FR2617363A1 - Dispositif d'alimentation d'une lampe a decharge - Google Patents

Abstract

Le dispositif d'alimentation de la lampe à décharge 1 comprend un starter 4 et un générateur apte à maintenir un courant de décharge dans la lampe. Le générateur comporte un premier circuit 5 comprenant la mise en série d'une source de tension continue U1 , d'un premier interrupteur I1 et d'un second interrupteur I2 . Quand le premier interrupteur est fermé, le second est ouvert et inversement. Un second circuit 6 comprenant la mise en série d'une inductance L et de la lampe est branché en parallèle sur le second interrupteur. Les interrupteurs I1 et I2 sont actionnés par un dispositif de commande 7 qui utilise les signaux reçus d'un oscillateur 9. Le générateur se présente comme une source de courant qui ne consomme pas d'énergie propre et peut être utilisé pour alimenter une lampe d'éclairage.

Description

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DISPOSITIF D'ALIMENTATION D'UNE LAMPE A DECHARGE

La présente invention est relative, selon un premier mode d'exécution, à un dispositif d'alimentation d'une lampe à décharge

comprenant un premier générateur susceptible de fournir une impul-

sion de tension apte à créer l'amorçage de la décharge dans la lampe et un second générateur apte à maintenir un courant de décharge dans

la lampe.

La présente invention concerne également, selon un deuxième mode d'exécution un dispositif d'alimentation d'une lampe à décharge équipée d'une première électrode froide et d'une seconde électrode pourvue d'un filament, ledit dispositif comprenant un premier générateur susceptible de fournir une impulsion de tension apte à

créer l'amorçage de la décharge dans la lampe et un second généra-

teur apte à chauffer le filament pendant une période de durée Td,

puis à maintenir un courant de décharge dans la lampe.

Un arrangement proche du premier mode d'exécution a déjà été proposé dans le document EP-A-O 152 026 (US-A-4 649 322). Dans celui-ci, l'amorçage de la décharge dans la lampe est réalisé par un

premier générateur qui fournit à intervalles périodiques prédétermi-

nés des impulsions de tension. L'intensité lumineuse de la lampe est commandée par une source de courant issue d'un second générateur qui permet d'appliquer à la lampe un courant de maintien de la décharge dont la durée d'application peut être variée selon l'intensité

lumineuse que l'on désire obtenir. L'arrangement en question com-

prend en outre un circuit qui permet l'application du courant de

maintien en synchronisme avec l'impulsion de tension.

En plus de deux modes d'exécution du générateur d'impulsion, le document cité décrit une façon de réaliser le générateur de maintien de la décharge dans la lampe. Ce générateur de maintien, qui est une source de courant, est alimenté à partir d'une source de tension continue et comporte essentiellement une cascade de deux transistors qui conduisent continuellement quand un signal de consigne est envoyé à l'entrée du premier transistor. La durée d'application du signal de consigne (qui peut être un signal vidéo par exemple)

conditionne la période pendant laquelle conduit la source de cou-

rant, période qui peut être de l'ordre de 14 ms pour une lampe

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donnant sa pleine luminosité, période suivie par un train de pério-

des de durée semblable si la lampe doit rester allumée à cette pleine luminosité. Dans le cas o l'arrangement décrit devait être adapté pour varier simplement l'intensité lumineuse d'une lampe fluorescente d'éclairage, par exemple au moyen d'une commande manuelle, une seule impulsion serait nécessaire, délivrée par un

générateur d'impulsion au moment de l'allumage de la lampe, impul-

sion suivie par un courant continu se maintenant continuellement au

niveau choisi.

Cette façon de faire est dispendieuse en énergie électrique qui est dissipée en chaleur et cela en pure perte. En effet, il est dit dans le document cité qu'une tension d'alimentation de 60 V continu permet d'assurer une tension d'arc d'environ 40 V dans le tube, ce qui laisse entendre qu'il existe une chute de tension de l'ordre de 20 V qui devra bien être absorbée dans le générateur de courant. En réalité on se rend compte que la tension d'arc peut varier dans de

fortes proportions (10 à 60 V), dépendant en cela du régime dynami-

que auquel la lampe est soumise. La température a aussi une influen-

ce importante sur la valeur de cette tension d'arc. Donc, dans le

montage cité, c'est le générateur de courant, formé des deux tran-

sistors dont il a été question, qui va absorber la différence existant entre la tension d'alimentation et la tension d'arc,

différence dissipée en pure perte comme on l'a dit.

C'est le but de la présente invention de remédier aux inconvé-

nients cités et de proposer un dispositif qui soit une source de courant, sans consommation propre, quelle que soit la valeur de la charge, charge qui se manifeste ici par la tension d'arc

essentiellement variable présentée par la lampe.

Pour atteindre ce but, et selon le premier mode d'exécution de l'invention, le second générateur comporte un premier circuit électrique comprenant la mise en série d'une source de tension continue, d'un premier interrupteur et d'un second interrupteur, lesdits premier et second interrupteurs étant arrangés de telle facon que lorsque le premier est fermé, le second est ouvert et vice-versa, et un second circuit électrique comprenant la mise en série d'une inductance et de ladite lampe, branché en parallèle sur ledit second interrupteur, que lesdits interrupteurs sont actionnés

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par un dispositif de commande alimenté par un signal alternatif de période T1, ledit dispositif de commande étant arrangé pour fournir à sa sortie un signal propre à commuter alternativement ledit premier interrupteur d'abord dans un état fermé pendant un premier temps de durée Tas puis dans un état ouvert pendant un second temps

de durée Tb.

Le même but est atteint selon le deuxième mode d'exécution de l'invention, par des moyens identiques à ceux énumérés à l'alinéa ci-dessus auxquels s'ajoute un troisième interrupteur actionné par un second dispositif de commande, ledit interrupteur permettant d'assurer successivement l'alimentation du filament de la lampe, la génération d'une impulsion de surtension aux bornes de la lampe et

l'alimentation de ladite lampe en courant de maintien.

L'invention sera comprise maintenant à l'aide de la description

qui va suivre et pour l'intelligence de laquelle on se référera, à titre d'exemple, au dessin dans lequel: La figure la est un schéma général qui montre le principe de fonctionnement du dispositif d'alimentation d'une lampe à décharge selon les premier et second mode d'exécution de l'invention, Les figures lb et lc montrent le cheminement du courant dans le montage de la figure la selon la position des interrupteurs Il et 12, La figure 2 est un schéma de détail d'alimentation d'une lampe à décharge selon le premier mode d'exécution de l'invention et selon une première variante de réalisation,

La figure 3 est un diagramme temporel expliquant le fonctionne-

ment du schéma de la figure 2, La figure 4 est un schéma général, dérivé de celui de la figure la, montrant une manière de créer l'amorçage de la décharge dans la lampe, La figure 5 est un schéma de détail d'alimentation d'une lampe à décharge, selon le premier mode d'exécution *de l'invention et selon une seconde variante de réalisation,

La figure 6 est un diagramme temporel expliquant le fonctionne-

ment du schéma de la figure 5, La figure 7 est un schéma de principe exposant le fonctionnement du dispositif d'alimentation selon le deuxième mode d'exécution de l'invention,

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La figure 8 est un schéma de détail d'alimentation d'une lampe à décharge qui se réfère au schéma de principe de la figure 7 selon une première variante de réalisation,

La figure 9 est un diagramme temporel expliquant le fonctionne-

ment du schéma de la figure 8, La figure 10 est un schéma de détail d'alimentation d'une lampe à décharge qui se réfère au schéma de principe de la figure 7, selon une seconde variante de réalisation, et

La figure 11 est un diagramme temporel expliquant le fonctionne-

ment du schéma de la figure 10.

La figure la est un schéma général qui montre le principe de base sur lequel s'appuie l'invention. Une lampe à décharge 1, qui peut être un tube fluorescent, est pourvue de deux électrodes 2 et 3. Un premier générateur ou starter 4 fournit une impulsion de tension apte à créer l'amorcage de la décharge dans la lampe.. La figure la montre encore un second générateur apte à maintenir le courant de décharge dans la lampe, second générateur qui va être décrit maintenant et qui fait l'objet principal de la présente invention. Le second générateur comporte un premier circuit électrique 5 qui comprend la mise en série d'une source de tension continue U1, d'un premier interrupteur I1 et d'un second interrupteur 12. Les interrupteurs I1 et I2. sont arrangés de telle façon que lorsque le premier est ouvert, le second est fermé et inversement. Cette interdépendance apparaît dans la figure la par la ligne pointillée

13 qui relie les languettes de contact respectives desdits interrup-

teurs. Le schéma montre encore qu'aux bornes du second interrupteur 12 est connecté un second circuit électrique 6 composé de la mise en

série d'une inductance L et de la lampe à décharge 1.

L'interrupteur I1 est actionné par un dispositif de commande 7.

Ce dispositif est alimenté sur son entrée 8 par un signal alternatif de période T1. On verra plus loin que ce signal est choisi de préférence à fréquence élevee comprise par exemple entre 150 et 600

kHz. Ce signal possède une période propre T1 composée d'une alter-

nance de durée T2 à haut niveau-suivie d'une alternance de durée T3 à bas niveau. Le rapport cyclique de ce signal est défini comme étant le rapport T2/T1. Le signal alternatif de période T1 peut être

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fourni par un oscillateur et les alternances T2 et T3.ont une durée

à peu près égale.

La figure la montre aussi que le dispositif de commande 7 est arrangé pour fournir à sa sortie 15 un signal propre à commuter alternativement le premier interrupteur I1 d'abord dans un état fermé pendant un premier temps de durée Ta, puis dans un état ouvert pendant un second temps de durée Tb. La somme Ta + Tbest liée à la période d'entrée T1 comme on le verra des exemples de réalisation

qui seront décrits plus bas.

Le fonctionnement du dispositif va être expliqué maintenant en

s'aidant des figures lb et lc.

Pendant le premier temps de durée Ta, I1 est fermé et 12 est ouvert comme le montre la figure lb. La source de tension U1 débite un courant i1 dans l'inductance L et la lampe 1 via l'interrupteur I1 (circuit 5). Par le fait de la présence de l'inductance L et de la résistance R de la lampe, le courant i1 va croître d'une valeur avoisinant zéro à une valeur maximum imposée par la fin du-temps de durée Ta. A partir de ce moment commence le second temps de durée T pendant lequel I1 est ouvert et 12 est fermé. La situation des circuits électriques 5 et 6 est alors celle représentée en figure lc. L'énergie électrique emmagasinée dans l'inductance L lors de la

phase précédente, produit alors un courant i2 qui, via l'interrup-

teur I2, circule dans la lampe 1. L'inductance L se comporte alors

comme un générateur. Contrairement à la pratique courante de certai-

nes alimentations connues, cette inductance n'est pas un limiteur de courant mais se comporte comme un réservoir de courant. Le courant i2 va diminuer durant le temps de durée Tb jusqu'à ce qu'apparaisse

un nouveau temps de durée Ta qui ferme à nouveau l'interrupteur Il.

Dés la fin de la période Tb un nouveau cycle recommence et ainsi de

suite.

On vient de décrire le principe général sur lequel est basé le dispositif d'alimentation selon l'invention. Il s'agit en fait d'une source de courant sans consommation propre et qui ne fournit que

l'énergie nécessaire pour produire le flux lumineux dans la lampe.

En effet les interrupteurs décrits fonctionnent par tout ou rien et

ne consomment quasiment aucune énergie propre.

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Le montage de base a été expliqué en se servant de deux inter-

rupteurs Il, 12 actionnés par un dispositif de commande. En pratique on pourra utiliser un transistor travaillant en commutation à la place de l'interrupteur I1, transistor commandé sur sa base par le signal issu de la sortie 15 du dispositif 7. En pratique également, on utilisera avantageusement une diode pour remplacer l'interrupteur 12, diode branchée de telle manière qu'elle soit non conductrice quand le transistor est conducteur. Cette diode présente l'avantage d'être auto- commandee par le sens même de la tension présente à ses bornes. Il est clair que l'interrupteur 12 pourrait être aussi un transistor commandé par le signal de sortie du dispositif 7 et que

l'invention n'est pas limitée à la seule utilisation d'une diode.

On va décrire maintenant deux modes d'exécution pratique de l'invention, tous appliqués à une lampe d'éclairage. Dans l'un et l'autre cas, on expliquera de quoi sont constitués les blocs de la

figure la qui a servi à exposer l'invention dans son principe.

1. Premier mode d'exécution Le schéma de la figure 2 montre un premier mode d'exécution du dispositif d'alimentation selon l'invention. Le dispositif de commande 7 est ici un flip-flop du type D (D-FF) dont les bornes set et reset sont connectées au moins 12 volts de l'alimentation de la logique. La sortie Q du flip-flop est connectée à son entrée D. Sur son entrée 8, le flip-flop reçoit le signal alternatif de période T1, appelé aussi signal d'horloge (Cl), signal délivré par un oscillateur 9. Le transistor Til est commandé sur sa base par la sortie Q du flip-flop. Le collecteur du transistor TiI est connecté

à la diode D1 et l'émetteur à la source de tension U1. Le fonction-

nement du montage qui vient d'être décrit va être expliqué mainte-

nant à l'aide du diagramme temporel présenté en figure 3.

Sur l'entrée 8 du flip-flop est appliqué le signal d'horloge Cl, ce qui apparaît à la ligne a du diagramme. Ce signal oscille entre -12 V et O V (O V symbolisé par le signe 0), soit entre les valeurs logiques O et 1 respectivement. Ce type de flip-flop (par exemple numéro CMOS 4013) a la particularité de disposer sa sortie Q à la valeur portée par son entrée D quand le signal Cl passe de O à 1 (flèches 18), le passage de 1 à O ne changeant en rien l'état de la sortie Q pour autant que les entrées set et reset soient toutes deux

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au zéro logique (-12 V). Comme l'entrée D est reliée à la sortie Q, la sortie Q changera d'état à chaque flanc montant 18 du signal d'horloge, comme cela apparaît à la ligne b de la figure 3, le flanc montant 18 entraînant les flancs descendants et montants 19 de la sortie Q (flèches 65). Le passage de O à -12 V de la sortie Q a pour effet de disposer le transistor Til de l'état bloqué (interrupteur I1 ouvert) à l'état

conducteur (interrupteur I1 fermé). Un courant i1 commence à circu-

ler dans le circuit défini par la figure lb, courant dont la vitesse de croissance est limitée par la présence de l'inductance L (voir ligne c du diagramme de la figure 3 qui représente le courant Il

dans la lampe 1).

Quand le flip-flop bascule à nouveau, sasortie Q passe à O V et rend non conducteur le transistor Til. A partir de cet instant, l'énergie emmagasinée dans l'inductance L produit un courant i2 qui circule dans le circuit 6, via la diode Dl, courant- qui va en diminuant puisqu'aucune source de tension ne lui est plus appliquée (voir ligne c de la figure 3). Ce courant i2 va diminuer jusqu'à ce que le transistor Til devienne à nouveau conducteur, ce qui a lieu à l'arrivée d'un nouveau flanc montant 18 présenté par le signal Ti à l'entrée C1 du flip-flop. Le cycle qui vient d'être décrit en détail

se reproduit alors de la même façon.

Ainsi le signal alternatif de période T1 appliqué à l'entrée Cl

du flip-flop et composé de deux alternances égales T2 et T3, de-

vient, vu de la lampe 1, un signal de période doublée et composé de

deux alternances Ta et Tb de durées approximativement égales.

On a complété le diagramme de la figure 3 par une ligne d qui représente le courant ID1 dans la diode D1. On s'aperçoit que pendant la période de conduction Ta du transistor Ti1 aucun courant ne circule dans la diode alors que pendant la période de blocage Tb

du même transistor, un courant i2 circule dans ladite diode.

Le diagramme de la figure 3 montre encore un seuil de courant Ilmin en dessous duquel le courant dans la lampe ne tombe pas. Ceci provient du fait que l'inductance L n'est pas totalement déchargée

lorsque le cycle T1 recommence.

Pour donner maintenant un exemple de réalisation pratique, on mentionnera que le transistor est du type 2N5400 et la diode du type

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1N4148. La source de tension Ui est de 60 V. On observera ici que l'inductance mise en oeuvre est de très petite dimension (quelques

mm3) ce qui est un autre avantage du dispositif selon l'invention.

Ceci est dû principalement au fait que le signal alternatif de période T1 est choisi à fréquence élevée, par exemple supérieure à kHz. Le schéma de la figure 2 montre encore que la lampe à décharge utilisée, qui est le plus souvent une lampe à fluorescence, possède une anode froide 2 et une cathode chaude 3. Cette cathode est un filament alimenté par une source continue U5. Des considérations ont

été faites dans le document EP-A-0152026 au sujet de cette alimenta-

tion et le lecteur s'y reportera pour obtenir plus de détail. -

Pour amorcer la décharge dans la lampe d'éclairage 1, il suffit de lui envoyer une impulsion à haute tension au moment o l'on enclenche le système. Cette impulsion est fournie par le-starter 4

montré en pointillé sur la figure 2.

Une solution possible de réalisation du starter est montré dans

le schéma de principe de la figure 4 qui est une variante de l'exé-

cution présentée en figure la. L'impulsion de surtension apte à créer l'amorcage de la décharge est produite par un troisième interrupteur 13 connecté en parallèle sur les bornes 2, 3 de la lampe 1. Cet interrupteur est commandé par un second dispositif de commande 53, lui-même actionné par un premier dispositif de commande 7 déjà décrit à propos de la figure la. On s'arrange pour qu'à

l'enclenchement du dispositif d'alimentation ce troisième interrup-

teur soit fermé. Comme, à ce moment, le premier interrupteur 11 est également fermé, l'inductance L emmagasine de-l'énergie comme on l'a expliqué plus haut. L'ouverture de l'interrupteur I3, synchrone avec l'ouverture de l'interrupteur Il par le fait de l'interdépendance des premier et second dispositifs de commande 7 et 53, libère l'énergie emmagasinée dans l'inductance et crée la surtension demandée aux bornes de la lampe. Une explication détaillée du fonctionnement du starter sera donnée lors de la discussion qui sera

faite à propos du deuxième mode d'exécution de l'invention.

Le premier mode d'exécution de l'invention qui vient d'être décrit utilise un flip-flop 7 branché en diviseur de fréquence par 2. On a donc dans ce cas Ta + Tb = 2T1. En d'autres termes, si l'on

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désire que le transistor commute à une fréquence de 150 kHz, il faudra alimenter le flip-flop à une fréquence double, c'est-à-dire à 300 kHz. De toute façon le schéma présenté montre que la période de conduction Ta du transistor Til est égale à la période d'ouverture Tb du même transistor. On peut désirer cependant des périodes Ta et Tb qui soient inégales, dans le but par exemple d'adapter au mieux la lampe à la source de tension continue Ui. Pour cela on pourra avoir recours à une seconde variante basée sur le premier mode d'exécution dont la première variante est celle qui a été exposée ci-dessus. Cette seconde variante va être expliquée maintenant à l'aide des figures 5 et 6. Le schéma de la figure 5 présente beaucoup d'analogie avec ce qui a été montré en figure 2, sauf en ce qui concerne l'attaque du flip-flop 7 o la borne Q est laissée en l'air et o les bornes reset et D sont connectées au zéro logique (-12 V). La sortie Q, du flip-flop commande le transistor Til comme cela est connu de la première variante décrite ci-dessus. Le flip-flop est alimenté sur son entree d'horloge (8) par le signal de période T1 qui ne provient

plus directement d'un oscillateur, mais de la sortie Qg d'un comp-

teur 101 (par exemple du type CMOS 4017). Ce compteur comporte plusieurs étages dont les sorties sont référencées QO à Q9. Une de ces sorties intermédiaires (ici Q5) est connectée à l'entrée set 14 du flip-flop 7. Le compteur 101 est alimenté par un signal en

provenance d'un oscillateur 9.

Le fonctionnement de ce montage va être expliqué à l'aide du

diagramme de la figure 6. L'oscillateur 9 présente le signal appa-

raissant à la ligne a du diagramme, signal qui oscille entre -12 V et O V (O V symbolisé par le signe 0), soit entre les valeurs logiques O et 1 respectivement. Ce signal attaque l'entrée 91 du compteur 101 dont les bornes reset et C1 enable sont connectées au -12 V. On a dessiné aux lignes b et c du diagramme de la figure 6 les signaux qu'on trouve aux sorties Q9 et Q5, respectivement. On

s'aperçoit qu'à chaque flanc montant "9" du signal d'entrée corres-

pond un flanc montant 93 du signal qu'on trouve à la sortie Q9

(flèche 92), le flanc descendant 94 de ce dernier signal correspon-

dant au prochain flanc montant "O" du signal d'entrée. On trouve un

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signal semblable à la sortie Q5 (ligne c du diagramme), le flanc montant 95 de ce signal correspondant au flanc montant "5" du signal d'entrée (flèches 96). Le signal présent à la sortie Q9 du compteur 101 attaque l'entrée 8 du flip-flop 7 et le signal Q5 attaque l'entrée set du même flip-flop.

La période de ce signal est T1 qui se trouve être, dans l'exem-

ple choisi, dix fois plus grande que la période d'entrée du signal délivré par l'oscillateur 9. Ainsi, si l'on désire une période correspondant à une fréquence de 150 kHz à l'entrée du flip-flop 9, il faudra fournir, à l'entrée du compteur 101, une fréquence de 1,5 MHz. Chaque flanc montant 93 du signal Q9 provoque (flèches 98) un flanc descendant 97 du signal présent à la sortie Q du flip-flop 7 (ligne d du diagramme), étant donné qu'à ce moment les entrées D, set et reset de ce flip-flop sont au niveau -12 V (0 logique). De même, chaque flanc montant 95 du signal Q5 provoque (flèches 99) un flanc montant 100 du signal présent à la sortie Q du flip-flop 7. Le signal présent à la sortie Q du flip-flop 7 est montré à la figure d du diagramme de la figure 6. Ce signal, de période T1, est composé d'un temps de durée Ta suivi d'un temps de durée Tb, temps qui ne sont pas égaux comme le montre le diagramme. On comprend qu'en choisissant une autre sortie intermédiaire que celle prise en exemple, on pourra modifier la valeur de ces temps l'un par rapport

à l'autre, la période Ti restant égale à Ta + Tb.

La sortie Q du flip-flop 7 commande le transistor Til, ce qui occasionne dans la lampe 1 et dans la diode D1, les courants I et ID1 comme montrés aux lignes e et f du diagramme de la figure 6, et cela en suivant les mêmes explications qui ont été données à propos

de la figure 3.

2. Second mode d'exécution

Le second mode d'exécution concerne particulièrement l'alimenta-

tion d'une lampe à décharge équipée d'un filament.

Le schéma de principe d'une première variante de réalisation est montré en figure 7. On reconnaît dans ce schéma le générateur de courant de maintien formé par les premier 5 et second 6 circuits électriques décrits plus haut. La lampe 1 est équipée d'une première électrode froide 2 et d'une seconde électrode pourvue d'un filament 11i 2617363 56. Selon ce second mode d'exécution le second générateur de ce montage, formé des circuits 5 et 6 va servir à la fois au chauffage

du filament et au maintien de la décharge dans la lampe.

Dans ce but, le second circuit électrique 6 comporte la mise en série de l'inductance L, de la première électrode froide 2 et d'une première borne 54 du filament 56. Ce second circuit 6 est branché en parallèle sur le second interrupteur 12. La figure 7 montre encore un troisième interrupteur 13 connecté d'une part à l'électrode froide 2 et d'autre part à- une seconde borne 55 du filament 56. Le troisième interrupteur 13 est actionné par un second dispositif de commande 53, lui-même actionné par le premier dispositif de commande

7. Le second dispositif 53 est arrangé de telle manière qu'à l'en-

clenchement du dispositif d'alimentation (par un interrupteur général non représenté) le troisième interrupteur 13 se ferme. Le filament 56 est alors alimenté en énergie par le second générateur ,6 selon le même principe fondamental expliqué plus haut. L'alimen- tation du filament a lieu pendant une période de durée Td fournie par le bloc 90 agissant sur une entree du second dispositif de commande 53. Cette période de chauffage durera le temps qu'il faut pour rendre le filament incandescent, par exemple une seconde. Quand la période de chauffage qu'on s'est fixé est écoulée, le troisième interrupteur s'ouvre, cette ouverture ayant lieu la première fois que le premier interrupteur Il passe de l'état fermé à l'état ouvert - après la période de durée Td. Ce changement d'état se présente sous la forme d'un signal logique à la sortie 15 du premier dispositif de commande 7. Ce même signal logique agit sur le second dispositif de commande 53 et ouvre l'interrupteur 13. Comme il se trouve qu'au moment de l'ouverture du premier interrupteur l'énergie emmagasinée dans l'inductance L est maximum et correspond à un maximum de courant i1 dans la lampe (voir figure 3c), l'ouverture du troisième

interrupteur I3, qui est synchrone au premier, provoque une surten-

sion dans la lampe, surtension qui crée l'amorçage de la décharge.

Ensuite de cela le troisième interrupteur 13 reste ouvert et la

lampe 1 est alimentée en courant de maintien par le second généra-

teur 5,6.

La figure 8 est un schéma de détail d'une première variante du deuxième mode d'exécution expliqué ci-dessus dans son principe. On

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décrira ici les éléments nouveaux ajoutés à ceux de la figure 2. Le troisième interrupteur 13 est un second transistor Ti3 qui est commandé par le signal présent à la sortie Q 57 du dispositif de commande 53 qui est un second flip-flop du type D. La sortie Q 15 du premier flip-flop 7 est connectée à l'entrée Cl du second flip-flop

53. L'entrée D 58 du second flip-flop est relié au 0 volt de l'ali-

mentation de la logique par l'intermédiaire d'une résistance R3 et un condensateur C est connecté entre cette entrée D et le -12 volts de l'alimentation de la logique. Les bornes set et reset du second

flip-flop sont également reliées au -12 volts. Un amplificateur-

inverseur se présentant sous la forme d'un transistor Ti4 est interposé entre la sortie Q 57 et la base du transistor Ti3. Il a

pour but d'amplifier le signal présent à la sortie Q et de l'inver-

ser en même temps. Le second transistor Ti3 a son collecteur connec-

té à l'électrode froide 2 de la lampe et son émetteur connecté à la

seconde borne 55 du filament 56 de la même lampe.

Pour expliquer le fonctionnement du circuit de la figure 8 on se

réfère au diagramme temporel de la figure 9.

A l'enclenchement du système, par exemple au moyen.d'un inter-

rupteur (non représenté), l'entrée D 58 du flip-flop 53 se trouve au niveau logique 0 (-12 V). La sortie Q 57 du flip-flop 53 se trouve également au niveau 0, le transistor Ti4 conduit et fournit un courant de base au transistor Ti3 qui conduit également. Le filament 56 est alors sous tension et est alimenté par le même second généra-

teur 5,6 qui a été décrit ci-dessus (voir figure 9a). Le courant If dans le filament se compose d'une succession de courants if1 fournis par le circuit 5 et de courants if2 fournis par le circuit 6 (voir début de la figure 9d). La lampe 1 est alors court-circuitée par Ti3 et la tension U1 entre les bornes 2 et 55 est nulle (voir début de la figure 9f). Apres l'enclenchement du système, l'entrée D 58 du flip-flop 53 est amenée progressivement de -12 V à 0 V et ceci

pendant une période de durée Td qui est prédéterminée par la con-

stante de temps R3C et qui est calculée suffisante pour amener le filament à l'incandescence (voir début de la figure 9b). A la fin de la période Td, l'entrée D 58 du second flip-flop se trouve au niveau i (OV). Dès cet instant on comprend que le prochain flanc de montée 69 appliqué à l'entrée Cl du second flip-flop (et en provenance de

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la sortie Q 15 du premier flip-flop 7) fait basculer la sortie Q 57 dudit second flip-flop (flèche 65) qui passe à 1 (OV). A cet instant le transistor Ti3 s'ouvre et le courant If dans le filament 56 est interrompu (flèche 66). L'ouverture du transistor Ti3 provoque une surtension 80 (figure 9f, flèche 68) aux bornes de la lampe, surten- sion due à l'énergie emmagasinée dans l'inductance L et qui est libérée pour créer l'amorcage-de l'arc. Le basculement de la sortie Q 57 du second flip-flop qui amène l'ouverture du transistor Ti3 conduit aussi le second générateur 5,6 à alimenter les bornes 2,56 de la lampe par un courant Il (figure 9c, flèche 67) formé comme déjà décrit par une alternance de deux courants il et i12. Faisant suite à l'impulsion de surtension 80, une tension de maintien U

s'établit alors aux bornes de la lampe (fin de la figure 9f).

Ainsi dans ce second mode d'exécution on utilise le même second générateur, objet principal de la présente invention, pour alimenter d'abord le filament de la lampe pendant un certain temps, puis pour maintenir le courant d'arc dans cette lampe. Ce système conduit à utiliser des moyens qui sont bien moins coûteux et encombrants que le lourd ballast bien connu qu'on doit utiliser aujourd'hui pour

l'alimentation de tubes fluorescents utilisés pour l'éclairage.

Dans le montage qui vient d'être examiné, la période de durée Td

pendant laquelle le filament est alimenté est une période prédéter-

minée par une constante de temps fixe. On peut cependant imaginer

que ce soit la tension développée aux bornes du filament qui déter-

mine elle-même cette durée Td. On va donc décrire maintenant une seconde Variante de réalisation qui est basée sur le même schéma de principe illustré en figure 7. On s'appuyera sur la figure 10 et sur

le diagramme de la figure 11 pour discuter cette seconde variante.

La figure 10 est un schéma de détail de cette seconde variante.

Par rapport à la première variante (figure 8),-ce montage se distin-

gue essentiellement par l'adjonction d'un comparateur 106 et d'un

troisième flip-flop du type D 105 et par la suppression de la con-

stante de temps R3C. La borne 55 de la lampe 1 est connectée au + du comparateur 106, la borne - de ce comparateur recevant une tension de référence Uref. La sortie 108 du comparateur est connectée à l'entrée Cl du troisième flip-flop 105. L'entrée D de ce flip-flop

est connectée au 1 logique (en l'occurence à' la tension -U1 + 12 V).

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La sortie Q 109 est connectée à l'entrée D du second flip-flop 53 via un transistor Ti5 à la fois inverseur et convertisseur de tension. Dans cette seconde variante c'est la sortie Q 107 du second

flip-flop qui est connectée au transistor Ti4.

Pour expliquer le fonctionnement du circuit de la figure 10 on

se réfère au diagramme temporel de la figure 11.

A l'enclenchement du système, par exemple au moyen d'un inter-

rupteur (non représenté), l'entrée D 58 du flip-flop 53 se trouve au niveau logique 1 (0 V). La sortie Q 107 du flip-flop 53 se trouve également au niveau 0, le transistor Ti4 conduit et fournit un courant de base au transistor Ti3 qui conduit également. Le filament

56 est alors sous tension et est alimenté par le même second généra-

teur 5,6 qui a été décrit ci-dessus (voir figure lia). Le courant If dans le filament se compose d'une succession de courants ifi fournis par le circuit 5 et de courants if2 fournis par le circuit 6 (voir début de la figure 11f). La lampe 1 est alors court-circuitée par Ti3 et la tension Ul entre les bornes 2 et 55 est nulle (voir début de la figure 11h). La tension Uf sur le filament 56, entre les bornes 54 et 55, augmente progressivement comme le montre la ligne b de la figure 11. Cette augmentation est due à l'augmentation de la

résistance du filament, qui est une conséquence de son échauffement.

Quand la tension Uf a atteint une valeur de référence Uref qu'on se fixe, et qui correspond à la pleine alimentation du filament, la sortie 108 du comparateur 106 passe du niveau bas au niveau haut indiqué par le flanc de montée 110 (flèche 111, figure l1c). Le flanc 110 provoque à son tour le basculement du flip-flop 105 et le passage de la sortie Q 109 du niveau bas au niveau haut ce qui amène le flanc de montée 112 (flèche 113, figure 11d) puisque l'entrée D du flip-flop 105 est au niveau logique 1. Dès cet instant, on comprend que le prochain flanc de montée 69 appliqué à l'entrée Cl du second flip-flop 53 (et en provenance de la sortie Q 15 du premier flip-flop 7) fait basculer la sortie Q 107 dudit second flip- flop (flèche 65, ligne e de la figure 11) qui passe au 1 logique. A cet instant le transistor Ti3 devient non conducteur et le courant If dans le filament 56 est interrompu (flèche 66, ligne f de la figure 11). Comme on l'a déjà expliqué à propos de la première variante, l'ouverture du transistor Ti3 provoque une surtension 80

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(figure 11h, flèche 68) aux bornes de la lampe, surtension due à l'énergie emmagasinée dans l'inductance L et qui est libérée pour créer l'amorçage de l'arc. Le basculement de la sortie Q 107 du second flip- flop, qui amène l'ouverture du transistor Ti3, conduit aussi le second générateur 5, 6 à alimenter les bornes 2, 54 de la lampe par un courant Il (figure 1Ig, flèche 67) formé, comme déjà décrit par une alternance de deux courants iill et i12. Faisant suite à l'impulsion de surtension 80, une tension de maintien U1 s'établit alors aux bornes de la lampe (fin de la figure 11h). On notera encore que l'interruption de l'alimentation du filament provoque le flanc descendant 114 du signal de sortie 108 du comparateur 106 (figure 11c, flèche 115). Le passage de ce signal au niveau bas n'a cependant aucune influence sur le troisième flip-flop 105 qui ne réagit qu'à des flancs montants sur son entree Cl de telle façon que sa sortie Q 109 reste au niveau haut (figure ld). A ce titre le troisième flip-flop garde en mémoire le fait que la lampe est

allumée et qu'il n'y a: donc plus lieu de réalimenter son filament.

Si cela devait être le cas, à la suite d'une coupure d'alimentation par exemple, on pourrait alors réactiver l'entrée reset du troisième

flip-flop 105.

On notera pour terminer, et pour donner un exemple, que la tension de référence Uref peut être choisie à 12 volts et que le

comparateur peut être du type 74C909.

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Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'alimentation d'une lampe à décharge (1) compre-

nant un premier générateur (4) susceptible de fournir une impulsion de tension apte à créer l'amorçage de la décharge dans la lampe et un second générateur apte à maintenir un courant de décharge dans la lampe, caractérisé par le fait que le second générateur comporte un premier circuit électrique (5) comprenant la mise en série d'une source de tension continue (U1), d'un premier interrupteur (I1) et

d'un second interrupteur (I2), lesdits premier et second interrup-

teurs étant arrangés de telle façon que lorsque le premier est fermé, le second est ouvert et vice versa, et un second circuit électrique (6) comprenant la mise en série d'une inductance (L) et de ladite lampe, branché en parallèle sur ledit second interrupteur, et que lesdits interrupteurs sont actionnés par un dispositif de commande (7) alimenté par un signal alternatif de période T1, ledit dispositif de commande étant arrangé pour fournir à sa sortie (15)

un signal propre à commuter alternativement ledit premier interrup-

teur d'abord dans un état fermé pendant un premier temps de duree

Ta, puis dans un état ouvert pendant un second temps de duree Tb.

2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caracté-

risé par le fait que le premier interrupteur (I1) est un transistor (Til) commandé par le dispositif de commande (7) et que le second interrupteur (I2) est une diode (D1) branchée de telle manière qu'elle soit non conductrice quand ledit premier interrupteur est fermé.

3. Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caracté-

risé par le fait que le dispositif de commande (7) est un flip-flop du type D alimenté sur son entrée d'horloge (8) par le signal alternatif de période T1 en provenance d'un-oscillateur (9) et que le transistor (Til) est commandé sur sa base par la sortie Q (15) dudit flip-flop, le collecteur et l'émetteur dudit transistor étant connectés respectivement à la diode (D1) et à la source de tension

(U1), les bornes Q et D dudit flip-flop étant interconnectées.

4. Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caracté-

risé par le fait que le dispositif de commande (7) est un flip-flop du type D alimenté sur son entree d'horloge (8) par le signal 17 26t7363 alternatif de période T1 en provenance de la sortie d'un compteur (101) comportant plusieurs étages, l'entrée dudit compteur étant

alimenté par un oscillateur (9), que le transistor (Til) est comman-

dé sur sa base par la sortie Q (15) dudit flip-flop, le collecteur et l'émetteur dudit transistor étant connectés respectivement à la diode (D1) et à la source de tension (U1) et que l'entrée set dudit flip-flop est connectée à la sortie d'un des étages intermédiaires

dudit compteur.

5. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caracté-

risé par le fait que le premier générateur susceptible de fournir une impulsion de tension apte à créer l'amorçage de la décharge dans la lampe (1) comporte un troisième interrupteur(I3) connecté en parallèle sur les bornes (2, 3) de la lampe et actionné par un second dispositif de commande (53) lui-même actionné par ledit I5 premier dispositif de commande (7), ledit second dispositif étant arrangé de telle manière que ledit troisième interrupteur soit fermé à l'enclenchement dudit dispositif d'alimentation puis s'ouvre la première fois que ledit premier interrupteur (Il) passe de l'état

fermé à l'état ouvert.

6. Dispositif d'alimentation d'une lampe à décharge (1) équipée d'une première électrode froide (2) et d'une seconde électrode pourvue d'un filament (56), ledit dispositif comprenant un premier générateur susceptible de fournir une impulsion de tension apte à

créer l'amorçage de la décharge dans la lampe et un second généra-

teur apte à chauffer le filament pendant une période de durée Td puis à maintenir un courant de décharge dans la lampe, caractérisé par le fait que le second générateur comporte un premier circuit électrique (5) comprenant la mise en série d'une source de tension

continue (U1), d'un premier interrupteur (I1) et d'un second inter-

rupteur (I2) lesdits premier et second interrupteurs étant arrangés de telle façon que lorsque le premier est fermé, le second est ouvert et vice versa, et un second circuit électrique (6) comprenant la mise en série d'une inductance (1), de la première électrode froide (2) et d'une première borne (54) dudit filament, ledit second circuit électrique étant branché en parallèle sur ledit second interrupteur, un troisième interrupteur étant connecté d'une part à ladite première électrode froide et d'autre part à une seconde borne

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(55) dudit filament, que lesdits premier et second interrupteurs sont actionnés par un premier dispositif de commande (7) alimenté par un signal alternatif de période T1, ledit dispositif de commande étant arrangé pour fournir à sa sortie (15) un signal propre à commuter alternativement ledit premier interrupteur d'abord dans un état fermé pendant un premier temps de durée Ta, puis dans un état ouvert pendant un second temps de dutée Tb, et que le troisième interrupteur (I3) est actionné par un second dispositif de commande (53) lui-même actionné par ledit premier dispositif de commande (7), ledit second dispositif étant arrangé de telle manière que ledit troisième interrupteur se ferme à l'enclenchement dudit dispositif d'alimentation, puis s'ouvre après ladite période Td, ladite ouverture ayant lieu la première fois que ledit premier interrupteur passe de l'état fermé à l'état ouvert après ladite période de durée Td.

7. Dispositif d'alimentation selon la revendication 6, caracté-

risé par le fait que la période de durée Td est prédéterminée.

8. Dispositif d'alimentation selon la revendication 6, caracté-

risé par le fait que la période de durée Td est défjnie par un comparateur recevant sur sa première entrée la tension développée aux bornes du filament (56) et sur sa seconde entrée une tension de

référence, la période de durée Td prenant fin quand lesdites ten-

sions sont égales.

9. Dispositif d'alimentation selon la revendication 6, caracté-

risé par le fait que le premier interrupteur (I1) est un premier transistor (Til) commandé par le premier dispositif de commande (7), que le second interrupteur (I2) est une diode (D1) branchée de telle

manière qu'elle soit non conductrice quand ledit premier interrup-

teur est fermé et que le troisième interrupteur (I3) est un second

transistor (Ti3) commandé par le second dispositif de commande (53).

10. Dispositif d'alimentation selon la revendication 9, caracté-

risé par le fait que le premier dispositif de commande (7) est un premier flip-flop du type D alimenté sur son entrée d'horloge (8) par le signal alternatif de période T1, que le premier transistor (Til) est commandé sur sa base par la sortie Q (15) dudit premier flip-flop, le collecteur et l'émetteur dudit premier transistor étant connectés respectivement à la diode (D1) et à la source de

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tension (U1) et que le second dispositif de commande (53) est un second flip-flop du type D alimenté sur son entree d'horloge (Cl) par le signal présent à la sortie Q dudit premier flip-flop, ladite

période de durée Td étant présente sous forme d'un signal correspon-

dant à l'entrée D (58) dudit second flip-flop (53) et que le second transistor (Ti3) est commandé par le signal présent à la sortie Q

(57) dudit second flip-flop par l'intermédiaire d'un amplificateur-

inverseur (Ti4), le collecteur et l'émetteur dudit second transistor étant connectés respectivement à la première électrode froide (2) et

à la seconde borne (55) dudit filament (56) de ladite lampe.