FR2715792A1 - High frequency electronic ballast for fluorescent tube - Google Patents
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Abstract
Description
BALLAST ELECTRONIQUE HAUTE-FREQUENCE POUR TUBES
FLUORESCENTS
La présente invention concerne un ballast électronique haute-fréquence pour tubes fluorescents.HIGH FREQUENCY ELECTRONIC BALLAST FOR TUBES
FLUORESCENTS
The present invention relates to a high-frequency electronic ballast for fluorescent tubes.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des tubes fluorescents à filaments. The invention finds a particularly advantageous application in the field of fluorescent filament tubes.
On connaît de l'état de la technique des ballasts, dits classiques, fonctionnant à la fréquence du secteur, 50 Hz en général. Ces ballasts connus comprennent principalement une auto-inductance disposée en série sur le secteur avec le tube fluorescent à allumer et à entretenir. The state of the art of ballasts, known as conventional ballasts, operating at the mains frequency, 50 Hz in general, is known. These known ballasts mainly comprise a self-inductance arranged in series on the sector with the fluorescent tube to be switched on and maintained.
Il existe également des ballasts, dits électroniques, dont la fréquence de fonctionnement est beaucoup élevée, 50 kHz par exemple. Les ballasts de ce type comprennent essentiellement un circuit d'alimentation qui, à partir de la tension secteur, fournit un signal continu, et un oscillateur qui, par découpage dudit signal continu, délivre un signal haute-fréquence appliqué aux électrodes des tubes fluorescents. There are also so-called electronic ballasts, the operating frequency of which is very high, 50 kHz for example. Ballasts of this type essentially comprise a supply circuit which, from the mains voltage, provides a continuous signal, and an oscillator which, by cutting up said continuous signal, delivers a high-frequency signal applied to the electrodes of the fluorescent tubes.
Les ballasts électroniques présentent par rapport aux ballasts classiques l'avantage d'une moindre consommation, l'économie d'énergie pouvant atteindre 30 à 50%, du fait du remplacement de l'auto-inductance par un circuit équivalent dont le facteur cos (p est plus élevé, proche de 1. Electronic ballasts have the advantage compared to conventional ballasts of lower consumption, energy savings of up to 30 to 50%, due to the replacement of the self-inductance by an equivalent circuit whose factor cos ( p is higher, close to 1.
Toutefois, les ballasts électroniques sont beaucoup plus coûteux, d'un facteur 3 à 10, que les ballasts classiques, ce qui limite considérablement leur développement. However, electronic ballasts are much more expensive, by a factor of 3 to 10, than conventional ballasts, which considerably limits their development.
Aussi, un problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un ballast électronique haute-fréquence pour tubes fluorescents, comprenant un circuit d'alimentation fournissant un signal continu à partir de la tension secteur, et un oscillateur apte à délivrer auxdits tubes fluorescents un signal haute-fréquence à partir dudit signal continu, ballast qui serait d'un coût moins élevé que les ballasts électroniques existant actuellement. Also, a technical problem to be solved by the object of the present invention is to propose a high-frequency electronic ballast for fluorescent tubes, comprising a supply circuit supplying a continuous signal from the mains voltage, and an oscillator capable of deliver to said fluorescent tubes a high-frequency signal from said continuous signal, ballast which would be of lower cost than the electronic ballasts currently existing.
La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit oscillateur comporte un transformateur comprenant un tore magnétique, un enroulement primaire constitué par un bobinage de spires, et au moins un enroulement secondaire constitué par une résistance formant boucle autour dudit tore magnétique. The solution to the technical problem posed consists, according to the present invention, in that said oscillator comprises a transformer comprising a magnetic toroid, a primary winding constituted by a winding of turns, and at least one secondary winding constituted by a resistor forming a loop around said magnetic torus.
Ainsi, l'enroulement secondaire est obtenu par simple câblage de ladite résistance sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un quelconque bobinage, lequel représente toujours une opération coûteuse en main d'oeuvre, d'où une économie substantielle réalisée sur la prix de revient du ballast électronique conforme à l'invention. Thus, the secondary winding is obtained by simple wiring of said resistor without the need for any winding, which always represents a costly operation in terms of labor, hence a substantial saving made on the price of returns from the electronic ballast according to the invention.
Il faut également souligner qu'avec les starters utilisés dans les ballasts classiques, les filaments des tubes ont une durée de vie limitée par les amorçages répétés qu'ils doivent subir avant allumage effectif. It should also be emphasized that with the starters used in conventional ballasts, the filaments of the tubes have a limited lifespan due to the repeated ignitions that they must undergo before effective ignition.
C'est pourquoi il est prévu que le ballast électronique de l'invention comporte un starter constitué par un condensateur d'amorçage. On obtient de cette manière un allumage instantané des tubes fluorescents, d'où une longévité multipliée par 2 ou 3. This is why it is expected that the electronic ballast of the invention comprises a choke constituted by a priming capacitor. In this way instantaneous lighting of the fluorescent tubes is obtained, hence a longevity multiplied by 2 or 3.
De plus, le ballast muni de ce type de starter peut être utilisé dans les locaux de sécurité et les chambres froides, ce qui n'est pas le cas des ballasts classiques.In addition, the ballast provided with this type of choke can be used in security rooms and cold rooms, which is not the case with conventional ballasts.
De plus, si on le désire, il est possible d'appliquer un préchauffage aux filaments des tubes avec allumage différé, mais amorçage unique, du fait que selon l'invention ledit starter comprend également un circuit de préchauffage disposé en parallèle sur ledit condensateur d'amorçage. In addition, if desired, it is possible to apply preheating to the filaments of the tubes with delayed ignition, but single ignition, since according to the invention said choke also comprises a preheating circuit arranged in parallel on said capacitor d priming.
Enfin, un autre avantage important sur le plan économique du ballast conforme à l'invention est qu'il peut être très facilement intégré à des réglettes déjà existantes pour les tubes fluorescents à ballasts classiques comportant un starter composé d'un condensateur d'amorçage et d'un bilame en parallèle. Finally, another important advantage on the economic level of the ballast according to the invention is that it can be very easily integrated into already existing strips for fluorescent tubes with conventional ballasts comprising a choke composed of a priming capacitor and a bimetallic strip in parallel.
Le procédé d'installation du ballast électronique de l'invention dans une telle réglette est très simple puisqu'il consiste à connecter ledit ballast au secteur et aux tubes, et à déconnecter ledit bilame, ce qui revient donc à utiliser avec les mêmes avantages le condensateur d'amorçage existant, le condensateur d'amorçage incorporé au ballast n'étant pas câblé.The method of installing the electronic ballast of the invention in such a strip is very simple since it consists in connecting said ballast to the sector and to the tubes, and in disconnecting said bimetallic strip, which therefore amounts to using with the same advantages the existing ignition capacitor, the ignition capacitor incorporated in the ballast not being wired.
Cette possibilité de rénovation bon marché des réglettes anciennes présente un intérêt considérable en faveur du succés commercial du ballast électronique conforme à l'invention. This possibility of cheap renovation of old strips is of considerable interest in favor of the commercial success of the electronic ballast according to the invention.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.
La figure la est un schéma d'un circuit d'alimentation du ballast électronique représenté sur la figure lb. FIG. 1a is a diagram of a supply circuit for the electronic ballast shown in FIG. 1b.
La figure lb est un schéma d'un ballast électronique haute-fréquence conforme à l'invention. FIG. 1b is a diagram of a high-frequency electronic ballast according to the invention.
La figure 2 est une vue en perspective du transformateur de l'oscillateur du ballast de la figure lb. Figure 2 is a perspective view of the transformer of the oscillator of the ballast of Figure lb.
La figure 3 est un schéma illustrant le remplacement d'un ballast classique par un ballast conforme à l'invention. Figure 3 is a diagram illustrating the replacement of a conventional ballast by a ballast according to the invention.
La figure lb donne le schéma d'un ballast électronique haute-fréquence pour un tube fluorescent 10. FIG. 1b shows the diagram of a high-frequency electronic ballast for a fluorescent tube 10.
Ce ballast est alimenté par un circuit 20 d'alimentation, représenté sur la figure la, qui fournit à partir de la tension secteur 220 V, 50 Hz un signal continu Vcc, après filtrage par un filtre 21 réjecteur à 50 kHz afin d'empêcher l'émission de signaux parasites sur le secteur, et redressement double alternance par un pont 22 de diodes. La tension continue Vcc de sortie a une valeur de l'ordre de 325 V par exemple. Eventuellement, une correction de facteur de forme peut être appliquée au signal Vcc obtenu. This ballast is supplied by a supply circuit 20, represented in FIG. 1a, which supplies a DC signal Vcc from the mains voltage 220 V, 50 Hz, after filtering by a filter 21 rejector at 50 kHz in order to prevent the emission of parasitic signals on the sector, and full-wave rectification by a bridge 22 of diodes. The DC output voltage Vcc has a value of the order of 325 V for example. Optionally, a form factor correction can be applied to the signal Vcc obtained.
Comme l'indique la figure lb, la tension continue
Vcc provenant du circuit 20 d'alimentation est ensuite traitée par un module 30 de puissance du type "pushpull" et un oscillateur 40 de manière à obtenir par découpage un signal haute-fréquence de 50 kHz par exemple. Ce signal haute-fréquence est appliqué aux bornes notées 1,4 du tube fluorescent 10.As shown in Figure 1b, the DC voltage
Vcc coming from the supply circuit 20 is then processed by a power module 30 of the "pushpull" type and an oscillator 40 so as to obtain by cutting a high-frequency signal of 50 kHz for example. This high-frequency signal is applied to the terminals marked 1.4 of the fluorescent tube 10.
Ainsi que le montrent les figures lb et 2, l'oscillateur 40 comporte un transformateur 41 comprenant un tore magnétique 43, un enroulement primaire 42 constitué par un bobinage de quelques spires et deux enroulements secondaires constitués respectivement par des résistances R2, R3 formant boucles autour dudit tore magnétique 43. As shown in FIGS. 1b and 2, the oscillator 40 comprises a transformer 41 comprising a magnetic toroid 43, a primary winding 42 constituted by a winding of a few turns and two secondary windings constituted respectively by resistors R2, R3 forming loops around of said magnetic torus 43.
Cette disposition simplifie sensiblement la réalisation du transformateur 41 en évitant le bobinage de deux enroulements secondaires. This arrangement considerably simplifies the production of the transformer 41 by avoiding the winding of two secondary windings.
On peut observer sur la figure lb que le ballast de l'invention comporte un starter à allumage instantané constitué par un condensateur Ca d'amorçage. It can be seen in FIG. 1b that the ballast of the invention comprises an instant ignition choke constituted by a starting capacitor Ca.
L'avantage de ce starter est d'éviter les amorçages répétés qui se produisent avec les starters classiques à condensateur et à bilame et qui sont responsables du vieillissement prématuré des tubes fluorescents. D'où la possibilité d'utiliser le ballast de l'invention dans des endroits de sécurité et les chambres froides, notamment.The advantage of this starter is to avoid the repeated priming which occurs with conventional starters with capacitor and bimetal and which are responsible for the premature aging of fluorescent tubes. Hence the possibility of using the ballast of the invention in safety places and cold rooms, in particular.
A titre facultatif, le starter de la figure lb peut également comprendre un circuit 50 de préchauffage incluant une résistance Rt à coefficient de température positif. L'amorçage unique du tube 10 se fait alors avec un léger retard. Optionally, the choke in FIG. 1b may also include a preheating circuit 50 including a resistor Rt with a positive temperature coefficient. The single priming of the tube 10 is then done with a slight delay.
Lorsqu'une réglette d'un tube fluorescent est équipée d'un ballast basse fréquence de type classique, c'est-à-dire à auto-inductance et à starter à condensateur d'amorçage et bilame en parallèle, le remplacement du ballast existant par un ballast électronique haute-fréquence de l'invention se fait très facilement selon un procédé d'installation représenté sur la figure 3 qui consiste à déconnecter le tube fluorescent 10 du circuit existant à autoinductance L, à connecter le ballast B conforme à l'invention au secteur et au tube 10 par les bornes 1 et 4, et à déconnecter le bilame 60. L'amorçage du tube 10 est réalisé par le condensateur C'a déjà existant qui joue le même rôle que la condensateur Ca d'amorçage, lequel n'est pas utilisé dans ces conditions de rénovation. When a strip of a fluorescent tube is equipped with a low-frequency ballast of conventional type, that is to say with self-inductance and with choke with ignition capacitor and bimetal in parallel, the replacement of the existing ballast by a high-frequency electronic ballast of the invention is very easily done according to an installation method represented in FIG. 3 which consists in disconnecting the fluorescent tube 10 from the existing self-inducting circuit L, in connecting the ballast B conforming to the invention to the sector and to the tube 10 via terminals 1 and 4, and to disconnect the bimetallic strip 60. The priming of the tube 10 is carried out by the already existing capacitor C'a which plays the same role as the priming capacitor Ca, which is not used in these renovation conditions.
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-
1994
- 1994-01-28 FR FR9400953A patent/FR2715792B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| FR2715792B1 (en) | 1996-04-05 |
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