Brevet FR2672165A1 — publié le 19920731

i La présente invention se rapporte à un char- geur de batterie et, plus spécifiquement à un chargeur de batterie qui protège une batterie secondaire d'un appareil mobile contre la surcharge. La Fig 2 montre un diagramme de circuit d'un chargeur de batterie conventionnel de l'art anté- rieur qui charge une batterie secondaire pour un appa- reil mobile, par exemple un téléphone mobile Dans la Fig 2, le chargeur de batterie comprend un circuit de charge 2 qui fournit un courant de charge correspon- dant à la capacité de courant d'une batterie secondai- re 6 à travers un transistor 4 et une diode 5 Un tem- porisateur 3 fonctionne à partir d'une tension élec- trique fournie par une batterie extérieure 22, telle qu'une batterie de voiture, et établit le temps de charge Quand le temps établi arrive à expiration, le temporisateur 3 envoie un signal de coupure au tran- sistor 4 Le transistor 4 coupe alors le courant de charge et arrête la charge de la batterie secondaire 6 La diode 5 empêche le passage d'un courant en sens inverse à partir de la batterie secondaire 6 quand la tension électrique de la batterie secondaire est plus élevée que la tension de sortie du circuit de charge 2 La tension électrique est fournie à l'appareil mo- bile 100 à partir de la batterie extérieure 22, dans l'automobile, par l'intermédiaire du connecteur 1 Un moteur de démarrage 21, pour activer le moteur de l'automobile, est mis en dérivation en fermant un com- mutateur de mise en route 23. Le fonctionnement du dispositif selon la technique conventionnelle cidessus est expliqué dans la suite. En premier lieu, quand la tension électri- que est appliquée au circuit de charge 2 par le con- necteur 1 a partir de la batterie extérieure 22, le circuit de charge 2 débite un courant de charge pré- déterminé correspondant à la capacité de courant étalonnée de la batterie secondaire, de sorte que la batterie secondaire 6 est chargée de façon optimale à travers le transistor 4 et la diode 5. Quand la tension est appliquée au tempo- risateur 3, le temporisateur 3 enclenche le compteur du temporisateur et le compteur du temporisateur commence à compter le temps de charge de la batterie secondaire 6 Quand le temporisateur 3 fonctionne, il fournit un signal de faible niveau (par exemple, O volt) et active le transistor 4 En appliquant le signal de faible niveau à la base du transistor 4 à partir du temporisateur 3, le courant issu du circuit de charge 2 est fourni à la batterie secondaire 6 à travers le transistor 4 et la diode 5 de sorte que la batterie secondaire est chargée Lorsque le temps de fonctionnement prédéterminé est achevé, le temporisa- teur 3 fournit un signal de niveau élevé (par exemple, 6 volts) au transistor 4 Le transistor 4 coupe alors le courant de charge de façon à prévenir toute surchar- ge de la batterie secondaire 6. Puisque le chargeur de batterie utilise la batterie de l'automobile comme batterie extérieure, si le moteur de démarrage 21 est activé en fermant le com- mutateur de mise en route 23, la tension électrique au connecteur 1 chute de façon importante pendant plusieurs secondes La diminution brutale résultante de la tension électrique appliquée au temporisateur 3 entraîne à nou- veau le fonctionnement du compteur du temporisateur dans le temporisateur 3 et le compteur du temporisateur commence à compter le temps de charge (hhabituellement 1 4 à 8 heures) à partir du début A cause de cette remi- se en route du compteur du temporisateur, la batterie secondaire est chargée à partir du début de la période de fonctionnement du temporisateur et la batterie se- condaire devient trop chargée A cause de cette sur- charge, la durée de vie de la batterie secondaire est considérablement réduite. C'est le premier objectif de la présente invention de fournir un chargeur de batterie qui em- pèche toute surcharge de la batterie secondaire dans un appareil mobile, quand il arrive que la tension électrique de la source de puissance extérieure chute pendant plusieurs secondes, comme conséquence du dé- marrage du moteur de la voiture. En accord avec l'un des modes de réalisa- tion de la présente invention, un chargeur de batte- rie comprenant un circuit de charge pour fournir le courant de charge à une batterie secondaire, un tem- porisateur pour faire fonctionner un compteur du tem- porisateur pour compter le temps de charge de la bat- terie secondaire, un transistor pour laisser passer ou couper le courant de charge provenant du circuit de charge vers la batterie secondaire et une diode pour empêcher le passage du courant en sens inverse venant de la batterie secondaire, est pourvu d'un circuit de commutation pour appliquer le courant au temporisateur à partir de la batterie secondaire, Le chargeur de batterie comprend aussi un circuit de dé- tection pour activer le circuit de commutation en ré- ponse à la charge du condensateur De plus, le char- geur de batterie comprend deux diodes pour fournir le courant au temporisateur à partir de la batterie exté- rieure et de la batterie secondaire, respectivement, et pour empêcher le passage d'un courant en sens in- verse vers les sources d'énergie respectives. L'invention sera mieux comprise à la lectu- re de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement a titre d'exem- ple, et sur lesquels: la Fig 1 montre un diagramme de circuit d'un mode de réalisation d'un chargeur de batterie pour un appareil mobile suivant la présente inven- tion; la Fig 2 montre un chargeur de batterie, selon l'art antérieur, pour un appareil mobile; la Fig 3 montre un enregistrement en fonc- tion du temps de signaux en divers points du circuit de la présente invention. En se référant à la Fig 1, la batterie extérieure 22 fournit l'énergie électrique à un ap- pareil mobile 100 Un connecteur 1 est connecté di- rectement à un circuit de charge 2, à un temporisa- teur 3 par l'intermédiaire d'une diode 16, et direc- tement à une diode 9. Le circuit de charge 2 fournit un courant de charge correspondant à la capacité de courant éta- lonné d'une batterie secondaire 6, à travers un transistor 4 et une diode 5. Le temporisateur 3 fonctionne grace à la tension électrique fournie, par l'intermédiaire de la diode 16, par la batterie extérieure 22, qui fait partie de l'équipement automobile, et contrôle le temps de charge La diode 16 empêche le passage d'un courant en sens inverse à partir de la batterie se- condaire vers la batterie extérieure 22, à travers le transistor 15 et la diode 14, quand la tension électrique de la batterie extérieure 22 est plus faible que celle de la batterie secondaire 6 Quand le temps de fonctionnement arrive à expiration, le temporisateur 3 envoie le signal d'interruption au transistor 4 Le transistor 4 interrompt alors le courant de charge et arrête la charge de la batterie secondaire 6 La diode 5 empêche le passage d'un cou- rant en sens inverse à partir de la batterie secon- daire 6 quand la tension électrique de la batterie secondaire 6 est plus élevée que la tension électri- que de sortie du circuit de charge 2. Un circuit de détection 7 consiste en une diode 9, une résistance 10, un condensateur 11 et un transistor 12 La tension de la batterie extérieure 22 est appliquée au condensateur 11 à travers la 1 dio- de 9 qui empêche le passage en sens inverse à partir du condensateur 11 vers la batterie 22 par l'intermé- diaire de la résistance 10 La charge en tension élec- trique sur le condensateur 1 Il est appliquée à la base du transistor 12 et active le transistor 12 Quand la tension électrique de la batterie extérieure 22 est dans un état stationnaire, le courant est fourni au condensateur 1 i à partir de la batterie extérieure 22. Le circuit de commutation 8 consiste en un transistor 15 et une résistance 13 La base du tran- sistor 15 est connectée au collecteur du transistor 12 à travers la résistance 13, l'émetteur du transis- tor 15 est connecté à la batterie secondaire 6, et le collecteur du transistor 15 est connecté à la borne négative d'une diode 14. Un moteur de démarrage 21 pour faire démar- rer le moteur de l'automobile est activé au moyen d'un interrupteur de mise en route 23. Le fonctionnement du présent mode de réa- lisation est expliqué ci-après En premier lieu, quand la tension est appliquée au circuit de charge 2 à tra- vers le connecteur 1 à partir de la batterie extérieu- re 22, le circuit de charge 2 fournit un courant de charge prédéterminé correspondant à la capacité de courant étalonnée de la batterie secondaire, de sorte que la batterie secondaire 6 est chargée à travers le transistor 4 et la diode 5. Quand la tension est appliquée au tempori- sateur 3 à partir de la batterie extérieure 22 à tra- vers la diode 16, le temporisateur 3 enclenche son compteur et le compteur du temporisateur commence à compter le temps de charge pour charger la batterie secondaire 6 Quand le temporisateur 3 est établi, il envoie un signal de faible niveau (par exemple, 0 volt) et active le transistor 4 En appliquant un signal de faible niveau a la base du transistor 4 à partir du temporisateur 3, le courant du circuit de charge 2 alimente la batterie secondaire 6 à travers le transistor 4 et la diode 5 de sorte que la batte- rie secondaire est chargée Lorsque le temps de À fonctionnement prédéterminé arrive à expiration, le temporisateur envoie un signal de niveau élevé (par exemple, 6 volts) à la base du transistor 4 Le tran- sistor 4 bloque alors le courant de charge de façon à éviter une surcharge de la batterie secondaire 6. Puisque le chargeur de batterie utilise la batterie de l'automobile, si le moteur de démarra- ge 21 est activé en fermant l'interrupteur de démar- rage 23, la tension électrique sur le connecteur 1 diminue de façon importante pendant plusieurs secon- des La diminution de la tension appliquée au tempo- risateur 3 entralne, dans un système selon l'art anté- rieur, un rétablissement du compteur du temporisateur 3 Cependant, dans la présente invention, la tension électrique est appliquée instantanément au temporisa- teur 3 à partir de la batterie secondaire 6 à travers le transistor 15 et la diode 14 Il en résulte que le compteur du temporisateur n'est pas rétabli, et que la batterie secondaire 6 évite une surcharge De ce fait, la durée de vie de la batterie secondaire est prolongée de façon importante. Le fonctionnement du présent mode de réali- sation est aussi expliqué en détail au moyen de l'en- registrement en fonction du temps de la Fig 3. La Fig 3 montre un enregistrement en fonction du temps de tensions électriques et des courants à certains endroits du circuit de la pré- sente invention montré Fig 1. Les lettres V 1, V 2, V 3 et V 4 dans la Fig 3, indiquent les ondes de tension électrique aux points A, B, C et D de la Fig 1 11 et 12 indi- quent les ondes de courant passant dans les diodes 16 et 14 respectivement. A la Fig 3, avant que la tension élec- trique de la batterie extérieure 22 soit appliquée à l'appareil mobile 100, c'est-à-dire avant que la bat- terie extérieure 22 soit connectée à l'appareil mobi- le par l'intermédiaire du connecteur 1, les tensions électriques V 1, V 2 et V 3 aux points A, B et C sont de zéro volt, et la tension électrique V 4 au point D est égale à la tension de décharge (par exemple 4 volts environ) de la batterie secondaire 6. Au moment (point "a" dans la Fig 3) o l'appareil mobile est connecté à la batterie extérieu- re 22 par l'intermédiaire du connecteur 1, les ten- sions électriques et les courants sont comme expliqué ci-après. Vl au point A croit jusqu'à la tension électrique de la batterie extérieure (par exemple 12 volts) instantanément. V 2 au point B croît jusqu'à la tension électrique de la batterie extérieure (par exemple, 12 volts) selon la courbe exponentielle déterminée par la constante de temps RC de la résistance 10 et du condensateur 11. V 3 au point C croît jusqu'à la tension électrique de la batterie extérieure(par exemple 12 volts) instantanément, et fournit de l'énergie au tem- porisateur 3. V 4 au point D croît jusqu'à la tension électrique de charge (environ 6 volts) à partir de la tension électrique de décharge (par exemple environ 4 volts) pour fournir la tension électrique de charge à partir du circuit de charge 2 par l'intermédiaire de la diode 5. I 1 croît jusqu'a une certaine valeur com- me courant d'alimentation à partir de la batterie extérieure vers le temporisateur 3 à travers la diode 16. 12 reste à zéro jusqu'au moment indiqué par le point "b", car la tension du point A est supé- rieure à celle du:point D - Au moment (point "b" a la Fig 3) o l'in- terrupteur de démarrage 23 est fermé par le conduc- teur pour conduire l'automobile, les tensions et les courants deviennent comme expliqué ci-après. Vl au point A décroît au pire jusqu'à, par exemple, zéro volt, instantanément. V 2 au point B décroît selon la courbe exponentielle déterminée par la constante de temps RC de la résistance du transistor 12 et du condensateur 11. V 3 au point C décroît jusqu'à la tension électrique de la batterie secondaire (par exemple, 6 volts) instantanément, et fournit l'énergie suffisan- te au temporisateur 3 pour continuer à fonctionner, V 4 au point D décroît jusqu'à la tension électrique de décharge (par exemple, 4 volts). i 1 décroît jusqu'à zéro au temps "b", car la tension électrique du point D est supérieure à celle du point A. 12 croit jusqu'à une certaine valeur pour fournir la tension électrique à partir de la batterie secondaire 6 vers le temporisateur 3 à travers le transistor 15 et la diode 14. Au moment (point "c " à la Fig 3) o la tension électrique de la batterie extérieure 22 est redevenue normale, les tensions électriques et les courants du chargeur de batterie deviennent comme expliqué ci-après. V 1 au poi:nt A croit à nouveau jusqu'à la tension électrique de la batterie extérieure (par exemple, 12 volts) instantanément. V 2 au point B croit à nouveau jusqu'à la tension électrique de la batterie extérieure (par exemple, 12 volts) selon la courbe exponentielle dé- terminée par la constante de temps de la résistance et du condensateur 11. V 3 au point C croît à nouveau jusqu'à la tension électrique de la batterie extérieure (par exemple, 12 volts) instantanément, et fournit de l'énergie au temporisateur 3. V 4 au point D croît à nouveau jusqu'à la tension électrique de charge (environ 6 volts) & par- tir de la tension de décharge pour fournir la tension électrique de charge à partir du circuit de charge 2 par l'intermédiaire de la diode 5. Il croit jusqu'à une certaine valeur pour alimenter le temporisateur 3 à partir de la batterie extérieure à travers la diode 16. 12 décroît à nouveau jusqu'à zéro au temps "c"r car la tension électrique du point A devient su- périeure à celle du point D. Les modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent aussi être appliqués a d'autres chargeurs de batterie pour appareil mobile, tels que téléphones sans fil, rasoirs électriques sans fil et fers à re- passer sans fil. REVENDICATIONS 1 Chargeur de batterie pour appareil mo- bile comprenant un circuit de charge ( 12) pour four- nir le courant de charge à une batterie secondaire ( 16), un temporisateur ( 3) pour faire fonctionner le compteur du temporisateur qui compte le temps de charge de la batterie secondaire ( 6), un premier transistor ( 4) pour fournir ou interrompre le cou- rant de charge amené à partir du circuit de charge ( 2) à la batterie secondaire ( 6), et une diode ( 5) pour empêcher le passage d'un courant en sens inverse à partir de la batterie secondaire ( 6),-caractérisé en ce qu'il comporte: un circuit de commutation ( 8) pour fournir le courant au temporisateur ( 3) à partir de la batterie secondaire ( 6); un circuit de détection ( 7) pour activer le circuit de commutation ( 8) en réponse à la tension électrique de charge d'un condensateur; une première et une seconde diodes ( 16, 14) pour fournir des courants au temporisateur ( 3) à par- tir d'une batterie extérieure ( 22) et de la batterie secondaire ( 6), respectivement, et pour empêcher le passage de courants en sens inverse vers les sources d'énergie respectives. 2 Chargeur de batterie pour appareil mo- bile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de détection ( 7) comprend une diode ( 9), une résistance ( 10), un condensateur ( 11) et un second transistor ( 12), la tension électrique stockée dans le condensateur ( 11) activant le second et un troisième transistors ( 12, 15). 3 Chargeur de batterie pour appareil mo- bile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de commutation ( 8) comprend un troisième transistor ( 15) et une résistance ( 13) et en ce que la base du troisième transistor ( 15) est con- nectée au collecteur du second transistor ( 12) à travers la résistance ( 13), l'émetteur du troisième transistor ( 15) étant connecté à la batterie-secon- daire ( 6), et le collecteur du troisième transistor ( 15) connecté à la borne négative de la diode ( 14) destinée à fournir du courant au temporisateur ( 3) à partir de la batterie secondaire ( 6).