Brevet FR2944390A1 — publié le 20101015

CHARGEUR ELECTRIQUE COMPACT, NOTAMMENT POUR TELEPHONE PORTABLE La présente invention concerne un chargeur électrique compact pour dispositif rechargeable, notamment pour téléphone portable. La présente invention concerne plus particulièrement un chargeur électrique compact comprenant un bloc prise comprenant des fiches conductrices pour recevoir une tension alternative, un convertisseur de tension agencé dans le bloc prise, pour transformer la tension alternative en une tension continue, un câble électrique et un connecteur d'extrémité pour amener la tension continue à un dispositif rechargeable. Des chargeurs électriques compacts du type précité sont d'un usage très répandu, et sont par exemple utilisés pour recharger des téléphones mobiles et autres objets portatifs électroniques rechargeables tels que les PDA (Assistants de Données Personnels), les baladeurs audionumériques, les consoles portables de jeux vidéo, etc. Il est fréquent que les utilisateurs de téléphones mobiles laissent le chargeur de leur téléphone branché dans sa prise électrique après que le téléphone a été rechargé, voire après que le téléphone a été déconnecté du chargeur. Cela se produit par exemple lorsque le chargeur est branché dans une prise électrique située à un endroit difficilement accessible, derrière un meuble ou sous une table, ou tout simplement dans une prise murale basse nécessitant de se baisser pour l'atteindre. Certains utilisateurs possèdent même plusieurs chargeurs qu'ils laissent en permanence branchés en différents lieux, à leur bureau, à domicile, etc., de manière à avoir toujours sous la main un chargeur prêt à l'emploi. En fin de cycle de charge ou lorsque le téléphone n'est plus connecté au chargeur, la consommation résiduelle de courant d'un chargeur est très faible mais représente, à l'échelle collective, un gaspillage d'énergie électrique considérable. Pour pallier cet inconvénient, on a déjà proposé des chargeurs dits "verts" comprenant un système à minuterie configuré pour désactiver automatiquement le chargeur au terme d'une période de charge de durée prédéterminée. La demande de brevet GB 2 448 330 décrit un tel chargeur en relation avec ses figures 1 à 3. Le chargeur comprend un interrupteur à commande manuelle (5) monté sur le bloc prise (1), pour activer le chargeur, et un système à minuterie (8, 9) pour le désactiver automatiquement au terme d'une période de charge. Un chargeur "vert" a également été proposé par la société NokiaO sous l'appellation "Zero Waste Charger" (source www.pocketpicks.co.uk "Nokia unveils ecochargeur"). Ce chargeur est équipé d'un petit bouton vert et fonctionne à la manière d'un disjoncteur. Lorsque le téléphone est chargé, le chargeur "disjoncte" automatiquement et le bouton vert est chassé en dehors du bloc prise ("pops up") afin que l'utilisateur puisse réarmer le chargeur en appuyant sur ce bouton. Malgré l'avantage que procure la prévision d'un interrupteur pour activer le chargeur et d'une minuterie pour le désactiver automatiquement, il apparaît que ce perfectionnement suscite peu d'intérêt auprès des utilisateurs. Des études d'ergonomie montrent que l'adjonction d'un interrupteur à commande manuelle dans le bloc prise oblige l'utilisateur à faire ce qu'il ne faisait pas auparavant, à savoir manipuler le bloc prise pour actionner l'interrupteur et activer le chargeur, ce qui est contraignant quand le bloc prise est difficilement accessible. A ce faire, l'utilisateur pourrait aussi bien brancher ou débrancher le bloc prise. Il peut ainsi être souhaité de prévoir un chargeur compact qui dispose d'un interrupteur d'activation et d'une minuterie de désactivation tout en étant d'un emploi plus aisé. Des modes de réalisation de la présente invention concernent un chargeur électrique compact comprenant un bloc prise comprenant des fiches conductrices pour recevoir une tension alternative, un convertisseur de tension agencé dans le bloc prise, pour transformer la tension alternative en une tension continue, un interrupteur à commande manuelle pour activer le convertisseur de tension, un système à minuterie configuré pour désactiver le convertisseur de tension au terme d'une période de charge, un câble électrique et un connecteur d'extrémité, pour amener la tension continue à un dispositif rechargeable. Le chargeur comprend également un boîtier déporté distinct du bloc prise. L'interrupteur à commande manuelle est agencé dans le boîtier déporté et le câble électrique comprend une première section de câble reliant le bloc prise au boîtier déporté, et une seconde section de câble reliant le boîtier déporté au connecteur d'extrémité. Dans un mode de réalisation, la première section de câble comprend au moins une première paire de fils pour véhiculer la tension alternative jusqu'à l'interrupteur à commande manuelle, et au moins une seconde paire de fils pour véhiculer la tension continue, et la seconde section de câble comprend au moins une paire de fils pour véhiculer la tension continue. Dans un mode de réalisation, la seconde section de câble présente une longueur inférieure à celle de la première section de câble, de sorte que le boîtier déporté se trouve à proximité du connecteur d'extrémité. Dans un mode de réalisation, le connecteur est solidaire du boîtier déporté. Dans un mode de réalisation, l'interrupteur à commande manuelle est un interrupteur à commande fugitive et est configuré pour fournir la tension alternative au convertisseur de tension lorsqu'il est dans l'état fermé. Dans un mode de réalisation, le système à minuterie comprend un relais statique présentant un état fermé où le relais fournit la tension alternative au convertisseur de tension, et un état ouvert où le relais ne fournit pas la tension alternative au convertisseur de tension, le relais étant configuré pour basculer dans l'état fermé lorsqu'il reçoit une tension de contrôle et basculer dans l'état ouvert lorsqu'il ne reçoit pas la tension de contrôle, et une minuterie configurée pour appliquer au relais, en tant que tension de contrôle, la tension continue fournie par le convertisseur de tension, et ne plus fournir la tension continue au relais au terme de ladite période de charge. Dans un mode de réalisation, la minuterie est un microcontrôleur comprenant un port contrôlant la fourniture de la tension continue au relais. Dans un mode de réalisation, le boîtier déporté comprend en outre au moins une diode DEL configurée pour s'éclairer lorsque le convertisseur reçoit la tension alternative. Un exemple de réalisation d'un chargeur selon l'invention sera décrit plus en détail dans ce qui suit, à titre non limitatif et en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - les figures lA, lB sont des vue de dessus et en perspective d'un mode de réalisation d'un chargeur selon l'invention, - la figure 2 représente plus en détail un boîtier déporté présent dans le chargeur représenté sur les figures 1A, 1B, et - la figure 3 est le schéma électrique d'un mode de 5 réalisation d'un chargeur selon l'invention. Un exemple de réalisation d'un chargeur 60 selon l'invention est représenté sur les figures 1A, lB. Le chargeur 60 comprend un bloc prise 10, une première section de câble électrique 20, un boîtier déporté 30 10 distinct du bloc prise 10 et relié à celui-ci par la première section de câble 20, une seconde section de câble électrique 40 et un connecteur d'extrémité 50 relié au boîtier déporté 30 par la seconde section de câble 40. Le bloc prise 10 comprend des fiches conductrices 15 11, 12 destinées à être engagées dans une prise électrique pour recevoir la tension alternative d'un réseau électrique. Le connecteur d'extrémité 50 comprend ici deux contacts conducteurs 51, 52, par exemple des contacts cylindriques coaxiaux, destinés à être engagés 20 dans un dispositif rechargeable tel un téléphone mobile. Un adaptateur peut être prévu pour permettre au connecteur 50 de coopérer avec différents types de dispositifs rechargeables. Le boîtier déporté 30 comprend un bouton poussoir 31 25 à retour élastique, pour actionner un interrupteur à commande manuelle décrit plus loin, agencé à l'intérieur du boîtier 30 et non visible sur les figures 1A, 1B et 2. Le chargeur s'utilise comme suit l'utilisateur branche le bloc prise 10 dans une prise électrique, puis 30 appuie sur le bouton poussoir 31 du boîtier déporté 30 pour activer le chargeur 60. Le chargeur reçoit alors la tension alternative du réseau et reste actif pendant une période de charge déterminée, par exemple 3 heures, pendant laquelle le connecteur d'extrémité 50 fournit une 35 tension continue. Lorsque la période de charge est terminée, le chargeur se désactive automatiquement, ne reçoit plus la tension alternative du réseau et ne consomme plus aucun courant. Dans un mode de réalisation de l'invention, la section de câble 40 est plus courte que la section de câble 20, et le boîtier déporté 30 se trouve à proximité du connecteur d'extrémité 50. Ainsi, l'utilisateur peut activer le chargeur aisément et à volonté en exerçant une pression sur le bouton poussoir 31, sans devoir manipuler le bloc prise 10. La figure 3 est le schéma électrique d'un mode de réalisation du chargeur 60. Le bloc prise 10 comprend un convertisseur de tension VCV et un système à minuterie TS. Le système à minuterie TS comprend un relais statique SSR ("Solid State Relay") du type normalement ouvert, un interrupteur statique PSW et un microcontrôleur MC. Le relais SSR est par exemple un relais commercialisé sous la référence CPC1963G. L'interrupteur statique PSW est par exemple un transistor NMOS. Le microcontrôleur MC est par exemple un microcontrôleur 8 bits à mémoire Flash commercialisé par la société Microchip Technology0 sous la référence PIC10F200T. Le convertisseur de tension VCV est par exemple un convertisseur commercialisé sous la référence "iW1690 Low-Power Off-line Digital PWM Controller" par la société iWatt�. Le relais SSR comporte deux bornes T1, T2, deux entrées de contrôle Cl, C2. Le microcontrôleur MC comporte des bornes d'alimentation électrique Vin, GND, un port Pl et un port P2. Le convertisseur VCV comporte des entrées IN1, IN2 et des sorties OUT1, OUT2. L'entrée IN1 est reliée à la borne Tl du relais SSR, dont la borne T2 est reliée à la fiche conductrice 11 du bloc prise. L'entrée IN2 du convertisseur VCV est reliée à la fiche conductrice 12 du bloc prise. Lorsque les fiches 11, 12 sont engagées dans une prise électrique, la fiche 11 fournit une tension alternative de phase Vac et la fiche 12 fournit une tension alternative de neutre VO, ou vice-versa selon le sens d'insertion du bloc prise 10 dans la prise électrique. Lorsque les tensions Vac, VO sont appliquées sur les entrées IN1, IN2 du convertisseur VCV, celui-ci fournit une tension continue Vcc sur sa sortie OUT1, tandis que sa sortie OUT2 fournit un potentiel de masse GND. La tension continue Vcc est utilisée comme tension d'alimentation électrique du système à minuterie TS et est ainsi appliquée sur l'entrée Vin du microcontrôleur MC. La tension continue Vcc est également utilisée comme tension de contrôle du relais statique SSR et est appliquée sur l'entrée de contrôle Cl de ce dernier par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation à l'état haut rl (résistance pull-up). Par ailleurs, l'entrée C2 du relais SSR est reliée à la masse par l'intermédiaire de l'interrupteur PSW, ici par l'intermédiaire des bornes de source et de drain du transistor NMOS. La borne de contrôle de l'interrupteur PSW, ici la grille du transistor NMOS, est reliée au port Pl du microcontrôleur MC. Le port Pl est polarisé à l'état haut par une résistance r2 (résistance pull up) dont une borne reçoit la tension Vcc. La première section de câble électrique 20 comprend ici quatre fils W1, W2, W3, W4 et optionnellement au moins un cinquième fil W5. La seconde section de câble électrique 40 comprend les fils W3, W4. Le fil W3 relie le contact 51 du connecteur d'extrémité 50 à la sortie OUT1 du convertisseur de tension VCV, et véhicule ainsi la tension Vcc. Le fil W4 relie le contact 52 du connecteur 50 à la sortie OUT2 du convertisseur de tension VCV, et véhicule le potentiel de masse (GND). Le boîtier déporté 30 comprend un interrupteur à commande manuelle MSW, actionné par le bouton poussoir 31 précédemment décrit. L'interrupteur MSW comporte une première borne reliée à la borne Tl du relais SSR par l'intermédiaire du fil Wl et une seconde borne reliée à la borne T2 du relais SSR par l'intermédiaire du fil W2. Le boîtier déporté 30 peut optionnellement comprendre une ou plusieurs diodes DEL agencées derrière des zones transparentes colorées 32 du bouton poussoir 31 (Cf. Fig. 2). Dans le mode de réalisation représenté, le boîtier 30 comprend une diode luminescence DL1 de type DEL dont l'anode reçoit la tension Vcc fournie par le fil W3 et dont la cathode est reliée au port P2 du microcontrôleur MC par l'intermédiaire du fil W5. Le chargeur 60 fonctionne comme suit. Le relais statique SSR étant du type normalement ouvert, les bornes Ti, T2 ne sont pas reliées électriquement en l'absence de tension de contrôle Vcc entre les entrées de contrôle Cl, C2. Ainsi, lorsque le bloc prise 10 est inséré dans une prise électrique, le convertisseur de tension VCV n'est pas relié à la fiche 11 et l'entrée IN1 ne reçoit pas la tension de phase Vac ou la tension de neutre VO. Le convertisseur VCV ne fournit donc pas la tension Vcc. Le relais SSR reste dans l'état ouvert, le système à minuterie TS n'est pas activé et le chargeur reste entièrement désactivé. Lorsque l'utilisateur ferme manuellement et fugitivement l'interrupteur MSW en exerçant une pression sur le bouton poussoir 31, l'entrée IN1 du convertisseur reçoit la tension de phase Vac ou la tension de neutre VO par l'intermédiaire de l'interrupteur MSW, tandis que l'entrée IN2 reçoit la tension de neutre VO ou la tension de phase Vac. Le convertisseur VCV fournit alors la tension continue Vcc. Le microcontrôleur MC est activé, met le port Pl à 1 (tension Vcc) et entame une boucle de comptage qui a été programmée dans sa mémoire programme, par exemple une mémoire Flash incluse dans le microcontrôleur (non représentée sur la figure 3). Simultanément, le passage à 1 du port Pl met l'interrupteur PSW dans l'état passant. La borne de contrôle Cl du relais SSR reçoit la tension Vcc tandis que la borne de contrôle C2 est reliée à la masse par l'interrupteur PSW. Le relais SSR bascule ainsi dans l'état fermé de sorte que les bornes Tl et T2 sont reliées électriquement. Optionnellement, le microcontrôleur MC met le port P2 à 0 (masse), la diode DL1 est alimentée et s'éclaire. Lorsque l'utilisateur relâche le bouton poussoir 31, l'interrupteur MSW repasse dans l'état ouvert mais le relais SSR reste dans l'état fermé (bornes Tl, T2 reliées électriquement) car la tension Vcc est présente, de sorte que le convertisseur de tension VCV continue de recevoir la tension de phase Vac ou de neutre VO et continue de fournir la tension Vcc. Ainsi, après avoir été activé au moyen de l'interrupteur MSW, le chargeur se trouve dans un état stable indépendamment de l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur MSW. La boucle de comptage du microcontrôleur est par exemple prévue pour durer 3 heures, correspondant au temps de charge moyen d'un téléphone mobile. Lorsque cette boucle de comptage est achevée, le microcontrôleur met le port P1 à 0 (masse). L'interrupteur statique PSW cesse alors de conduire, l'entrée de contrôle C2 se retrouve alors à l'état haute impédance. La tension Vcc est toujours présente sur l'entrée contrôle Cl mais n'agit plus sur le relais SSR du fait que l'entrée C2 est déconnectée de la masse. Le relais SSR bascule donc dans l'état ouvert, le convertisseur VCV cesse de recevoir la tension de phase Vac ou la tension de neutre VO et ne fournit plus la tension continue Vcc. Le chargeur repasse 2944390 i0 donc dans l'état désactivé, jusqu'à ce que l'utilisateur exerce une nouvelle pression sur l'interrupteur MSW. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que le chargeur qui vient d'être décrit est susceptible de 5 diverses variantes de réalisation, notamment en ce qui concerne l'agencement de ses moyens constitutifs ou le choix des composants utilisés pour réaliser ces moyens. Notamment, le microcontrôleur MC pourrait être remplacé par une minuterie à logique câblée. Également, selon le 10 modèle de convertisseur de tension utilisé, la désactivation du convertisseur de tension pourrait être obtenue différemment, par exemple au moyen d'un signal de désactivation appliqué directement au convertisseur de tension par la minuterie. Un convertisseur de tension 15 incluant un microcontrôleur ou une minuterie pourrait également être prévu. Également, le système à minuterie TS pourrait être agencé dans le boîtier déporté 30. Dans une variante, le connecteur d'extrémité 50 est monté directement dans le boîtier déporté 30, ce qui implique 20 la suppression de la seconde section de câble 40, à tout le moins sa partie apparente. Dans encore une autre variante, un moyen de réglage tel qu'un interrupteur à plusieurs positions est prévu dans le boîtier déporté 30 ou dans le bloc prise 10, pour permettre à l'utilisateur 25 de régler le temps de charge ou de choisir entre plusieurs temps de charge préprogrammés. REVENDICATIONS1. Chargeur électrique compact (60) comprenant : - un bloc prise (10) comprenant des fiches conductrices (11, 12) pour recevoir une tension alternative (Vac, VO), - un convertisseur de tension (VCV) agencé dans le bloc prise, pour transformer la tension alternative (Vac, VO) en une tension continue (Vcc), - un interrupteur à commande manuelle (MSW) pour activer le convertisseur de tension (VCV), - un système à minuterie (TS) configuré pour désactiver 10 le convertisseur de tension (VCV) au terme d'une période de charge, et - un câble électrique (20, 40) et un connecteur d'extrémité (50), pour amener la tension continue à un dispositif rechargeable, 15 caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier déporté (30) distinct du bloc prise (10), et en ce que : - l'interrupteur à commande manuelle (MSW) est agencé dans le boîtier déporté (30), et - le câble électrique comprend une première section de 20 câble (20) reliant le bloc prise (10) au boîtier déporté (30), et une seconde section de câble (40) reliant le boîtier déporté (30) au connecteur d'extrémité (50). 2. Chargeur selon la revendication 1, dans lequel : 25 - la première section de câble (20) comprend au moins une première paire de fils (W1, W2) pour véhiculer la tension alternative (Vac, VO) jusqu'à l'interrupteur à commande manuelle (MSW), et au moins une seconde paire de fils (W3, W4) pour véhiculer la tension continue (Vcc, GND), 30 et - la seconde section de câble (40) comprend au moins une paire de fils (W3, W4) pour véhiculer la tension continue. 3. Chargeur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la seconde section de câble présente une longueur inférieure à celle de la première section de câble, de sorte que le boîtier déporté se trouve à proximité du connecteur d'extrémité. 4. Chargeur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le connecteur est solidaire du boîtier déporté. 5. Chargeur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'interrupteur à commande manuelle est un interrupteur à commande fugitive et est configuré pour fournir la tension alternative (Vac, VO) au convertisseur de tension (VCV) lorsqu'il est dans l'état fermé. 6. Chargeur selon la revendication 5, dans lequel le système à minuterie (TS) comprend : - un relais statique (SSR) présentant un état fermé où le relais fournit la tension alternative (Vac, VO) au convertisseur de tension (VCV), et un état ouvert où le relais ne fournit pas la tension alternative au convertisseur de tension, le relais étant configuré pour basculer dans l'état fermé lorsqu'il reçoit une tension de contrôle (Vcc) et basculer dans l'état ouvert lorsqu'il ne reçoit pas la tension de contrôle, - une minuterie (MC) configurée pour appliquer au relais, en tant que tension de contrôle, la tension continue (Vcc) fournie par le convertisseur de tension, et ne plus fournir la tension continue (Vcc) au relais au terme de ladite période de charge. 7. Chargeur selon la revendication 6, dans lequel la minuterie est un microcontrôleur (MC) comprenant un port contrôlant la fourniture de la tension continue (Vcc) au relais (SSR). 8. Chargeur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le boîtier déporté (30) comprend en outre au moins une diode DEL configurée pour s'éclairer lorsque le convertisseur (VCV) reçoit la tension alternative (Vac, VO).