Brevet FR2747247A1 — publié le 19971010

Titre Procédé et appareil permettant de charger une batterie Domaine de l'invention La présente invention concerne généralement les dispositifs alimentés par batterie, et plus particulièrement un procédé et un appareil permettant de charger une batterie d'un dispositif alimenté par batterie. Arrière-plan de l'invention Au fur et à mesure des avancées technologiques, les dispositifs électroniques deviennent de plus en plus petits, ouvrant de nouveaux marchés aux dispositifs électroniques portables. Ces dispositifs électroniques sont généralement conçus pour loger des batteries rechargeables qui sont soit internes au dispositif soit amovibles. De nombreux dispositifs électroniques sont conçus de telle manière que la batterie amovible peut être chargée alors qu'elle est toujours fixée au dispositif électronique. Une telle batterie amovible peut être chargée en appliquant une source de courant de charge au dispositif électronique, qui comprend des circuits permettant de charger la batterie amovible. Toutefois, un tel agencement de charge peut se faire au détriment du dispositif électronique si la batterie amovible est retirée alors que la source de courant externe est fixée au dispositif électronique portable. Par exemple, le dispositif électronique peut ne pas être conçu pour être alimenté par la source de courant externe sans batterie amovible. En conséquence, lorsque la batterie amovible est retirée, le dispositif électronique risque de ne pas fonctionner correctement. De plus, les circuits et les composants internes peuvent être endommagés lorsque la batterie amovible est retirée. C'est-à-dire que la source de courant utilisée pour recharger la batterie peut être trop importante par rapport aux circuits internes ou à d'autres composants si la batterie est retirée, ce qui endommage le dispositif électronique. En outre, une batterie risque de ne pas être chargée correctement si elle est fixée au dispositif électronique après qu'une batterie a été retirée alors que la source de courant est fixée. Les batteries sont généralement chargées en fonction d'algorithmes prédéterminés pour assurer une charge efficace et sûre de la batterie. En conséquence, si une batterie est retirée pendant le processus de charge et qu'une batterie différente est fixée, la batterie fixée risque de ne pas être chargée correctement si le dispositif électronique se trouve au milieu d'un programme de charge pour la batterie. Il y a donc besoin d'un procédé et d'un appareil permettant de charger une batterie amovible pouvant être retirée pendant la charge. I1 y a également besoin d'un procédé et d'un appareil permettant de charger une batterie amovible sans endommager le dispositif électronique. Brève description des dessins La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un dispositif électronique portable comportant une batterie amovible suivant la présente invention; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de communication sans fil comportant une batterie amovible suivant la présente invention; et la figure 3 est un organigramme illustrant l'algorithme de charge préféré suivant la présente invention. Description détaillée de l'invention Un procédé et un appareil uniques permettant de charger une batterie permettent la charge efficace et sûre d'une batterie qui peut être retirée pendant la charge. La recharge d'une batterie peut se faire au détriment d'un dispositif électronique si la batterie est retirée alors que la source de courant externe est fixée au dispositif électronique. Par exemple, le dispositif électronique peut ne pas être conçu pour être alimenté par la source de courant externe sans batterie amovible, ou, ce qui est plus important encore, les circuits internes risquent d'être endommagés lorsque la batterie amovible est retirée alors que la source de courant est fixée. En outre, une batterie risque de ne pas être chargée correctement si elle est remplacée au milieu du cycle de charge de la batterie. En interrompant périodiquement le courant de charge lorsqu'il est inférieur au courant nécessaire au dispositif suivant la présente invention, un dispositif peut se mettre hors tension avant que les circuits ou les composants soient endommagés si une batterie est retirée, et remettre à zéro le programme de charge pour qu'il charge correctement une batterie si la batterie est remplacée. Si la présente invention peut être appliquée en particulier à un dispositif et une batterie correspondante ayant seulement des contacts positifs et de masse, l'invention peut également être utilisée en liaison avec un dispositif et une batterie ayant des contacts supplémentaires. En référence à la figure 1, un dispositif électronique portable 100 comprenant une batterie amovible 102 ayant une ou plusieurs cellules 104 est couplé à la partie de circuits électroniques 106. Les circuits électroniques comprennent de préférence un circuit de commande 108 qui est conçu pour recevoir une tension régulée du régulateur 109 et est couplé à une horloge/contrôleur de charge 110 permettant de commander la vitesse de charge d'un circuit de charge 112. Le circuit de charge 112 est alimenté par une source de courant 114 et fournit un courant de charge à un détecteur de courant 116. Le détecteur de courant est couplé à une borne positive de la batterie 102. Le détecteur de courant fournit également un trajet de rétroaction au temporisateur/contrôleur de charge 110. En outre, la sortie du détecteur de courant est couplée au régulateur 109. En référence à la figure 2, un dispositif électronique portable 100, pris pour exemple, comprend une batterie 102 couplée à la partie formant émetteur/récepteur 200 d'un dispositif de communication sans fil. La partie formant émetteur/récepteur 200 comprend de préférence un ASIC (circuit intégré d'une application spécifique) audio/signalisation 201, tel qu'un ASIC CMOS commercialisé par Motorola Inc. et un circuit de commande 108, tel qu'un microprocesseur 68HC11 également commercialisé par Motorola Inc., ou tout autre circuit de traitement qui est combiné pour générer le protocole de communication nécessaire pour communiquer avec une station de base telle qu'une station de base cellulaire. Le circuit de commande 108 utilise la mémoire 204 comprenant une RAM 205, une EEPROM 207 et une ROM 209, de préférence rassemblées en un module 211, pour exécuter les étapes nécessaires pour générer le protocole et pour effectuer d'autres fonctions pour le dispositif de communication sans fil, par exemple écrire sur un affichage 213, accepter des informations provenant d'un clavier 215, accepter des informations d'entrée/sortie au moyen d'un connecteur 216, ou commander un synthétiseur de fréquences 225. L'ASIC 201 traite les signaux audio transformés par les circuits audio 209 provenant d'un microphone 217 et allant vers un haut-parleur 221. La partie formant émetteur/récepteur 200 traite les signaux radiofréquences. En particulier, un émetteur 223 émet par l'intermédiaire d'une antenne 229 en utilisant des fréquences porteuses produites par un synthétiseur de fréquences 225. Les informations reçues par l'antenne 229 de l'unité mobile arrive à l'entrée du récepteur 227 qui démodule les symboles en utilisant les fréquences porteuses provenant du synthétiseur de fréquences 225. L'unité mobile peut éventuellement comporter un récepteur de messages et un dispositif de mémorisation 230 comportant un moyen de traitement de signaux numériques. La partie formant émetteur/récepteur 200 comporte en outre un régulateur 231 qui reçoit du courant par l'intermédiaire d'une source de courant 114 et fournit une sortie régulée au circuit de charge 112. La source de courant 114 peut être un transformateur convertissant un courant CA classique en une tension CC, ou peut être un adaptateur d'allume-cigares couplant un courant CC d'une automobile au dispositif. La partie formant émetteur/récepteur 200 comporte en outre un contact d'alimentation 240 et un contact de masse 242 conçus pour être couplés à un contact de batterie 244 et à un contact de masse 246, respectivement, de la batterie 102. La batterie 102 comprend de préférence une cellule rechargeable 104 couplée entre le contact de batterie 244 et le contact de masse 246 et comprend en outre une diode 250 pour empêcher la décharge de la batterie si un contact de charge 252 est court-circuité au contact de masse 254 ou lorsqu'un contact de charge 255 est apparié avec un contact de charge d'une base de charge. La batterie 102 comporte en outre de préférence un contact 255 qui soit est couplé à un contact de charge 252, soit fournit un circuit ouvert. Lorsqu'il est couplé à une base de charge, la base de charge peut identifier le type de batterie par le fait qu'il s'agisse d'un circuit ouvert ou non. En outre, une thermistance 256 peut être couplée au contact de masse 246. La thermistance 256 peut fournir des informations concernant la batterie, par exemple la température de la batterie, pour permettre une charge efficace de la batterie. Selon une autre possibilité, le contact 255 peut être couplé à une résistance discrète à l'intérieur de la batterie pour permettre au circuit de commande 108 d'identifier le type de batterie lorsque le contact 255 est couplé à une base de charge sur la base de la valeur de la résistance. La batterie 102 peut également comporter un contact 258 pouvant être couplé à un chargeur et un contact 260 conçu pour apparier avec un contact 262 d'une partie formant émetteur/récepteur 200 pour fournir les informations de température à la partie formant émetteur/récepteur 200. La batterie 102 peut comporter des composants supplémentaires tels qu'une EEPROM 264 couplée à un contact 266 conçu pour s'apparier avec un contact correspondant d'une base de charge. La batterie 102 peut en outre comporter un contact 268 conçu pour s'apparier avec un contact 270 de la partie formant émetteur/récepteur 200. L'EEPROM 264 peut mémoriser des informations concernant la batterie pour permettre à la base de charge ou à la partie formant émetteur/récepteur de charger correctement la batterie suivant la présente invention. Le circuit de commande 108 peut commander le circuit de charge 112 différemment suivant la détermination du type de batterie ou suivant les informations reçues de l'EEPROM 264. Par exemple, une moins grande quantité de courant de charge peut être nécessaire pour faire varier la tension d'une batterie aux ions lithium que pour faire varier celle d'une batterie au nickel-cadmium ou d'une batterie au nickel- hydrure métallique. En référence à la figure 3, un organigramme illustre le fonctionnement préféré du dispositif électronique portable pour la charge de la batterie amovible. Le dispositif électronique portable remet à zéro le chargeur à une étape 301. Le dispositif électronique portable répond différemment en fonction du fait qu'un courant du chargeur est connecté au dispositif ou non, à une étape 302. Si un courant du chargeur est connecté, les circuits de charge du dispositif électronique chargent la batterie à une étape 304. Le circuit de commande 108 envoie périodiquement un signal d'impulsion au temporisateur/contrôleur de charge 110 pour interrompre périodiquement le courant de charge 112 à une étape 306. Pendant l'interruption, le courant de charge devient inférieur au courant nécessaire pour garder un fonctionnement correct du dispositif. Le circuit de commande 108 répond également différemment si une batterie est fixée ou non, à une étape 308. Si une batterie est fixée, la charge est arrêtée pendant l'interruption provoquée par le signal d'impulsion 310. Le circuit de charge relance ensuite le cycle de charge et continue à charger la batterie à une étape 312 jusqu'à la prochaine interruption. Ainsi le courant de charge est appliqué pendant une première période prédéterminée avant d'être interrompu pendant une deuxième période prédéterminée. Ce cycle est de préférence renouvelé périodiquement si la batterie n'est pas fixée, il est déterminé que le dispositif n'a plus de chargeur à une étape 314. C'est-à-dire que le dispositif détecte que la batterie n'est pas fixée en détectant une baisse de tension au contact 240 du dispositif. En conséquence, le dispositif électronique est mis hors tension à une étape 316. Si la courant du chargeur n'est pas connectée à l'étape 302, le dispositif peut éventuellement déterminer si une batterie est fixée, à l'étape 320. Si une batterie est fixée, le téléphone interrompt le chargeur à une étape 302 et remet à zéro le chargeur à une étape 324. En conséquence, l'interruption du cycle de charge est effectuée de préférence même si le courant de charge n'est pas connecté pour permettre l'utilisation d'un signal répétitif indépendant du système de charge. De préférence, la charge est interrompue périodiquement aux étapes 306 et 322, à une vitesse minimum, qui détecteraient le remplacement d'une batterie par un utilisateur ou empêcheraient la surpuissance du circuit ou des composants du dispositif si la batterie est retirée. Par exemple, l'interruption périodique peut se produire toutes les quelques millisecondes pour empêcher un endommagement des circuits internes. Toutefois, s'il n'y a aucun risque d'endommagement des circuits internes ou des composants, la durée de l'interruption peut être de quelques secondes, ou au moins plus courte que la quantité minimale de temps pour détecter la charge d'une batterie par un utilisateur. Cette durée peut varier en fonction de la batterie, du verrou de batterie, du dispositif de communication sans fil, etc. La durée d'une interruption peut être par exemple aussi courte que 10 millisecondes ou peut être de quelques centaines de millisecondes. La durée de l'interruption peut dépendre d'un certain nombre de facteurs, notamment, mais sans y être limité, la quantité de capacité du dispositif qui maintiendrait le dispositif sous tension après que le courant est interrompu, la quantité de courant que le dispositif soutire lorsqu'il est sous tension, ou les configurations matérielle et/ou logicielle pour mettre le dispositif hors tension. L'invention a été décrite et illustrée dans la description précédente et les dessins, mais on comprendra que cette description est donnée uniquement à titre d'exemple et que de nombreuses modifications peuvent être apportées par les spécialistes de la technique sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. Si la présente invention peut être appliquée en particulier aux radiotéléphones cellulaires portables, elle peut être appliquée également à tout dispositif portable, notamment des dispositifs d'appel de personnes, des agendas électroniques ou des ordinateurs. La présente invention n'est limitée que par les revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant de charger une batterie d'une batterie amovible d'un dispositif électronique, caractérisé par les étapes consistant à: appliquer (304) un courant de charge à ladite batterie amovible dudit dispositif électronique; interrompre (306) le courant de charge après une période de temps prédéterminée d'application dudit courant de charge; et mettre hors tension (316) ledit dispositif électronique si ladite batterie amovible est retirée dudit dispositif électronique pendant ladite étape d'interruption du courant de charge. 2. Procédé permettant de charger une batterie amovible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape d'application d'un courant de charge comprend l'application périodique d'un courant de charge pendant une première période de temps prédéterminée. 3. Procédé permettant de charger une batterie amovible suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite étape d'interruption du courant de charge comprend l'interruption du courant de charge pendant une deuxième période de temps prédéterminée après ladite première période de temps prédéterminée. 4. Procédé permettant de charger une batterie amovible suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à remettre à zéro (324) un chargeur appliquant ledit courant de charge, si ladite batterie amovible est présente. 5. Procédé permettant de charger une batterie amovible d'un dispositif électronique, ledit procédé comprenant les étapes consistant à: appliquer périodiquement (304, 312) un courant de charge à ladite batterie amovible dudit dispositif électronique pendant une première période de temps; interrompre (306) le courant de charge pendant une deuxième période de temps entre chaque première période de temps d'application d'un courant de charge; et mettre hors tension (316) ledit dispositif électronique si ladite batterie amovible est retirée dudit dispositif électronique pendant ladite deuxième période de temps. 6. Appareil permettant de charger une batterie associée de manière amovible audit appareil, ledit appareil comprenant: une source de courant (114); un circuit de charge (112) couplé à ladite source de courant pour appliquer un courant de charge à ladite batterie; et un circuit de commande (108) couplé en fonctionnement audit circuit de charge pour interrompre périodiquement ledit courant de charge appliqué à ladite batterie et pour mettre hors tension ledit appareil lorsque ladite batterie est retirée dudit appareil pendant ladite interruption. 7. Appareil permettant de charger une batterie suivant la revendication 6, comprenant en outre un temporisateur/contrôleur de charge (110) couplé entre ledit circuit de commande et ledit circuit de charge pour commander la vitesse de charge dudit circuit de charge. 8. Appareil permettant de charger une batterie suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit circuit de commande génère périodiquement un signal d'impulsion pour interrompre périodiquement ledit courant de charge. 9. Appareil permettant de charger une batterie suivant la revendication 6, comprenant en outre un circuit émetteur- récepteur (223, 227) couplé audit circuit de commande pour émettre et recevoir des signaux radiofréquence. 10. Dispositif électronique portable comportant une batterie amovible, ledit dispositif électronique portable comprenant: une source de courant (114); un circuit de charge (112) couplé à ladite source de courant pour appliquer un courant de charge à ladite batterie amovible; un temporisateur/contrôleur de charge (110) couplé audit circuit de charge pour commander la vitesse de charge dudit circuit de charge; et un circuit de commande (108) couplé en fonctionnement audit circuit de charge, ledit circuit de commande générant périodiquement un signal d'impulsion pour interrompre périodiquement ledit courant de charge appliqué à ladite batterie et pour mettre hors tension ledit appareil lorsque ladite batterie est retirée dudit appareil tandis que ledit courant de charge est interrompu.