Dispositif d'amorçage et d'alimentation en fonctionnement, à partir d'une source de courant alternatif, d'au moins un tube à décharge luminescente. La présente invention a pour objet un dispositif d'amorçage et d'alimentation cn fonctionnement, à partir d'une source de cou rant alternatif; d'au moins un tube à décharge luminescente à remplissage gazeux, du type comprenant une inductance limitatrice d'in tensité en série avec une capacité de correc tion de phase.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé en ce qu'il comporte un transformateur à circuit magnétique fermé, dont une partie du bobinage est reliée aux bornes du tube et fournit le courant de décharge de ce dernier et dont une autre partie du bobinage est en série avec l'inductance et la capacité sus dites.
Ainsi qu'on le verra ci-dessous, ce dispo sitif est extrêmement. simple, -comporte un très petit nombre d'éléments, fonctionne clé façon satisfaisante et ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus de ce (genre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dis positif faisant l'objet de la présente inven tion.
La fig. 1 est le schéma électrique de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est le schéma électrique de la seconde forme d'exécution, et <B>la,</B> fig. 3 est le schéma électrique de la troisième forme d'exécution.
Dans les trois schémas du dessin, les élé- ments correspondants sont désignés par les même signes de référence.
La forme d'exécution représentée à la fig.1 comprend un tube à décharge luminescente à remplissage gazeux et à électrodes chauffées qui est représenté de façon schématique en<B>1.</B> Un adaptateur automatique de tension que comprend cette forme d'exécution comprend un autotransformateur 2 abaisseur de tension, dont le bobinage qui sert de bobinage pri maire est branché en série avec un conden sateur de correction de phase 3 et avec une inductance limitatrice d'intensité 4.
Ces trois éléments branchés en série sont destinés à être reliés aux bornes 8 et 9 d'un réseau de dis tribution d'énergie électrique fournissant une tension de 220 V. par exemple. L'autotrans formateur 2 comprend deux groupes de spires qui forment des enroulements secondaires de chauffage 5 et 6 pour les électrodes 1a et 1b du tube 1. Une partie 7 de son enroulement intercalée entre les secondaires de chauffage 5 et 6 constitue, conjointement avec ses se condaires de chauffage, le secondaire d'ali mentation du circuit de décharge du tube 1: Dans chacun des enroulements secondaires, le courant secondaire est. en opposition avec le courant primaire, de sorte que, lorsque la.
tension aux bornes du primaire diminue, du fait de l'amorçage du tube 1, le courant se condaire de chauffage de chacune des élec trodes la et lb diminue dans de plus fortes proportions que cela. ne serait le cas avec un transformateur ordinaire.
Avant l'amorçage du tube, le circuit de consommation comprenant l'inductance 4, le condensateur 3 et le primaire de l'autotrans formateur 2, est pratiquement accorde à la fréquence du réseau d'alimentation, ce cir cuit résonnant série étant amorti uniquement par la charge que la puissance absorbée par les électrodes 1a et 1b constitue pour l'auto- transformateur et par les pertes par hy stérèse et courants de Foucault dans l'autotransfor- mateur 2 et dans l'inductance 4,
ainsi que par les pertes diélectriques dans le condensateur 3-. Il s'ensuit que le courant traversant le pri maire de l'autotransformateur 2 est relative ment élevé et que, bien que celui-ci soit. un autotransformateur réducteur de tension, la tension appliquée entre les électrodes 1a et 1b et. fournie par la partie secondaire 5, 6 et 7 de l'enroulement est appréciablement phis élevée que la tension d'alimentation normale du tube 1. De préférence, cette tension avant l'amorçage ne dépasse cependant pas 200 V. pour un tube destiné à fonctionner à 110 V. par exemple.
Lorsque les électrodes 1a et 1b atteignent une température suffisante, voi sine de 800 C par exemple, la tension appli quée entre elles suffit à provoquer l'amorçage du tube. Sitôt que cet amorçage a eu lieu, la partie secondaire 5 à 7 de l'autotransforma- teur 2 est pratiquement shuntée par une ré sistance relativement faible, de l'ordre de 250 à 300 ohms pour un tube de 40 watts des tiné à fonctionner avec une tension d'alimen tation de 110 V. De ce fait, le circuit série comprenant ce primaire , le condensateur 3 et l'inductance 4 est fortement amorti.
Dès lors, la tension aux bornes de la partie secon daire 5 à 7 de l'autotransformateur 2 est auto matiquement adaptée à la valeur pour la quelle le tube 1 est prévu et l'adaptateur fonc tionne comme un stabilisateur de courant pour ce tube. En effet., lorsque le courant. clé décharge dans le tube 1 a tendance à aug menter, l'impédance du primaire de l'auto- transformateur 2 a tendance à diminuer et la fréquence propre du circuit série a ten- dance à augmenter, de sorte que la tension aux bornes de la partie secondaire de cet autotransformateur a tendance à diminuer pour deux raisons:
en premier lieu parce que la fréquence de résonance du circuit série s'éloigne de la fréquence du réseau, et que, simultanément, ce circuit série est de phis en plus amorti par la résistance que repré sente le circuit de décharge du tube 1 et qui shunte une partie de l'enroulement de l'auto- transformateur 2, et ensuite parce que l'im pédance primaire de l'autotransformateur 2 diminuant et celle de l'inductance 4 restant relativement constante, cette impédance pri maire devient une fraction de plus en plus faible de l'impédance totale du primaire de l'autotransformateur 2 et de l'inductance 4.
On peut donc à juste titre dire que l'adapta teur adapte automatiquement- la tension appli quée au tube aux conditions de fonctionne ment de celui-ci avant et après l'amorçage et qu'en conséquence il stabilise automatique ment le courant de décharge dans le tube après l'amorçage, c'est-à-dire en régime.
Par le fait que l'ensemble se trouve cri résonance avant l'amorçage et que de ce fait la tension aux bornes du primaire du trans formateur est notablement supérieure à celle du réseau, les enroulements de chauffage 5 et 6 pourront donner la tension requise avec un nombre de spires réduit par rapport au cas où ce serait. la tension du réseau qui serait appliquée au primaire. Ainsi, après l'amor- çage, la tension aux bornes du primaire étant devenue sensiblement égale à celle du réseau, il s'ensuit que la tension secondaire de chauf fage et, par conséquent, l'intensité de chan r fage se trouvent fortement diminuées, ce qui constitue un avantage important.
Le facteur de puissance du courant con sommé reste excellent du fait que la fré quence de résonance du circuit série ne s'éloi gne pas trop de la fréquence du réseau.
Dans la deuxième forme d'exécution re présentée à la fig. 2, l'autotransformateur 2 de la première forme d'exécution est rem placé par un transformateur ordinaire 2'. Ce dispositif fonctionne de façon très semblable à celle décrite en référence à la première forme d'exécution, la seule différence prati que étant que les enroulements secondaires 5 à 7 que comprend ce transformateur ne sont. pas parcourus par son courant primaire. Le primaire est ici aussi en série avec l'induc tance 4 et la capacité 3.
Fig. 3 montre une forme d'exécution du dispositif comprenant un autotransformateur 2", dont le primaire est formé de deux par ties 7, 10, entre lequelles est branché, en sé rie avec elles, l'un des filaments, 1a, du tube l.. Le secondaire du transformateur est cons titué par la partie 7. Le second filament, 1b, du tube est intercalé entre 7 et la borne d'alimentation 9. Les filaments la et 1b sont donc branchés en série avec la partie secon daire du transformateur et sont, par consé quent, parcourus par le courant primaire.
Dans cette forme d'exécution, le trans, formateur 2" est muni d'une prise seulement et ne contient pas d'enroulements pour le chauffage. Après l'amorçage, le circuit série est fortement amorti et le courant de chauf- Fage est. diminué.
On remarquera que, dans les dispositifs décrits, il s'agit toujours d'un véritable trans formateur d'alimentation du tube, c'est-à-dire d'un transformateur fournissant le courant de décharge du tube, et que, dans ces exem ples, le primaire de ce transformateur est en série avec l'inductance limitatrice d'intensité et le condensateur de correction de phase. De ce fait, le primaire du transformateur consti tue, après amorçage, c'est-à-dire en régime; une impédance régulatrice, maintenant la tension d'alimentation à une valeur égale à la. tension de service du tube, puisque ce pri maire est couplé magnétiquement avec le se condaire parcouru par le courant de dé charge. On a donc ainsi une autorégulation de la tension d'alimentation du tube.
Avant amorçage, le circuit série, constitué par l'inductance, la capacité et le primaire du transformateur, est pratiquement en réso nance, les valeurs<B>dé</B> ces trois éléments ayant été convenablement choisies. Ainsi, le courant primaire, dans le transformateur, croît, mais est limité par la saturation du circuit magné tique. La tension secondaire augmente donc. et prend une valeur suffisante pour assurer l'amorçage du tube. Dès l'instant où le cou rant de décharge passe à -travers le tube, in- tervient l'autorégulation que l'on vient de dé crire et qui abaisse la tension aux bornes du tube à la tension de service.
Dès lors,<B>le</B> cir cuit étant amorti par la charge constituée par le tube en fonctionnement, le circuit magné tique du transformateur n'est plus saturé.
Il èst à remarquer que l'on a déjà proposé antérieurement un dispositif qui, à première vue, parait ressembler à celui de la fig. 2. 11 faut toutefois observer qu'il s'agit d'une dis position essentiellement différente par le fait que, dans cette construction antérieure, d'une part, on a affaire à un transformateur à fuite et, d'autre part, il ne s'agit pas d'un transformateur fournissant le courant de dé charge du tube.
De ce fait, le primaire d u trasformateur ne joue pas le rôle de régu lateur que l'on vient d'indiquer et qui est essentiel dans las dispositifs décrits.
Le dispositif représenté schématiquement à la fig. 1 est destiné à être alimenté à par tir d'un réseau de courant alternatif de 220 V. et 50 périodes et comprenant un tube à décharge luminescente à remplissage ga zeux et à électrodes chauffées, de 40 W., construit pour une tension de décharge de 110 V., l'autotransformateur 2 présente un rapport de transformation de 2 à 1 entre son enroulement primaire et la partie 5, 7 et 6 de son enroulement qui alimente le circuit de décharge du tube.
La tension de chauffage est de 7 V. environ avant l'amorçage et le cou- rant.de chauffage de chacune des électrodes 1a et 1b diminue progressivement, à partir de 1 ampère jusqu'à 0,4 ampère avant l'amor çage, pour tomber à 0,15 ampère après l'amor çage. Le courant dans le circuit primaire du dispositif passe simultanément de 0,3 à 0,22 ampère et le facteur de puissance passe de 1 à 0,98 environ.
L'autotransformateur 2 com prend 1800 spires de fil de cuivre de 0,3 mm de diamètre bobinées sur un noyau présentant une section de fer de 5 em2, Le eondënsatei:r 3 présente une capacité de 2 microfarads et est prévu pour une tension alternative de ser vice de 400 V.
L'inductance 4 comprend 1300 spires de fil de cuivre de 0,3 mm de diamètre bobinées sur un noyau présentant une section de fer de 5 cin2 et un entrefer de 0,5 mm environ.
Ces trois éléments peuvent être groupés de manière à constituer un adaptateur ayant des.. dimensions extérieures totales extrêmement ré duites. Cet adaptateur assure un amorçage sîir et régLïlier du tube 1.
sans l'aide d'aucun starter, il ne favorise aucunement les haxmo- niqïies chi fait qu'il est accordé à une fré quence voisine de celle du réseau et que cette fréquence de résonance ne s'éloigne pas trop de Ja fréquence du réseau après l'amorçage, le facteur de puissance du courant consomme est excellent et le dispositif ne constitue pas une charge' pour des fréquences élevées ou musicales de commande.
Un claquage éventuel du condensateur 3 a pour seul effet de réduire le facteur de puissance et la tension aux bornes du tube, de sorte que celui-ci s'éteint généralement, l'in- ducta,nce et le transformateur n'étant nulle ment surchargés du fait de ce claquage.
D'a-Litre part, si le tube est usé et ne s'allume plus, ou s'il est momentanément déconnecté du trans formateur, le courant débité dans le circuit du condensateur 3, de l'inductance 4 et du primaire du transformateur 2 n'augmente que de 50 % environ et n'est nullement dange- reux pour l'un quelconque de ces éléments.