Brevet FR2950750A1 — publié le 20110401

Dispositif d'alimentation en énergie électrique pour un équipement portable de télécommunication, et équipement portable utilisant un tel dispositif L'invention concerne un dispositif d'alimentation en énergie électrique pour un équipement portable de télécommunication, par exemple, pour un téléphone portable ou pour un ordinateur portable. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif d'alimentation en énergie électrique pour un équipement portable de télécommunication comportant un circuit électronique d'alimentation comprenant une borne d'entrée conçue pour être branchée sur le secteur, une borne de sortie adaptée à être branchée sur l'équipement portable, une borne de masse isolée électriquement de la borne d'entrée, une source d'énergie électrique disposée entre les bornes d'entrée et de sortie et adaptée à alimenter l'équipement portable en énergie électrique via la borne de sortie, la source d'énergie électrique étant en outre reliée à la borne de masse et comportant une batterie rechargeable adaptée à stocker l'énergie électrique. Un tel dispositif d'alimentation en énergie électrique est bien connu de l'homme du métier pour alimenter en énergie électrique, par exemple, un téléphone portable. Au vu des besoins en énergie électrique de plus en plus importants des équipements portables de télécommunication (et, en particulier, des téléphones portables qui offrent à un utilisateur de plus en plus de services à la fois), un compromis délicat doit être fait entre, d'une part, le poids de la source d'énergie électrique et, d'autre part, sa capacité à restituer de l'énergie électrique pour alimenter lesdits équipements portables. La présente invention, qui s'appuie sur cette observation originale, a principalement pour but de proposer un dispositif 2 d'alimentation visant au moins à réduire l'une au moins des limitations précédemment évoquées. A cette fin, le dispositif d'alimentation, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un régulateur à découpage comportant : un interrupteur asservi comprenant : - un premier commutateur disposé entre la borne d'entrée et la source d'énergie électrique, et - un deuxième commutateur disposé entre la source d'énergie io électrique et la borne de sortie, ^ un module de gestion comprenant une première borne reliée au premier commutateur et une deuxième borne reliée au deuxième commutateur, le module de gestion étant adapté à apprécier un état de charge de la batterie rechargeable, et à piloter l'interrupteur 15 asservi en fonction dudit état de charge, le premier commutateur étant adapté à aiguiller l'énergie électrique provenant de la borne d'entrée entre la source d'énergie électrique et la première borne, le deuxième commutateur étant adapté à aiguiller l'énergie électrique provenant de la deuxième borne entre la source d'énergie électrique 20 et la borne de sortie. Grâce à ces agencements, il est possible de fournir suffisamment d'énergie électrique aux équipements portables tout en minimisant le poids de la source d'énergie électrique. Cela contribue à élargir les possibilités fonctionnelles du dispositif d'alimentation selon 25 l'invention. Selon un deuxième de ses aspects, l'invention concerne un équipement portable de télécommunication utilisant le dispositif d'alimentation selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 3 ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure 1 annexée représentant de manière schématique en vue simplifiée un équipement portable de télécommunication comportant un dispositif d'alimentation en énergie électrique selon l'invention. Comme annoncé précédemment et illustré sur la figure 1, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif d'alimentation 1 en énergie électrique E pour un équipement portable 2 de télécommunication (par exemple, pour un téléphone portable, pour io un ordinateur portable). Ce dispositif d'alimentation 1 comporte un circuit électronique 3 d'alimentation comprenant : ^ une borne d'entrée 30 conçue pour être branchée sur le secteur 4, ^ une borne de sortie 31 adaptée à être branchée sur l'équipement portable 2, 15 ^ une borne de masse 32 isolée électriquement de la borne d'entrée 30, ^ une source 33 d'énergie électrique E disposée entre les bornes d'entrée et de sortie 30, 31 et adaptée à alimenter l'équipement portable 2 en énergie électrique E via la borne de sortie 31. La 20 source 33 d'énergie électrique E est en outre reliée à la borne de masse 32 et comporte une batterie rechargeable 330 adaptée à stocker l'énergie électrique E. Selon l'invention, le dispositif d'alimentation 1 comporte un régulateur 5 à découpage comportant : 25 ^ un interrupteur asservi 50 comprenant : - un premier commutateur 501 disposé entre la borne d'entrée 30 et la source 33 d'énergie électrique E, et - un deuxième commutateur 502 disposé entre la source 33 4 d'énergie électrique E et la borne de sortie 31, un module de gestion 51 comprenant une première borne 511 reliée au premier commutateur 501 et une deuxième borne 512 reliée au deuxième commutateur 502, le module de gestion 51 étant adapté à apprécier un état de charge A; de la batterie rechargeable 330, et à piloter l'interrupteur asservi 50 en fonction dudit état de charge A;, le premier commutateur 501 étant adapté à aiguiller l'énergie électrique E provenant de la borne d'entrée 30 entre la source 33 d'énergie électrique E et la première borne 511, le deuxième io commutateur 502 étant adapté à aiguiller l'énergie électrique E provenant de la deuxième borne 512 entre la source 33 d'énergie électrique E et la borne de sortie 31. De préférence, le module de gestion 51 est adapté à apprécier un état actif B de connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4. 15 Lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état actif B (c'est-à-dire, lorsque la borne d'entrée 30 est branchée sur le secteur 4) et, d'autre part, la batterie rechargeable 330 présente l'état de charge A; propre à la charge complète Ao de la batterie rechargeable 330 (c'est-à-dire, A; = Ao), 20 l'interrupteur asservi 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E à la borne de sortie 31 depuis la borne d'entrée 30 en contournant la source 33 d'énergie électrique E (par exemple, en passant par le module de gestion 51 via les première et deuxième bornes 511, 512). Grâce à ces agencements, le dispositif d'alimentation 1 est 25 capable d'alimenter l'équipement portable 2 de télécommunication en énergie électrique E directement à partir du secteur 4 (sans passer par la source 33 d'énergie électrique E). Cela tend à réduire un nombre des cycles de « charge/décharge » de la batterie rechargeable 330 ce qui contribue à augmenter sa durée de vie. 30 Avantageusement, le module de gestion 51 est adapté, comme précisé ci-dessus, à apprécier l'état actif B de connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4. Lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état actif B et, d'autre part, la batterie rechargeable 330 présente l'état de charge A; propre à la charge incomplète AI de la batterie rechargeable 330 (c'est-à-dire, A; = s AI), l'interrupteur asservi 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E depuis la borne d'entrée 30, à la fois, à la borne de sortie 31 et à la source 33 d'énergie électrique E. Grâce à ces agencements, le dispositif d'alimentation 1 est capable d'alimenter l'équipement portable 2 de télécommunication en énergie électrique E directement à partir du secteur 4 (sans passer par la source 33 d'énergie électrique E) tout en rechargeant la batterie rechargeable 330. Cela permet de maintenir l'alimentation de l'équipement portable 2 de télécommunication lors du chargement de la batterie rechargeable 330. Cela contribue à élargir les possibilités fonctionnelles dudit dispositif 1 d'alimentation. De préférence, le module de gestion 51 est adapté à apprécier un état d'interruption C de connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4. Lorsque la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état d'interruption C (c'est-à-dire, lorsque la borne d'entrée 30 est débranchée du secteur 4), l'interrupteur asservi 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E à la borne de sortie 31 depuis la source 33 d'énergie électrique E. Grâce à ces agencements, tout étant débranché du secteur 4, le dispositif 1 d'alimentation est capable d'alimenter l'équipement portable 2 de télécommunication en énergie électrique E. Cela contribue à élargir les possibilités fonctionnelles dudit dispositif 1 d'alimentation. Avantageusement, le dispositif d'alimentation 1 peut comporter au moins un module de capture 6 d'une énergie auxiliaire Mi adapté à capter l'énergie auxiliaire Mi et un module de transformation 7 relié au module de capture 6 et adapté à transformer l'énergie auxiliaire Mi (fournie par le module de capture 6 au module de transformation 7) en énergie électrique E. Le module de transformation 7 est en outre monté en parallèle sur la source 33 d'énergie électrique E entre la borne de masse 32 et la deuxième borne 512. Le deuxième commutateur 502 est adapté à aiguiller l'énergie électrique E provenant du module de transformation 7 vers la source 33 d'énergie électrique E et/ou vers la borne de sortie 31. Grâce à ces agencements, le dispositif 1 d'alimentation est plus respectueux de l'environnement car il peut transformer en énergie io électrique E l'énergie auxiliaire Mi, de préférence, du type « énergie renouvelable », ce qui contribue, in fine, à réduire des émissions des gaz à effet de serre. Avantageusement, lorsque la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état d'interruption C, l'interrupteur asservi 15 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E à la borne de sortie 31 via le deuxième commutateur 502, à la fois, depuis le module de transformation 7 et depuis la source 33 d'énergie électrique E. Grâce à ces agencements, le dispositif 1 d'alimentation assure une plus grande autonomie de fonctionnement de l'équipement portable 20 2 de télécommunication en absence du secteur 4. En effet, au moins une partie de l'énergie électrique E est fournie à l'équipement portable 2 de télécommunication depuis le module de transformation 7 ce qui contribue à réduire d'autant un épuisement de la batterie rechargeable 330 (et qui peut, de ce fait, rester opérationnelle plus longtemps). 25 De préférence, lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état d'interruption C, et, d'autre part, la batterie rechargeable 330 présente l'état de charge A; propre à la charge incomplète AI de la batterie rechargeable 330, l'interrupteur asservi 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E depuis le module 30 de transformation 7, à la fois, à la borne de sortie 31 et à la source 33 d'énergie électrique E. Grâce à ces agencements, il est possible d'utiliser l'énergie auxiliaire Mi pour recharger la batterie rechargeable 330 en absence du secteur 4 (par exemple, dans des zones sinistrées lors des événements environnementaux tels que des tremblements de terre, des tsunamis etc.) Ainsi, le dispositif 1 d'alimentation peut être utilisé par des services de secours pour recharger la batterie rechargeable 330 épuisée ce qui contribue, in fine, à sauver des vies humaines. Avantageusement, l'interrupteur asservi 50 est en outre adapté à fournir l'énergie électrique E à la borne de sortie 31 depuis le module lo de transformation 7. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté au cas décrit ci-dessus quand le module de gestion 51 est adapté à apprécier l'état actif B de connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4. Lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état actif B (c'est-à-dire, lorsque la borne 15 d'entrée 30 est branchée sur le secteur 4) et, d'autre part, la batterie rechargeable 330 présente l'état de charge A; propre à la charge complète Ao de la batterie rechargeable 330 (c'est-à-dire, A; = Ao), l'interrupteur asservi 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E à la borne de sortie 31 depuis la borne d'entrée 30 en contournant la source 20 33 d'énergie électrique E (par exemple, en passant par le module de gestion 51 via les première et deuxième bornes 511, 512). Grâce à ces agencements, la borne de sortie 31 peut être alimentée de manière hybride, à la fois, par le module de transformation 7 (en énergie électrique E de nature renouvelable) et par le secteur 4 25 (en énergie électrique E de nature non renouvelable, par exemple, fossile). Cela contribue à rendre le dispositif 1 d'alimentation plus respectueux de l'environnement. De préférence, l'interrupteur asservi 50 est en outre adapté à fournir l'énergie électrique E, à la fois, à la borne de sortie 31 et à la 30 source 33 d'énergie électrique E depuis le module de transformation 7. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté au cas décrit ci-dessus quand le module de gestion 51 est adapté à apprécier l'état actif B de connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4. Lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée 30 et le secteur 4 présente l'état actif B et, d'autre part, la batterie rechargeable 330 présente l'état de charge A; propre à la charge incomplète AI de la batterie rechargeable 330 (c'est-à-dire, A; = AI), l'interrupteur asservi 50 est adapté à fournir l'énergie électrique E depuis la borne d'entrée 30, à la fois, à la borne de sortie 31 et à la source 33 d'énergie électrique E. Grâce à ces agencements, la borne de sortie 31 et la batterie rechargeable 330 peuvent être alimentées de manière hybride, à la fois, io par le module de transformation 7 (en énergie électrique E de nature renouvelable) et par le secteur 4 (en énergie électrique E de nature non renouvelable, par exemple, fossile). Cela contribue à rendre le dispositif 1 d'alimentation plus respectueux de l'environnement. De préférence, le module de capture 6 est adapté à capter l'une 15 au moins parmi les énergies auxiliaires Mi suivantes : (a) énergie solaire Mo ; (b) énergie thermique MI ; (c) énergie cinétique M2 ; (d) énergie des ondes radio M3. Grâce à ces agencements, le dispositif 1 d'alimentation est plus respectueux de l'environnement car il peut transformer en énergie 20 électrique E l'énergie solaire Mo, et/ou l'énergie thermique MI, et/ou l'énergie cinétique M2, et/ou l'énergie des ondes radio M3. En outre, cela contribue à élargir les possibilités fonctionnelles dudit dispositif 1 d'alimentation, en particulier, lors de l'utilisation du dispositif 1 d'alimentation par les services de secours dans les zones sinistrées. 25 Avantageusement, la source 33 d'énergie électrique E comporte un chargeur linéaire 331 adapté à faire passer l'énergie électrique E qui entre dans la source 33 d'énergie électrique E vers la batterie rechargeable 330 ou qui sort de la source 33 d'énergie électrique E depuis la batterie rechargeable 330. 30 Cela simplifie l'utilisation du dispositif 1 d'alimentation au 9 quotidien et contribue à augmenter la durée de vie de la batterie rechargeable 330 du fait de la linéarisation temporelle de ses cycles « charge/décharge ». Selon un deuxième de ses aspects, l'invention concerne l'équipement portable 2 de télécommunication utilisant le dispositif d'alimentation 1 selon l'invention. De préférence, le dispositif 1 d'alimentation est intégré dans l'équipement portable 2 de télécommunication. Cela facilite l'utilisation de l'équipement portable 2 de io télécommunication au quotidien, en particulier lors des situations d'urgence où il est nécessaire de réduire des risque de perte du dispositif 1 d'alimentation. De manière alternative (cas non représenté), le dispositif 1 d'alimentation peut être lié à l'équipement portable 2 de 15 télécommunication à l'aide d'un moyen de liaison (non représenté), par exemple, à l'aide d'un fil électrique. Grâce à ces agencements, il devient plus facile de manier le dispositif 1 d'alimentation dans l'espace, par exemple, pour orienter plus précisément le module de capture 6 face au soleil. 20 REVENDICATIONS1. Dispositif d'alimentation (1) en énergie électrique (E) pour un équipement portable (2) de télécommunication comportant un circuit électronique (3) d'alimentation comprenant une borne d'entrée (30) conçue pour être branchée sur le secteur (4), une borne de sortie (31) adaptée à être branchée sur l'équipement portable (2), une borne de masse (32) isolée électriquement de la borne d'entrée (30), une source (33) d'énergie électrique (E) disposée entre les bornes d'entrée et de sortie (30), (31) et adaptée à alimenter l'équipement portable (2) lo en énergie électrique (E) via la borne de sortie (31), la source (33) d'énergie électrique (E) étant en outre reliée à la borne de masse (32) et comportant une batterie rechargeable (330) adaptée à stocker l'énergie électrique (E), caractérisé en ce qu'il comporte un régulateur (5) à découpage 15 comportant : ^ un interrupteur asservi (50) comprenant : un premier commutateur (501) disposé entre la borne d'entrée (30) et la source (33) d'énergie électrique (E), et un deuxième commutateur (502) disposé entre la source (33) 20 d'énergie électrique (E) et la borne de sortie (31), ^ un module de gestion (51) comprenant une première borne (511) reliée au premier commutateur (501) et une deuxième borne (512) reliée au deuxième commutateur (502), le module de gestion (51) étant adapté à apprécier un état de charge (Ai) de la batterie 25 rechargeable (330), et à piloter l'interrupteur asservi (50) en fonction dudit état de charge (A;), le premier commutateur (501) étant adapté à aiguiller l'énergie électrique (E) provenant de la borne d'entrée (30) entre la source (33) d'énergie électrique (E) et la première borne (511), le deuxième commutateur (502) étant adapté à aiguiller 30 l'énergie électrique (E) provenant de la deuxième borne (512) entrela source (33) d'énergie électrique (E) et la borne de sortie (31). 2. Dispositif d'alimentation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de gestion (51) est adapté à apprécier un état actif (B) de connexion entre la borne d'entrée (30) et le secteur (4), et en ce que, lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée (30) et le secteur (4) présente l'état actif (B) et, d'autre part, la batterie rechargeable (330) présente l'état de charge (A;) propre à la charge complète (Ao) de la batterie rechargeable (330), l'interrupteur asservi (50) est adapté à fournir l'énergie électrique (E) à to la borne de sortie (31) depuis la borne d'entrée (30) en contournant la source (33) d'énergie électrique (E). 3. Dispositif d'alimentation (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le module de gestion (51) est adapté à apprécier un état actif (B) de connexion entre la borne d'entrée (30) et 15 le secteur (4), et en ce que, lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée (30) et le secteur (4) présente l'état actif (B) et, d'autre part, la batterie rechargeable (330) présente l'état de charge (A;) propre à la charge incomplète (AI) de la batterie rechargeable (330), l'interrupteur asservi (50) est adapté à fournir l'énergie électrique (E) 20 depuis la borne d'entrée (30), à la fois, à la borne de sortie (31) et à la source (33) d'énergie électrique (E). 4. Dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le module de gestion (51) est adapté à apprécier un état d'interruption (C) de connexion entre la 25 borne d'entrée (30) et le secteur (4), et en ce que, lorsque la connexion entre la borne d'entrée (30) et le secteur (4) présente l'état d'interruption (C), l'interrupteur asservi (50) est adapté à fournir l'énergie électrique (E) à la borne de sortie (31) depuis la source (33) d'énergie électrique (E). 30 5. Dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au 12 moins un module de capture (6) d'une énergie auxiliaire (Mi) adapté à capter l'énergie auxiliaire (Mi) et un module de transformation (7) relié au module de capture (6) et adapté à transformer l'énergie auxiliaire (Mi) en énergie électrique (E), le module de transformation (7) étant en outre monté en parallèle sur la source (33) d'énergie électrique (E) entre la borne de masse (32) et la deuxième borne (512), et en ce que le deuxième commutateur (502) est adapté à aiguiller l'énergie électrique (E) provenant du module de transformation (7) vers la source (33) d'énergie électrique (E) et/ou vers la borne de sortie (31). 6. Dispositif d'alimentation (1) selon la revendication 5 combinée avec la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsque la connexion entre la borne d'entrée (30) et le secteur (4) présente l'état d'interruption (C), l'interrupteur asservi (50) est adapté à fournir l'énergie électrique (E) à la borne de sortie (31) via le deuxième commutateur (502), à la fois, depuis le module de transformation (7) et depuis la source (33) d'énergie électrique (E). 7. Dispositif d'alimentation (1) selon la revendication 5 ou 6 combinée avec la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsque, d'une part, la connexion entre la borne d'entrée (30) et le secteur (4) présente l'état d'interruption (C), et, d'autre part, la batterie rechargeable (330) présente l'état de charge (Ai) propre à la charge incomplète (AI) de la batterie rechargeable (330), l'interrupteur asservi (50) est adapté à fournir l'énergie électrique (E) depuis le module de transformation (7), à la fois, à la borne de sortie (31) et à la source (33) d'énergie électrique (E). 8. Dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 combinée avec les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que l'interrupteur asservi (50) est en outre adapté à fournir l'énergie électrique (E) à la borne de sortie (31) depuis le module de transformation (7). 9. Dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des 13 revendications 5 à 7 combinée avec les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'interrupteur asservi (50) est en outre adapté à fournir l'énergie électrique (E), à la fois, à la borne de sortie (31) et à la source (33) d'énergie électrique (E) depuis le module de transformation (7). 10. Dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le module de capture (6) est adapté à capter l'une au moins parmi les énergies auxiliaires (Mi) suivantes : (a) énergie solaire (Mo) ; (b) énergie thermique (MI) ; (c) énergie cinétique (M2) ; (d) énergie des ondes radio (M3). 11. Dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source (33) d'énergie électrique (E) comporte un chargeur linéaire (331) adapté à faire passer l'énergie électrique (E) qui entre dans la source (33) d'énergie électrique (E) vers la batterie rechargeable (330) ou qui sort de la source (33) d'énergie électrique (E) depuis la batterie rechargeable (330). 12. Equipement portable (2) de télécommunication utilisant le dispositif d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.