Brevet FR2625026A1 — publié le 19890623

La présente invention concerne un dispositif permettant de transmettre, sous forme magnétique, de l'énergie entre deux modules électroniques, sans liaison matérielle entre eux. Dans les dispositifs connus de ce genre, chaque module comprend une bobine sur une armature magnétique. Lorsque les modules sont placés à proximité l'un de l'autre, l'ensemble fonctionne comme un transformateur dont le primaire, premier module, transmet magnétiquement de l'énergie au secondaire, second module. Ce type de transmission ne peut fonctionner qu'avec du courant sinusoïdal et son rendement varie rapidement en fonction de la distance entre-les deux modules. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet il est possible de transmettre l'énergie à partir d'une source de tension continue, qui est la plus utilisée en électronique. I1 permet en outre, par l'analyse de l'évolution, dans le temps, des courants électriques qui le parcourent d'en déduire la distance séparant les deux modules. On peut donc déceler la proximité d'un module et éventuellement déclencher une fonction par exemple une alarme si l'échange d'énergie ne se fait pas correctement du fait d'une distance trop importante entre les deux modules. Pour ce faire, le dispositif se compose d'un premier module, dit émetteur, comprenant deux inductances magnétiquement couplées entre elles et pouvant ou non être respectivement reliées à une source de tensions continue par des moyens d'interruption électrique, et d'un second module dit récepteur comprenant au moins une autre inductance qui, lorsqu'elle est placée à proximité du module émetteur, peut être magnétiquement couplée avec lui, pour permettre de capter de l'énergie magnétique émise par ce dernier. En outre, chacune des inductances du module émetteur est pourvue de moyens permettant l'analyse des courants électriques qui-la parcourent. La comparaison de ces courants, notamment leur pente, permet de déterminer la distance séparant les modules. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. La figure 1 représente un dispositif destiné à alimenter une batterie d'accumulateur. La figure 2 représente les courants dans le dispositif en l'absence du module récepteur à proximité. La figure 3 représente les courants lorsque deux modules sont disposés à proximité l'un de l'autre pour un transfert d'énergie. La figure 4 représente un module électronique rechargeable. Tel que représenté figure 1 le dispositif comprend au moins deux modules : un module émetteur E et un module récepteur R. Le module récepteur peut consister par exemple en un dispositif électronique portable, au moyen d'une poignée (7), (figure 4) comprenant un clavier (9-) pour y introduire des données, des moyens dlaffichage (8) tels que cristaux liquides, ou tous autres moyens selon ses fonctions. Selon l'invention, il se caractérise par des moyens récepteurs R d'énergie magnétique qui seront avantageusement regroupés à l'intérieur de la poignée (7) de telle sorte que le module émetteur puisse être disposé dans cette poignée pendant le transfert d'énergie pour le positionner au mieux. Pour simplifier l'explication du fonctionnement. du dispositif nous admettrons, bien que ce ne soit pas une obligation, que les inductances( B1, B2, B3). sont identiques (meme nombre de spires). Nous admettons également que les tensions d'alimentation V1 et V2 sont différentes bien que le système fonctionne aussi pour V1 = V2 Les tensions d'alimentation sont des tensions continues, plus ou moins stables, obtenues par exemple à partir.de tensions alternatives grossièrement redressées. Un interrupteur statique (2) est piloté par un modulateur (1) à largeur d'impulsion variable (RT), permettant ainsi de compenser les variations de la tension V1 en jouant sur le rapport cyclique R, T étant la période des signaux pilotant l'inlerrupteur (2). Deux configurations sont possibles A - En l'absence du module récepteur (figure 2). A la fermeture de l'interrupteur (2), la tension( V1) est appliquée aux bornes de la bobine (B1). A l'ouverture de ce même interrupteur, l'énergie emmagasinée dans (B1) s'évacue par la seconde bobine (B2), ce qui a pour effet de rendre passante la diode (3) et de permettre à la tension (V2) d'être appliquée sur ce bobinage (B2), que parcourt alors un courant (I (12). Une tension (-V2) apparait sur le bobinage (B1). En analysant (4, 6) la pente (p) du courant (12) dans l'inductance (B2), il est possible de déceler la présence ou l'absence de l'inductance (B3) à proximité du module émetteur. B - En présence du module récepteur (figure 3). Dans ce cas, à la fermeture de l'interrupteur (2), la tension (Vl) est appliquée sur (B1). Cette tension (V1) apparaît également sur (B3), parcouru par le courant (1'3). Au rapport de transmission près, le courant moyen (ici) dans (B1) sera la somme du courant moyen (1'3) et du courant moyen (I'2) des trois inductances (B1, B B3) A l'ouverture de l'interrupteur (2), l'énergie de démagnétisation s'écoulera par le bobinage (B > ) en rendant passante la diode (3), la tension sur (B2) sera alors (V2) tandis qu'elle sera (-V2) sur (B1) et (B3), car la diode (10) est alors bloquée. Seule l'énergie de démagnétisation passera par le bobinage (B2). L'analyse (4, 6) de la pente (p') du courant (12) donnera une indication de la distance (d) séparant les bobinages (B1) et (B3). Le dispositif selon l'invention se prête particulièrement bien à la charge de batteries de modules électroniques amovibles ou portables. Ainsi pour charger des batteries (5) il suffira de prévoir une capacité (11) .x bornes de l'inductance (B3) et de la diode (10). REVENDlCATIONS dispositif permettant de transmettre, sous forme Jnétique. de l'énergie entre deux modules électroniques, sans liaison materielle-entre eux, caractérisé en ce que, un premier module, dit émetteur (E) comprend deux inductances (B1,B2), magnétiquement couplées entre elles. et pouvant être reliées ou non à une source de tension continue, par des moyens d'interruption respectivement (1,2) pour l'inductance (B1) et (3) pour inductance (B2). et en ce que le module récepteur (R) comprend au mains une autre inductance (B3) reliée à une charge (5). 2 - Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que, chacune des inductances (B1,B2), du module émetteur est pourvu de moyens (6,4) permettant l'analyse du courant qui les parcourt. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 2, caractérisé en ce que, les moyens d'interruption consistent sur l'inductance (B1) en un interrupteur statique (2) piloté par une commande électronique (1 > , et sur l'inductance (B2), en une diode (3) 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, l'un des modules électroniques (R) comprend une poignée (7) dans laquelle est disposée l'inductance de réception (B3), tandis que le module émetteur (E) est agencé pour s'ajuster à l'intérieur de ladite poignée, pendant le transfert d'énergie.