Brevet FR2763181A1 — publié le 19981113

Elément d'alimentation électrique et équipement électrique destiné à être alimenté par l'élément et à le recharger. Les appareils électroniques portatifs sont en général alimentés par une ou plusieurs piles ou accumulateurs afin d'être autonomes. Lorsque cette autonomie est épuisée, on change les piles ou on recharge les accumulateurs. Cependant, comme les piles et les accumulateurs sont interchangeables dans les appareils, il faut veiller à ne pas tenter de recharger une pile. Toute erreur en ce sens peut être dangereuse. Dans ces conditions, la demanderesse propose d'abord une discrimination électrique entre les piles et les accumulateurs. La présente invention concerne d'abord un élément d'alimentation de type accumulateur ou pile, donc respectivement rechargeable et non rechargeable, à deux bornes d'alimentation, caractérisé par le fait qu'il comporte une plage de contact déportée par rapport aux bornes d'alimentation. La plage de contact peut être de toute nature, par exemple une butée mécanique isolante sur une borne de pile, pour en bloquer l'accès à un ressort de contact d'un circuit de recharge. Dans le cas d'un accumulateur, cette borne serait exempte de butée, et permettrait donc la recharge. La plage de contact peut encore être un contact électrique fermant un circuit de recharge. La plage peut être raccordée à l'une des bornes. S'il s'agit d'un accumulateur, elle permet ainsi de fermer directement un circuit de recharge ou, indirectement, de commander la fermeture d'un interrupteur de celui-ci. La plage peut au contraire être isolée des deux bornes. S'il s'agit d'une pile, on peut ainsi commander l'ouverture de l'interrupteur cidessus, la commande étant isolée des bornes de la pile. L'invention concerne également un équipement électrique comprenant - des moyens agencés pour recevoir au moins un élément d'alimentation rechargeable ou au moins un élément d'alimentation non rechargeable, - des moyens de commande de recharge agencés pour coopérer avec la plage de contact déportée et, si l'élément d'alimentation est rechargeable, pour relier un chargeur à l'élément d'alimentation. Le chargeur, intégré ou non à l'équipement électrique, est ainsi commandé ou raccordé par la pile ou l'accumulateur, l'une interdisant toute recharge, l'autre l'autorisant. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux variantes de réalisation préférées d'un combiné téléphonique mobile comportant un accumulateur selon l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel les figures 1 et 2 représentent respectivement les deux variantes. Sur la figure 1 est représentée une embase 1 de recharge d'un bloc 30 d'alimentation d'un combiné téléphonique 10 portatif autonome. Le bloc 30 comporte trois éléments accumulateurs 31, 32, 33 reliés en série par deux barrettes 34, 35. Un circuit de recharge/protection 11 du combiné relie l'embase 1 au bloc 30. Les bornes extrêmes de la source de stockage d'énergie électrique formée par les trois accumulateurs 31-33, c'est-à-dire la borne positive 311 de l'accumulateur 31 et la borne négative 332 de l'accumulateur 33, sont respectivement reliées à deux lamelles élastiques de contact 23 et 24 du logement du combiné, non représenté, des accumulateurs 31-33, pour alimenter les autres circuits 20 du combiné, par un courant de décharge Id. Le circuit 11 est interposé entre la lamelle positive 23 et une borne 13 du combiné 10 destinée à venir reposer sur une plage de contact 3 de l'embase 1 alimentée par un redresseur 2 de celle-ci. La lamelle négative 24 est directement reliée à une borne 14 du combiné 10 destinée à venir reposer sur une plage de contact 4, de masse, de l'embase 1. Le circuit 11 est fonctionnellement un interrupteur, ou disjoncteur ici statique, commandé par l'accumulateur 33 pour fermer le circuit de recharge allant d'une des bornes 13, 14 à l'autre (14, 13), à travers le bloc d'accumulateurs 30. Le disjoncteur 11 comporte, reliant la borne 13 à la borne 23, une résistance 15 de limitation de courant reliée à l'émetteur d'un transistor PNP, 18, dont le collecteur alimente la borne 23. Une résistance 16 est en parallèle sur l'émetteur du transistor 18 pour écouler des courants de fuite éventuels et créer ainsi un seuil. Une résistance parallèle 17 relie la base du transistor 18 à une lamelle élastique de contact 25 du logement des accumulateurs 31-33, lamelle 25 disposée pour qu'une languette conductrice de déport 333 de la borne 332 de l'accumulateur 33 soit en appui sur elle. Les accumulateurs 31, 32 sont eux de type classique. La languette 333 présente une forme de L, dont une aile, radiale, est en contact avec la borne 332 et l'autre aile s'étend axialement sur la surface cylindrique de l'accumulateur 33, afin de déporter, ici vers la borne opposée 331, une plage de contact d'accès à la borne 332. C'est cette plage déportée qui vient s'appliquer sur la lamelle 25 lorsque les accumulateurs 31-33 sont implantés dans le logement. Dans cet exemple, la résistance 15 a une valeur relativement élevée pour limiter le courant de charge à une valeur relativement faible. Il est prévu, en parallèle sur l'ensemble 15, 18, un circuit 28 de commande de charge rapide commandé par un circuit électronique 27 de décision et de traitement, contrôlant la charge en fonction du temps, pour l'adapter au type particulier d'accumulateurs 31, 32, 33 utilisés. Le circuit 28 alimente la lamelle 23 à partir de la borne 13. Le circuit 27, alimenté lui aussi à partir de la borne 13, a un retour à la masse à travers la languette 25. Il aurait cependant pu être prévu qu'il soit relié en permanence à la masse (14) et que la languette 25 soit reliée à une entrée d'activation, par tirage à la masse, du circuit 27. Le fonctionnement du disjoncteur 11 va maintenant être expliqué plus en détails. Lorsque, comme ici, ce sont des accumulateurs comme 31-33 qui sont utilisés, la lamelle 25 est reliée à la masse par la languette de déport 333, si bien qu'un courant traverse la résistance 15, l'émetteur du transistor 18 (et la résistance 16) et la résistance 17. Le transistor 18 est ainsi conducteur et laisse passer un courant collecteur de recharge du bloc 30. De même, le circuit 27 est activé par mise à la masse de la languette 25 et active donc le circuit 28 de charge rapide. Par contre, dans le cas d'éléments exempts de la languette 333, comme des piles du commerce, la lamelle 25 est isolée de la masse (332) et ne peut commander l'activation du transistor 18, qui reste bloqué, ni du circuit 28. Une languette déportée comme 333 peut faire office de détrompeur pour la recharge, sur la borne négative 332 ou positive 311, c'est-àdire qu'elle est en série, dans le circuit de recharge, ici en aval du transistor 18 et du circuit 28. On conçoit que, dans le cas où le redresseur 2 assurerait une fonction de chargeur, c'est-à-dire de régulateur de courant, le circuit 11 pourrait être remplacé par une liaison directe des bornes 13 à 23. D'autres formes de réalisation sont envisageables. En particulier, il peut être prévu que la languette (333) ou plage de contact indicatrice du type d'élément (33), rechargeable ou non, soit isolée des bornes de l'élément (33) qui la porte. Cet indicateur (333) peut être une couche conductrice, par exemple une plage de contact telle qu'une bague de métallisation d'un des accumulateurs 31-33, destinée à venir au contact de deux lamelles du logement, pour les réunir électriquement afin d'établir le courant ou la tension de commande du disjoncteur (18). La plage de contact et les deux lamelles cidessus forment donc un interrupteur fermé. Cet interrupteur serait donc ici en série, amont ou aval, avec la résistance 17 de commande par tirage à la masse, dans l'équipement électronique considéré. L'enveloppe de la pile ou accumulateur constitue en quelque sorte un circuit imprimé d'identification, commandant le chargeur. De préférence, les deux lamelles d'interrupteur ci-dessus sont disposées dans un même plan radial, de façon à s'affranchir de la position en rotation de l'accumulateur dans le logement. Il peut encore être prévu, dans une autre forme de réalisation, que l'élément détrompeur ait une action mécanique. Par exemple, ce peut être un contact mécanique, ou cale isolante, masquant partiellement une borne d'une pile, non rechargeable. Une lamelle élastique de circuit de décharge, équivalent de la lamelle 24, peut alors venir au contact de la borne (332), (qui n'est que partiellement masquée, comme sur la figure) pour alimenter les circuits (20) de l'appareil, tandis que l'accès à cette borne (332) d'une seconde lamelle élastique (25) de recharge est interdit par la cale. Il s'agit donc d'une solution duale de celle exposée au début puisqu'on masque la borne de la pile alors que l'on déportait celle de l'accumulateur, pour établir un second contact, de recharge. D'une façon générale, la présence de l'élément indicateur de type d'élément, ou détrompeur, peut avoir un effet d'autorisation de la charge, comme la languette 333 de l'exemple détaillé, portée par un accumulateur. Il pourrait cependant être prévu que ce soient les piles qui portent un détrompeur de protection, inhibant la recharge. La variante de réalisation de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 de par l'ensemble référencé 40 qui y est ajouté. I1 comporte une liaison 41 reliant en permanence la lamelle 25 à la masse, c'est-à-dire que le transistor 18 et les circuits de charge 27 et 28 sont ici commandés en permanence. Ils sont donc uniquement utilisés comme circuits de recharge, incapables de distinguer une pile d'un accumulateur. Le détrompage empêchant de recharger une pile est assuré par une diode 42 en série avec l'ensemble 30, ici son anode étant reliée à la masse et sa cathode à la borne 332. Le fonctionnement de cette variante va maintenant être expliqué, tout d'abord pour l'alimentation des circuits 20 par décharge de l'ensemble 30, puis pour la recharge de celui-ci. En présence d'accumulateurs 31-33, la lamelle 25 relie à la masse la borne 332 à travers la languette 333. Le courant Id traversant la charge 20, à partir de la borne positive 311, est ainsi rebouclé (Ida) à la borne négative 332 à travers la languette 333. On notera cependant que, hormis la chute de tension directe dans la diode 42, en parallèle avec la languette 333 et la lamelle 25, rien ne s'oppose, dans le principe, à ce que le courant de décharge se reboucle aussi à travers la diode 42. C'est en particulier le cas en présence d'une pile remplaçant l'accumulateur 33, l'absence de la languette 333 isolant la lamelle 25 de la borne négative (332) mais la diode 42 offrant un chemin de détournement pour reboucler à la borne négative (332) le courant de décharge, ici référencé Idd. En bref, la diode 42 peut assurer dans les deux cas le rebouclage du courant de décharge Id et la charge 20 peut donc toujours être alimentée. La diode 42 sert par contre à effectuer un détrompage entre accumulateur et pile pour la recharge. Le courant de recharge de l'ensemble 30 est évidemment de sens opposé à son courant de décharge Ida ou Idd. La diode 42 est alors polarisée en inverse et bloque tout courant de recharge. Seul un accumulateur comme 33 peut être rechargé par un courant de sens opposé du courant de décharge Ida représenté, grâce à la lamelle 25 associée à la languette 333 contournant, ou court-circuitant, la diode 42. Bref, comme on l'aura compris, le concept de cette variante consiste à implanter une diode anti-recharge de pile, en série avec celle-ci du côté de l'une ou de l'autre de ses bornes. Cette diode peut être intégrée à la pile, ou de préférence comme ici, appartenir au combiné 10. Dans ce dernier cas uniquement, l'accumulateur (33), homologue doit alors comporter un élément de court-circuit offrant au courant de recharge un trajet de contournement de la diode. Comme déjà évoqué, la diode 42 assure le détrompage par ouverture du circuit de recharge (30, 42) dans lequel l'ensemble de recharge il tente en permanence de débiter, c'est-à-dire sans la commutation de commande de l'exemple de la figure 1. L'ensemble 11 de la figure 2 n'est donc pas nécessaire au détrompage et peut être remplacé, de ce point de vue, par une liaison directe 13, 23 en plus de celle de masse. Par ailleurs, et comme cela a été souligné plus haut pour la figure 1, la languette 333 peut être remplacée par une plage conductrice isolée de toute borne d'élément 33, ou même par une cale isolante, commandant un interrupteur ne court-circuitant la diode 42 que lorsqu'il s'agit d'un accumulateur. Dans la solution duale, non représentée, d'une pile portant un détrompeur de protection (333), celui-ci commanderait alors l'ouverture de l'interrupteur ci-dessus afin de mettre en service la diode 42. Au sens de l'invention, et bien qu'il existe dans le commerce des "piles rechargeables", on appelle ici accumulateur tout élément rechargeable et appelle pile les éléments non rechargeables. REVENDICATIONS 1.- Elément d'alimentation de type accumulateur (33) ou pile, donc respectivement rechargeable et non rechargeable à deux bornes d'alimentation (331, 332), caractérisé par le fait qu'il comporte une plage de contact (333) déportée par rapport aux bornes d'alimentation (331, 332). 2.- Elément d' alimentation selon la revendication 1, de type accumulateur, dans lequel la plage est raccordée à l'une des bornes (332). 3.- Elément d'alimentation selon la revendication 1, de type pile, dans lequel la plage est isolée des bornes. 4.- Elément d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la plage forme une bague entourant l'élément. 5.- Equipement électrique comprenant - des moyens (23-24) agencés pour recevoir au moins un élément d'alimentation rechargeable (33) ou au moins un élément d'alimentation non rechargeable selon la revendication 1, et - des moyens (25, 40) de commande de recharge agencés pour coopérer avec la plage de contact déportée (333) et, si l'élément d'alimentation (33) est rechargeable, pour relier un chargeur (1) à l'élément d'alimentation (33). 6.- Equipement selon la revendication 5, dans lequel les moyens (25, 40) de commande de recharge comportent un contact électrique (25) de commande de moyens de liaison (11) interposés entre le chargeur (1) et l'élément d'alimentation (33). 7.- Equipement selon la revendication 6, dans lequel le contact électrique est disposé en série avec un circuit de recharge des moyens de liaison. 8.- Equipement selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel les moyens de liaison (11) comprennent des moyens de contrôle de charge (27) agencés pour commander des moyens de commande de charge rapide (28). 9.- Equipement selon l'une des revendications 5 à 8, dans lequel les moyens de commande de recharge comportent un circuit de recharge (25) agencé pour coopérer avec la plage déportée (333) afin de contourner une diode anti-recharge (42).