FR2989529A1 - Procede et banc de charge par couplage magnetique - Google Patents

Abstract

L'invention vise à s'affranchir des perturbations mutuelles générées par les flux de charge et de communication dans le cadre de la charge des équipements portables. Pour ce faire, l'invention prévoir de séparer ces flux par la commutation réversible de bobines en mode charge ou en mode communication. Selon un exemple de réalisation, un banc de charge (1) selon l'invention comprend trois bobines (Ba, Bb, et Bc) se chevauchant partiellement, dans des plans superposés (P1, P2). Une alimentation électrique (10) permet de fournir aux bobines un courant alternatif du réseau. Sur la face supérieure (3) de ce banc de charge est posé un équipement portable (5) à charger. Cet équipement comprend un enroulement (6) destiné à recevoir la charge électrique, et une armature de ferrites (7) de protection. L'une des bobines (Bb) est sélectionnée pour émettre le flux magnétique (2) de charge vers le téléphone portable (5). La sélection est réalisée par l'émission d'une série d'impulsions par au moins l'une des bobines (Ba, Bb, Bc) et la comparaison des signaux retour avec un seuil de référence. Cette comparaison permet également de sélectionner l'une des autres bobines (Ba, Bc) ou d'utiliser ces deux autres bobines (Ba, Bc) pour recevoir un flux de communication d'information (8) provenant de l'équipement portable (5) à charger.

Description

L'invention se rapporte à un procédé de charge par couplage magnétique comprenant les fonctions de charge électrique et de communication d'information provenant d'un équipement portable pour le contrôle de la charge. L'invention concerne également un banc de charge apte à mettre en oeuvre un tel procédé.

Le domaine de l'invention est celui du chargement inductif par un équipement dit primaire, portable ou non, dédié à la charge ou recharge d'un ou de plusieurs équipements électroniques portables, par exemple des téléphones portables, des clés USB, des lecteurs MP3, Smartphones, des dispositifs GPS, etc., collectivement appelés « équipement secondaire ».

Les équipements primaires de chargement inductif sont des équipements récents. Le principe de chargement inductif tend à se généraliser car il n'a pas besoin d'interface de connexion spécifique, il permet une charge sans fil et offre de nombreuses déclinaisons avec, en particulier, une surface « banc de charge » pour la recharge simultanée de plusieurs équipements portables. En outre, il permet de combiner la charge avec une fonction de facturation de l'énergie électrique fournie. Ce chargement inductif devient une norme de chargement universelle. Le chargement inductif utilise la propriété électrique du couplage magnétique entre deux enroulements, celui de l'équipement primaire et celui de l'équipement secondaire, qui permet le transfert électromagnétique de la tension. Un courant alternatif dans l'enroulement de l'équipement primaire produit un champ magnétique variable dont les lignes de champ traversent l'enroulement de l'équipement secondaire. Cette traversée de l'enroulement secondaire par des lignes de champ d'intensité variable induit un courant dans cet enroulement. La tension créée par ce courant permet alors de faire fonctionner l'équipement secondaire ou de charger sa batterie. L'efficacité du transfert dépend de la qualité du couplage entre les deux enroulements. Le chargement par induction nécessite une fonction de communication qui lui est spécifique, afin de contrôler la charge à partir de la réception par l'équipement primaire d'informations sur le niveau de charge, la vitesse de charge, ou la facturation de l'énergie fournie. L'équipement primaire traite alors les informations pour en déduire des actions éventuelles : arrêt de la charge, définitif ou temporaire, déclenchement d'une facturation ou autre. De nombreuses améliorations ont été apportées récemment au chargement inductif, comme celles des publications de documents de brevet US 2010/0066305, US 2011/0025265 ou US 2011/0285348.

Le document US 2010/0066305 présente en particulier les différentes opérations à réaliser pour effectuer la charge d'un équipement secondaire, notamment: la mise en face à face de l'enroulement de l'équipement secondaire avec celui de l'équipement primaire, la présence d'une fonction de contrôle et de communication sans contact pour surveiller la charge de l'équipement secondaire, et arrêter la charge dès qu'elle est complète. Un des inconvénients de ce type d'équipement réside dans la nécessité d'arrêter la charge pour effectuer les indispensables étapes de communication et vérifier en particulier le niveau de charge de l'équipement secondaire. La charge est interrompue pour que la communication puisse être transmise sans perturbation ni bruit parasite. Le document US 2011/0025265 présente un équipement primaire équipé, en sus de l'enroulement prévu pour la charge électrique, d'une deuxième antenne pour la communication de proximité, sans contact avec l'équipement secondaire, et d'un équipement secondaire également équipé d'une deuxième antenne. Cette deuxième antenne est principalement dédiée à la communication entre l'équipement primaire et l'équipement secondaire. Néanmoins, pendant la phase de communication, la charge est arrêtée sinon cette charge perturbe la communication par du bruit harmonique. De plus, la condition imposée à l'équipement secondaire, à savoir l'utilisation d'une deuxième antenne spécifique, fait perdre au chargeur sans fil son caractère universel. Le document US 0285348 apporte quant à lui des améliorations de fabrication de l'enroulement de l'équipement secondaire ; il est formé par moulage dans une des 20 couches constituant l'équipement secondaire. Ce moulage offre à l'enroulement deux avantages : la durabilité et la finesse. Cependant, ces dispositifs ne permettent pas d'assurer, dans de bonnes conditions, la simultanéité de la charge de l'équipement secondaire par l'équipement primaire et de la communication entre ces deux équipements. Une telle simultanéité 25 permet de surveiller le taux de charge en temps réel, de diminuer ou de stopper l'émission de puissance dès que l'équipement secondaire se déclare en charge complète. Dans ces dispositifs de l'art antérieur, les deux flux de charge et de communication se combinent en modulation d'amplitude. La profondeur de modulation, qui mesure l'amplitude de l'information rapportée à l'amplitude de la porteuse, reste 30 extrêmement faible, de l'ordre de 1 (:)/0, car les antennes émettrices ont une grande résonance pour améliorer leur facteur de qualité ainsi qu'une émission permanente. Cette faible profondeur de modulation rend le décodage de la communication difficile et incertaine. De plus, la communication interfère avec le flux de charge, diminue la résonance entre les deux enroulements, et diminue donc l'efficacité de la transmission 35 d'énergie entre eux. L'invention vise à s'affranchir de ces inconvénients en séparant les deux flux de l'équipement portable à charger, le flux magnétique de charge inductive et le flux de communication concernant cette charge, par la commutation réversible de bobines en mode charge ou en mode communication. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de charge par couplage magnétique réalisant les fonctions de charge électrique d'un équipement électronique portable à charger dit secondaire par un équipement ou banc de charge dit primaire comportant au moins deux bobines, et de communication d'information provenant de l'équipement secondaire vers l'équipement primaire. Dans ce procédé, l'équipement secondaire est détecté puis localisé à partir de l'émission d'un signal test par au moins une bobine de l'équipement primaire, de la réception, en retour, d'un signal porteur de données d'information par au moins une bobine de l'équipement primaire. L'amplitude du ou des signaux reçus est alors comparée à au moins un seuil de référence afin de déterminer, dans une phase de sélection, la bobine de l'équipement primaire la plus proche de l'équipement secondaire à commuter en mode charge, et la bobine de l'équipement primaire, située à proximité de cette bobine de charge, à commuter en mode communication des données d'information pour actionner les commandes contenues dans ces données. Ainsi ce procédé découple les flux de charge et de communication sur au moins deux bobines de l'équipement primaire, ce qui permet à l'équipement secondaire en cours de charge de transmettre des consignes au chargeur sans que la charge ne perturbe cette communication. La profondeur de modulation de l'amplitude devient alors importante, de l'ordre de 25 %. Selon des modes de réalisations préférés : - la transmission d'énergie est réalisée par un couplage inductif entre des bobines de l'équipement primaire et au moins une bobine de l'équipement secondaire dans des conditions de résonance magnétique ; - les bobines de l'équipement primaire de charge sont électriquement déphasées ; - le signal test est constitué par une série de brèves impulsions émise par un nombre réduit de bobines régulièrement réparties dans l'ensemble des bobines de l'équipement primaire ; - les données d'information sont analysées afin d'actionner les commandes correspondantes : variation d'intensité de charge, arrêt de charge et/ou facturation de coût de charge ; - un signal test est émis à intervalles réguliers lors de la charge afin de vérifier l'amplitude du signal en retour tel que reçu par les bobines et commuter les modes de fonctionnement des bobines en fonction d'une nouvelle localisation de l'équipement secondaire lorsque l'amplitude du signal reçu par la bobine de charge est inférieure au seuil de référence ; - lorsque plusieurs équipements secondaires à charger sont présents, les opérations de détection, localisation et de sélection de charge/communication sont opérées pour chaque équipement secondaire. L'invention se rapporte également à un banc de charge apte à mettre en oeuvre ce procédé. Un tel banc comporte des moyens d'alimentation électrique, une surface support d'équipements portables (équipements secondaires) à charger, un ensemble de bobines constitué d'au moins deux bobines, au moins un microcontrôleur de 10 traitement de données d'information provenant d'au moins un équipement à charger (équipement secondaire), au moins un régulateur de charge et des moyens sélecteurs de mode montés pour chaque bobine en liaison avec le microcontrôleur et le régulateur dans un circuit. Selon certains modes de réalisation préférés : 15 - les moyens sélecteurs de modes sont constitués par un sélecteur de communication multivoies relié en sortie à une extrémité de chaque bobine, et en entrée au microcontrôleur, afin de lui fournir les données d'information, et par un sélecteur de charge multivoies relié en sortie à l'autre extrémité de chaque bobine et en entrée au régulateur de charge 20 afin d'être apte à émettre un flux d'énergie électrique ; - les bobines sont en nombre au moins égal à trois et agencées dans au moins deux plans superposés avec un recouvrement partiel entres elles ; de manière préférentielle, les bobines sont agencées de telle sorte qu'il y a un recouvrement partiel au moins entre deux bobines voisines ; 25 - les bobines sont montées selon une disposition choisie parmi un agencement en ligne ou en réseau, notamment en matrice, en spirale ou en cercle. D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures 30 annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, une vue schématique en coupe d'un exemple de banc de charge fonctionnant selon le principe de l'invention et comportant trois bobines d'un équipement portable à charger disposé en regard ; - les figures 2a et 2b, une vue supérieure des trois bobines de l'exemple de 35 banc de charge selon la figure 1, avec mise en évidence des zones de communication et de charge, respectivement lorsqu'aucun équipement portable n'est posé et lorsqu'un tel équipement est posé sur l'appareil de charge ; - les figures 3a à 3c, des diagrammes d'amplitude de signaux montrant la profondeur de modulation de la communication reçue par les deux bobines d'extrémité du banc selon la figure 2, en absence d'équipement à charger et dans deux positions de l'équipement à charger ; - la figure 4, le schéma d'un ensemble de bobines de charge alignées d'un banc de charge en phase de détection et de localisation d'un équipement à charger ; - la figure 5, un exemple de circuit sélecteur de mode communication/charge pour une bobine d'un appareil de charge, et - la figure 6, un exemple d'organigramme d'étapes de sélection de bobines de charge et de communication en fonction de seuils de détection, d'un équipement portable sur un appareil de charge selon l'invention comportant un banc de charge selon la figure 4. La vue schématique de la figure 1 illustre en coupe un banc de charge 1 (équipement primaire) comprenant trois bobines Ba, Bb, et Bc se chevauchant partiellement, la bobine centrale Bb étant disposée dans un plan P1 supérieur - c'est-à-dire plus près des équipements à charger - situé au-dessus de celui P2 des deux autres bobines d'extrémité, Ba et Bc. Une alimentation électrique 10 permet de fournir aux bobines un courant alternatif du réseau. Sur la face supérieure 3 de ce banc de charge est posé un équipement portable 5 à charger, dit équipement secondaire 5, plus particulièrement un téléphone portable 5 dans l'exemple (le téléphone portable 5 est représenté à distance pour des raisons de clarté). Un tel téléphone portable 5 comprend un enroulement 6 destiné à recevoir la charge électrique, et une armature de ferrites 7 de protection de son électronique aux champs magnétiques environnants. L'une des bobines, la bobine Bb dans l'exemple illustré, est sélectionnée pour émettre le flux magnétique 2 de charge vers le téléphone portable 5. La sélection est réalisée selon l'invention par l'émission d'une série d'impulsions par l'une des bobines et la comparaison des signaux retour avec un seuil de référence (voir ci-après la méthode de sélection pour « n » bobines, en référence à la figure 4). L'une des bobines voisines de la bobine de charge Bb, et qui n'assure donc pas la transmission du flux de charge 2 par exemple la bobine Bc - est alors utilisée pour recevoir un flux de communication d'information 8 provenant de l'équipement secondaire 5, c'est-à-dire du téléphone portable 5.

Le chevauchement des bobines permet avantageusement, comme illustré par la vue supérieure du banc de charge 1 de la figure 2a, de réaliser une continuité de couverture de charge : les zones de charge potentielle, a1, 131 et cl, respectivement des bobines Ba, Bb et Bc, se recouvrent. De plus, ce chevauchement partiel réduit le couplage magnétique qui perturbe les flux. Afin de réduire encore ce couplage, par exemple en dessous de 1,5 %, un déphasage de l'alimentation électrique de chaque bobine est avantageusement réalisé par un circuit déphaseur approprié connu de la personne du métier. Lorsqu'aucun équipement n'est présent sur le banc de charge 1, les zones de communication a2, b2 et c2, de chacune des bobines Ba, Bb et Bc, sont plus réduites que les zones de charge a1, 131 et cl. Lorsqu'un équipement secondaire 5 est posé sur le banc de charge 1 et est équipé de ferrites - par exemple le téléphone portable 5 (figure 1) - les zones de communication a2, b2 et c2 s'élargissent. Comme illustré par la figure 2b, la zone de communication 20 ainsi formée recouvre alors sensiblement l'ensemble des zones de charge al, a2, et a3. Plus précisément, les ferrites 7 augmentent les couplages entre l'équipement secondaire 5 et les bobines du banc de charge 1. Elles redirigent alors préférentiellement les lignes magnétiques porteuses des données émises par l'équipement secondaire 5 vers le banc de charge 1. Avantageusement, l'invention exploite la formation d'une telle zone 20 pour réaliser des flux de communication entre l'équipement secondaire 5 et toute bobine du banc de charge 1, en particulier au moins l'une des bobines autre que celle qui charge. L'augmentation d'étendue de la zone de communication 20 résulte de l'augmentation de profondeur de modulation alors réalisée par le banc de charge 1 lorsqu'un flux de communication est transmis audit banc de charge 1. Les diagrammes des figures 3a à 3c illustrent l'amplitude de cette profondeur de modulation des signaux des bobines d'extrémité Ba et Bc en absence d'équipement secondaire 5 ou dans différentes positions de l'équipement secondaire 5, la bobine centrale Bb restant, dans tous les cas de cet exemple, la bobine émettrice du flux de charge.

Lorsqu'aucun équipement secondaire 5 n'est posé sur le banc de charge 1 (figure 3a), aucun flux de communication n'est reçu et les signaux de réception 51 et 52 des bobines Ba et Bc varient très peu: leur faible amplitude égale à environ 500 mV ne sont quasiment pas parasitées. Dans le cas où un équipement secondaire 5 à charger est posé sur le banc de 35 charge 1 du côté d'une des bobines d'extrémité, du côté de la bobine Ba dans l'exemple (figure 3b), un signal de communication 61 de forte amplitude est porté par le signal de réception 51 de la bobine Ba. La bobine Bc ne reçoit pas de signal de communication.

Les signaux de réception porteurs 51 et 52 sont amplifiés par rapport au cas précédent lorsque l'équipement secondaire 5 est muni de ferrites 7, comme dans le cas présent. Ainsi, l'amplitude du signal porteur 51 est de l'ordre de 1, 7 V et celle du signal porteur 52 de l'ordre de 1V. L'amplitude du signal 51 reçu par la bobine Ba est supérieure à celle du signal 52 de la bobine Bc du fait de la plus grande proximité de la bobine Ba vis-à-vis de l'équipement secondaire 5 que la bobine Bc. L'amplitude du signal de réception 51 de la bobine Ba augmente d'environ 250 % du fait de la concentration des flux lorsque l'équipement secondaire 5 comporte des ferrites 7, comme dans l'exemple illustré en figure 3b. Par ailleurs, et de manière essentielle, du fait du découplage des flux de charge et du flux porteur de trames de communication sur deux bobines différentes, la profondeur de modulation atteint alors environ 25 %, ce qui correspond à un rapport signal/bruit (signal 61 sur bruit 51) d'environ 300 à 400 % : le décodage des trames de communication peut alors être entrepris sans ambiguïté. Avantageusement, la profondeur de modulation est telle qu'il devient inutile de faire une calibration préalable. Lorsque l'équipement secondaire 5 est posé sensiblement au centre du banc de charge 1, en d'autres termes plus proche de la bobine centrale Bb que des autres bobines d'extrémité, ces deux bobines d'extrémité Ba et Bc reçoivent des signaux de communication de même ordre de grandeur, respectivement 61 et 62 (cf. figure 3c). Dans ce cas, la profondeur de modulation et la sûreté du décodage des trames de communication sont optimisées par la position éloignée de l'équipement secondaire 5 vis à vis de chaque bobine de communication Ba et Bc, ce qui induit un découplage maximal avec le flux de charge, et un recoupement efficace des informations tirées des deux signaux 61 et 62 formant les trames de communication. Dans l'exemple illustré à la figure 3c, l'inégalité de l'amplitude des signaux porteurs 51 et 52, respectivement 1, 5 V et 2, 3 V montre que l'équipement secondaire 5 est plus proche de la bobine Bc que de la bobine Ba. Dans ces conditions, il apparaît qu'une comparaison entre les amplitudes des signaux porteurs 51 et 52, et/ou entre les signaux de communication 61 et 62 fournit une estimation de la localisation de l'équipement secondaire 5 entre les bobines d'extrémité Ba et Bc. L'invention permet ainsi de localiser un équipement secondaire 5 après l'avoir détecté par l'amplification des signaux porteurs 51 et 52. Le schéma de la figure 4 illustre plus particulièrement la mise en oeuvre de ces étapes de détection et de localisation par un banc de charge 1 à bobines multiples B1, B2, B3, B4, B5,..., Bn, disposées en ligne. La phase de communication sélective entre les bobines peut alors intervenir après la localisation de l'équipement secondaire 5 comme expliqué ci-dessous.

Le recouvrement partiel des bobines Bl, B2, B3, Bn, disposées dans deux plans parallèles est souhaité pour les raisons de découplage déjà mentionnées. Pendant la phase de détection, des bobines régulièrement réparties, une bobine sur trois dans l'exemple illustré, à savoir les bobines B2 et B5 sur la figure 4, émettent une série de brèves impulsions 80. L'amplitude des signaux reçus en retour est mesurée et comparée à un seuil de référence KO.Vi, Vi étant la tension initiale de chaque bobine et KO un coefficient de modulation. Lorsqu'une bobine, la bobine B3 dans l'exemple illustré, reçoit un signal 83 d'amplitude supérieure audit seuil, un équipement secondaire 5 à charger est détecté. Si plusieurs bobines, par exemple B3 et B4, ont reçu des signaux 83 et 84 d'amplitude supérieure audit seuil, la comparaison entre ces amplitudes permet de déduire directement une localisation de l'équipement secondaire 5 à charger. Dans l'exemple, l'amplitude du signal 83 est supérieure à celle du signal 84, et l'équipement secondaire 5 est plus près de la bobine B3 que de la bobine B4.

La bobine B3 située au plus près de l'équipement secondaire 5 est alors commutée en mode charge, et la bobine voisine B4 est ensuite commutée en mode communication. Ces commutations de mode sont réalisées par des circuits sélecteurs de mode communication/charge, comme décrit ci-après en référence au schéma de la figure 5.

Un tel circuit 30 comporte un microcontrôleur 31 de traitement de données d'information provenant d'au moins un équipement secondaire 5, un régulateur de charge 32, un sélecteur de communication multivoies 33 relié en sortie multiple 33s à une extrémité El, E2, ..., En, de chaque bobine Bl, Bn, et en entrée 33e au microcontrôleur 31, et un sélecteur de charge multivoies 34 relié en sortie multiple 34s à l'autre extrémité El, E'2, E'n, de chaque bobine Bl, Bn, et en entrée 34e au régulateur de charge 32. Les extrémités El, E2, ..., En, des bobines sont également reliées au microcontrôleur 31 via des amplificateurs A1, A2, , An montés sur des liaisons directes Ll, L2, ..., Ln. Ces extrémités El, E2, ..., En, sont également mises à la terre « T » à travers des capacités C1, C2, Cn. Ces amplificateurs et capacités complètent la mise en fonctionnement équilibrée du circuit 30. Chaque bobine est apte à fonctionner en mode communication de données d'information provenant de l'équipement secondaire 5 à charger, par liaison au microcontrôleur 31 via le sélecteur 33, ou en mode charge d'émission d'un flux d'énergie électrique par induction, par liaison au régulateur 32 via le sélecteur 34.

L'organigramme de la figure 6 illustre un exemple non limitatif d'étapes de sélection des bobines de charge et de communication en fonction de plusieurs seuils de détection/localisation d'au moins un équipement secondaire 5, lorsque le banc de charge 1 à bobines multiples est équipé, selon l'invention du circuit sélecteur précédent. Le microcontrôleur 31 (figure 5) contient des moyens de mémorisation et de comparaison (non représentés). Un ensemble 91 de seuils de détection de signaux de 5 retour à différents niveaux est mémorisé en fonction d'une modulation de la tension initiale Vi de chaque bobine par différents coefficients K1, K2, K3 : un seuil significatif K3.Vi, en-deçà duquel aucune détection n'est possible, un seuil inférieur de détection K2.Vi et un seuil supérieur de détection K1.Vi, définissant un intervalle de détection de l'équipement secondaire 5. Le microcontrôleur 31 (figure 5) compare les 10 niveaux de tension VB1, VB2, VB(n+2) des bobines B1, B2, ..., B(n+2), auxdits seuils lors d'une phase de détection (phase I). Au cours de cette étape 100, des impulsions sont émises par certaines bobines, par exemple par les bobines B2, B5, ..., et B(n+1), et des signaux sont reçus de l'équipement secondaire 5 en retour, selon le protocole décrit en regard de la figure 4.

15 A l'étape de détection 100, les tensions VB1, VB3, VB4, VB6, VBn et VB(n+2), sont comparées au seuil de détection K3.Vi. Dans l'exemple, les tensions des bobines Bn et B(n+2) sont supérieures au seuil K3.Vi (résultat 100'), ce qui signifie qu'un équipement secondaire 5 est détecté en regard de ces bobines. Dans la pratique, selon les dimensions des équipements secondaires 5 à charger et du réseau de bobines, le 20 nombre de bobines concerné par équipement secondaire 5 détecté est en général limité à deux ou trois bobines juxtaposées. Si aucune tension VB3, VB4, VB6, VBn et VB(n+2) n'est supérieure au seuil K3.Vi, l'étape de détection 100 est réinitialisée. En phase (II) de localisation de l'équipement secondaire 5 à charger, la comparaison des niveaux des signaux reçus, mesurés en tensions, VBn et VB(n+2), aux 25 seuils de détection K1.Vi et K2.Vi, va permettre de localiser l'équipement à charger 5 par rapport aux bobines Bn, B(n+1) et B(n+2) puis de sélectionner (phase III) les modes de fonctionnement, c'est-à-dire soit le mode charge soit le mode communication, pour au moins deux de ces bobines. Pour ce faire, une hypothèse de localisation de l'équipement 5 au plus près de 30 la bobine Bn par l'intermédiaire de son niveau de tension est faite (étape « H1 »). Pour la vérifier, la tension VBn est comparée au seuil supérieur K1.Vi à l'étape de comparaison 101. Si la tension VBn est supérieure à la borne supérieure K1.Vi, cela signifie que l'équipement secondaire 5 est plus près de la bobine Bn que de toute autre bobine : la bobine Bn est commutée en mode de charge de l'équipement secondaire 5 35 (étape 102). Et la bobine B(n+1), plus proche de l'équipement secondaire 5 que la bobine B(n+2) car plus proche de la bobine Bn, est commutée en mode de communication (étape 103). Si le flux de communication n'est par reçu par la bobine Bn (étape 104), l'étape de comparaison au seuil significatif K3.Vi (étape 100) est réinitialisée. Si la tension VBn est inférieure au seuil supérieure K1.Vi, la même comparaison avec le seuil K1.Vi est alors effectuée pour la tension B(n+2) (étape 101').

5 Dans le cas où la tension VB(n+2) est supérieure au seuil K1.Vi, on en déduit que l'équipement secondaire 5 à charger est plus près de la bobine B(n+2) que des autres bobines : la bobine B(n+2) est commutée en mode de charge (étape 102') et la bobine B(n+1) - plus proche de l'équipement secondaire 5 à charger que la bobine Bn car plus proche de la bobine B(n+2) - est commutée en mode de communication (étape 103'). Si 10 le flux de communication n'est pas reçu par la bobine B(n+1) (étape 104'), l'étape de comparaison au seuil significatif K3.Vi (étape 100) est réinitialisée. Dans le cas contraire où la tension VB(n+2) est inférieure au seuil K1.Vi, une double comparaison est opérée (étape 101") avec le seuil inférieur de détection K2.Vi, à savoir si l'une des tensions VB(n+2) ou VBn est supérieure au seuil K2.Vi. Dans le cas où 15 l'une des tensions VB(n+2) ou VBn est supérieure au seuil K2.Vi, alors que l'autre ne l'est pas , la bobine B(n+1) est considérée au plus près de l'équipement secondaire 5 à charger et est commutée en mode de charge (étape 102"). L'une des bobines adjacentes ou les deux, Bn et/ou B(n+2), est ou sont commutées en mode de communication (étape 103").

20 L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi : - la communication entre l'équipement secondaire 5 à charger et le banc de charge 1 (ou équipement primaire 1) peut être assurée par un autre banc de charge 1 ou par deux autres banc de charge 1 ; 25 - les bobines peuvent être disposées selon un réseau à deux dimensions parallèlement à la face supérieure du banc de charge 1 ; - les bobines peuvent être commandées par d'autres unités de commande qu'un microcontrôleur : une unité de traitement numérique de type processeur, une unité de commande analogique couplée à un 30 convertisseur analogique/numérique ou équivalent ; - l'invention permet de charger ainsi tout type d'équipement mobile, par exemple : téléphones portables, tous les types de smartphones, lecteurs MP3, clés USB, GPS de manière efficace tout en permettant une communication optimisée entre ces équipement et le banc de charge ; 35 - la charge peut être réalisée par couplage autre qu'induction, par exemple via des micro-ondes, ou via un système « witricity » (système à antennes à boucle magnétique syntonisées à la même fréquence).

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de charge par couplage magnétique réalisant les fonctions de charge électrique d'un équipement électronique portable à charger (5) dit équipement secondaire (5) par un équipement ou banc de charge (1) dit équipement primaire (1) comportant au moins deux bobines (Ba, Bb, Bc ; B1, B2 ...Bn), et de communication d'information (8 ; 83, 84) provenant de l'équipement secondaire (5) vers l'équipement primaire (1), caractérisé en ce que : - l'équipement secondaire (5) est détecté (I) puis localisé (II) à partir de l'émission d'un signal test (80) par au moins une bobine (Bb ; B2, B5) de l'équipement primaire (1), et de la réception, en retour, d'un signal porteur (51, 52) de données d'information (61, 62) par au moins une bobine (Bc ; B(n+1), B(n+2)), - l'amplitude (VBn, VB (n+1), VB(n+2)) du ou des signaux reçus est comparée à au moins un seuil de référence (KO.Vi ; K1.Vi, K2.Vi, K3.Vi) afin de déterminer, dans une phase de sélection (III), - la bobine (Bb ; B(n+1), B(n+2)) de l'équipement primaire (1) la plus proche de l'équipement secondaire (5) à commuter en mode charge par transmission d'un flux d'énergie (2), et - la bobine (Bc ; Bn, B(n+1)) de l'équipement primaire (1), située à proximité de cette bobine de charge (Bb ; B(n+1), B(n+2)) à commuter en mode communication des données d'information (61, 62) pour actionner les commandes contenues dans ces données.
2. 2. Procédé de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission d'énergie (2) est réalisée par un couplage inductif entre des bobines (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn) de l'équipement primaire (1) et au moins une bobine (6) de l'équipement secondaire (5) dans des conditions de résonance magnétique.
3. 3. Procédé de charge selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les bobines (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn) de l'équipement primaire (1) sont électriquement déphasées.
4. 4. Procédé de charge selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le signal test (80) est constitué par une série de brèves impulsions émise par un nombre réduit de bobines (B2, B5) régulièrement réparties dans l'ensemble des bobines (B1, B2 Bn) de l'équipement primaire (1).
5. 5. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un signal test (80) est émis à intervalles réguliers lors de la charge afin de vérifierl'amplitude du signal en retour (83, 85) tel que reçu par les bobines (Bc ; B3, B5) et commuter les modes de fonctionnement des bobines en fonction d'une nouvelle localisation de l'équipement secondaire (5) lorsque l'amplitude du signal reçu par la bobine de charge est comparée au seuil de référence (KO.Vi, K1.Vi, K2.Vi, K3.Vi).
6. 6. Procédé de détection selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lorsque plusieurs équipements secondaires (5) à charger sont présents, les opérations de détection (I), localisation (II) et de sélection (III) de charge/communication sont opérées pour chaque équipement secondaire (5).
7. 7. Banc de charge (1) apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens d'alimentation électrique (10), - une surface support (3) d'équipements secondaires (5) à charger, - un ensemble de bobines constitué d'au moins deux bobines (BA, Bb, Bc ; B1, B2, Bn), - au moins un microcontrôleur (31) de traitement de données d'information provenant d'au moins un équipement secondaire (5), - au moins un régulateur de charge (32), et - des moyens sélecteurs de mode (33, 34) montés pour chaque bobine (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn) en liaison avec le microcontrôleur et le régulateur dans un circuit (30).
8. 8. Banc de charge (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens sélecteurs de modes sont constitués par un sélecteur de communication multivoies (33) relié en sortie à une extrémité de chaque bobine (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn), et en entrée au microcontrôleur (31), afin de lui fournir les données d'information, et par un 25 sélecteur de charge multivoies (34) relié en sortie à l'autre extrémité de chaque bobine (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn) et en entrée au régulateur de charge (32) afin d'être apte à émettre un flux d'énergie électrique (2).
9. 9. Banc de charge (1) selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel les bobines (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn) sont en nombre au moins égal à trois et agencées 30 dans au moins deux plans superposés a (P1, P2) avec un recouvrement partiel entres elles.
10. 10. Banc de charge (1) selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel les bobines (Ba, Bb, Bc ; B1, B2, Bn) sont montées selon une disposition choisie parmi un agencement en ligne ou en réseau, notamment en matrice, en spirale ou en cercle.