ELECTRONIC STARTER FOR FLUORESCENT LAMPS COMPRISING A TIME DELAY CIRCUIT COOPERATING WITH AN OVERVOLTAGE CIRCUIT AND A PREHEATING CIRCUIT

Abstract: 1. An electronic starter for a fluorescent lamp powered by an a.c. source and consisting of : a. a preheating circuit comprising a series arrangement of at least : (1) the lamp filament ; (2) a switching element activated by means of a gate electrode ; b. a time-delay circuit comprising a series arrangement of at least : (3) a set of resistors constituting a bridge, for the control of the said gate electrode ; c. an overvoltage circuit comprising a series arrangement of at least : (4) an overvoltage capacitor, (5) an inductive element ; characterized in that : d. the switching element is unidirectional and in that the preheating circuit also comprises a series arrangement of : (6) a diode whose conductivity direction is the same as that of the switching element and which is intended to limit the operation of the preheating circuit to the positive half cycles of the supply voltage which correspond to the conduction of said diode, by means of the voltage charge of at least one capacitance in series with a resistor connected to the gate of the switching element ; e. the time-delay circuit also comprises a time-delay capacitor arranged in series with the supply source during the negative half cycles and in parallel with at least a fraction of the resistor bridge for applying a voltage to the gate, which voltage is increasingly negative during the periods when the switching element is non-conducting and thus progressively delays the closure of the switching element during each positive half cycle ; f. the overvoltage circuit is arranged in parallel with the switching element in order that as from the start of the positive half cycles the overvoltage capacitor is charged during the periods having an increasing delay time at the closure of the switching element, after which, at the closure of this element it is discharged across the switching element in the inductive element, which inductive element is the primary winding of an auto-transformer arranged in series in the pre-heating circuit.

Description: STARTER ELECTRONIQUE POUR TUBE FLUORESCENT, COMPORTANT UN CIRCUIT TEMPORISATEUR COOPERANT AVEC UN CIRCUIT DE SURTENSION ET UN CIRCUIT DE PRECHAUFFAGE L'invention concerne un starter électronique pour tube fluores cent. Un tube fluorescent, muni d'un ballast de stabilisation, est généralement allumé à l'aide d'un starter à bilame ; de tels moyens disposent de contacts qui sont mis hors d'usage à plus ou moins long terme, étant souvent activés plusieurs fois pour un même allumage. Ceci a pour conséquence de produire avant l'allumage définitif, une série de battements, gênante pour l'utilisateur, et qui provoque un noircissement important des électrodes du tube fluorescent. D'autres starters utilisent des moyens électroniques, qui per mettent notamment de préchauffer les filaments du tube fluores cent, et favorisent ainsi son allumage ; ces derniers starters sont malheureusement, encombrants, lourds et relativement couteux. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et concerne un starter électronique à faible coût ainsi qu'a encombre ment réduit, qui permet l'allumage de tout tube fluorescent en moins de deux secondes et sans battements intempestifs. Selon l'invention, un starter électronique pour tube fluores cent, relié par ses deux points de connexion A et B, aux filaments du tube, comportant un circuit de préchauffage, un circuit de sur tension, un circuit temporisateur, est caractérisé en ce que ce circuit temporisateur coopère avec ces deux premiers circuits, par l'intermédiaire d'un organe unique de commutation, pour, d'une part déterminer le temps de préchauffage, d'autre part, interdire l'éta- blissement de la surtension durant ce préchauffage, et enfin, assurer l'accroissement progressif de la surtension appliquée au tube fluo rescent, jusqu'à ce qu'elle atteigne la valeur nécessaire à l'allumage de ce tube. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, et de la figure unique jointe, qui montre le schéma électrique d'un starter conforme à la présente invention. Comme il est représenté sur la figure unique, un starter selon l'invention, dont tous les composants le constituant sont situés à l'intérieur d'un bloc 111 (représenté en pointillé), comporte deux points de connexion respectivement A et B. Un tube fluorescent 1, destiné à fonctionner avec ce starter et comportant un premier filament F1 et un second filament F2, est muni d'un ballast 2. Le filament F1 est relié, par son plot P1 à la connexion A, et par son plot P2 à l'extrémité B1 du ballast 2, dont l'autre extrémité B2 est connectée à la borne 10 de l'une des sorties d'un réseau d'alimentation en 220v alternatif, représenté par le rectangle 3. Le filament F2 est relié, à la connexion B par son plot P3, et par son plot P4, à la borne 20 de l'autre sortie du réseau d'alimentation 3. Dans le starter lui-même, la connexion A est reliée à la borne Ptl d'un élément de protection terhmique 5 dont la borne Pt2 conduit à l'extrémité El de l'enroulement secondaire . Le rôle de l'élément de protection thermique 5 est de couper le circuit en cas d'échauffement prohibitif de l'autotransformateur T1 sur lequel il est fixé ; cet élément pouvant être constitué d'un moyen connu quelconque, comme par exemple un élément bilame dont le contact s'ouvre avec l'accroissement de sa température. L'autre extrémité de l'enroulement secondaire S sort sur la prise intermédiaire E2, commune à ltenroulement secondaire S et à l'enroulement primaire P, dont l'autre sortie s'effectue en E3. Le rapport de transformation de ces deux enroulements permet, partant des signaux génerés dans l'enroulement primaire P, d'obtenir par le secondaire S la surtension nécessaire à l'allumage du tube fluorescent 1. Le condensateur C2 est relié par l'une de ses bornes à l'enroulement P, en E3, et par son autre borne, d'une part, à l'anode du thyristor Th dont la cathode est ramenée à la prise intermédiaire E2, et d'autre part à la résistance R6, qui par son autre extrémité, est reliée à la cathode de la diode D5, et à la résistance R7 montée en parallèle avec cette diode. L'anode de la diode D5 est également reliée à la prise intermédiaire E2. L'ensemble de ces éléments avec l'autotransformateur T1 constitue le circuit générateur de surtension d'allumage du tube fluorescent 1 ; la résistance R6 sert aussi à éviter l'écrétage de la surtension dans le cas de certains tubes fluorescents. Le condensateur C1 est relié, par sa borne positive à la prise intermédiaire E2, et par sa borne négative et la résistance en série R5, à l'anode de la diode D3, elle-même reliée par sa cathode à la résistance R8 ; l'autre extrémité de la résistance R8 est reliée à la connexion B. Le condensateur C1, la résistance R5et la diode D3 constituent un circuit temporisateur. La diode zener D4, montée en parallèle avec la résistance R3, a son anode reliée à la borne négative du condensateur C1 et sa cathode reliée à la résisance R2, l'autre extrémité de la résistance R2 est réunie à la gachette G du thyristor Th ainsi qu'à la résistance R4 dont l'autre borne est connectée à la prise intermédiaire E2. La résistance R1 est reliée d'un côté à la cathode de la diode D3, à l'anode de la diode D2, à la résistance R8, et de l'autre côté à la gachette G du thyristor Th. Les résistances R8 et R1 constituent une première voie de commande du thyristor Th, destinée à l'établissement de la surtension. La diode D2, à avalanche contrôlée, est reliée par sa cathode à l'anode du thyristor Th, ainsi qu'à la résistance R6 et aux condensateurs C2, C3 et C4; l'autre armature ciu condensateur C3 est réunie à la cathode de la diode D4 et au point commun des résistances R2 et R3. Le condensateur C4 relié par l'une de ses bornes à l'anode, et par l'autre à la gachette du thyristor Th, sert à réarmer ce dernier qui, sans quoi risque de se bloquer lors de la décharge oscillante du condensateur C2. Le circuit composé de la résisance R8, la diode D2, le condensateur C3 et la résisance R2 constituent une deuxième voie- de commande du thyristor Th, destinée à l'établissement du préchauffage. Quant l'alternance positive du réseau d'alimentation se pré- sente à la connexion B > la diode D2 devient conductrice, et dès le début de cette alternance, une impulsion positive est transmise par la résistance R8, la diode D2, le condensateur C3 et la résistance R2, à la gachette G du thyristor Th pour commander celuii; ce dernier passe à l'état conducteur et donne naissance à un courant qui sert à préchauffer les filaments F1 et F2. Ce courant principalement limité par la résistance R8 est unidirectionnel. Il circule dans les éléments suivants : filament F2, résistance R8, diode D2, thyristor Th, enroulement secondaire S, élément de protection thermique 5, filament F1, ballast 2 et se referme par le réseau d'alimentation 3. Durant ce temps, l'ensemble constitué du condensateur C2 et du primaire P est courtwircuité par le thyristor Th qui empêche ainsi la charge du condensateur C2 pendant le préchauffage des filaments F1 et F2. Avec l'inversion de polarité du réseau, c'est l'alternance négative qui est appliquée à la connexion B; le thyristor Th est bloqué, la diode D2 n'est plus conductrice, mais la diode D3 par contre, devient conductrice et autorise le passage d'un courant qui limité par la résistance R8 et la résistance R5, dont ctest le rôle, charge partiellement le condensateur C1. Celui-ci développe alors une tension négative en fonction de sa charge, au niveau de son armature négative; une fraction de cette tension est appliquée à la gachette G par les résistances R3 et R2, qui forment un pont diviseur de tension avec la résistance R4. Cette tension négative présente sur la gachette G, sert de référence aux impulsions positives transmises par le condensateur C3 pour la commande du thyristor Th, et à partir de certaines valeurs qu'atteindra au cours du temps cette tension négative, le niveau crête de ces impulsions n'aura plus le niveau nécessaire à provoquer l'état conducteur du thyristor Th. Quand l'alternance négative à la connexion B laisse la place à l'alternance positive, la diode D2 n'étant plus conductrice, le condensateur C2 maintient sa charge. Selon une caractéristique intéressante de l'invention le condensateur C1 développe une tension négative croissante avec chaque alternance négative à la connexion B; cette tension est appliquée, comme déjà décrit précédemment, à la gachette G, où elle atteindra le niveau nécessaire à empêcher le passage à l'état conducteur du thyristor Th sous la commande des impulsions transmises par le condensateur C3 et la résistance R2. Une autre caractéristique de l'invention, réside dans le fait que les variations de cette tension négative, quand celle-ci atteint un niveau suffisant, sont intégralement appliquées à la résistance R2, par l'intermédiaire d'un élément régulateur de la tension à ses bornes; ceci permet de réaliser une transition nette, entre le moment où les impulsions transmises par le condensateur C3 et la résistance R2 à la gachette G, parviennent à déclencher la conduction du thyristor Th, et le moment où elles n'y parviennent plus. L'élément régulateur de la tension à ses bornes peut être un quelconque moyen connu, comme par exemple une diode zener, ainsi que dans cette description où il s'agit de la diode D4. Dans cette nouvelle phase du fonctionnement, qui suit la phase de préchauffage, le thyristor Th restant bloqué avec le début de l'alternance positive à la connexion B, un courant s'établit qui, à travers la résistance R8 et la diode D2, charge le condensateur C2; cette charge est maintenue jusqu'au moment où l'alternance positive atteint un niveau suffisant. Ce niveau étant par l'intermédiaire des résistances R8 et R1, appliqué à la gachette G, déclenche la conduction du thyristor Th avec un certain retard, par rapport au début de la charge du condensateur C2. Le passage à l'état conducteur du thyristor Th, provoque la décharge oscillante du condensateur C2, dans l'enroulement primaire P, et l'enroulement secondaire S développe une surtension qui est appliquée au tube fluorescent 1 par l'intermédiaire des connexions A et B. Cette description montre qu'un starter conforme à l'invention possède également une autre caractéristique très avantageuse sur le plan de la réduction des composants; cette caractéristique réside dans le fait que, le circuit de préchauffage et le circuit de surtension, fontionnent grâce à un unique organe de commutation qui leur est commun, et qui dans l'exemple décrit est le thyristor Th. Au cours du temps, le niveau de la surtension appliquée au tube fluorescent 1 va croître, avec une limite, jusqu'à l'allumage de ce dernier Ceci est une conséquence avantageuse de l'action progressive du circuit temporisateur : la tension négative développée par le condensateur C1 continuant à croître, le temps nécessaire à déclencher le thyristor Th à chaque alternance positive sur la connexion B croît également. Cela permet au condensateur C2 d'atteindre chaque fois, un niveau de charge plus important avant d'être déchargé dans l'enroulement-primaire P, provoquant ainsi à chacune de ses décharges, un niveau de surtension plus élevé qu'à sa décharge précédente. Cette nouvelle caractéristique de la présente invention, permet d'appliquer à un tube fluorescent 1, une surtension qui atteint progressivement la valeur nécessaire à son allumage. Le tube fluorescent 1 étant allumé, sa tension d'arc présente entre les connexions A et B, est inférieure à celle du réseau d'alimentation 3, provoquant l'arrêt du fonctionnement du starter. En cas de non allumage du tube fluorescent 1, le condensateur C1 continue à se charger, et détermine sur la gachette G un niveau de tension tel, que le thyristor Th n'est plus déclenché, d'dru l'arrêt de générations de surtension d'allumage. Un starter conforme à l'invention peut assurer l'allumage de tout tube fluorescent, et ceci notamment dans les applications nécessitant un grand nombre d'allumages.

Claims: REVENDICATIONS 1. Starter électronique pour tube fluorescent, comportant un circuit temporisateur (C1, R5, D3) coopérant avec un circuit de surtension (C2, R6, R7? D1, Th, T1) et un circuit de préchauffage (R8, D2, Th, S, 5), relié par ses deux points de connexion (A, B) aux filaments (F1, F2) du tube (1), ledit circuit de surtension et ledit circuit de préchauffage comportant un organe de commutation (Th) commun, caractérisé en ce que cet organe de commutation (Th) est constitué par un thyristor (Th), cette coopération entre le circuit temporisateur (C1, R5, D3), le circuit de surtension (C2, R6, R7, D1, Th, T1), le circuit de préchauffage (R8, D2, Th, S, 5) et le thyristor (Th) procure, d'une part la détermination du temps de préchauffage, d'autre part l'interdiction de l'établissement de la surtension durant ce préchauffage, et enfin, assure l'accroissement progressif de la surtension appliquée au tube (1) jusqu'à ce qu'elle atteigne la valeur nécessaire à l'allumage de ce tube (1). 2. Starter électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit temporisateur (C1, R5, D3) développe une tension progressivement croissante. 3. Starter électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur est constitué essentiellement par la combinaison d'un condensateur (Cl) avec une résistance (R5) et une diode (D3). 4. Starter électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gachette (G) du thyristor (Th) dispose d'une première voie de commande constituée par les résistances en série (R8) et (R1), et d'une deuxième voie de commande constituée par une résistance (R8), une diode (D2), un condensateur (C3) et une résistance (R2). 5. Starter électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur (C1, R5, D3) coopérant avec la première voie de commande du thyristor (Th) constituée par les résistances (R1) et (R8), permet au thyristor (Th) de passer à l'état conducteur avec des retards variables par rapport aux débuts des alternances positives à la connexion (B), pour l'établissement de la surtension. 6. Starter électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur (C1, R5, D3) coopérant avec la deuxième voie de commande du thyristor (Th), constituée par la résistance (R8), la diode (D2), le condensateur (C3) et la résistance (R2), permet au thyristor (Th) d'établir le préchauffage pour un temps déterminé. 7. Starter électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un condensateur (C2), atteignant une charge à chaque fois plus élevée avant d'être déchargé par le thyristor (Th), permet, à chacune de ses décharges, l'établissement d'une surtension d'un niveau plus élevé qu'à sa décharge précédente. 8. Starter électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit temporisateur (C1, R5, D3) agit sur l'organe de commutation par l'intermédiaire dans un premier temps, des résistances (R3, R2, R4) et dans un deuxième temps, par l'intermédiaire des mêmes résistances associées à un élément régulateur de la tension à ses bornes. 9. Starter électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément régulateur de la tension à ses bornes est une diode Zener (D4).

Inventors: FREYCENET, JEAN-LOUIS, JUBLOT, MICHEL
Applicants: MAZDA ECLAIRAGE
Application year: 1982
Main classification: H05B41
IPC codes: H05B41