Brevet FR2714772A1 — publié le 19950707

Cette invention concerne des perfectionnements apportés à des batteries d'alimentation ou relatifs à celles-ci, particulièrement des batteries d'alimentation rechargeables qui peuvent être utilisées à la fois dans des dispositifs intelligents et non intelligents. Les dispositifs intelligents comportent ceux qui sont capables de transmettre ou de recevoir des données numériques, de contrôler des paramètres de la batterie, etc. Il est connu de munir de batteries d'alimentation de nombreux dispositifs. Une application particulière pour laquelle une batterie d'alimentation est nécessaire est un dispositif qui est destiné à être tenu à la main ou dispositif portable. Les caméras vidéo portables ou camescopes, tels que les plus couramment connus actuellement, comportent généralement une batterie d'alimentation. Cette batterie d'alimentation est utilisée pour alimenter le dispositif et est remplacée lorsque la tension de la batterie chute au-dessous de la valeur de seuil représentant l'état inférieur de la limite de charge de sécurité pour le fonctionnement du dispositif et pour la longévité des éléments. Un signal d'avertissement est généralement produit par le dispositif lorsque la batterie atteint ce seuil. L'opérateur retire alors la batterie d'alimentation déchargée, la recharge et la remplace dans le dispositif (ou place une autre batterie d'alimentation chargée sur le dispositif). Les images enregistrées sur la bande vidéo ne sont pas affectées si la charge de la batterie d'alimentation tombe à un niveau pour lequel la caméra cesse de fonctionner. Il existe d'autres dispositifs tels que, par exemple, des appareils de radio, des appareils de télévision portables, des téléphones portables et similaires dans lesquels la perte de puissance de la batterie n'affecte pas le dispositif ou toute information stockée relative au dispositif. certains dispositifs alimentés par batterie sont beaucoup plus sensibles aux pertes ou aux chutes de la puissance de la batterie. De tels dispositifs comportent les ordinateurs portables ou autres dispositifs intelligents. Il est donc essentiel que l'ordinateur contrôle l'état de charge de la batterie d'alimentation pour s'assurer qu'il y a toujours une puissance suffisante à appliquer lors d'un usage courant par l'ordinateur. A cette fin, les batteries d'alimentation comportent maintenant un dispositif intelligent qui calcule avec précision leur état de charge, et qui comporte un bus de données par l'intermédiaire duquel elles peuvent communiquer cet état de charge et d'autres données, par exemple, la température des éléments, la tension, la capacité présente et l'historique de l'utilisation, à l'ordinateur. Ceci permet à l'ordinateur de suivre l'état de charge de la batterie d'alimentation et le moment o se produit une baisse de puissance de la batterie et d'en informer l'utilisateur, pour arrêter les opérations d'une manière opportune et prendre les précautions nécessaires pour assurer que l'information et les données stockées dans sa mémoire volatile ne sont pas perdues. En outre, en ajoutant des diodes luminescentes et des modules d'affichage à cristaux liquides sur la batterie d'alimentation, l'information concernant l'état de charge (ou autre) peut être affichée même lorsque le dispositif est hors service. A cette fin il est donc couramment nécessaire de prévoir une "batterie d'alimentation intelligente" pour un ordinateur et des applications similaires et une "batterie d'alimentation non intelligente" pour des applications non destinées à la communication numérique avec la batterie d'alimentation. Ceci signifie que si l'utilisateur possède plusieurs types différents de dispositifs il aura besoin de différentes batteries d'alimentation pour chacun de ces dispositifs. Ceci accroît naturellement le coût pour l'utilisateur puisqu'il aura besoin de deux batteries d'alimentation. Il deviendra également coûteux pour le fabricant de la batterie d'alimentation et pour le fabricant de l'équipement final d'utiliser un format existant standard de batterie d'alimentation de volume important. La majorité des camescopes utilisent des batteries d'alimentation vidéo standard à 3 broches de sortie; des exemples de ceux-ci sont les agencements de "Sony" et "Panasonic". Ces batteries d'alimentation ont un volume de production très élevé. Elles comportent les bornes suivantes, la borne positive (+) et la borne négative (-) qui alimentent les dispositifs et la borne "T" qui constitue un moyen de mesure de la température des éléments. La borne "T" est connectée à un composant tel qu'un thermistor dont la résistance varie de manière connue avec les températures croissantes et décroissantes, cette résistance pouvant être par exemple de 10 kQ à 25 C. La figure 1 est un schéma d'une batterie d'alimentation comportant cette borne de température. La batterie d'alimentation 10 comporte une borne positive 12, une borne négative 14 et la borne de température 16. Les bornes positive et négative sont respectivement connectées aux bornes positive et négative de la batterie, et un interrupteur 19 de protection thermique est présent dans le trajet du courant et est juxtaposé localement aux éléments 18 de la batterie le long du dispositif de mesure de la température, par exemple un thermistor 20 qui est connecté à la borne "T" 16 de la batterie. Un but de la présente invention est de créer une batterie d'alimentation qui peut être utilisée à la fois avec des dispositifs intelligents et non intelligents. Ceci permet à l'utilisateur de pouvoir échanger la batterie d'alimentation entre un dispositif et un autre. Conformément à un aspect de la présente invention il est prévu un agencement de batterie d'alimentation comprenant un moyen de commutation pour faire passer le fonctionnement de la batterie d'alimentation d'un mode à un autre en réponse à un signal extérieur généré par un équipement alimenté par la batterie d'alimentation. La batterie d'alimentation de la présente invention est peut être échangée entre des dispositifs intelligents et non intelligents et peut identifier quel est le dispositif particulier qui est connecté à n'importe quel moment par l'intermédiaire de la borne universelle "T". On se référera maintenant, à titre d'exemple, aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de circuit d'une batterie d'alimentation de l'art antérieur; la figure 2 est un schéma de circuit d'un premier mode de réalisation de la présente invention; et la figure 3 est un schéma de circuit d'un second mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 représente un schéma de circuit d'un mode de réalisation de la présente invention. La batterie d'alimentation peut avoir toute forme et toutes dimensions appropriées pour être connectée lors de son utilisation avec le dispositif qu'elle est destinée à alimenter ou avec un chargeur de batterie pour faciliter le chargement des éléments. Les éléments de la batterie et leur circuit associé sont inclus dans un boîtier (non représenté). Le boîtier est cénéralement configuré pour avoir une forme telle qu'il se conforme au dispositif avec lequel il doit être utilisé. Trois bornes sont situées à l'extérieur du boîtier de la batterie d'alimentation. Elles sont illustrées sur la figure 2 et consistent dans la borne positive 22, la borne négative 24 et une troisième borne universelle 26. Les détails de la borne 26 seront décrits plus en détail ci-dessous. Les bornes sont orientées de telle sorte que lorsque la batterie d'alimentation est branchée sur le dispositif à alimenter ou sur le chargeur de batterie les bornes sont en contact électrique et physique avec l'un ou l'autre. Le circuit interne de la batterie d'alimentation est aussi illustré sur la figure 2. Les éléments 18 sont agencés en série et/ou en parallèle de telle sorte qu'une certaine tension est appliquée par la batterie d'alimentation La borne universelle 26 est capable de fonc- tionner dans un premier mode lorsqu'elle est connectée à un premier type d'équipement et capable de fonctionner dans un second mode lorsqu'elle est connectée à un second type d'équipement et peut passer du premier mode au second mode en réponse à un signal généré par l'un des types d'équipement. Le premier type d'équipement est intelligent et produit ledit signal et dans le premier mode, la borne universelle 26 agit comme un bus de données. Le second type d'équipement est un équipement non intelligent et dans le second mode de fonctionnement, la borne universelle 26 agit comme un moyen d'isolation thermique qui ouvre les circuits de la batterie d'alimen- tation si la température des éléments excède un seuil prédéterminé. L'interrupteur thermique 19 est situé contre les éléments et est connecté de telle sorte que le courant de batterie circule en série dans celui-ci avant d'atteindre la borne d'alimentation de la batterie. Lorsque la température des éléments excède une valeur prédéterminée ou lorsque le courant excède une valeur prédéterminée l'interrupteur thermique s'ouvre, interrompant alors le passage du courant. Un interrupteur de multiplexage supplémentaire 32, représenté sous la forme d'un dispositif semiconducteur, est utilisé connecté en parallèle avec le thermistor comme représenté sur la figure 2 ou en série avec le thermistor comme représenté sur la figure 3 pour mettre en oeuvre l'effet universel de la borne "T". La batterie d'alimentation comporte en outre un circuit 30 à microprocesseur qui peut gérer les fonctions de la batterie. L'adjonction du microprocesseur transforme la batterie d'alimentation en "batterie d'alimentation intelligente". De telles batteries d'alimentation intelligentes sont décrites plus en détail dans les demandes déposées par le même déposant EP-A-92402955.6 et FR- 9306592. La batterie d'alimentation intelligente peut fournir une commande de charge au cours de la recharge des piles, un contrôle de charge au cours de la décharge et de la charge (pour la batterie d'alimentation rechargeable), des conditions d'affichage de la batterie et peut-être transmettre les conditions de la batterie à un ou des dispositif(s) ou équipement(s) extérieur(s). Le microprocesseur peut être remplacé par un microordinateur du type microrégisseur ou une microplaquette ASIC destinée à être dédi e aux fonctions de commande de la gestion de la batterie. Le circuit microrégisseur est connecté à la fois aux bornes négative et positive et à la borne "T" et à un commutateur de multiplexage comportant un transistor 34 d'entrée de données et un transistor 32 de sortie de données. Ainsi, le moyen de commutation comporte le dispositif microprocesseur 30 et le dispositif à tran- sistor 32. Lorsque le transistor n'est pas passant la borne "T" agit comme si elle était direztement conneccee au thermistor. La batterie d'alimentation peut donc agir comme une batterie d'alimentation non intelligente et on peut accéder au thermistor pour la mesure de la température de la pile par l'intermédiaire de la mesure de sa résistance. Le microprocesseur ne participe pas la fonction de la batterie d'alimentation dans ce mode, sauf pour les activités mentionnées ci-dessus et décrites dans nos autres demandes. Par ailleurs, lorsqu'une tension d'excursion haute ou un courant constant est connecté à la borne "T" et que le transistor 32 est rendu passant et non passant de manière à fournir une information (numériquement ou de manière analogique), la batterie d'alimentation peut fonctionner d'une manière sensiblement différente. A la température ambiante la résistance du thermistor utilisé dans la batterie d'alimentation vidéo standard est généralement de 10 kn. Lorsque le transistor 32 est passant, sa résistance est généralement inférieure à 50 Q. La tension d'excursion haute ou le courant constant du dispositif est choisi pour permettre de faire la différence entre les états logiques 1 et 0 dar.s les plages de températures de fonctionnement. Lorsque le dispositif génère un signal demandant par exemple au microprocesseur de transmettre l'état de charge de la batterie. qui est reconnu par le microprocesseur, la communication entre le microprocesseur et le dispositif est établie. A la fin de la période d'échange de données, la tension d'excursion haute ou le courant est supprimé et la borne "T"' peut encore une fois être utilisée pour des mesures de la température des éléments. La même batterie d'alimentation peut être utilisée à la fois pour des dispositifs intelligents et non intelligents, le dispositif intelligent amorçant généraiement (mais pas nécessairement) la communication sur l'ensemble borne universelle "T"/bus de données de la batterie d'alimentation. on voit sur la figure 2 un deuxième détecteur de température 21 qui est utilisé dans le cas d'une batterie d'alimentation intelligente et qui est branché sur une borne T du circuit à microprocesseur 30. Ce dernier comporte une borne V reliée au pâle positif de la batterie et une borne I reliée au pâle négatif de la batterie. Le microprocesseur 30 peut commander un dispositif d'affichage 35 indiquant l'état de charge de la batterie d'alimentation. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 3 le transistor de multiplexage 32 est en série avec le thermistor 20. Dans ce mode de réalisation l'état "passant" du transistor 32 est le mode normal implicite. Les mesures de la température des piles peuvent être faites par l'intermédiaire de la borne "T". Par ailleurs, s'il y a une tension d'excursion haute ou un courant constant sur la borne "T" qui rend le transistor passant, le microprocesseur peut rendre le transistor 32 passant et non passant de manière à fournir une information numérique au dispositif, puis inverser l'état "passant", pour accepter l'information ou pour des mesures de la température des éléments. Le transistor de multiplexage permet à nouveau au dispositif intelligent d'utiliser la borne "T" comme un bus de données réalisant ainsi uner. batterie d'alimentation intelligente ou une baEterie d'alimentation non intelligente si aucun échange de données n'est nécessaire. Le transistor de commutation 32 est représenté à l'extérieur du microrégisseur pour illustrer clairement le principe; afin de réduire les coûts, il peut être incorporé à l'intérieur du microrécisseur ou du circuit ASIC. Le choix de la mise en oeuvre série ou parallèle du commutateur à transistor de multiplexage est décidé en fonction de l'état implicite de ce transistor, de sa résistance à l'état "passant" de la variation de résistance du thermistor et d'autres spécifications de la configuration du circuit. En clair, i1 peut être possible de mettre en oeuvre l'invention en utilisant différents circuits de base. Cependant, tant que le circuit est capable d'identifier le type de dispositif auquel la batterie d'alimentation est destinée, la batterie d'alimentation sera capable de fonctionner de la manière requise. Le microprocesseur peut être combiné avec des dispositifs autres qu'un transistor pour permettre de faciliter l'invention. Le boîtier extérieur de la batterie d'alimentation peut être différent de celui décrit et représenté tant que les trois bornes sont utilisées. Le même boîtier sera cependant utilisé à la fois pour des dispositifs intelligents et non intelligents. Dans la présente invention le boîtier est représenté comme ayant trois bornes. En clair, ce nombre est la condition minimum. Il peut y avoir des modes de réalisation o d'autres bornes sont nécessaires qui ne sont pas associées aux opérations décrites ici. En outre, le schéma décrit ici peut aussi être utilisé avec d'autres "batteries d'alimentation intelligentes" que celles décrites dans les demandes de revet du même déposant citées plus haut. brevet du même déposant citées plus haut. REVENDICATIONS 1. Agencement de batterie d'alimentation caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de commutation capable de faire passer le fonctionnement de la batterie d'alimentation d'un mode à un autre en réponse à un signal extérieur généré par l'équipement destiné à être alimenté par la batterie d'alimentation. 2. Batterie d'alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la batterie d'alimentation comporte un boîtier apte à s'adapter à l'équipement et à lui être connecté physiquement et électriquement. 3. Batterie d'alimentation selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la batterie d'alimentation comporte une borne négative (24) et une borne positive (22) qui réalisent une connexion électrique avec les bornes respectives de l'équipement. 4. Batterie d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une borne universelle (26) capable de fonctionner dans un premier mode lorsqu'elle est connectée à un premier type d'équipement et capable de fonctionner dans un second mode lorsqu'elle est connectée à un second type d'équipement et pouvant passer du premier mode au second mode en réponse à un signal généré par l'un des types d'équipement. 5. Batterie d'alimentation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le premier type d'équipement est intelligent et produit ledit signal et en ce que dans le premier mode la borne universelle (26) agit comme un bus de données. 6. Batterie d'alimentation selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que le second type d'équipement est un équipement non intelligent et en ce que dans le second mode de fonctionnement la borne universelle (26) agit comme un moyen d'isolation thermique qui ouvre les circuits de la batterie d'alimentation si la température des éléments excède un seuil prédéterminé. 7. Batterie d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen de commutation comporte un dispositif microprocesseur (30) et un dispositif (32) à transistor. 8. Batterie d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle est destinée à être utilisée à la fois avec une caméra vidéo et un ordinateur. 9. Appareil électrique portable caractérisé en ce qu'il est apte à recevoir une batterie d'alimentation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.