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neon
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DES
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Cl
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Physical
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de 20 percent
(1)
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33 nF
(1)
[16][_]
68 nF
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2520575A1
Family ID 3092262
Probable Assignee Thomson Brandt Gmbh
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title The invention relates to a circuit arrangement for
fluorescent tubes having a high operating frequency chopper...
FR Title CIRCUIT D'ALIMENTATION D'UN TUBE LUMINESCENT
Abstract
_________________________________________________________________
The invention relates to a circuit arrangement for fluorescent tubes
having a high operating frequency chopper. The operating frequency is
switched over by a control circuit during the various operating phases
(preheating, starting, operation) of the fluorescent tube. An
impedance which has different values for the various phases during
switching on, as a result of the frequency changing, is connected in
the heating circuit of the fluorescent tube.
L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT POUR TUBE LUMINESCENT COMPORTANT UN
DISPOSITIF DE DECOUPAGE A TRES GRANDE FREQUENCE. LA FREQUENCE DE
FONCTIONNEMENT EST COMMUTEE PENDANT LES DIFFERENTES PHASES DE
FONCTIONNEMENT (PRECHAUFFAGE, AMORCAGE, MARCHE NORMALE) DU TUBE
LUMINESCENT L PAR UN CIRCUIT DE COMMANDE F. DANS LE CIRCUIT DE
CHAUFFAGE DU TUBE LUMINESCENT, IL EST PREVU UNE IMPEDANCE Z QUI A DES
VALEURS DIFFERENTES PENDANT LES DIFFERENTES PHASES PAR SUITE DE LA
COMMUTATION DE FREQUENCE.
Description
_________________________________________________________________
CIRCUIT D'ALIMENTATION D'UN TUBE LUMINESCENT.
L'invention est relative a un circuit d'alimentation de tube
luminescent.
Les tubes luminescents sont relies par l'intermediaire d'une
inductance a la tension d'alimentation. La valeur de cette inductance
est fonction de l'amplitude et de la frequence de la tension d'entree
ainsi que du courant necessaire pour la lampe. Pour l'amor cage d'un
tube luminescent, on utilise d'une maniere connue des starters, qui se
composent d'un contacteur d'interruption place dans un tube rempli de
neon. L'enclenchement d'un tube luminescent s'effectue en trois etapes
successives. Initialement, les enroulements chauffants sont
prechauffes, puis la colonne de substance luminescente est amorcee et
ensuite la condition normale de fonctionnement est etablie.
Lorsque le starter est froid, celui-ci constitue un interrupteur
ouvert. Le neon remplissant le dispositif d'amorcage est amorce par
l'intermediaire des cathodes du tube luminescent. L'echauffement du
dispositif d'amorcage provoque la fermeture de son interrupteur, de
sorte qu'il passe un plus grand courant de prechauffage dans le tube
luminescent. Le dispositif d'amorcage se refroidit et, au bout d'une
periode determinee, son interrupteur s'ouvre. Par cette interruption,
il s'etablit dans l'inductance une surtension qui amorce la colonne de
substance luminescente et qui fait passer un courant dans la lampe.
La tension d'amorcage necessaire est fonction de l'echauffement des
cathodes, de leur degre d'emission ainsi que de la phase de la tension
alternative d'entree par rapport a l'instant d'ouverture du contacteur
de starter. La combinaison de ces conditions rend le processus
d'amorcage aleatoire, et il est necessaire que le stater entre
plusieurs fois en fonction avant qu'un amorcage puisse se produire. Il
en resulte une usure prematuree des cathodes du tube luminescent et,
egalement, le dispositif d'amorcage est soumis a une usure.
Pour cette raison, on a cherche des solutions permettant d'ameliorer
sensiblement le fonctionnement des tubes luminescents.
Le rendement des tubes luminescents peut etre ameliore de 20 percent
en les alimentant avec un courant de plus haute frequence, d'un ordre
de grandeur de 20 KHz. Le dimensionnement de l'inductance peut etre
considerablement reduit lorsqu'on utilise un noyau en ferrite.
Pour produire le courant de haute frequence, on convertit initiale
ment la tension alternative du secteur a basse frequence en une
tension continue qui est ensuite decoupee a l'aide d'un circuit
vibreur ou hacheur avec une frequence de, par exemple, 20 KHz. A cet
effet, on exploite d'une maniere connue, les differentes possibilites
d'un convertisseur de tension. On peut utiliser un circuit de
puissance comportant un transistor ou bien deux interrupteurs branches
en serie et en push-pull. Un condensateur relie en serie avec
l'inductance constitue avec celle-ci un circuit de resonance qui
produit la tension necessaire pour l'amorcage. Le courant passant dans
le condensateur augmente egalement le courant passant dans
l'inductance en fonctionnement normal du tube luminescent.Dans les
circuits connus, l'echauffement est assure a l'aide de circuits dont
l'energie est transmise par l'intermediaire d'un transformateur ou par
l'intermediaire d'une inductance. On a constate que ces solutions
creent le grave inconvenient qu'unie grande tension de chauffage est
produite pendant la phase d'echauffement, ce qui se traduit pas des
pertes supplementaires. Des circuits d'echauffement considerablement
plus compliques necessitent des composants ad ditionnels qui
augmentent le cout du circuit.
La presente invention a en consequence pour but d'ameliorer le circuit
servant a faire fonctionner un tube luminescent du type decrit
ci-dessus de maniere que, pendant la phase d'echauffement, dont la
duree est reglable par une frequence correspondante et de facon
programmable entre quelques millisecondes et plusieurs secondes, aucun
tension importante n'est appliquee entre les cathodes du tube
luminescent alors que, pendant le processus d'amorcage, une tensIon
superieure d'environ dix fois la tension d'alimentation est
appliquee.Dans une realisation le circuit comporte un dispositif de
commande de la frequence du circuit de hachage qui permet d'engendrer
trois frequences distinctes, la premiere pour l'echauffement, la
seconde pour l'amorcage et la troisieme pour le fonctionnement, et le
dispositif de demarrage d'amorcage se compose d'une impedance qui:
pendant la periode d'echauffement du tube luminescent presente une
tres faible valeur, la duree de la periode d'echauffement, par un
choix correspondant de frequence, etant reglable par exemple entre
quelques millisecondes et plusieurs secondes; pendant l'amorcage
presente un facteur Q eleve, le facteur Q et la frequence etant alors
choisis de maniere que, dans le cas d'une alimentation en tension
insuffisante, la condition d'amor cage du tube luminescent soit
conservee; et, pour le fonctionnement permanent; a une tres haute
valeur afin que le tube luminescent fonctionne avec un courant minimal
de chauffage.
On va decrire dans la suite en reference a un exemple de realisation
et a l'aide du dessin annexe l'idee essentielle de l'invention.
La tension alternative prise au secteur N est redressee a l'aide du
redresseur Gl, de sorte qu'on obtient dans les condensateurs C3, C4
branches en serie la tension de service UA. Cette tension est
convertie, a l'aide d'un circuit de decoupage T1, T2 et d'un
generateur G en une tension rectangulaire de haute frequence qui
alimente le tube luminescent L. Le convertisseur de tension est relie,
par l'intermediaire d'une inductance L1 au tube luminescent L.
Conformement a l'invention il est prevu en serie avec les cathodes K1,
K2 du tube luminescent L une impedance Z5. Celle-ci se compose d'un
premier condensateur C1 reliant les cathodes et, en parallele a
celui-ci, d'une inductance L2 et d'un second condensateur C2 qui sont
branches en serie. Le circuit est ferme par l'intermediaire d'un
condensateur C4. L'impedance ZS presente, grace a un dimensionnement
correspondant, les proprietes suivantes:
1. Pour une premiere frequence H' elle a une valeur approximativement
0, de sorte que la tension UB atteint un minimum par l'intermediaire
de l'impedance Z5.
Le rapport de cette tension UB a la tension d'entree U E est defini
comme suit:
UB ZS UE = ZS + j#L1
Lorsque la tension UB doit atteindre la valeur 0, il faut que ZS =
0.ZS se compose des elements Cl, L2,et C2.
Il en resulte que la frequence intervenant dans le processus
d'echauffement est definie par: # 2 1
H = L2C2
2. Pour une seconde frequence #z, le processus d'amorcage du tube
luminescent L doit se produire. A cet effet, la valeur de l'impedance
Z5 placee en serie avec l'impedance L1 doit se rap procher de 0. Un
calcul a partir de L1, L2, et C2 donne une valeur pour la frequence:
#Z # 1,82
L1C1
A cet effet, le facteur Q du circuit de resonance constitue par les
elements L1, L2, C1 et c2 et la frequence dans le processus d'amorcage
sont choisies de telle sorte que, dans le cas d'une alimentation en
tension insuffisante, la condition d'amorcage du tube luminescent soit
conservee (par exemple, Q = 10).
3. Pour une troisieme frequence wBs le courant i5 doit avoir une
valeur minimale, c'est-a-dire qu'il doit satisfaire a la condition ZS
= " On obtient par le calcul une frequence:
#B = C1+C2 = C1+C2 #H.
L2C2C1
En conclusion, cela signifie que la frequence du generateur G, pour
les differentes conditions de fonctionnement du tube luminescent L,
est commutee par un dispositif de commutation de frequence F, de
maniere que l'impedance Z5 entre, dans la phase d'echauffement, en
resonance-serie avec L2, C2, que dans la phase d'amorcage la totalite
du circuit constituee par les composants L1, L2, C1 et C2 entre en
resonance et qu'ensuite, au cours du fonctionnement du tube
luminescent L, I'impedance Z5 fonctionne en resonance-parallele avec
l'inductance L2 branchee en parallele sur les condensateurs C1 et C2
places en serie.
Dans un exemple les composants du circuit ont les valeurs suivantes:
L1 = 1,3 mH
C1 = 33 nF
L2 = 1,8 mH
C2 = 68 nF et la frequence f, les courants i T et i5 ainsi que les
tensions UB et UE ont les valeurs suivantes: f iT iS UB UE
(kHz) (Acc) (Acc) (Vcc) (Vcc)
(1) Phase 15 3 3 160 300 d'echauffement
(2) Phase 30 0,9 1 0,9 270 30 d'amorcage 30 1,6 0,9 250 300
(3) Fonctionnement 25 1,1 1,16 250 300
Acc = ampere crete a crete
Vcc = volt crete a crete.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Circuit pour alimenter un tube luminescent a l'aide d'unetension
alternative redressee et d'un circuit de commande hachantla tension
continue a une frequence elevee ainsi que d'un dispositifde commande
pour demarrer l'amorcage du tube luminescent, caracterise en ce qu'il
comprend un dispositif de commande (F) de lafrequence du circuit de
hachage (G, T1, T2) qui permet d'engendrertrois frequeeces distinctes,
la premiere pour l'echauffement, laseconde pour l'amorcage et la
troisieme pour le fonctionnement, eten ce que le dispositif de
demarrage d'amorcage se compose d'uneimpedance(ZS) qui: pendant la
periode d'echauffement du tubeluminescent (L) presente une tres faible
valeur, la duree de laperiode d'echauffement, par un choix
correspondant de frequence,etant de preference reglable par exemple
entre quelques millisecondes et plusieurs secondes; pendant l'amorcage
presente unfacteur Q eleve, le facteur Q et la frequence etant alors
choisis demaniere que, dans le cas d'une alimentation en tension
insuffisante,la condition d'amorcage du tube luminescent soit
conservee; et,ensuite, pour le fonctionnement permanent, a une tres
haute valeurafin que le tube luminescent (L) fonctionne avec un
courant minimalde chauffage.
2. Circuit selon la revendication 1, caracterise en ce qu'unepremiere
inductance (Ll) est en serie avec le tube luminescent et ence que
l'impedance (ZS) du dispositif de demarrage entre les cathodes (K1,
K2) du tube luminescent comprend un condensateur (C1) enparallele sur
ensemble en serie dune seconde inductance (L2) etEun seconde
condensateur (C2), l'impedance (ZS) etant en resonance serie, avec
(L2, C2), au cours de la phase d'echauffement, la totalitedu circuit
constitue par les composants (L1, Lr C1 et C2) etant enresonance lors
de la phase d'amorcage et, au cours du fonctionnement du tube,
I'impedance (ZS) fonctionne en resonance paralleleavec l'inductance
(L2) en parallele sur les condensateurs (C1 et C2)en serie.
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