Brevet FR2634569A1 — publié le 19900126

La présente invention concerne une alimentation électrique destinée à transmettre de l'énergie électrique à un appareillage électronique portatif d'usage domestique, etc. Les appareils électroniques portatifs, par exemple les magnétoscopes ou camescopes, les appareils photogra- phiques électroniques, etc. utilisent habituellement une batterie de piles ou d'accumulateurs comme alimentation électrique afin que l'appareil électronique puisse être utilisé à l'extérieur. Cette batterie est le plus souvent une batterie d'accumulateurs, permettant une réutilisation. Un tel appareil électronique est construit de manière qu'il puisse aussi fonctionner par consommation d'une tension continue obtenue par redressement du courant alternatif provenant d'une source d'énergie électrique, par exemple par l'intermédiaire d'un adaptateur de courant alternatif, etc., dans une habitation dans laquelle un réseau d'alimen- tation est accessible afin que la consommation de la bat- terie d'accumulateurs soit réduite dans la mesure du pos- sible. Lorsque l'appareil électronique n'est pas utilisé, la batterie d'accumulateurs est chargée grâce à cette ali- mentation électrique. Dans l'appareillage électronique, comme les cir- cuits, dispositifs, etc. sont réalisés par utilisation de la tension de sortie de la batterie d'accumulateurs comme tension de référence, il est souhaitable que la tension de l'appareil formant la source d'énergie électrique soit égale à la tension de sortie de la batterie d'accumulateurs afin que l'appareillage électronique puisse être utilisé. D'autre part, il est nécessaire, pour la charge de la batterie d'accumulateur, que la tension transmise à la batterie d'accumulateurs par la source d'énergie électrique soit supérieure à la tension de sortie de la batterie d'ac- cumulateurs. Dans une alimentation électrique classique, la ten- sion est normalement supérieure à la tension de la batterie d'accumulateurs afin qu'elle puisse charger cette batterie. En conséquence, lorsque l'appareil électronique est utilisé avec le signal de l'alimentation électrique, un circuit de stabilisation de l'alimentation, disposé dans l'appareil électrique et destiné à stabiliser la tension de sortie transmise de l'alimentation aux circuits respectifs et dispositifs internes dégage de la chaleur du fait du chan- gement de rendement du circuit de stabilisation de l'ali- mentation. En conséquence, il faut prendre des précautions, par exemple sous forme d'ailettes rayonnantes placées dans l'appareil électronique, si bien que la dimension de l'ap- pareil augmente. En outre, il faut qu'un courant électrique intense circule dans le circuit de stabilisation de l'alimentation, si bien que les caractéristiques de fonctionnement des différents dispositifs, tels qu'un moteur, un électro- aimant, etc. auxquels la tension transmise avant stabilisa- tion de ce circuit (c'est-à-dire la tension d'alimentation) est transmise, varient. Ainsi, il est difficile de réaliser avec précision une commande asservie pour ces dispositifs. On a envisagé de remédier à cet inconvénient par réglage de la tension de sortie de l'alimentation à une valeur aussi proche que possible de la tension nominale de sortie de la batterie d'accumulateurs. Cependant, dans ce cas, la charge efficace de la batterie d'accumulateurs est difficile. L'invention remédie à ces inconvénients et concerne une alimentation électrique destinée à charger efficacement la batterie d'accumulateurs et à empêcher le rayonnement de chaleur dans l'appareil électronique et à permettre une commande asservie avec précision. L'invention concerne ainsi une alimentation élec- trique destinée à transmettre une tension continue à un appareillage électronique ayant une batterie d'accumula- teurs qui fournit de l'énergie à ces divers circuits et dispositifs, etc. Un circuit de charge charge la batterie d'accumulateurs. Un circuit à tension constante transforme une tension alternative en une tension continue et transmet une tension continue constante à l'appareil électronique. Un circuit de détection détecte l'intensité du courant électrique transmis à l'appareil électronique et le circuit à tension constante transmet au moins deux tensions conti- nues constantes ayant des valeurs différentes de la ten- sion, en fonction du signal de sortie du circuit de détection. La valeur de l'intensité du courant électrique, transmis à l'appareil électronique par l'alimentation lorsque l'appareil est utilisé, est différente de la valeur utilisée lorsque la batterie d'accumulateurs est en cours de charge. Les états d'utilisation et de charge sont auto- matiquement détectés par utilisation de la valeur de l'in- tensité du courant électrique. Ainsi, la tension de sortie de l'alimentation électrique est modifiée selon que l'appa- reil électronique est utilisé ou que la batterie d'accumu- lateurs est en cours de charge. La batterie d'accumulateurs peut ainsi être chargée de manière fiable et la chaleur dégagée dans l'appareil peut être réduite, et l'appareil peut être réalisé avec un faible encombrement. En outre, un réglage asservi précis peut être réalisé dans l'appareil. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un diagramme synoptique d'une ali- mentation électrique et d'un circuit électronique, dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est un schéma d'un circuit de détection utilisé dans l'appareil selon l'invention; la figure 3 est un schéma d'un circuit à tension constante utilisé dans l'appareil selon l'invention; la figure 4 est un schéma d'un circuit de charge utilisé dans l'appareil selon l'invention; et la figure 5 est un graphique représentant les carac- téristiques de fonctionnement de l'alimentation électrique selon l'invention. La figure 1 représente un appareil électronique et une alimentation électrique selon l'invention. Sur cette figure, l'alimentation électrique 1 a une fiche 11 reliée à une prise d'un réseau d'alimentation et une fiche 12 con- nectée aux bornes 21 de l'appareil électronique 2. Un cir- cuit 13 à tension constante transforme la tension du cou- rant alternatif du réseau (par exemple 100 V) en une tension continue prédéterminée et transmet cette tension transformée. Un circuit 14 détecte le courant électrique transmis par l'alimentation 1 à l'appareil électronique 2, c'est-a-dire le courant revenant de l'appareil électronique lorsque la fiche 12 est connectée aux bornes 21. Un commutateur 22 est mis dans la position supé- rieure représentée sur la figure 1 lorsque l'appareil élec- tronique 2 fonctionne par utilisation de l'alimentation 1. Le commutateur 22 est mis dans la position inférieure lorsque l'appareil électronique 2 fonctionne à l'aide de la batterie d'accumulateurs 26. Le commutateur 23 est mis dans la position droite ou gauche lors des opérations de ferme- ture et d'ouverture d'un interrupteur 27 d'alimentation, respectivement. Un circuit 25 charge la batterie 26 d'accu- mulateurs à l'aide d'un courant électrique constant (qui peut être un courant électrique quasi-constant, par exemple). Un circuit 24 de stabilisation d'alimentation stabilise la tension continue provenant de l'interrupteur 27 d'alimentation et transmet la tension stabilisée aux circuits et dispositifs respectifs, etc. Comme représenté sur la figure 2, par exemple, le circuit 14 de détection comprend un circuit 31 convertis- seur courant-tension, un circuit 32 de création d'une ten- sion de référence et un circuit 33 de comparaison. Le cir- cuit convertisseur 31 est constitué par des résistances 41 à 44, un condensateur 45 et un amplificateur opérationnel 46. Le circuit 32 générateur d'une tension de référence est constitué par des résistances 47 et 48 et le circuit 33 de comparaison est constitué par des résistances 49 et 50 et un amplificateur opérationnel 51. Comme représenté sur la figure 3 par exemple, le circuit 13 à tension constante est constitué par un trans- formateur 61, des diodes 62, 63, des condensateurs 64, 67, , 86, des résistances 64 et 75 à 84, des transistors NPN 68 à 74 et une diode de Zener 87. Comme représenté sur la figure 4 par exemple, le circuit de charge 25 est constitué par un circuit de charge à courant quasi-constant composé d'une résistance 91 et d'une diode 92. On décrit maintenant le fonctionnement de l'alimen- tation électrique en référence aux dessins. Lorsque la fiche 12 de l'alimentation 1 n'est pas connectée aux bornes 21, le commutateur 22 est mis dans la position inférieure représentée sur la figure 1. Lorsque l'interrupteur 27 est fermé, le commutateur 23 passe à la position droite repré- sentée sur la figure 1. Ainsi, une tension continue de la batterie d'accumulateurs 26 est transmise au circuit 24 de stabilisation d'alimentation par l'intermédiaire des commu- tateurs 23, 22 et de l'interrupteur 27. Le circuit 24 sta- bilise la tension d'entrée et transmet cette tension sta- bilisée aux circuits et dispositifs respectifs. Une partie de la tension de l'interrupteur 27 est transmise à des éléments qui nécessitent un courant électrique d'intensité élevée, par exemple un moteur, un électroaimant, etc., avant que cette partie de tension soit transmise au circuit 24 de stabilisation de la source. Ainsi, l'appareil électronique 2 peut fonctionner par utilisation de l'énergie électrique provenant de la batterie d'accumulateurs 26. Lorsque la fiche 12 est connectée aux bornes 21, le commutateur 22 est mis à la position supérieure. Ainsi, lorsque l'interrupteur 27 est fermé, la tension de sortie de l'alimentation 1, transmise par les bornes 21, parvient au circuit 24 de stabilisation et aux éléments respectifs par l'intermédiaire du commutateur 22 et de l'interrupteur 27. Dans l'alimentation électrique, la tension alterna- tive du réseau provenant de la prise 11 parvient au pri- maire d'un transformateur 61 d'un circuit 13 à tension constante (voir figure 3). Le transformateur 61 abaisse cette tension du côté du secondaire et transmet la tension réduite. La tension réduite est redressée par des diodes 62 et 63, du côté positif et du côté négatif du signal de tension, et elle est lissée par le condensateur 64. La tension lissée est transmise à la fiche 12 par l'intermé- diaire du transistor 68 dont la base est connectée au con- densateur 67 qui supprime les ondulations, par l'intermé- diaire d'un transistor 69 à montage Darlington. La tension de sortie est partiellement divisée par les résistances 80, 81 et 82 et elle est comparée à une tension de référence fixée par la diode de Zener 87 par un circuit de comparaison composé de transistors NPN 72 et 73 montés différentiellement en deux étages et de transistors NPN 70 et 71. Un signal d'erreur indiquant la différence entre ces tensions parvient à la base du transistor NPN 70 à partir du collecteur du transistor NPN 72. Le transistor NPN 70 commande le fonctionnement des transistors NPN 68 et 69 à montage Darlington afin que la tension de sortie devienne une tension constante correspondant à la tension de référence. Un courant électrique de retour de l'appareil élec- tronique 2, provenant de la fiche 12, circule dans la résistance 41 du circuit 14 de détection (voir figure 2). Une tension correspondant à ce courant électrique est créé à une borne de la résistance 41 qui a une faible valeur. Cette tension est amplifiée par un amplificateur inverseur constitué par l'amplificateur opérationnel 46 et elle est transmise au circuit 33 de comparaison. Ce circuit 33 compare cette tension àune tension de référence créée par le circuit 32 générateur d'une tension de référence. La tension de référence est obtenue par division partielle d'une tension prédéterminée V à l'aide de résistances 47 et 48. Comme représenté sur la figure 5, lorsque l'appareil électronique 2 est utilisé, le courant électrique consommé dépasse le courant électrique consommé dans l'appareil électronique lorsque le courant électrique est utilisé pour la charge de la batterie d'accumulateurs 26. Le circuit convertisseur courant-tension 31 inverse et amplifie la tension correspondant à ce courant électrique afin que sa tension de sortie soit inférieure lorsque l'appareil élec- tronique est utilisé, par rapport au cas o la batterie d'accumulateurs est en cours de charge. La tension de réfé- rence, dans le circuit 32 générateur de la tension de référence, est réglée à une valeur comprise entre la ten- sion qui correspond au courant électrique lorsque l'appa- reil électronique est utilisé et la tension qui correspond au courant électrique lorsque la batterie d'accumulateurs est chargée. Ainsi, lorsque l'appareil électronique 2 est utilisé, le circuit 33 de comparaison transmet un signal de faible niveau de tension. En conséquence, le transistor NPN 74 reste ouvert et la résistance 83 n'est pas connectée en parallèle à la résistance 82 si bien que la résistance combinée des résistances 81 et 82 devient importante. Le rapport partiellement divisé de tensions obtenues à l'aide des résistances 80, 81 et 82 et parvenant à la base du transistor NPN 73 devient élevé si bien que la tension de référence de la diode de Zener 87 est réduite d'une manière relative et la tension de sortie de l'émetteur du transis- tor NPN 69 devient une tension constante relativement faible (une tension à peu près égale à la tension de sortie de la batterie d'accumulateurs 26). D'autre part, lorsque l'interrupteur 27 est ouvert et la prise 12 est connectée aux bornes 21, aucune énergie électrique ne parvient aux éléments tels que le circuit 24 de stabilisation d'alimentation, le moteur, l'électro- aimant, etc. En outre, à ce moment, le commutateur 23 est mis dans la position gauche représentée sur la figure 1. En conséquence, la tension transmise par la fiche 12 parvient A la batterie d'accumulateurs 26 par l'intermédiaire de la résistance 91, de la diode 92 et du commutateur 23 (voir figure 4). Comme la résistance 91 a une valeur relativement grande, le courant électrique circulant dans cette résis- tance devient à peu près un courant électrique constant (courant électrique quasi-constant), et ce courant constant est utilisé pour la charge de la batterie d'accumulateurs 26. Comme représenté sur la figure 5, l'intensité du courant électrique (c'est-à-dire le courant consommé dans la batterie d'accumulateurs 26) transmis à l'appareil élec- tronique 2 (batterie d'accumulateurs 26) par l'alimentation 1 lorsque la batterie d'accumulateurs est chargée est infé- rieure au courant transmis lorsque l'appareil électronique est en cours d'utilisation. Ainsi, lorsque la batterie d'accumulateurs est chargée, le signal de sortie du circuit 33 de comparaison atteint une valeur élevée, contrairement au cas précité. Ainsi, le transistor NPN 74 du circuit 13 à tension constante conduit. Comme la résistance 83 est alors montée en parallèle avec la résistance 82, la valeur combi- née de leurs résistances devient inférieure à la résistance obtenue dans le cas o seule la résistance 82 est connec- tée. Ainsi, la tension de sortie de l'émetteur du transis- tor NPN 69 devient une tension constante supérieure à la tension de sortie de la batterie d'accumulateurs 26. En conséquence, la batterie d'accumulateurs 26 est chargée de manière fiable et efficace. Il est préférable-que l'opération de charge soit réalisée avec le courant électrique constant précité lors de l'utilisation d'une batterie d'accumulateurs du type nickel-cadmium par exemple comme batterie d'accumulateurs 26. Lors de l'utilisation d'une batterie au plomb comme batterie d'accumulateurs 26 il est préférable par exemple de réaliser la charge à tension constante, et l'invention peut aussi s'appliquer dans ce cas. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux alimentations qui vien- nent d'être décrites uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Alimentation destinée à transmettre une tension continue à un appareil électronique (2) ayant une batterie d'accumulateurs (26) qui est chargée par l'alimentation, celle-ci étant caractérisée en ce qu'elle comprend: un premier dispositif (14) destiné à détecter un courant électrique transmis à l'appareil électronique par l'alimentation, et un second dispositif (13) destiné à régler la ten- sion de sortie de l'alimentation à l'une d'au moins deux tensions différentes, en fonction de l'intensité du courant détecté. 2. Alimentation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'une des deux tensions au moins est uti- lisée pour l'alimentation d'un dispositif électronique incorporé à l'appareil électronique (2). 3. Alimentation électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une première des deux tensions au moins est utilisée pour la charge de la batterie d'accumu- lateurs (26). 4. Alimentation électronique selon la revendication 3, caractérisée en ce que la première tension est supé- rieure & une seconde des deux tensions au moins. 5. Alimentation électronique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la seconde tension est utilisée pour l'alimentation d'un dispositif électronique incorporé à l'appareil électronique (2). 6. Alimentation électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la batterie d'accumulateurs (26) est une batterie d'accumulateurs du type nickel-cadmium. 7. Alimentation électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la batterie d'accumulateurs (26) est une batterie d'accumulateurs au plomb. 8. Alimentation électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second dispositif comporte en outre un dispositif (31) destiné à transformer une tension alternative en une tension continue, et les deux tensions au moins sont des tensions continues constantes.