Brevet FR3109031A1 — publié le 20211008

L’invention concerne un système d’alimentation ou de charge sans-fil intégré dans un plateau d’un mobilier, le système comportant au moins une station de charge sans-fil comportant un module de charge et une antenne, le module de charge étant connecté à une source d’alimentation pour recevoir une puissance électrique et étant agencé pour transmettre cette puissance électrique à l’antenne, laquelle est agencée pour transmettre cette puissance électrique vers un appareil électrique distant pour le charger ou l’alimenter électriquement. Selon l’invention, l’antenne de la station de charge est montée sur le plateau au niveau d’une surface supérieure du plateau et le module de charge de la station de charge est monté sur le plateau au niveau d’une surface inférieure du plateau, l’antenne étant reliée au module de charge par un organe de connexion s’étendant au travers du plateau. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Système de charge ou d’alimentation électrique sans fil L’invention concerne le domaine des systèmes de charge ou d’alimentation électrique sans-fil. Plus précisément, l’invention concerne l’intégration d’une station de charge d’un tel système dans un mobilier. Afin de pouvoir alimenter ou charger des équipements électroniques dans un espace public, par exemple dans un lieu de restauration ou dans un espace d’attente, il est connu d’intégrer un système de charge ou d’alimentation électrique sans-fil dans du mobilier de cet espace. Ce type de système permet de transmettre de l’énergie depuis une station de charge sans-fil vers un appareil électronique disposé sur le mobilier, par exemple par couplage inductif entre une antenne située dans la station de charge et une bobine située dans l’appareil électronique. On relèvera par exemple que le standard Qi décrit un exemple de technologie permettant ce type de transmission d’énergie sans fil. Dans ce contexte, l’intégration de la station de charge dans le mobilier pose plusieurs problèmes. D’une part, la transmission d’énergie par la station de charge vers un appareil électronique requiert de pouvoir positionner l’appareil au plus proche de l’antenne de la station de charge. Pour répondre à cette contrainte, il a été imaginé de percer ou d’usiner un orifice dans une surface inférieure du plateau du mobilier, l’orifice s’étendant jusqu’à une surface supérieure du plateau. On vient ainsi placer la station de charge dans l’orifice en positionnant son antenne contre la face interne de cette surface supérieure. Un capot vient ensuite recouvrir l’orifice. Ce type de montage n’est pas satisfaisant car il rend l’intégration de la station peu adaptable. En outre, la station de charge est dès lors difficilement accessible, ce qui complexifie sa maintenance. D’autre part, la station de charge intègre différents composants électroniques, notamment des composants d’électronique de puissance, qui rayonnent de la chaleur lors du fonctionnement du système. Lorsque la station est installée dans l’orifice, cette chaleur est dirigée vers l’appareil électronique en charge posé sur le plateau, ce qui peut impacter cet appareil et n’est donc pas acceptable. Il existe ainsi un besoin pour un système de charge ou d’alimentation électrique sans-fil palliant les inconvénients cités, et plus précisément permettant une maintenance aisée de la station de charge et évitant que la chaleur émise par la station de charge ne vienne impacter un appareil électronique en charge. La présente invention se place dans ce contexte et vise à répondre à ce besoin. A ces fins, l’invention a pour objet un système d’alimentation ou de charge sans-fil intégré dans un plateau d’un mobilier, le système comportant au moins une station de charge sans-fil comportant un module de charge et une antenne, le module de charge étant connecté à une source d’alimentation pour recevoir une puissance électrique et étant agencé pour transmettre cette puissance électrique à l’antenne, laquelle est agencée pour transmettre cette puissance électrique vers un appareil électrique distant pour le charger ou l’alimenter électriquement. Selon l’invention, l’antenne de la station de charge est montée sur le plateau au niveau d’une surface supérieure du plateau et le module de charge de la station de charge est monté sur le plateau au niveau d’une surface inférieure du plateau, l’antenne étant reliée au module de charge par un organe de connexion s’étendant au travers du plateau. On entend notamment par module de charge un module adapté pour recevoir, directement ou indirectement, la puissance électrique émise par la source d’alimentation et pour transformer cette puissance électrique en une puissance électrique adaptée pour une transmission sans-fil, cette puissance électrique étant ensuite transmise à l’antenne. Par exemple, le module de charge peut comporter une unité de conversion de la puissance électrique reçue par la station de charge, par exemple comprenant un onduleur agencé pour transformer une alimentation continue en une alimentation alternative destinée à être transmise par l’antenne. Si on le souhaite, le module de charge peut comporter une unité de mesure de courant circulant dans l’antenne, notamment à des fins de diagnostic de la station de charge. De préférence, le module de charge peut comporter une unité de contrôle et de communication agencée pour détecter un appareil électronique distant disposé sur le plateau du mobilier, pour transmettre et recevoir des informations vers ledit appareil électronique destinées à permettre la mise en œuvre de la charge ou l’alimentation électrique de cet appareil et pour contrôler, en fonction desdites informations transmises et reçues, l’unité de conversion pour la conversion de la puissance électrique reçue et la transmission de la puissance électrique convertie vers l’antenne. On comprend que grâce à l’invention, le module de charge et l’antenne sont découplés. Dès lors, on bénéficie d’une capacité étendue d’intégration de la station de charge dans le plateau du mobilier, dans la mesure où cette intégration n’est plus limitée à un simple orifice percé ou usiné dans le plateau pour y installer l’intégralité de la station. En outre, on peut placer le module de charge à distance de la surface supérieure du plateau, de sorte qu’on vienne limiter la transmission de la chaleur émise par les composants de ce module de charge à un appareil électronique placé sur le plateau. De préférence, le système comporte le plateau du mobilier. Dans un mode de réalisation de l’invention, une cavité borgne est ménagée dans la surface inférieure du plateau en s’étendant jusqu’à la surface supérieure du plateau, et l’antenne de la station de charge est logée dans ladite cavité contre la surface supérieure du plateau. En d’autres termes, la cavité borne est agencée pour laisser une fine bande de matière du plateau au niveau de la surface supérieure. Le cas échéant, l’antenne peut être montée sur une face interne de la surface supérieure, le module de charge peut être fixé sous la cavité borgne, et l’organe de connexion peut s’étendre dans la cavité borne. De préférence, le diamètre de la cavité borne est supérieur ou égal à celui de l’antenne et inférieur à celui du module de charge. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’antenne de la station de charge est montée sur la surface supérieure du plateau et un orifice traversant est ménagé dans le plateau en débouchant dans la surface supérieure au niveau de l’antenne et dans la surface inférieure au niveau du module de charge, l’organe de connexion s’étendant dans l’orifice traversant. Le cas échéant, le diamètre de l’orifice traversant peut être supérieur à celui de l’organe de connexion et peut être inférieur à celui de l’antenne et/ou du module de charge. Selon un exemple, un logement est ménagé dans la surface supérieure du plateau, l’antenne de la station de charge étant installée dans le logement. Le cas échéant, la profondeur du logement peut être identique à l’épaisseur de l’antenne, de sorte que l’antenne vienne affleurer une face extérieure de la surface supérieure du plateau. En variante, la profondeur du logement peut être supérieure à l’épaisseur de l’antenne, le système comportant un capot agencé pour recouvrir l’antenne et pour affleurer une face extérieure de la surface supérieure du plateau. En variante encore, l’antenne peut être montée directement sur la surface supérieure du plateau de sorte qu’elle fasse saillie de cette surface supérieure. Dans un mode de réalisation de l’invention, le système comporte une pluralité de stations de charge comportant chacune un module de charge, une antenne, et les modules de charge des stations de charge sont interconnectés entre eux pour former un réseau de stations de charge relié électriquement à la source d’alimentation. Avantageusement, l’une des stations de charge du réseau est reliée électriquement directement à la source d’alimentation et le module de charge de chaque station de charge est agencé pour relayer la puissance électrique fournie par la source d’alimentation, ou par le module de charge d’une station de charge adjacente à laquelle il est connecté, à l’un des, notamment plusieurs des, voire tous les, modules de charge des autres stations adjacentes auxquels il est connecté. On pourra envisager différentes topologies de réseau, et notamment des topologies du type linéaire (également appelé en anglais daisy chain), du type anneau, du type maillé, du type grille ou du type étoile. Avantageusement, les modules de charge des stations de charge peuvent être interconnectés entre eux par des bandes d’alimentation plates fixées sur la face inférieure du plateau. Par exemple, chaque bande d’alimentation plate pourra comporter un support, par exemple en matière plastique, sur lequel sont formées une ou plusieurs pistes électriques, par exemple en cuivre. Le cas échéant, chaque bande pourra comporter un ou plusieurs plateaux faisant saillie du support et agencé pour séparer deux pistes électriques adjacentes. Avantageusement, chaque bande d’alimentation plate peut comporter des organes de fixation, et chaque module de charge peut comporter une platine de raccordement comportant une pluralité de connecteurs répartis sur le pourtour de la platine de raccordement. Le cas échant, chaque connecteur comporte des organes de fixation complémentaires agencés pour coopérer avec les organes de fixation d’une bande d’alimentation plate connectée au connecteur. Par exemple, chaque bande d’alimentation plate peut comporter un support sur lequel est formée au moins une piste électrique, le support comportant au moins un rebord profilé pour former un crochet, ledit crochet formant un organe de fixation de la bande d’alimentation plate. Le cas échéant, chaque connecteur comporte une borne de connexion montée sur la platine de raccordement et agencée pour venir en contact avec la piste électrique d’une bande d’alimentation plate connectée au connecteur et un clip formé sur la platine de raccordement au droit de la borne de connexion, ledit clip formant un organe de fixation complémentaire du connecteur, le crochet de ladite bande d’alimentation plate étant encliqueté dans le clip du connecteur. Le cas échéant, les organes de fixation de la bande d’alimentation peuvent comporter deux rebords du support et les organes de fixation complémentaire du connecteur peuvent comporter deux clips formés sur la platine de raccordement de part et d’autre de la ou des bornes de connexion du connecteur ; Dans un mode de réalisation de l’invention, la source d’alimentation comporte une batterie agencée pour délivrer ladite puissance électrique au module de charge de la station de charge, le système comportant une station d’accueil destinée à accueillir la batterie, la station d’accueil étant reliée électriquement à la station de charge. En variante, la source d’alimentation pourra être un réseau électrique public. Avantageusement, l’antenne de la station de charge peut comporter une bobine formée par au moins un enroulement surfacique de fil de litz encapsulée dans un boîtier. Le cas échéant, l’organe de connexion peut comporter une extension du fil de litz de la bobine de l’antenne. Ladite bobine forme ainsi une bobine primaire destinée à être couplée par couplage inductif à une bobine secondaire présente sur un appareil électrique distant destiné à être chargé ou alimenté par le système selon l’invention. Si on le souhaite, l’antenne peut comporter un boîtier, notamment en plastique, encapsulant ladite bobine, le boîtier pouvant être clos sur sa périphérie par un anneau métallique. De préférence, l’extension du fil de litz de la bobine s’étend au travers du plateau du mobile pour venir s’insérer dans un connecteur du module de charge. La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles : représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un système d’alimentation ou de charge sans fil intégré dans un mobilier selon un mode de réalisation de l’invention ; représente, schématiquement et partiellement, une vue d’une station de charge sans-fil du système de la [Fig. 1] ; représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessous d’un système d’alimentation ou de charge sans fil intégré dans un mobilier selon un autre mode de réalisation de l’invention ; , représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe du système de la [Fig. 3a] ; représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un système d’alimentation ou de charge sans fil intégré dans un mobilier selon un autre mode de réalisation de l’invention ; et représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un système d’alimentation ou de charge sans fil intégré dans un mobilier selon un autre mode de réalisation de l’invention. Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références. On a représenté en une vue en coupe d’un système de charge ou d’alimentation sans fil 1 intégré dans un plateau 2 d’un mobilier. Le système comporte une station de charge sans-fil 3, comportant un module de charge 31 et une antenne 32. On a représenté en une vue de cette station de charge 3 seule. Le module de charge 31 est connecté à une source d’alimentation électrique (non représentée) pour recevoir une puissance électrique. A ces fins, le module de charge comporte une platine de raccordement 33 comportant une pluralité de connecteurs 33a répartis sur le pourtour de cette platine 33, chacun muni de bornes de connexion et de clips (non représentés) disposés de part et d’autre des bornes. Une bande d’alimentation plate 4, sur laquelle transite ladite puissance électrique, est raccordée à l’un des connecteurs 33a. Cette bande 4 comporte un support 41 sur lequel sont formées des pistes électriques 42 isolées entre elles par un plateau central 43. Les rebords 44 du support 41 sont profilés en forme de crochets pour venir s’encliqueter dans les clips du connecteur 33a, de sorte à maintenir la bande 4 sur le connecteur 33a et à garantir un contact électrique entre les pistes 42 et les bornes du connecteur 33a. Un capot 34 vient recouvrir la platine de raccordement 33. Le module de charge 31 comporte une carte de circuit imprimé 31a reliée aux bornes des connecteurs 33a, et sur laquelle est agencée une unité de conversion agencée pour convertir la puissance électrique qu’il reçoit via la bande 4 en une puissance électrique adaptée pour être transmise, par transmission sans-fil, par l’antenne 32 à un appareil électronique disposé sur le plateau 2 pour le charger ou l’alimenter. Dans l’exemple décrit, le module de charge 31 recevant un courant continu, l’unité de conversion est notamment agencée pour convertir ce courant continu en un courant alternatif qu’elle transmet à l’antenne 32. Le module de charge 31 comporte en outre, montées sur la carte de circuit imprimé 31a, une unité de mesure du courant circulant dans l’antenne 32, notamment à des fins de diagnostic de la station de charge 3, et une unité de contrôle et de communication agencée pour détecter un appareil électronique distant disposé sur le plateau 2 du mobilier, pour transmettre et recevoir des informations vers ledit appareil électronique destinées à permettre la mise en œuvre de la charge ou l’alimentation électrique de cet appareil et pour contrôler, en fonction desdites informations transmises et reçues, l’unité de conversion pour la conversion de la puissance électrique reçue et la transmission de la puissance électrique convertie vers l’antenne 32. L’antenne 32 comporte une bobine 32a formée d’un enroulement surfacique d’un fil de litz. Cette bobine 32a est encapsulée dans un boîtier 32b de l’antenne 32. Un tronçon 35 du fil de litz s’étend depuis la bobine 32a pour venir s’insérer dans un connecteur 31b du module de charge 31, formant ainsi un organe de connexion 35 entre l’antenne 32 et le module de charge 31. On comprend ainsi que l’antenne 32 est découplée du module de charge 31, grâce à l’organe de connexion 35. Le plateau 2 du mobilier présente une surface inférieure 21 et une surface supérieure 23. Une cavité borne 22 est ménagée dans la surface inférieure 21, en s’étendant dans l’épaisseur du plateau 2 vers la surface supérieure 23 du plateau, tout en laissant une bande de matière définissant cette surface supérieure 23. L’antenne 32 de la station de charge 3 est logée dans la cavité borne 22, en étant placée contre une face interne de la surface supérieure 23, tandis que le module de charge 31 est monté sur la surface inférieure 21 en bouchant la cavité borne 22. L’organe de connexion 31 s’étend ainsi dans la cavité borgne 22. Dans l’exemple décrit, le diamètre de la cavité borgne 22 est légèrement supérieur à celui de l’antenne 32 et légèrement inférieur à celui du module de charge 31. De la sorte, lorsqu’un appareil électronique apte à être chargé ou alimenté par le système 1 est posé sur la surface supérieure du plateau 2 au niveau de l’antenne 32, cette antenne 32 se couple, par couplage inductif, à une bobine située dans l’appareil, et la puissance électrique délivrée par la source d’alimentation et reçue par le module de charge 31 via la bande d’alimentation 4, peut alors être transmise via l’antenne 32, par transmission sans-fil, à cet appareil. On a représenté en et en [Fig. 3b] des vues respectivement de dessous et en coupe d’une variante du système de charge ou d’alimentation sans fil 1 de la [Fig. 1]. Dans cet exemple, le système 1 comporte une unité d’alimentation 5, comportant une batterie 51 installée dans une station d’accueil 52. Dans l’exemple décrit, l’unité d’alimentation 5 est montée sur une surface inférieure 21 du plateau 2. Le système comporte une pluralité de stations de charge 3, comportant chacune un module de charge 31 et une antenne 32, et montées chacune sur le plateau 2 de façon identique à la station de charge de la . Une pluralité d’orifices traversants 22 sont ainsi ménagés dans la surface inférieure 22 du plateau 2 et l’antenne 32 de chaque station de charge 3 est logée dans un des orifices 22, en étant placée contre une face interne de la surface supérieure 23, tandis que chaque module de charge 31 est monté sur la face inférieure 21 en bouchant l’un des orifices 22. Le module de charge 31 de la station de charge 3 adjacente à l’unité d’alimentation 5 est relié électriquement, par le biais d’un connecteur 53 et d’une bande d’alimentation plate 4, à la station d’accueil 52 de l’unité d’alimentation 5 pour recevoir une puissance électrique délivrée par la batterie 51, comme montré en . Le module de charge 31 de chacune des stations de charge 3 est en outre interconnecté aux modules de charge 31 des stations de charge 3 adjacentes, au moyen de bandes plates 4 fixées aux connecteurs 33a des platines de raccordement 33 de ces modules de charge 31, de façon identique à la [Fig. 1]. Chaque module de charge 31 peut ainsi relayer la puissance électrique qu’il reçoit, de la batterie 51 ou d’un module de charge 31 adjacent, aux autres modules de charge 31 adjacents. L’ensemble des stations de charge 3 forme ainsi un réseau de stations de charge qui est linéaire dans l’exemple décrit. On a représenté en une vue en coupe d’un système de charge ou d’alimentation sans fil 1 intégré dans un plateau 2 d’un mobilier selon un autre mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode, l’antenne 32 de la station de charge 3 est montée directement sur la surface supérieure 23 du plateau 2, et le module de charge 31 est monté sur la surface inférieure 21 du plateau 2. Un orifice traversant 24, de diamètre largement inférieur à celui de l’antenne 32 et du module de charge 31, est percé au travers du plateau 2 pour permettre le passage de l’organe de connexion 35. On a représenté en une vue en coupe d’un système de charge ou d’alimentation sans fil 1 intégré dans un plateau 2 d’un mobilier selon encore un autre mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode, un logement 25 est ménagé dans la surface supérieure 23 du plateau 2, et dans lequel est logée l’antenne 32 de la station de charge 3. La profondeur du logement 25 est telle que l’antenne 32 affleure la surface supérieure 23. Le module de charge 31 est monté sur la surface inférieure 21 du plateau 2. Un orifice traversant 24, de diamètre largement inférieur à celui de l’antenne 32 et du module de charge 31, est percé au travers du plateau 2 pour permettre le passage de l’organe de connexion 35. La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, et notamment en proposant un système d’alimentation ou de charge sans-fil dans lequel l’antenne de la station de charge est découplée du module de charge de cette station de charge. On dispose ainsi d’une solution permettant de diversifier les modes d’intégration de la station de charge dans un mobilier et selon laquelle le module de charge peut être éloigné d’une surface du mobilier permettant de recevoir un appareil électronique destiné à être chargé, de sorte à limiter l’impact de la chaleur émise par les composants de ce module de charge sur cet appareil. En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. En particulier, on pourra prévoir d’autres modes de réalisation du système de charge ou d’alimentation sans-fil, et notamment un système employant un autre type de technologie de transmission d’énergie sans fil que le couplage inductif, ou encore un système employant une autre topologie de réseau de stations de charge que celui décrit. On pourra enfin prévoir d’autres modes d’intégration du système de charge ou d’alimentation sans-fil que celui décrit. Système (1) d’alimentation ou de charge sans-fil intégré dans un plateau (2) d’un mobilier, le système comportant au moins une station de charge sans-fil (3) comportant un module de charge (31) et une antenne (32), le module de charge étant connecté à une source d’alimentation (5) pour recevoir une puissance électrique et étant agencé pour transmettre cette puissance électrique à l’antenne, laquelle est agencée pour transmettre cette puissance électrique vers un appareil électrique distant pour le charger ou l’alimenter électriquement ; dans lequel l’antenne de la station de charge est montée sur le plateau au niveau d’une surface supérieure (23) du plateau et le module de charge de la station de charge est monté sur le plateau au niveau d’une surface inférieure (21) du plateau, l’antenne étant reliée au module de charge par un organe de connexion (35) s’étendant au travers du plateau. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel une cavité borgne (22) est ménagée dans la surface inférieure (21) du plateau (2) en s’étendant jusqu’à la surface supérieure (23) du plateau, et dans lequel l’antenne (32) de la station de charge (3) est logée dans ladite cavité contre la surface supérieure du plateau. Système (1) selon la revendication 1, dans lequel l’antenne (32) de la station de charge (3) est montée sur la surface supérieure (23) du plateau (2) et dans lequel un orifice traversant (24) est ménagé dans le plateau en débouchant dans la surface supérieure au niveau de l’antenne et dans la surface inférieure (21) au niveau du module de charge (31), l’organe de connexion (35) s’étendant dans l’orifice traversant. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel un logement (25) est ménagé dans la surface supérieure (23) du plateau (2), l’antenne (32) de la station de charge (3) étant installée dans le logement. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, le système comportant une pluralité de stations de charge (3) comportant chacune un module de charge (31), une antenne (32), caractérisé en ce que les modules de charge des stations de charge sont interconnectés entre eux pour former un réseau de stations de charge relié électriquement à la source d’alimentation (5). Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel les modules de charge (31) des stations de charge (3) sont interconnectés entre eux par des bandes d’alimentation plates (4) fixées sur la surface inférieure (21) du plateau (2). Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque bande d’alimentation plate (4) comporte des organes de fixation (44), dans lequel chaque module de charge (31) comporte une platine de raccordement (33) comportant une pluralité de connecteurs (33a) répartis sur le pourtour de la platine de raccordement, et dans lequel chaque connecteur comporte des organes de fixation complémentaires agencés pour coopérer avec les organes de fixation d’une bande d’alimentation plate connectée au connecteur. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque bande d’alimentation plate (4) comporte un support (41) sur lequel est formée au moins une piste électrique (42), le support comportant au moins un rebord (44) profilé pour former un crochet, ledit crochet formant un organe de fixation de la bande d’alimentation plate et dans lequel chaque connecteur (33a) comporte une borne de connexion montée sur la platine de raccordement (33) et agencée pour venir en contact avec la piste électrique d’une bande d’alimentation plate connectée au connecteur et un clip formé sur la platine de raccordement au droit de la borne de connexion, ledit clip formant un organe de fixation complémentaire du connecteur, le crochet de ladite bande d’alimentation plate étant encliqueté dans le clip du connecteur. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la source d’alimentation (5) comporte une batterie (51) agencée pour délivrer ladite puissance électrique au module de charge (31) de la station de charge (3), caractérisé en ce qu’il comporte une station d’accueil (52) destinée à accueillir la batterie, la station d’accueil étant reliée électriquement à la station de charge. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’antenne (32) de la station de charge (3) comporte une bobine (32a) formée par au moins un enroulement surfacique de fil de litz encapsulée dans un boîtier (32b), et dans lequel l’organe de connexion (35) comporte une extension du fil de litz de la bobine de l’antenne.