Starter électronique pour tube fluorescent, comportant un circuit

Europaisches P a t e n t a m t
European Patent Office
@ Numéro de publication:
Office européen des brevets
©
DEMANDE
063
507
J\1
DE BREVET
EUROPEEN
© Int. Cl.3: H 05
@ Numéro de dépôt: 82400510.2
0
B 41/04
© Date de dépôt: 19.03.82
© Priorite: 03.04.81 FR 8106772
© Demandeur: COMPAGNIE DES LAMPES
29, rue de Lisbonne
F-75008 Paris(FR)
© Date de publication de la demande:
27.10.82 Bulletin 82/43
© Inventeur: Jublot, Michel
THOMSOIM-CSF SCP1 173 bid Haussmann
F-75360 Paris Cedex 08(FR)
© Etatscontractantsdesignes:
AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE
© Inventeur: Freycenet, Jean-Louis
THOMSON-CSFSCP1 173 bid Haussmann
F-75360 Paris Cedex 08(FR)
© Mandataire: Dubreuil, Annie et al,
THOMSON-CSF SCP1 173, Bid Haussmann
F-75379 Paris Cedex 08(FR)
(54) Starter électronique pour tube fluorescent, comportant un circuit temporisateur coopérant avec un circuit de surtension
et un circuit de préchauffage.
U
© nUn tel starter électronique (111) comporte notamment
préchauffage, (résistance R8, diode D2, thyristor
un circuit de préchauffage
Th, enroulement secondaire S, élément de protection 5) des
filaments (F1) et (F2) du tube (1), et un circuit de surtension
(condensateur C2, résistances R6, R7, diode D1, thyristor Th,
autotransformateur T1) délivrant une surtension de niveau
progressivement croissant pour assurer l'allumage de ce
tube; ces deux circuits coopèrent avec un circuit temporisaCl, résistance R5, diode D3), grâce à un
teur (condensateur C1,
organe de commutation unique (Th).
rs
o
lo
M
o
0.
LU
Craydon Printing Company Ltd.
L'invention concerne un starter électronique pour tube f l u o r e s cent.
Un
tube
généralement
d'un ballast
muni
fluorescent,
de stabilisation,
est
allumé à l'aide d'un starter à bilame ; de tels m o y e n s
disposent de contacts qui sont mis hors d'usage à plus ou moins long
terme, étant souvent activés plusieurs fois pour un même a l l u m a g e .
Ceci a pour conséquence
série de b a t t e m e n t s ,
de produire avant l'allumage définitif, u n e
gênante
et qui provoque
pour l'utilisateur,
un
noircissement important des électrodes du tube f l u o r e s c e n t .
utilisent
D'autres starters
mettent
cent,
de préchauffer
notamment
et favorisent
des moyens électroniques,
ainsi
son
les filaments
du tube f l u o r e s -
derniers
allumage ; ces
qui p e r sont
starters
m a l h e u r e u s e m e n t , encombrants, lourds et r e l a t i v e m e n t c o u t e u x .
L'invention
concerne un starter
ment
réduit,
but
a pour
qui
à ces
de remédier
inconvénients,
et
électronique à faible coût ainsi qu'à e n c o m b r e -
permet
de
l'allumage
tout
tube
fluorescent
en
moins de deux secondes et sans b a t t e m e n t s i n t e m p e s t i f s .
Selon l'invention,
un s t a r t e r
électronique
tube
pour
fluores-
cent, relié par ses deux points de connexion A et B, aux filaments du
tube,
comportant
tension,
un
un
circuit
circuit
de préchauffage,
temporisateur,
est
un circuit
caractérisé
en ce
circuit t e m p o r i s a t e u r coopère avec ces deux premiers
l'intermédiaire d'un organe unique de c o m m u t a t i o n ,
déterminer
le temps
de p r é c h a u f f a g e ,
d'autre
part,
de s u r que
circuits,
ce
par
pour, d'une p a r t
interdire
l'éta-
blissement de la surtension durant ce préchauffage, et enfin, a s s u r e r
l'accroissement
rescent,
progressif
de la surtension
appliquée au tube f l u o -
jusqu'à ce qu'elle atteigne la valeur nécessaire à l ' a l l u m a g e
'de ce t u b e .
L'invention sera mieux
comprise à l'aide de la description qui
suit, et de la figure unique jointe, qui montre le schéma é l e c t r i q u e
d'un s t a r t e r c o n f o r m e à la p r é s e n t e i n v e n t i o n .
C o m m e il est r e p r é s e n t é sur la figure unique, un s t a r t e r selon
dont
l'invention,
l'intérieur
111
bloc
d'un
de connexion
points
les c o m p o s a n t s
tous
avec. ce
sont
pointillé),
comporte
en
starter
un second f i l a m e n t
et
à
deux
A et B. Un tube f l u o r e s c e n t
respectivement
à fonctionner
destiné
(représenté
situés
le c o n s t i t u a n t
1,
un p r e m i e r
comportant
muni d'un ballast 2. L e
filament
Flet
filament
FI est relié, par son plot Pl à la connexion A, et par s o n
plot P2 à l ' e x t r é m i t é
connectée
F2, est
BI du ballast 2, dont l'autre
à la borne
10 de l'une des sorties
e x t r é m i t é B2 e s t
d'un réseau
d'alimen-
r e p r é s e n t é par le r e c t a n g l e 3. Le f i l a m e n t
tation en 220v a l t e r n a t i f ,
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 ' a l i m e n t a t i o n 3.
Dans le s t a r t e r lui-même, la connexion A est reliée à la b o r n e
Ptl
élément
d'un
à l'extrémité
conduit
l'élément
de p r o t e c t i o n
d'échauffement
est
de
fixé ; cet
protection
El
de l ' e n r o u l e m e n t
avec
de l ' a u t o t r a n s f o r m a t e u r
être
pouvant
l'accroissement
de l ' e n r o u l e m e n t
commune
la
secondaire .
constitué
q u e l c o n q u e , c o m m e par exemple un é l é m e n t
s'ouvre
5 dont
borne
Pt2
Le rôle d e
t h e r m i q u e 5 est de couper le circuit en c a s
prohibitif
élément
terhmique
secondaire
à l'enroulement
Tl
d'un
sur
lequel
moyen
connu
bilame dont le c o n t a c t
extrémité
de sa t e m p é r a t u r e .
L'autre
S sort
intermédiaire
sur
secondaire
il
la prise
E2,
S et à l ' e n r o u l e m e n t p r i m a i r e
P, dont l'autre sortie s ' e f f e c t u e en E3. Le rapport de t r a n s f o r m a t i o n
de ces deux e n r o u l e m e n t s
permet,
p a r t a n t des signaux générés d a n s
l ' e n r o u l e m e n t primaire P, d'obtenir par le secondaire S la s u r t e n s i o n
n é c e s s a i r e à l'allumage du tube f l u o r e s c e n t 1 .
Le
condensateur
l'enroulement
C2
est
relié
par
l'une
de
ses
bornes
à
P, en E3, et par son autre borne, d'une part, à l'anode
du t h y r i s t o r Th dont la cathode est r a m e n é e à la prise i n t e r m é d i a i r e
E2, et d'autre
part à la r é s i s t a n c e
R6, qui par son autre e x t r é m i t é ,
est reliée à la cathode de la diode D5, et à la r é s i s t a n c e
R7 m o n t é e
en p a r a l l è l e avec c e t t e diode. L'anode de la diode D5 est é g a l e m e n t
reliée à la prise i n t e r m é d i a i r e E2. L ' e n s e m b l e
de ces éléments
avec
l'autotransformateur
Tl
constitue
le
circuit
tension d'allumage du tube f l u o r e s c e n t 1 ; la r é s i s t a n c e
à éviter
l'écrétage
de la surtension
de
générateur
dans le cas
sur-
R6 sert a u s s i
de certains
tubes
fluorescents.
Le c o n d e n s a t e u r
C1 est relié, par sa borne positive à la p r i s e
i n t e r m é d i a i r e E2, et par sa borne négative et la r é s i s t a n c e
R5, à l'anode de la diode D3, e l l e - m ê m e
r é s i s t a n c e R8 ; l'autre e x t r é m i t é
en s é r i e
reliée par sa cathode à l a
de la r é s i s t a n c e R8 est reliée à l a
connexion B.
Le c o n d e n s a t e u r
la résistance
Cl,
R5et
la diode
D3 c o n s t i -
tuent un circuit t e m p o r i s a t e u r .
La diode zener D4, montée en parallèle avec la r é s i s t a n c e R 3 ,
reliée
a son anode
à la borne
reliée à la résisance
cathode
du c o n d e n s a t e u r
négative
extrémité
R2, l'autre
C1 et s a
de la r é s i s t a n c e
R2 est réunie à la g a c h e t t e G du thyristor Th ainsi qu'à la r é s i s t a n c e
à la prise i n t e r m é d i a i r e E2. L a
R4 dont l'autre borne est c o n n e c t é e
résistance
l'anode
est reliée
RI
de la diode
d'un côté à la cathode
D2, à la r é s i s t a n c e
D3, à
de la diode
côté
R8, et de l'autre
à la
g a c h e t t e G du thyristor Th.
résistances
Les
commande
R8 et
du thyristor
Th,
RI
constituent
une p r e m i è r e
à l'établissement
destinée
de
voie d e
la s u r -
tension.
La diode D2, à avalanche contrôlée, est reliée par sa cathode à
l'anode du thyristor
sateurs
C2,
réunie
à la
C3
et
Th, ainsi qu'à la résistance
C4 ; l'autre
cathode
de
la
armature
diode
D4
et
R6 et aux c o n d e n -
du c o n d e n s a t e u r
au
point
C3 e s t
commun
des
r é s i s t a n c e s R2 et R3.
Le c o n d e n s a t e u r
C4 relié par l'une de ses bornes à l'anode, e t
par l'autre à la g a c h e t t e
du thyristor
Th, sert à r é a r m e r
ce d e r n i e r
qui, sans quoi risque de se bloquer lors de la décharge oscillante du
condensateur
C2. Le circuit
composé
de la résisance
R8,
la d i o d e
D2, le c o n d e n s a t e u r
C3 et la résisance R2 c o n s t i t u e n t une d e u x i è m e
voie de c o m m a n d e
du thyristor
préchauffage.
Th,
destinée
à l'établissement
du
l'alternance
Quant
du réseau
positive
d'alimentation
sente à la connexion B, la diode D2 devient
début de c e t t e
R2,
à la g a c h e t t e
et dès l e
conductrice,
une impulsion positive est t r a n s m i s e p a r
alternance,
R8, la diode
la r é s i s t a n c e
se p r é -
D2, le c o n d e n s a t e u r
G du thyristor
C3 et la r é s i s t a n c e
Th pour c o m m a n d e r
celui-ci ; c e
dernier passe à l'état c o n d u c t e u r et donne naissance à un c o u r a n t q u i
sert
à
les
préchauffer
filaments
FI et
F2.
Ce
courant
princi-
p a l e m e n t limité par la r é s i s t a n c e R8 est u n i d i r e c t i o n n e l .
Il circule
dans les é l é m e n t s
R8, diode D2, thyristor
Th, e n r o u l e m e n t
5, f i l a m e n t
thermique
protection
suivants : f i l a m e n t F2, r é s i s t a n c e
S, é l é m e n t
secondaire
de
FI, ballast 2 et se r e f e r m e par l e
réseau d ' a l i m e n t a t i o n 3.
Durant
du p r i m a i r e
ainsi
la
ce temps, l'ensemble constitué
P est c o u r t - c i r c u i t é
filaments F l e t
par le thyristor
du c o n d e n s a t e u r
charge
du c o n d e n s a t e u r
C2 pendant
Th qui
C2 e t
empêche
le p r é c h a u f f a g e
des
F2.
Avec l'inversion de polarité du réseau, c'est l ' a l t e r n a n c e n é g a tive qui est appliquée à la connexion B ; le thyristor Th est b l o q u é ,
la diode
devient
D2 n'est
conductrice
par la r é s i s t a n c e
mais
conductrice,
plus
et autorise
le passage
R8 et la r é s i s t a n c e
la diode
D3 par
d'un c o u r a n t
contre,
qui l i m i t é
R5, dont c'est le rôle, c h a r g e
p a r t i e l l e m e n t le c o n d e n s a t e u r C I .
Celui-ci développe alors une tension négative en fonction de s a
charge,
au niveau de son a r m a t u r e
négative ; une fraction
tension
est appliquée à la g a c h e t t e
G par les r é s i s t a n c e s
de c e t t e
R3 et R 2 ,
qui f o r m e n t un pont diviseur de tension avec la r é s i s t a n c e R4. C e t t e
tension
négative
sur la g a c h e t t e
présente
transmises
impulsions
positives
commande
du thyristor
Th,
par
le
et à partir
G, sert de r é f é r e n c e
condensateur
de c e r t a i n e s
C3
aux
pour
valeurs
la
qu'at-
t e i n d r a au cours du temps c e t t e tension négative, le niveau c r ê t e d e
ces
impulsions
n'aura
plus le niveau
nécessaire
à provoquer
l'état
c o n d u c t e u r du thyristor Th.
Quand l ' a l t e r n a n c e
négative à la connexion B laisse la place à
l'alternance
la diode D2 n'étant
positive,
le c o n -
plus c o n d u c t r i c e ,
d e n s a t e u r C2 m a i n t i e n t sa c h a r g e .
Selon
une
intéressante
caractéristique
de l'invention
le c o n -
d e n s a t e u r CI développe une tension négative c r o i s s a n t e avec c h a q u e
alternance
à la connexion
négative
B ; cette
tension est a p p l i q u é e ,
c o m m e déjà décrit p r é c é d e m m e n t , à la g a c h e t t e G, où elle a t t e i n d r a
le niveau
nécessaire
thyristor
Th sous
à empêcher
le passage à l'état
la commande
des
conducteur
transmises
impulsions
par
du
le
c o n d e n s a t e u r C3 et la résistance R2.
Une
autre
de l'invention,
caractéristique
que les v a r i a t i o n s de cette tension
un niveau
sont
suffisant,
R2, par l ' i n t e r m é d i a i r e
bornes ; ceci
où les impulsions
moment
du thyristor
L'élément
une
de
quand celle-ci
atteint
à la r é s i s t a n c e
de la tension
transition
la
à ses
tension
la c o n d u c -
n'y p a r v i e n n e n t
bornes
le
C3 et l a
par le c o n d e n s a t e u r
où elles
à ses
entre
nette,
G, parviennent à d é c l e n c h e r
Th, et le moment
régulateur
le f a i t
régulateur
transmises
R2 à la g a c h e t t e
résistance
tion
réaliser
dans
appliquées
intégralement
d'un élément
de
permet
négative,
réside
peut
plus.
être
un
quelconque moyen connu, comme par exemple une diode zener, ainsi
que dans c e t t e description o.ù il s'agit de la diode D4.
Dans c e t t e nouvelle phase du f o n c t i o n n e m e n t ,
de p r é c h a u f f a g e ,
l'alternance
travers
la
C2 ; c e t t e
positive
le thyristor
à la connexion
positive
résistance
atteint
maintenue
bloqué
avec
B, un courant
R8 et la diode
est
charge
Th restant
qui suit la p h a s e
D2, charge
jusqu'au
moment
le début
s'établit
le
où
qui,
de
à
condensateur
l'alternance
un niveau suffisant. Ce niveau é t a n t par l ' i n t e r m é -
diaire des r é s i s t a n c e s R8 et RI, appliqué à la g a c h e t t e
G, d é c l e n c h e
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 ' e n r o u l e m e n t p r i m a i r e
P, et l ' e n r o u l e m e n t
secondaire
S développe
une surtension
qui e s t
appliquée au tube fluorescent 1 par l ' i n t e r m é d i a i r e des connexions A
et B.
Cette
description
une autre
également
possède
conforme à l ' i n v e n t i o n
montre qu'un s t a r t e r
très a v a n t a g e u s e
caractéristique
sur
le plan de la réduction des c o m p o s a n t s ; c e t t e c a r a c t é r i s t i q u e r é s i d e
le
dans
fait
surtension,
que,
le
circuit
fontionnent
de
préchauffage
à un unique
grâce
le
et
de
circuit
de c o m m u t a t i o n
organe
qui leur est commun, et qui dans l'exemple décrit est le thyristor Th.
Au cours
tube f l u o r e s c e n t
ce
dernier.
du temps,
le niveau
de la surtension
appliquée
au
1 va croître, avec une limite, jusqu'à l'allumage d e
Ceci
est
une
conséquence
avantageuse
de
l'action
progressive du circuit t e m p o r i s a t e u r : la tension négative d é v e l o p p é e
Cl c o n t i n u a n t à croître,
par le c o n d e n s a t e u r
déclencher
le
connexion
B croît
d'atteindre
chaque
d'être
déchargé
Th
thyristor
à chaque
également.
Cela
dans
alternance
l'enroulement
primaire
positive
sur
condensateur
au
permet
de charge
fois, un niveau
le temps nécessaire à
C2
avant
plus i m p o r t a n t
P, provoquant
la
ainsi à
chacune de ses décharges, un niveau de surtension plus élevé qu'à s a
décharge p r é c é d e n t e .
Cette
nouvelle c a r a c t é r i s t i q u e
met d'appliquer à un tube f l u o r e s c e n t
de la présente
invention,
1, une surtension
per-
qui a t t e i n t
p r o g r e s s i v e m e n t la valeur n é c e s s a i r e à son a l l u m a g e .
1 étant
Le tube f l u o r e s c e n t
entre
les
connexions
A et
B,
allumé,
est
sa tension d'arc p r é s e n t e
inférieure
à celle
du
réseau
d ' a l i m e n t a t i o n 3, provoquant l'arrêt du f o n c t i o n n e m e n t du s t a r t e r .
En cas de non allumage du tube f l u o r e s c e n t 1, le c o n d e n s a t e u r
Cl continue à se charger, et d é t e r m i n e sur la g a c h e t t e
de tension
G un n i v e a u
tel, que le thyristor Th n'est plus déclenché, d'où l ' a r r ê t
de g é n é r a t i o n s de surtension d ' a l l u m a g e .
Un s t a r t e r
tout
tube
conforme
fluorescent,
et
à l'invention
ceci
peut assurer l'allumage
notamment
n é c e s s i t a n t un grand nombre d ' a l l u m a g e s .
dans
les
de
applications
1. S t a r t e r
circuit
pour tube fluorescent,
électronique
(CI,
temporisateur
R5,
D3) coopérant
un
un circuit
de
avec
(C2, R6, R7, Dl, Th, TI) et un circuit
surtension
comportant
de p r é c h a u f f a g e
(R8, D2, Th, S, 5), relié par ses deux points de connexion (A, B) aux
filaments
(FI,
F2) du tube (1), ledit
circuit de p r é c h a u f f a g e
comportant
commun,
caractérisé
constitué
par un thyristor
circuit
de surtension
et l e d i t
un organe de c o m m u t a t i o n
(Th)
en ce que cet organe de c o m m u t a t i o n (Th) e s t
(Th), cette
coopération
entre
le c i r c u i t
t e m p o r i s a t e u r (CI, R5, D3), le circuit de surtension (C2, R6, R7, D l ,
Th, Tl), le circuit de p r é c h a u f f a g e (R8, D2, Th, S, 5) et le t h y r i s t o r
(Th) procure, d'une part la d é t e r m i n a t i o n du temps de p r é c h a u f f a g e ,
d'autre part l'interdiction
ce
préchauffage,
et
de l'établissement
enfin,
assure
de la surtension
l'accroissement
durant
de la
progressif
surtension appliquée au tube (1) jusqu'à ce qu'elle a t t e i g n e
la v a l e u r
nécessaire à l'allumage de ce tube (1).
2. S t a r t e r é l e c t r o n i q u e selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é e n
ce que le circuit t e m p o r i s a t e u r
(Cl, R5, D3) développe une t e n s i o n
progressivement croissante.
3. Starter
électronique
selon
l'une des r e v e n d i c a t i o n s
dentes, c a r a c t é r i s é en ce que le circuit t e m p o r i s a t e u r
essentiellement
précé-
est c o n s t i t u é
par la combinaison d'un c o n d e n s a t e u r (Cl) avec u n e
r é s i s t a n c e (R5) et une diode (D3).
4. Starter
dentes,
électronique
caractérisé
en
dispose d'une première
tances
selon
ce que
l'une
des r e v e n d i c a t i o n s
la g a c h e t t e
voie de commande
(G)
constituée
en série (R8) et (RI), et d'une deuxième
constituée
du
précé-
thyristor
(Th)
par les r é s i s -
voie de c o m m a n d e
par une résistance (R8), une diode (D2), un c o n d e n s a t e u r
(C3) et une r é s i s t a n c e (R2).
5. Starter
électronique
dentes, c a r a c t é r i s é
selon
l'une des r e v e n d i c a t i o n s
en ce que le circuit t e m p o r i s a t e u r
(Cl,
précéR5, D3)
coopérant
la
avec
de c o m m a n d e
voie
première
du thyristor
(Th)
au thyristor
(Th)
c o n s t i t u é e par les r é s i s t a n c e s (RI) et (R8), p e r m e t
de passer à l'état c o n d u c t e u r avec des retards variables par r a p p o r t
débuts
aux
des
alternances
à
positives
la
connexion
(B),
pour
l ' é t a b l i s s e m e n t de la s u r t e n s i o n .
6. S t a r t e r
dentes, c a r a c t é r i s é en ce que le circuit
coopérant
la deuxième
avec
des r e v e n d i c a t i o n s
selon l'une
électronique
temporisateur
voie de c o m m a n d e
(Cl,
précéR5, D3)
du thyristor
(Th),
c o n s t i t u é e par la résistance (R8), la diode (D2), le c o n d e n s a t e u r (C3)
et
résistance
la
(R2),
(Th)
thyristor
au
permet
d'établir
le p r é -
c h a u f f a g e pour un temps d é t e r m i n é .
7. Starter
électronique
dentes,
caractérisé
charge
à chaque
thyristor
l'une
selon
des r e v e n d i c a t i o n s
en ce qu'un c o n d e n s a t e u r
fois
(Th), permet,
plus
élevée
à chacune
avant
précé-
(C2), a t t e i g n a n t
d'être
de ses décharges,
déchargé
une
par
le
l'établissement
d'une surtension d'un niveau plus élevé qu'à sa décharge p r é c é d e n t e .
8. Starter
dentes,
électronique
caractérisé
selon l'une
des r e v e n d i c a t i o n s
en ce que le circuit t e m p o r i s a t e u r
précé-
(CI, R5, D3)
agit sur l'organe de c o m m u t a t i o n par l ' i n t e r m é d i a i r e dans un p r e m i e r
temps, des r é s i s t a n c e s (R3, R2, R4) et dans un deuxième temps, p a r
l'intermédiaire
des mêmes r é s i s t a n c e s
associées à un é l é m e n t
régu-
lateur de la tension à ses b o r n e s .
9. Starter électronique selon la r e v e n d i c a t i o n 8, c a r a c t é r i s é e n
ce que l'élément régulateur de la tension à ses bornes est une d i o d e
Zener (D4).