du type 5 MOSFET. Dans un premier intervalle de temps Il, chacun des transistors des variateurs 10, 11 est fermé de sorte à allumer la source lumineuse 100. Dans un deuxième intervalle de temps 12, chacun des transistors des variateurs 10, 11 est ouvert de sorte à éteindre la source lumineuse 100. 10 A partir d'au moins deux cycles successifs, à savoir un premier cycle Cl et un deuxième cycle C2, dans le premier cycle Cl, entre le premier intervalle de temps Ii et le deuxième intervalle de temps 12, le transistor du premier variateur 10 est ouvert après l'ouverture du transistor du deuxième variateur 11. Dans le deuxième cycle C2, entre le premier 15 intervalle de temps H et le deuxième intervalle de temps 12, le transistor du deuxième variateur 11 est ouvert après l'ouverture du transistor du premier variateur 10. Comme divulgué dans la figure 2, dans le cas où uniquement deux variateurs 10, 11 sont branchés en parallèle, dans le premier intervalle 20 de temps Il, le courant 'CHARGE appliqué sur la charge correspond à la somme du premier courant Imos maître qui parcourt le premier variateur 10 et du courant IMOS Esclave qui parcourt le deuxième variateur 11. A l'instant t1, le transistor du deuxième variateur 11 est ouvert et le courant 'CHARGE parcourant la charge 100 correspond au courant Imos Maître qui parcourt le 25 premier variateur 10. A l'instant t2, le transistor du premier variateur 10 est également ouvert et le courant 'CHARGE parcourant la charge 100 devient égal à zéro. Au moment to, t3 du passage à zéro du courant du secteur, les transistors des variateurs 10, 11 sont à nouveau fermés pour rester fermés pendant le premier intervalle II jusqu'à l'instant t4. A l'instant t4, le transistor 30 du deuxième variateur 11 est ouvert et à l'instant t5 le transistor du premier variateur 10 est ouvert. Dans le deuxième intervalle 12 entre les instants t5 et t6, les transistors des deux variateurs 10, 11 restent ouverts et le courant 'CHARGE qui parcourt la charge chute à zéro. A l'instant t6, un signal logique indique le prochain passage à zéro du courant de la source de courant 2. 35 Pour ce qui concerne le deuxième cycle C2, l'ouverture des transistors des différents variateurs 10, 11 est inversée. Ainsi, à l'instant t1, le transistor du premier variateur 10 est ouvert et à l'instant t2 le transistor - 7 - du deuxième variateur 11 est ouvert. En outre, à l'instant t4, le transistor du premier variateur 10 est ouvert et à l'instant t5 le transistor du deuxième variateur 11 est ouvert. Ainsi, les énergies de coupure se produisant aux instants t2 et t5 sont réparties entre le premier variateur 10 et le deuxième 5 variateur 11. La figure 2 divulgue dans les lignes Etatmos Maître et natmos Esclave les états respectifs des transistors du premier variateur 10 et du deuxième variateur 11. Comme le divulgue la figure 2, le premier cycle Cl et le deuxième cycle C2 se produisent en alternance. C'est-à-dire que après 10 chaque premier cycle Cl suit un deuxième cycle C2 et après chaque deuxième cycle C2 suit un premier cycle Cl. Le premier cycle Ci et le deuxième cycle C2 ont de préférence la même longueur. En outre, le premier cycle Cl et/ou le deuxième cycle C2 se produisent pendant un nombre entier naturel de période de courant, de préférence pendant une 15 seule période de courant. Le premier cycle Cl et le deuxième cycle C2 selon le mode de réalisation divulgué dans la figure 2 ont une durée d'une période de courant du courant issu de la source de courant. Comme également divulgué dans la figure 2, un signal de commande SC est généré et émis à l'aide de l'émetteur de signal de 20 commande 22 à destination du récepteur de signal de commande 24 afin de synchroniser le deuxième variateur 11 au premier variateur 10. Le signal de commande SC peut véhiculer une information permettant la synchronisation au zéro du secteur du deuxième variateur 11 et/ou des informations sur l'angle de coupure. Comme le divulgue la figure 2, 25 l'information permettant la synchronisation au zéro du secteur est véhiculée à l'instant t6. Selon une possibilité, le deuxième variateur 11, 12 supervise la tension appliquée sur la charge 100 à l'aide d'un voltmètre 26 pour détecter une commutation sur la charge 100, le deuxième variateur 11, 12 détectant 30 en outre la commutation du transistor du deuxième variateur 11, 12 afin de, lorsque la commutation sur la charge 100 est détectée à un premier instant différent d'un deuxième instant où la commutation du transistor du deuxième variateur 11, 12 est détectée, de calculer un laps de temps entre le premier instant et le deuxième instant, de comparer le laps de temps à une 35 valeur prédéterminée et de réajuster le moment de l'ouverture du transistor du deuxième variateur 11, 12 pour la demi-période de courant suivante. Ces caractéristiques permettent de stabiliser la commande du deuxième - 8 - variateur 11, 12 et permettent de compenser des variations physiques des composants pouvant apparaître au cours du temps. Les variateurs 10, 11, 12 selon le mode de réalisation présentent un encombrement réduit et permettent ainsi de gagner de la place 5 dans un tableau électrique dans lequel ils sont installés. Les variateurs 10, 11, 12 peuvent être des variateurs à puissance élevée, c'est-à-dire qu'ils sont dans l'état de fonctionner à des puissances entourant les 600 Watts. Les variateurs 10, 11, 12 selon le mode de réalisation permettent d'éviter les scintillements (Jitter) et les papillotements (Flicker) gênants de l'éclairage, 10 en particulier lorsque des lampes fluocompactes ou des lampes à diodes électroluminescentes sont employées avec les variateurs 10, 11, 12. Comme l'énergie de coupure est répartie sur les différents variateurs 10, 11, 12 branchés en parallèle, des transistors et plus particulièrement des MOSFETs plus compacts peuvent être utilisés, puisque l'énergie de commutation est 15 répartie sur les différents variateurs 10, 11, 12. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour 20 autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de mise en fonctionnement d'un ensemble d'au moins deux variateurs de lumière, nommés premier variateur, de préférence variateur maître, et deuxième variateur, de préférence variateur esclave, branchés en parallèle entre une source de courant et une source lumineuse, chaque variateur comprenant au moins un transistor, de préférence du type MOSFET, procédé dans lequel, dans un premier intervalle de temps, chacun des transistors des variateurs est fermé de sorte à allumer la source lumineuse, et dans lequel, dans un deuxième intervalle de temps, chacun des transistors des variateurs est ouvert de sorte à éteindre la source lumineuse, procédé caractérisé en ce que, à partir d'au moins deux cycles consécutifs, à savoir un premier cycle et un deuxième cycle, dans le premier cycle, entre le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps, le transistor du premier variateur est ouvert après l'ouverture du transistor du deuxième variateur, et en ce que, dans un deuxième cycle, entre le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps, le transistor du deuxième 20 variateur est ouvert après l'ouverture du transistor du premier variateur. 2. Procédé de mise en fonctionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier cycle et le deuxième cycle interviennent en alternance. 3. Procédé de mise en fonctionnement selon l'une quelconque 25 des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier cycle et/ou le deuxième cycle interviennent pendant un nombre entier naturel de périodes de courant, de préférence pendant une seule période de courant. 4. Procédé de mise en fonctionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, le premier variateur comprenant un 30 émetteur de signal de commande et le deuxième variateur comprenant un récepteur de signal de commande, procédé caractérisé en ce que, pour chaque période de courant, un signal de commande est généré et émis à l'aide de l'émetteur de signal - 10 - de commande à destination du récepteur de signal de commande afin de synchroniser le deuxième variateur au premier variateur. 5. Procédé de mise en fonctionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la communication entre l'émetteur de 5 signal de commande et le récepteur du signal de commande a lieu à travers une voie de transmission dédiée. 6. Procédé de mise en fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le signal de commande véhicule des informations permettant la synchronisation au zéro du secteur 10 du deuxième variateur et/ou des informations sur l'angle de coupure. 7. Procédé de mise en fonctionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième variateur supervise la tension appliquée sur la charge à l'aide d'un voltmètre pour détecter une commutation sur la charge, le deuxième variateur détectant en 15 outre la commutation du transistor du deuxième variateur afin de, lorsque la commutation sur la charge est détecté à un premier instant différent d'un deuxième instant où la commutation du transistor du deuxième variateur est détectée, de calculer un lapse de temps entre le premier instant et le deuxième instant, de comparer le lapse de temps à une valeur prédéterminée et de réajuster le moment de l'ouverture du transistor du deuxième variateur pour la demi-période de courant suivante. 8. Procédé de mise en fonctionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, le premier intervalle de temps et le deuxième intervalle de temps interviennent pour chaque demi-période de courant, et en ce que dans un mode de fonctionnement de coupure à l'angle, pour chaque demi-période de courant, le deuxième intervalle de temps succède au premier intervalle de temps dans la demi-période observée, et/ou en ce que dans un mode de fonctionnement de conduction à l'angle, pour chaque demi-période de courant, le premier intervalle de temps succède au deuxième intervalle de temps dans la demi-période observée. 9. Ensemble d'au moins deux variateurs de lumière branchés en parallèle entre une source de courant et une source lumineuse, chaque variateur comprenant au moins un transistor, de préférence du type MOSFET, l'ensemble étant apte pour la mise en oeuvre du procédé selon l'un quelconque des revendications précédentes.