Brevet FR2856530A3 — publié le 20041224

FR 2856530 A3 20041224 FR 0307482 A 20030620 La présente invention concerne un chargeur de batterie sans polarité ou un détecteur de borne positive et un détecteur de borne négative sont reliés à une batterie. En référence à la figure 1, il n'est pas possible, par une source 5 d'énergie conventionnelle ou un chargeur de batterie 1, en raison de son circuit singulier de polarité, d'échanger les pinces positives 11 et négatives 12 de sortie de tension. Quand les pinces positives 1 1 et négatives 12 de sortie de tension sont inexactement reliées ou entrent en contact accidentellement, le court circuit de la batterie 2 peut causer des étincelles, éventuellement la fonte 10 des bornes de connexion ou même une explosion. D'autre part, les pinces positives/négatives (11, 12) conventionnelles de sortie de tension ne sont pas équipées de disjoncteur de protection de détection de sortie positive/négative, de sorte que quand les pinces positives/négatives (11, 12) sont libérées des bornes conductrices 15 positives/négatives (21, 22), les pinces positives/négatives (11, 12) ne sont pas coupées de la source d'énergie immédiatement, ce qui peut être dangereux pour l'utilisateur. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention concerne un chargeur de batterie sans 20 polarité comprenant un détecteur de borne positive et un détecteur de borne négative destinés à être placés sur une batterie, dans lequel lorsque les deux détecteurs de borne positive et de borne négative sont appliqués aux bornes d'une batterie selon la polarité correcte, le courant électrique circule vers la borne positive de batterie dans une pince de sortie de tension positive et de 25 retour au chargeur par une pince de sortie de tension négative. Si les connexions sont établies par les bornes selon une polarité incorrecte, alors la tension positive est appliquée par la pince de sortie de tension négative à la borne positive de batterie tandis que la tension négative est appliquée par la pince de sortie de tension positive à la borne négative de batterie. Un circuit de retardement fonctionne en parallèle pendant que le détecteur de polarité fonctionne; le circuit interne soit d'un circuit de conduction de polarité correcte soit d'un circuit de conduction de polarité incorrecte est contrôlé par le circuit de retardement qui retarde le chargement pendant quelques secondes, laissant assez de temps à l'utilisateur pour se 10 dégager des pinces positive/négative et des bornes positive/négative, évitant ainsi les étincelles ou même le jaillissement d'un arc électrique qui peut arriver quand les pinces électriques de sortie de tension entrent en contact avec les bornes terminales. En outre, le chargeur de batterie peut alimenter en force le courant 15 électrique à travers le circuit conducteur de polarité correcte grâce à un commutateur manuel sur deux bornes du circuit, là o la pince de sortie de tension positive est reliée à la borne positive, débutant l'approvisionnement de courant positif, permettant au commutateur manuel de commander le processus de chargement même si la tension de batterie est au-dessous du 20 seuil de lecture du détecteur augmentant ainsi la flexibilité du dispositif. En outre, quand le chargeur de batterie effectue la détection de polarité et débute le chargement, un circuit indicateur de courant électrique indique que le chargeur de batterie fonctionne. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante 25 de la forme de réalisation préférée du chargeur de batterie de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue en perspective du branchement d'un chargeur de l'art antérieur; - la figure 2 est une vue en perspective schématique du chargeur de batterie sans polarité de l'invention avec un détail de la structure des pinces; - la figure 3 est un schéma de principe du fonctionnement du 10 chargeur de batterie sans polarité de l'invention, et - la figure 4 est un schéma du circuit du chargeur de batterie sans polarité de l'invention. En référence à la figure 3, le chargeur de batterie sans polarité de l'invention comporte une borne d'entrée de courant continu (B), un détecteur de borne positive (D), un détecteur de borne négative (E), un circuit de détection de polarité correcte (F), un circuit de 20 conduction de polarité correcte (G), un circuit de détection de polarité incorrecte (H), un circuit de conduction de polarité incorrecte (I), un commutateur manuel (J), une pince de sortie de tension positive (K), une pince de sortie de tension négative (L), un circuit indicateur de courant (M) et un circuit de retardement (N). Le détecteur de borne 25 positive (D) et le détecteur de borne négative (E) sont connectés à une batterie. Si la connexion est établie avec une polarité correcte, c'est30 à-dire si le détecteur de borne positive (D) est relié à la borne positive de la batterie et que le détecteur de borne négative (E) est relié à la borne négative de la batterie, le circuit de détection de polarité correcte (F) détecte la polarité correcte et commande le circuit de conduction de polarité correcte (G) pour permettre au courant 35 électrique de circuler depuis le circuit de conduction de polarité correcte (G), par la pince de sortie positive (K) vers la borne positive de la batterie, puis de retour au chargeur de batterie, depuis la borne négative de la batterie, par la pince de sortie de tension négative (L), mettant ainsi en oeuvre le circuit de chargement. Si la connexion a été établie avec la polarité incorrecte, c'est-à-dire si le détecteur de borne positive (D) est relié à la borne négative de la batterie 5 et que le détecteur de borne négative (E) est relié à la borne positive de la batterie, le circuit de détection de polarité incorrecte (H) détecte la polarité incorrecte et commande le circuit de conduction de polarité incorrecte (I) pour permettre au courant électrique de circuler depuis le circuit de conduction de polarité incorrecte (I), par la pince de sortie négative (L) vers la borne positive 10 o de la batterie, puis de retour au chargeur de batterie, depuis la borne négative de la batterie, par la pince de sortie positive (K), mettant ainsi en oeuvre le circuit de chargement. En raison de la grande tension et de la différence de courant mises en jeu à l'instant o la pince source d'énergie entre en contact avec la borne 15 de conduction de la batterie, des étincelles ou même un arc électrique peuvent souvent apparaître. Le détecteur de polarité fonctionne en parallèle avec le circuit de retardement (N) et ainsi, quand la détection de polarité est réalisée, le circuit de retardement (N) continue de contrôler le circuit de conduction de polarité correcte (G) ou le circuit de conduction de polarité incorrecte (I) afin 20 de retarder pendant quelques secondes l'arrivée du courant électrique, permettant aux utilisateurs de dégager leurs mains de la pince source d'énergie avant le chargement, assurant ainsi la sécurité de l'utilisateur. En outre, lorsque le chargeur de batterie 1 commence à charger après l'accomplissement de la détection de polarité, le circuit indicateur de 25 courant (M), connecté entre la pince de sortie de tension positive (K) et la pince de sortie de tension négative (L), annonce que le chargeur de batterie est :.5 en fonctionnement. Le chargeur de batterie est équipé d'un commutateur manuel (J) au niveau du circuit de conduction de polarité correcte (G), avec la tension positive reliée à la pince de sortie de tension positive (K), de sorte que même s lorsque la tension de batterie est sous le seuil lecture du détecteur, la batterie puisse être chargée de force, par l'approvisionnement de source d'énergie positive, à la source d'énergie positive de la pince de sortie de tension positive (K), par l'intermédiaire de l'interrupteur manuel (J), augmentant ainsi la flexibilité de ladite invention en en autorisant une utilisation manuelle. En référence aux figures 3 et 4, quand le détecteur de borne positive (D) est relié à la borne positive de la batterie et le détecteur de borne négative (E) est relié à la borne négative de la batterie, le courant passe par le détecteur de borne positive (D) et la pince de sortie de tension positive (K) dans la batterie. Le courant passe alors dans un amplificateur opérationnel (OP1) par 15 l'intermédiaire d'une diode, amplifiant le courant pour la sortie, chargeant un condensateur. Le condensateur met plusieurs secondes à se charger entièrement, entraînant quelques secondes de retard, déclenchant alors la réaction d'un amplificateur opérationnel (OP2), entraînant rapidement un transistor (Q5) en conduction, obligeant le courant venant de la borne d'entrée 20 de courant continu (B) à passer par le biais du transistor (Q5) dans les relais électriques (RY1) et (RY2) du circuit de conduction de polarité correcte (G) et les relais électriques (RY3) et (RY4) du circuit de conduction de polarité incorrecte (I). Des transistors (QI) et (Q2) du circuit de détection de polarité 25 correcte (F) ont déjà été chargés par le courant de la borne positive de la batterie, amené par le détecteur de borne positive (D), mis en état de conduction et permettent au courant des relais électriques (RY1) (RY2) de traverser les transistors (Q1), (Q2) vers la prise de terre, formant un circuit complet; les relais électriques (RY1) (RY2) répondent immédiatement pour fermer le contact; le courant de la borne d'entrée de courant continu (B) 5 traverse le point de contact du relais (RY1) et la pince de sortie de tension positive (K) vers la batterie, et au retour vers la borne d'entrée de courant continu (B) par la pince de sortie de tension négative (I) et le relais (RY2), effectuant le chargement. Bien que les relais (RY3), (RY4) du circuit de conduction de 10 polarité incorrecte 1 soient tous deux chargés par le courant, les transistors (Q3), (Q4) du circuit de détection de polarité incorrecte (H) ne sont pas en état de conduction, il n'y a donc pas réaction, puisque le circuit n'est pas bouclé. D'autre part, quand le détecteur de borne positive (D) est relié à la 15 borne négative de la batterie et le détecteur de borne négative (E) est relié à la borne positive de batterie, le courant passe par le détecteur de borne négative (E) et la pince de sortie de tension négative (L) dans la batterie, à travers une diode dans l'amplificateur opérationnel (OP1), amplifiant le courant pour la sortie, chargeant le condensateur. Le condensateur met plusieurs secondes à 20 se charger entièrement, entraînant quelques secondes de retard, déclenchant alors la réaction de l'amplificateur opérationnel (OP2) entraînant rapidement un transistor (QS) en conduction, obligeant le courant de la prise d'entrée de courant continu (B) à passer par le biais du transistor (Q5) dans les relais électriques (RY1) et (RY2) du circuit de conduction de polarité correcte (G) 25 et les relais électriques (RY3) et (RY4) du circuit de conduction de polarité incorrecte (I). Les transistors (Q3), (Q4) du circuit de détection de polarité incorrecte (H) ont déjà été chargés par le courant de la borne positive de la batterie, amené par le détecteur de borne négative (E), mis en état de conduction et permettent au courant des relais électriques (RY3), (RY4) de 5 traverser le transistor (Q3) du relais électrique (RY3) et le transistor (Q4) du relais électrique (RY4) vers la prise de terre, formant un circuit complet; les relais électriques (RY3), (RY4) répondent immédiatement pour fermer le contact; le courant de la borne d'entrée de courant continu (B) traverse le point de contact du relais électrique (RY3) et la pince de sortie de tension 10 négative (L) vers la batterie, et au retour vers la borne d'entrée de courant continu (B) par la pince de sortie de tension positive (K) et le relais électrique (RY4), effectuant le chargement. Bien que les relais (RY1), (RY2) du circuit de conduction de polarité correcte (G) soient tous les deux chargés par le courant, les transistors 15 (Q1), (Q2) du circuit de détection de polarité correcte (F) ne sont pas en état de conduction, il n'y a donc pas réaction, puisque le circuit n'est pas bouclé. Après l'accomplissement de détection de polarité, le chargeur de batterie effectue le chargement, tandis que le circuit indicateur de courant (M), relié entre la pince de sortie de tension positive (K) et la pince de sortie 20 de tension négative (L), met en marche la diode électroluminescente (LED) indiquant que le dispositif est en état de chargement. Le circuit indicateur de courant (M) peut être conçu avec une diode électroluminescente (LED), un dispositif vocal, un indicateur à cristaux liquides, un compteur électrique ou n'importe quelle mouvement, charge statique, bruit, lumière, voix ou 25 dispositif de signalisation écrit. Quand la batterie est en basse tension ou que la tension est sous le seuil de lecture du détecteur, le commutateur manuel (SW) peut être actionné pour forcer les relais électriques (RY1), (RY2) à former un circuit bouclé avec la prise de terre, permettant aux relais électriques (RY1), (RY2) de fermer les points de contact par induction magnétique. Le courant de la prise 5 d'entrée de courant continu (B) traverse le point de contact du relais électrique (RY1) et la pince de sortie de tension positive (K) vers la borne positive de la batterie, et au retour vers le chargeur de batterie, depuis la borne négative de la batterie, par la pince de sortie de tension négative (L), et par le point de contact du relais électrique (RY2) de retour à la prise d'entrée de 10 courant continu (B), formant un circuit bouclé. Si la pince positive 11 et la pince négative 12 entrent en contact accidentellement ou sont enlevées de la batterie, ni le détecteur de borne positive (D), ni le détecteur de borne négative (E) ne sont traversés par un courant, ce qui implique que ni le circuit de détection de polarité correcte (F), 15 ni le circuit de détection de polarité incorrecte (H) sont incapables de réagir; par conséquent, les relais électriques (RY1), (RY2) du circuit de conduction de polarité correcte (G) et les relais électriques (RY3), (RY4) du circuit de conduction de polarité incorrect (I) ne sont pas magnétisés, et les points de contact sont rompus; le courant de la borne d'entrée de courant continu (B) 20 ne peut pas atteindre la pince de sortie de tension positive (K) et la pince de sortie de tension négative (L), un interrupteur automatique de circuit pour la protection contre les courts circuits est ainsi obtenu. Les unités de commande du circuit de détection de polarité correcte (F), du circuit de détection de polarité incorrecte (H) et du circuit de 25 retardement (N) peuvent être substitués, suivant la demande du fabricant, par des transistors, des redresseurs commandés au silicium, des amplificateurs opérationnels, des comparateurs ou tous autres éléments de commande de circuit électroniques, dans la mesure o les mêmes fonctions sont assurées après la substitution. Les unités de commande du circuit de conduction de polarité 5 correcte (G) et du circuit de conduction de polarité incorrecte (I) peuvent être substitués par des relais électriques, des redresseurs commandés au silicium ou des éléments de conduction électroniques équivalents, dans la mesure o les mêmes fonctions sont assurées après la substitution. Pour récapituler, et en référence à la figure 2, le chargeur de batterie 10 sans polarité 3 de l'invention, comporte: une carte A, des pinces de détection positive 31 et négative 32 et des plaques conductrices (311, 321). Depuis la carte (A) s'étendent les pinces de détection (31, 32), séparément équipées des conducteurs frontaux (312, 322), chacun avec une plaque conductrice correspondante (311, 321) reliée à la carte (A) de sorte que quand les pinces 15 positives/négatives (31, 32) sont pincées en position ouverte, les plaques conductrices (311, 321) coupent la source d'énergie des pinces positives/négatives (31, 32) assurant la sécurité de l'utilisateur. REVENDICATIONS 1.- Chargeur de batterie sans polarité comportant une borne d'entrée de courant continu (B), un détecteur de borne positive (D), un détecteur de 5 borne négative (E), un circuit de détection de polarité correcte (F), un circuit de conduction de polarité correcte (G), un circuit de détection de polarité incorrecte (H), un circuit de conduction de polarité incorrect (I), un commutateur manuel (J), une pince de sortie de tension positive (K), une pince de sortie de tension négative (L), un circuit indicateur de courant (M) 10 et un circuit de retardement (N), le détecteur de borne positive (D) et le détecteur de borne négative (E) étant destinés à être connectés à une batterie, agencés de façon à ce que: - si la connexion est établie avec la polarité correcte, c'est-à-dire si le 15 détecteur de borne positive (D) est relié à la borne positive de batterie et le détecteur de borne négative (E) est relié à la borne négative de batterie, le circuit de détection de polarité correcte (F) est agencé pour détecter la polarité correcte du circuit, commandant alors le circuit de conduction de polarité correcte (G) pour permettre au courant de circuler, depuis le circuit 20 de conduction de polarité correcte (G), par la pince de sortie de tension positive (K) vers la borne positive de batterie, puis de retour au chargeur de batterie, depuis la borne négative de la batterie, par la pince de sortie de tension négative (L) mettant ainsi en oeuvre un circuit de chargement; - si la connexion a été établie avec la polarité incorrecte, c'est-à-dire si le détecteur de borne positive (D) est relié à la borne négative de la batterie et le détecteur de borne négative (E) est relié à la borne positive de la batterie, le circuit de détection de polarité incorrecte (H) est agencé pour détecter la polarité incorrecte et commander le circuit de conduction de polarité 30 incorrecte (I), pour permettre au courant électrique de circuler depuis le circuit de conduction de polarité incorrecte (I), par la pince de sortie négative (L) vers la borne positive de la batterie, puis de retour au chargeur de batterie, depuis la borne négative de la batterie par la pince de sortie de tension positive (K), mettant ainsi en oeuvre le circuit du chargement; 35 - lorsque le chargeur de batterie commence à charger après l'accomplissement de la détection de polarité, le circuit indicateur de courant (M), relié entre la pince de sortie de tension positive (K) et la pince de sortie de tension négative (L), est agencé pour indiquer que le chargeur 40 de batterie fonctionne. --- -1 _. - _ -- t-.--- "'' , - _ -- 2.- Chargeur de batterie sans polarité selon la revendication 1, dans lequel le circuit de retardement (N) est agencé pour agir en parallèle avec les circuits de détection de polarité (F, H) de sorte que, quand la détection de 5 polarité est accomplie, les circuits internes du circuit de conduction de polarité correcte (G) ou du circuit de conduction de polarité incorrecte (I) sont sous la commande du circuit de retardement (N), qui retarde l'arrivée du courant électrique pendant un temps donné. 3.- Chargeur de batterie sans polarité selon la revendication 1, dans lequel le commutateur manuel (J) est agencé pour être connecté entre les deux bornes de la batterie pour forcer le passage du courant, de sorte que la tension positive soit appliquée à la pince de sortie de tension positive (K) et que le retour au chargeur se fasse par la pince de sortie de tension négative (L). 4.- Chargeur de batterie sans polarité selon la revendication 1, agencé de façon à ce que, si la pince de sortie de tension positive (K) et la pince de sortie de tension négative (L) entrent en contact ou si elles sont 20 débranchées de la batterie, aucun courant ne traverse ni le détecteur de borne positive (D) ni le détecteur de borne négative (E), le circuit de détection de polarité correcte (F) et le circuit de détection de polarité incorrecte (H) étant ainsi incapables de réagir, les circuits internes du circuit de conduction de polarité correcte (G) et du circuit de conduction de 25 polarité incorrecte (I) étant donc de même incapables de répondre, le courant de la borne de courant continu (B) ne pouvant donc passer dans la pince positive (K) ou la pince négative (L) de sortie de tension, le chargeur formant ainsi un interrupteur automatique pour la protection contre les courts-circuits. 5.- Chargeur de batterie sans polarité selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande du circuit de détection de polarité correcte (F), du circuit de détection de polarité incorrecte (H) et du circuit de retardement (N) comprennent au moins un transistor, un redresseur de commande au 35 silicium amplificateur opérationnel, un comparateur ou un élément de circuit de contrôle électronique. 6.- Chargeur de batterie sans polarité selon la revendication 1, dans lequel le circuit indicateur de courant (M) comprend un élément du groupe 40 comportant une diode luminescente, un dispositif vocal, un affichage à cristaux liquides, un compteur électrique ou tout dispositif de signalisation par mouvement, par charge statique, par bruit, par lumière, par voix ou par texte. 7.- Chargeur de batterie sans polarité selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande du circuit de conduction de polarité correcte (G) ou le circuit de conduction de polarité incorrecte (I) comprennent un élément du groupe comportant un relais électrique, un redresseur commandé au silicium ou un élément de conduction ou un circuit électronique équivalent.