Brevet FR2769143A1 — publié le 19990402

DESCRIPTION L'invention concerne un équipement téléphonique portable comportant une batterie rechargeable, des moyens de connexion à différents types de chargeur de batterie, des moyens de mesure de la tension aux bornes de la batterie, et des moyens d'activation/désactivation de la recharge de la batterie. L'invention concerne également un procédé de détection relatif à la connexion de différents types de chargeurs de batterie sur un équipement téléphonique portable doté d'une batterie rechargeable. L'invention concerne enfin un système de téléphonie mobile comportant un tel équipement téléphonique. L'invention a d'importantes applications dans le domaine de la téléphonie mobile. Le brevet européen n"0450783B1 déposé par la société Nokia le 15 mars 1991 décrit un équipement téléphonique portable qui est susceptible d'être connecté à un dispositif de recharge comportant deux types de chargeurs différents, un chargeur lent et un chargeur rapide. La commutation d'un type de chargeur à un autre est gérée par le téléphone, soit en réponse à une commande passée par l'utilisateur à partir du clavier du téléphone, soit en fonction de certains critères relatifs à la batterie (par exemple en fonction de la valeur de la tension aux bornes de la batterie, ou en tenant compte de ce que la batterie a ou non déjà été rechargée plusieurs fois...) L'équipement téléphonique portable selon l'invention est destiné à être connecté à un instant donné à un dispositif de recharge d'un certain type, au choix de l'utilisateur, par exemple à un chargeur lent qui délivre une tension redressée non filtrée, ou à un chargeur rapide qui délivre une tension continue régulée. Le problème qui se pose avec ce type d'équipements est le suivant: il faut gérer la recharge de la batterie, et notamment les commandes d'activation/désactivation de la recharge. Pour cela, le téléphone doit détecter la connexion d'un chargeur et le type du chargeur qui a été connecté. L'invention a pour but d'apporter une solution efficace à ce problème. Pour cela, un équipement selon l'invention et tel que décrit dans le paragraphe introductif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection relatifs à la connexion d'un chargeur audit équipement, lesdits moyens de détection comportant: - des moyens pour prélever une première série de mesures de la tension aux bornes de la batterie lorsque la recharge est désactivée, et une seconde série lorsque la recharge est activée, - des moyens de calcul d'une ou plusieurs grandeurs représentatives de l'écart entre les deux séries de mesures, et de la fluctuation de la seconde série de mesures. - des moyens de comparaison de ladite ou desdites grandeurs à un ou plusieurs seuil de référence, - des moyens de décision en réponse à ladite ou auxdites comparaisons. De même, un procédé selon l'invention et tel que décrit dans le paragraphe introductif est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - une étape de désactivation de la recharge de la batterie, - une étape de prélèvement d'une première série de mesures de la tension aux bornes de la batterie lorsque la recharge est désactivée, - une étape d'activation de la recharge de la batterie, - une étape de prélèvement d'une seconde série de mesures de la tension aux bornes de la batterie lorsque la recharge est activée, - une étape de calcul d'une ou plusieurs grandeurs représentatives de l'écart entre les deux séries de mesures et de la fluctuation de la seconde série de mesures, - une étape de comparaison de la ou desdites grandeurs à au moins un seuil de référence, - une étape de décision en réponse à ladite ou auxdites comparaisons. L'invention présente en particulier l'avantage de fournir une solution par le calcul au problème posé. Elle est donc particulièrement simple à mettre en oeuvre, et adaptable facilement sans surcoût sur tout équipement téléphonique mobile. De plus, elle est compatible avec l'utilisation, dans le téléphone, de moyens de filtrage du signal susceptible d'être délivré par le chargeur de batterie. De tels moyens de filtrage permettent d'utiliser le téléphone pour des communications entrantes ou sortantes lorsqu'il est connecté à un chargeur lent. En effet, l'ondulation délivrée en sortie d'un chargeur lent (100Hz ou 120Hz, plus les harmoniques) est susceptible d'interférer sur la voix qui est transmise dans la bande 300Hz-3kHz pour tous les téléphones cellulaires, et pour les téléphones analogiques sur les données qui sont transmises dans la bande lOHz-300Hz. De tels moyens de filtrage seraient difficiles à adapter si les moyens de détection étaient constitués par un circuit à base de transistors, de résistances et de capacités. De façon avantageuse, un système de téléphonie mobile selon l'invention, qui comporte un tel équipement téléphonique et un chargeur destiné à être connecté à cet équipement pour en recharger la batterie est caractérisé en ce que le chargeur comporte des moyens pour filtrer le signal qu'il délivre audit équipement. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaîtront dans la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui sont donnés à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels: - la figure 1 représente un système de téléphonie mobile selon l'invention, composé d'un téléphone mobile et d'un chargeur, - la figure 2 représente un schéma électrique d'un chargeur lent et d'un chargeur rapide, - la figure 3 représente la tension aux bornes de la batterie de l'équipement téléphonique lorsqu'il est connecté à un chargeur lent, à un chargeur rapide, ou lorsqu'il n'est connecté à aucun chargeur, - la figure 4 représente un diagramme regroupant les étapes d'un procédé selon l'invention, - la figure 5 représente est un tableau de valeurs obtenues dans la pratique. Sur la figure 1, on a représenté un système de téléphonie mobile selon l'invention qui comporte un équipement téléphonique mobile 1 (qui dans ce cas est un téléphone portable), une batterie rechargeable 2 destinée à être placée dans le téléphone mobile, et un chargeur de batterie 3 destiné à être connecté au téléphone mobile pour recharger la batterie. Le téléphone mobile 1 comporte notamment: - un ensemble à microprocesseur 4 qui est constitué à partir d'un microprocesseur proprement dit 5, d'une mémoire morte 6 et d'une mémoire vive 7, - un circuit 8 d'interface entre la batterie et le chargeur de batterie, qui contient notamment un transistor 9 d'activation/désactivation de la recharge de la batterie, une résistance 10 pour limiter le courant de charge, une capacité de filtrage 11 aux bornes de laquelle le chargeur vient se connecter, une capacité 12 aux bornes de la batterie, - un convertisseur analogique numérique 13 pour prélever des échantillons de la tension aux bornes de la batterie et fournir lesdits échantillons au microprocesseur 4. La mémoire morte 6 est notamment destinée à contenir des instructions nécessaires à la mise en oeuvre d'un procédé de détection selon l'invention. Certains téléphones permettent d'utiliser différents types de chargeur pour recharger leur batteries. En particulier, on distingue deux types de chargeur: les chargeurs lents et les chargeurs rapides. Les chargeurs rapides permettent de recharger la batterie plus rapidement que les chargeurs lents mais leur coût de fabrication est supérieur. Sur la figure 2 on a représenté un schéma électrique de principe de chacun de ces deux types de chargeur. Le chargeur lent 3a est destiné à être relié au secteur (220V - 50Hz ou llOV - 60Hz selon les pays) par l'intermédiaire d'un transformateur 14. Le signal issu du transformateur est redressé par un circuit de diodes 15. Lorsque le chargeur est connecté au téléphone, le signal 16 (qui est redressé et non filtré) est appliqué au connecteur 30 du téléphone pour recharger la batterie 2. Le chargeur rapide 3b est une alimentation dite à découpage qui délivre une tension continue régulée et filtrée. Elle est constituée par un transformateur 17. un dispositif de contrôle 18 permettant d'augmenter la fréquence de découpage et donc d'alléger le transformateur. un circuit de diodes 19 et un circuit de filtrage 20. Lorsque le chargeur est connecté au téléphone. le signal régulé 21 est appliqué au connecteur 30 du téléphone pour recharger la batterie 2. Sur la figure 3 on a représenté la tension X aux bornes de la batterie 2 dans trois cas: - lorsqu'aucun chargeur n'est connecté à l'équipement (cas "NO"), la tension X est une tension continue de niveau N1, - lorsqu'un chargeur rapide est connecté (cas "FS"). la tension X est une tension continue de niveau N2 supérieur à N1, - lorsqu'un chargeur lent est connecté (cas "SL"), la tension X est une ondulation qui fluctue entre un minimum MIN supérieur à N1 et un maximum MAX inférieur à N2. La valeur des niveaux N1 et N2. du minimum MIN et du maximum MAX. ainsi que les écarts relatifs entre ces valeurs dépendent du niveau de charge de la batterie. Conformément à l'invention, des moyens sont prévus pour détecter la connexion d'un chargeur et le type du chargeur connecté. Cette information est utilisée par le microprocesseur pour gérer la recharge de la batterie, notamment pour commander l'activation de la recharge lorsque la connexion est détectée et sa désactivation au bout d'un certain temps qui varie selon le type de chargeur (lent ou rapide) qui est utilisé. Sur la figure 4 on a représenté les étapes d'un procédé de détection selon l'invention. Ce procédé est régulièrement mis en oeuvre par le microprocesseur, par exemple toutes les secondes. D'après la figure 4, les étapes du procédé selon l'invention sont les suivantes: - étape 50: désactivation de la recharge de la batterie, - étape 51: prélèvement d'une première série de N échantillons xiO de la tension X aux bornes de la batterie, - étape 52: calcul de la valeur moyenne MO de la première série d'échantillons - étape 53: réactivation de la recharge de la batterie, - étape 54: prélèvement d'une seconde série de N échantillons xil de la tension X, - étape 55: calcul de la valeur moyenne M1 de la seconde série d'échantillons - étape 56: calcul de la variance VAR de la seconde série d'échantillons On notera que dans la pratique il suffit de calculer le numérateur de la variance c'est-à-dire la grandeur VAR* avec - étape 57: comparaison de la grandeur VAR* à un premier seuil S1. Si VAR* > S1, le chargeur lent est détecté. Sinon une seconde comparaison est effectuée à l'étape 58. - étape 58: comparaison de l'écart (M1-MO) à un second seuil S2. Si (M1-MO) > S2, le chargeur rapide est détecté. Sinon, l'absence de chargeur est détectée. Sur la figure 5 on a représenté un tableau qui rassemble les résultats obtenus dans la pratique sur toute la durée d'une période de charge, dans chacun des cas et avec plusieurs téléphones différents, pour une capacité de filtrage 11 de luF. On constate que les trois cas possibles correspondent à trois zones de valeurs bien distinctes: - la zone: VAR* supérieure ou égale à 39 et M1-MO compris entre 1 et 4 pour le cas - la zone: VAR* comprise entre O et 12 et M1-MO compris entre 3 et 5 pour le cas "FS", - la zone: VAR* comprise entre O et 12 et M1-MO compris entre -1 et 1 pour le cas "NO". Les valeurs suivantes peuvent donc être avantageusement utilisés pour les seuils S1 et S2: Sol = 20 S2 = 1 La valeur de N est par exemple fixée à 20: les 20 échantillons sont prélevés aléatoirement environ toutes les 5ms sur un temps de cycle global de l'ordre de ls. Il est important de pélever les échantillons aléatoirement afin de ne pas perturber les autres processus du téléphone (il ne faut pas que cet échantillonnage puisse, par exemple, conduire à la perte de données radio) L'invention n1 est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple: en particulier, on a choisi d'utiliser la moyenne arithmétique et la variance parceque ces grandeurs sont particulièrement efficaces et simples à calculer. Toutefois, on pourrait imaginer d'uiliser d'autre représentations mathématiques. REVENDICATIONS 1. Equipement téléphonique portable (1) comportant une batterie rechargeable (2), des moyens de connexion (30) à différents types de chargeur de batterie (3), des moyens (13) de mesure de la tension aux bornes de la batterie, et des moyens (9) d'activation/désactivation de la recharge de la batterie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection relatifs à la connexion d'un chargeur audit équipement, lesdits moyens de détection comportant: - des moyens pour prélever une première série de mesures (xiO) de la tension aux bornes de la batterie lorsque la recharge est désactivée, et une seconde série (xi1) lorsque la recharge est activée, - des moyens de calcul d'une ou plusieurs grandeurs (M1-MO, VAR*) représentatives de 1' écart entre les deux séries de mesures, et de la fluctuation de la seconde série de mesures, - des moyens de comparaison de ladite ou desdites grandeurs à un ou plusieurs seuil de référence (S1, S2), - des moyens de décision en réponse à ladite ou auxdites comparaisons. 2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dits moyens de calcul comportent: - des moyens de calcul d'une première grandeur (M1-MO) qui est une fonction de l'écart des moyennes de chaque série de mesures, - des moyens de calcul d'une seconde grandeur (VAR*) qui est une fonction de la variance mathématique de la seconde série de mesures. 3. Equipement selon la revendication 2 susceptible d'être connecté à un premier type de chargeur, dit chargeur lent, pour recharger ladite batterie à partir d'une tension secteur redressée non filtrée, et à un second type de chargeur, dit chargeur rapide, pour recharger ladite batterie à partir d'une tension continue régulée, caractérisé en ce que lesdits moyens de décision consistent à décider: - qu'un chargeur lent a été connecté lorsque la seconde grandeur (VAR*) est supérieure à un premier seuil (S1), - qu'un chargeur rapide a été connecté lorsque la seconde grandeur (VAR*) est inférieure au premier seuil (S1) et lorsque la première grandeur (M1-MO) est supérieure à un second seuil (S2), - qu'aucun chargeur n'est connecté lorsque la seconde grandeur (VAR*) est inférieure au premier seuil (S1) et lorsque la première grandeur (M1-MO) est inférieure au second seuil (S2). 4. Equipement téléphonique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour filtrer le signal susceptible d'être délivré par le chargeur de batterie. 5. Procédé de détection relatif à la connexion de différents types de chargeurs de batterie (3) sur un équipement téléphonique portable (1) doté d'une batterie rechargeable (2), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - une étape de désactivation de la recharge de la batterie, - une étape de prélèvement d'une première série de mesures de la tension aux bornes de la batterie lorsque la recharge est désactivée, - une étape d'activation de la recharge de la batterie, - une étape de prélèvement d'une seconde série de mesures de la tension aux bornes de la batterie lorsque la recharge est activée, - une étape de calcul d'une ou plusieurs grandeurs représentatives de l'écart entre les deux séries de mesures et de la fluctuation de la seconde série de mesures, - une étape de comparaison de la ou desdites grandeurs à au moins un seuil de référence, - une étape de décision en réponse à ladite ou auxdites comparaisons. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite étape de calcul comporte: - une étape de calcul d'une première grandeur (M1-MO) qui est une fonction de l'écart des moyennes de chaque série de mesures, - une étape de calcul d'une seconde grandeur (VAR*) qui est une fonction de la variance mathématique de la seconde série de mesures. 7. Procédé de détection selon la revendication 6 relatif à la connexion soit d'un premier type de chargeur, dit chargeur lent, pour recharger ladite batterie à partir d'une tension secteur redressée non filtrée, soit d'un second type de chargeur, dit chargeur rapide, pour recharger ladite batterie à partir d'une tension continue régulée, caractérisé en ce que ladite étape de décision consiste à décider: - qu'un chargeur lent a été connecté lorsque la seconde grandeur (VAR*) est supérieure à un premier seuil (S1), - qu'un chargeur rapide a été connecté lorsque la seconde grandeur est inférieure au premier seuil et lorsque la première grandeur (M1 MO) est supérieure à un second seuil (S2), - qu'aucun chargeur n'est connecté lorsque la seconde grandeur est inférieure au premier seuil et lorsque la première grandeur est inférieure au second seuil. 8. Système de téléphonie mobile comportant un équipement téléphonique selon l'une des revendications 1 à 3, et un chargeur lent destiné à être connecté audit équipement pour recharger la batterie dudit équipement, caractérisé en ce que le chargeur lent comporte des moyens pour filtrer le signal qu'il délivre audit équipement.