BE898568A - Lampe à décharge dans le gaz. - Google Patents

Abstract

Lampe à décharge dans le gaz présentant une ampoule en verre étanche au vide (1), qui est remplie d'une vapeur métallique et d'un gaz rare,lampe qui convient à une tension d'alimentation à haute fréquence,une décharge électrique étant engendrée dans l'ampoule. Sur une paroi située autour de la décharge est prévue une couche conductrice transparente 6 qui est connectée à l'un des fils d'alimentation du secteur de distribution dans les conditions de fonctionnement de la lampe.

Description

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  N. V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN pour
Lampe à décharge dans le gaz. 



  Demande de brevet aux Pays-Bas   n  8205025   du 29 décembre 1982 en sa faveur. 

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  "Lampe à décharge dans le   gaz."   
L'invention concerne une lampe à décharge dans le gaz comportant une ampoule en verre étanche au vide, qui est remplie d'une vapeur   métallique- et   d'un gaz rare, lampe qui est destinée à fonctionner sous une tension d'alimentation à haute fréquence, fonctionnement lors duquel une décharge électrique est engendrée dans l'ampoule alors que sur une paroi située autour de la décharge est présente une couche conductrice transparente. 



   Par"lampe fonctionnant à haute   fréquence", -il   y a lieu d'entendre par la suite une lampe fonctionnant sous une tension d'alimentation à fréquence supérieure à environ 20 kH. 



   Une lampe à décharge du genre mentionné ci-dessus est par exemple une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression présentant une ampoule munie d'électrodes qui sont connectées à un circuit électronique pour le fonctionnement à haute fréquence, une lampe à décharge dans la vapeur de sodium à haute pression ou à basse pression ou bien une lampe à décharge dite sans électrode, un champ électromagnétique à haute fréquence étant induit dans l'ampoule, par exemple à l'aide d'un noyau en matériau magnétique, comme de la ferrite. 



   Un problème qui se pose pendant le fonctionnement des susdites lampes à décharge, notamment dans le cas de lampes à décharge dans le gaz sans électrode, est la formation d'un champ électromagnétique en dehors de l'ampoule dans l'ambiance de la lampe, ce qui se traduit par la formation de courants parasites à haute fréquence sur le secteur. Tant pour l'intensité des champs électromagnétiques situées à l'extérieur de la lampe que pour la grandeur des courants parasites s'appliquent des normes internationales, comme VDE, CISPR et FCC. Ces normes indiquent une limite pour la valeur maximale de la perturbation. 



   De la demande de brevet japonais publiée   NO 51-78660   est connue une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression sans électrodes fonctionnant à haute fréquence présentant une ampoule, dont la paroi intérieure est munie d'une couche conductrice transparente, qui est connectée à un organe de traversée en forme de 

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 fil appliqué dans la paroi de l'ampoule, organe de traversée qui est mis à la terre, lors du fonctionnement de la lampe. Cette demande de brevet décrit que l'intensité de champ électromagnétique est réduite à l'extérieur de l'ampoule.

   Touefois, on a constaté que dans ces lampes où la couche conductrice est mise à la terre, il se produit des courants parasites électriques gênants sur le secteur, ce qui constitue un inconvénient du fait que dans ce cas il est impossible de satisfaire aux susdites normes. 



   L'invention vise à fournir une lampe à décharge dans le gaz qui fonctionne sous une tension d'alimentation à haute fréquence, lampe qui satisfait aux susdites normes concernant le degré dans lequel les courants parasites électriques sont admissibles sur le secteur. Conformément à l'invention, une lampe à décharge dans le gaz du genre mentionné dans le préambule est caractérisée en ce que dans la condition de fonctionnement de la lampe, la couche conductrice transparente est connectée à l'un des fils d'alimentation du secteur. 



   Dans une lampe conforme à l'invention, la perturbation électrique à haute fréquence du secteur est réduite pendant le fonctionnement à une valeur qui est largement inférieure à la norme en question. L'invention est basée sur l'idée que la composante électrique du champ électromagnétique peut être considérée comme une source de tension à haute fréquence présentant une résistance interne déterminée qui est connectée d'un côté au secteur dans les conditions de fonctionnement. La couche conductrice intérieure constitue une impédance qui shunte cette source de tension.

   Cette impédance présentant une faible valeur ohmique par rapport à l'impédance parasite de la source à la terre, le courant est réduit par l'intermédiaire de cette impédance parasite, de sorte que le courant parasite circulant alors par l'intermédiaire de l'impédance parasite des conducteurs du secteur reste au-dessous de la norme. Dans les lampes où l'ampoule et l'unité d'alimentation constituent un ensemble, comme par exemple dans les lampes sans électrode, un corps conducteur de faible valeur ohmique (comme un boîtier en fer blanc) est présent autour de l'unité et est connecté en régime à l'un des conducteurs du secteur. Ainsi, des courants parasites indésirables sont également évités par l'intermédiaire de la terre. 



   Dans une forme de réalisation spéciale de la lampe confor- 

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 me à l'invention, la couche transparente conductrice est constituée par de l'oxyde d'indium dopé à l'aide d'étain. Une telle couche s'ap- plique d'une façon simple sur la paroi intérieure de l'ampoule, par exemple par projection d'une solution contenant du chlorure d'indium et une petite quantité de chlorure d'étain dans de l'acétate butyli- que. 



   Comme il a déjà été mentionné ci-dessus, l'invention peut être appliquée à plusieurs genres de lampes. Dans une lampe à déchar- ge dans la vapeur de mercure à basse pression luminescente conforme à l'invention, la couche conductrice est présente entre la paroi en verre et la couche luminescente. Dans les lampes à décharge dans la vapeur de sodium à haute pression et à basse pression qui sont munies d'une ampoule extérieure située autour de l'enceinte à décharge, la couche transparente conductrice se trouve de préférence sur la paroi intérieure de-l'ampoule extérieure. 



   De très bons résultats furent obtenus avec une lampe à dé- charge sans électrode fonctionnant à une fréquence supérieure à 1MHz, la résistance par carré de la couche conductrice transparente étant au maximum de 100 Ohms. Dans une forme de réalisation de ladite lam- pe, l'ampoule présente un noyau en matériau magnétique dans lequel peut être induit un champ magnétique à haute fréquence à l'aide de l'unité d'alimentation électrique. Dans l'ampoule est engendré un champ électromagnétique. L'ampoule contient une petite quantité de vapeur de mercure et un gaz rare. Dans la forme de réalisation, la paroi intérieure de l'ampoule comporte, outre la couche conductrice transparente, également une couche luminescente appliquée sur ladite couche et assurant la conversion du rayonnement ultra-violet engendré dans l'ampoule en lumière visible.

   Le noyau magnétique est constitué par de la ferrite et est sous forme de barre (voir par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3,521, 120). 



   Dans une forme de réalisation spéciale de la lampe décrite ci-dessus, plusieurs anneaux métalliques (par exemple 3 à 5) qui en- ferment complètement la décharge sont prévus autour de l'ampoule. 



   Ainsi, des courants parasites induits sur les conducteurs du secteur sont fortement réduits par suite de la présence d'un champ magnéti- que. Dans une forme de réalisation, lesdits anneaux métalliques sont 

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 sous forme de couches d'une largeur de quelques millimètres et d'une épaisseur de 100/um par exemple, appliquées par projection sur la paroi extérieure de l'ampoule. De préférence, les anneaux sont réalisés avec des fils métalliques qui se situent dans des rainures ménagées dans la paroi intérieure de l'ampoule. On a constaté que dans ce cas, le blindage du champ magnétique est suffisamment efficace. 



   La description ci-après, en se référant au dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 



   La figure unique représente schématiquement, partiellement en vue, partiellement en coupe longitudinale, une forme de réalisation d'une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression sans électrode conforme à l'invention. La lampe est munie d'une ampoule en verre 1 qui est remplie d'une quantité de mercure et d'un gaz rare, comme de l'argon. De plus, la lampe est munie d'un noyau en forme de barre 2 en matériau magnétique (ferrite), qui est appliqué dans une bobine d'induction 3. Le noyau 2 et la bobine 3 se trouvent dans une partie en retrait 4 de l'ampoule 1 située près de l'axe longitudinal de la lampe. La bobine 3 comporte plusieurs spires en fil de cuivre (par exemple sept) dont un petit nombre est   réprésenté   sur le dessin.

   La bobine 3 est connectée à l'unité d'alimentation électrique 5 (représentée schématiquement sur le dessin), à l'aide de laquelle un champ électromagnétique à haute fréquence est induit dans l'ampoule 1. Ce champ est entouré de la paroi de l'ampoule, sur la paroi intérieure de laquelle est présente une couche conductrice transparente 6. Ainsi, la lampe est protégée contre le risque de contact. Sur cette couche 6 est appliquée une couche luminescente 7, qui convertit le rayonnement ultra-violet engendré dans l'ampoule en lumière visible (couche qui est représentée en pointillé sur le dessin).

   La couche transparente 6 est connectée par l'intermédiaire d'un boîtier métallique 8 situé autour de l'alimentation 5 (appliquée dans le culot 5a qui est en matière synthétique) à la paroi de la douille 9 à l'aide de laquelle la lampe peut être vissée dans un support. Le fil de connexion est désigné par 10. Lors du fonctionnement de la lampe, la couche conductrice 6 et le boîtier métallique 8 sont connectés à l'un des fils d'alimentation du secteur. Le fil 10a permet de brancher l'alimentation 5 de façon directe sur le secteur, lors du 

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 fonctionnement de la lampe. 



   La couche conductrice 6 est transparente, ce qui veut dire que la lumière engendrée par la couche luminescente 7 est pratiquement complètement transmise par la couche. La couche conductrice 6 traverse la paroi de l'ampoule 1 à l'endroit où cette paroi est fixée d'une façon étanche au vide à la plaque de base en verre 11. 



  Cette connexion s'établit à l'aide d'un matériau de connexion approprié, comme de l'émail vitrifié. Un corps métallique électroconducteur en U 12 est fixé à un endroit situé sur le bord de la paroi de l'ampoule et connecté d'un côté à la couche 6 et   de l'autre coté   au fil 10. Le culot 5a présente un rebord 5b, qui est si élevé que la lampe est protégée contre le contact. La couche 6 est constituée par de l'oxyde d'indium dopé à l'aide d'étain et présentant une résistance par surface carrée d'au maximum 100 Ohms. La couche conductrice 6 peut être constituée comme une impédance à basse valeur ohmique, qui est montée en parallèle par rapport à la source de tension à haute fréquence.

   Notamment aux fréquences de fonctionnement supérieures à 1 MHz et d'une valeur ohmique inférieure à 100 Ohms, on empêche que par suite de l'impédance parasite (et, de ce fait, par suite du courant parasite traversant les conducteurs du secteur) le courant présente une valeur telle que les normes en question sont dépassées. 



   Dans la forme de réalisation représentée sur le dessin trois anneaux en cuivre 13,14 et 15 entourant la décharge sont présents autour de l'ampoule 1 à la hauteur de la bobine d'induction 3 et se situent dans des rainures spéciales ménagées à cet effet dans la paroi extérieure de l'ampoule. Grâce à la présence des anneaux, on empêche que la lampe fasse office de source parasite magnétique, de sorte que des courants parasites sont induits sur le secteur. 



   Dans une forme de réalisation pratique d'une lampe décrite ci-dessus, le diamètre de l'ampoule en verre est d'environ 6,5 cm, sa longueur d'environ 7,0 cm. L'ampoule contient environ 6 mg de mercure et une quantité d'argon sous une pression d'environ 70 Pascals. La couche luminescente est constituée par un mélange de deux substances luminescentes, notamment de l'aluminate de cérium magnésium activé à l'aide de terbium et émettant une luminescence verte et de l'oxyde d'yttrium activé à l'aide d'europium trivalent et émettant une luminescence rouge. Le matériau magnétique du noyau en forme de barre est 

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 constitué par une ferrite présentant une perméabilité relative d'environ 200. Autour de ce noyau en ferrite est prévue une bobine d'induction constituée par un fil en cuivre d'un diamètre de 0,5 mm.

   La self-inductance de la bobine est d'environ 4,5/uH. La couche conductrice intérieure est appliquée par projection, sur la paroi de l'ampoule, d'une solution contenant du chlorure d'indium et une petite quantité de chlorure d'étain dans de l'acetate butylique. La résistance par surface carrée est d'environ 20 Ohms. La couche conductrice est appliquée avant l'application du matériau luminescent. L'épaisseur de la couche conductrice est d'environ 0,   5/um.   



   L'unité d'alimentation électrique est blindée par un boltier en fer blanc. L'unité d'alimentation contient un oscillateur à haute fréquence présentant une fréquence de 2,65 MHz. Les fils en cuivre 13,14 et 15 présentent un diamètre d'environ 0,5 mm. 



   Dans. le cas d'une puissance amenée à la lampe de 15 W, le flux lumineux est d'environ 900 lumens. Le rendement de la lampe est d'environ 60 lm/W.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS : 1. Lampe à décharge dans le gaz comportant une'ampoule en verre étanche au vide, qui est remplie d'une vapeur métallique et d'un gaz rare, lampe qui est destinée à fonctionner sous une tension d'alimentation à haute fréquence, fonctionnement lors duquel une décharge électrique est engendrée dans l'ampoule alors que sur une paroi située autour de la décharge est présente une couche conductrice transparente, caractérisée en ce que dans les conditions de fonctionnement de la lampe, la couche conductrice transparente est connectée à l'un des fils d'alimentation du secteur.
2. 2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche conductrice est constituée par de l'oxyde d'indium dopé à - l'aide d'étain.
3. 3. Lampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la lampe est une lampe sans électrode qui fonctionne sous une tension d'alimentation présentant une fréquence supérieure à 1 MHz, la résistance par surface carrée de la couche conductrice transparente étant au maximum 100 Ohms.
4. 4. Lampe selon la revendication 3, caractérisée en ce que sur la paroi de l'ampoule sont prévus plusieurs anneaux métalliques enfermant la décharge.