FR2632131A1

FR2632131A1 - Chargeur rapide pour batterie d'accumulateurs et lampe a polymeriser utilisant un tel chargeur

Info

Publication number: FR2632131A1
Application number: FR8806909A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1989-12-01

Abstract

Chargeur rapide pour batterie 10 d'accumulateurs comportant un générateur 20 de courant commandé par un circuit logique 30 qui reçoit, par l'intermédiaire de moyens de détection 41, 42, 43, 44, des informations sur la tension U aux bornes de ladite batterie, et qui impose, d'une part, un régime de charge rapide durant un temps t2 lorsque la tension U est comprise entre un seuil bas UB et un seuil haut UH égal au seuil maximum de tension de charge, et un temps t1 , supérieur à t2 , lorsque la tension U est inférieure au seuil bas, le temps de charge rapide t2 compensant une perte prédéterminée de capacité de la batterie, et, d'autre part, un régime de charge lente qui maintient la tension U à une valeur comprise entre le seuil bas et le seuil haut. Application aux lampes à polymériser des résines dentaires.

Description

"CHARGEUR RAPIDE POUR BATTERIE D'ACCUMULATEURS
ET LAMPE A POLYMERISER UTILISANT UN TEL
CHARGEUR"
La présente invention concerne un chargeur rapide pour batterie d'accumulateurs. Elle concerne également une lampe à polymériser une résine, utilisant un-tel chargeur.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans ce domaine, notamment, de la charge rapide de batterie d'accumulateurs de forte capacité, comme les accumulateurs Cadnlum-Nickel par exemple. De ce fait, elle trouve aussi une application très intéressante à chaque fois qu'un appareil, fonctionnant avec des accur#lateurs de forte capacité, subit une perte importante d'énergie électrique lors d'une utilisation intense, et que ledit appareil doit être maintenu à un niveau de charge suffisant en vue d'une utilisation ultérieure rapprochée.C'est le cas, en particulier, des lampes à polymériser des résines pour applicatIon dentaire qui exigent de délivrer de fortes puissances pendant des temps relativement courts, alors que le rythme des opérations à effectuer par le praticien peut dépasser le temps de recharge de la batterie d'accumulateurs.

Actuellement, des batteries d'accumulateurs du type Cd/Ni peuvent atteindre des capacités très élevées, de l'ordre de 600r,A/h. Aussi, elles sont parfois utilisées dans des conditions qui les soumettent à des décharges importantes. C'est le cas, notamment, en application dentaire où l'ampoule qui fournit l'intensité lumineuse nécessaire à la photopolymérisation de la résine délivre une puissance de 50W sous une tension de 8v, ce qui correspond à une intensité de 6 Ampères. L'autonomie de la batterie d'accumulateurs est donc relativement réduite; dans l'exemple précédemment cité, elle n'est que de 6 minutes. De plus, il faut souligner que même lors d'une utilisation normale (de l'ordre de la minute), qui ne va pas jusqu'aux limites de l'autonomie, la batterie d'accumulateurs subit de toute façon une forte diminution de capacité.D'où la nécessité de recharger la batterie d'accumulateurs le plus rapidement possible afin d'éviter, par exemple, une attente prolongée entre deux opérations sur le même patient lors d'une intervention dentaire, et, cela, même si la perte de capacité au cours de la décharge est importante.

Cependant, cette exigence se heurte à deux difficultés. D'une part, on ne dispose pas, en général, d'informations précises quant à la perte de capacité exacte après usage, puisque, pour la plupart des accumulateurs, la tension aux bornes reste constante, au moins jusqu'à un certain seuil, en fonction de la capacité. D'autre part, la charge de la batterie doit être surveillée avec précaution de façon à ce que la tension aux bornes des accumulateurs ne dépasse pas un seuil maximum de tension de charge, au-delà de laquelle les accumulateurs risquent d'être endommagés du fait d'un échauffement excessif.

Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un chargeur rapide pour batterie d'accumulateurs, présentant un seuil maximum de tension de charge, grâce auquel on pourrait recharger le plus rapidement possible ladite batterie, même dans le cas de perte importante de capacité, sans que celle-ci soit réellement connue et sans provoquer de détérioration des accumulateurs.

La solution du problème technique posé consiste, selon la --présente invention, en ce que ledit chargeur comporte un générateur de courant de charge commandé par un circuit logique qui reçoit, par l'intermédiaire de moyens de détection, des informations sur la tension aux bornes de ladite batterie, et qui impose, d'une part, un régime de charge rapide sous un courant I durant un temps maximum de valeur t2 lorsque la tension aux bornes de la batterie est comprise entre un seul bas et un seuii haut égal au seuil maximum de tension de charge, et de valeur tl, supérieure à t2, lorsque la tension aux bornes de la batterie est inférieure au seul bas, le temps de charge rapide t2 correspondant à la récupération d'une valeur moyenne prédéterminée de la perte de capacité de la batterie, et, d'autre part, un régime de charge lente sous un courant i, inférieur à I, qui maintient la tension aux bornes de la batterie à une valeur comprise entre le seuil bas et le seuil haut.

Ainsi, le régime de charge rapide sous un courant I de valeur élevée assure un rythme rapide de recharge entre deux utilisations successives, tandis que l'existence du seuil haut permet de mettre fin au régime de charge rapide avant que la tension aux bornes des accumulateurs ne dépasse de façon durable et néfaste le seuil maximum de tension de charge.

Par ailleurs, une lampe à polymériser une résine, alimentée par un boitier d'alimentation, est notamment remarquable en ce que ledit boitier d'alimentation comporte un chargeur rapide selon l'invention, et une sortie de charge, ledit chargeur rapide étant destiné à charger une batterie d'accumulateurs située dans ladite lampe, lorsque celle-ci, après usage, est replacée dans le boitier d'alimentation de sorte que la sortie de charge dudit boitier d'alimentation vient en coopération avec une entrée de charge de ladite lampe. La lampe à polymériser selon l'invention présente donc l'avantage par rapport aux lampes connues de ne pas comporter de cordon d'alimentation entre le boitier et la lampe, ce qui permet au dentiste d'avoir des mouvements plus libres lors de ses interventions.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.

La figure 1 est un schéma d'un chargeur rapide pour une batterie d'accumulateurs, selon l'invention.

La figure 2 est le diagramme tension-temps de charge d'une batterie d'accumulateurs montrée à la figure 1.

La figure 3 est le diagramme de charge du chargeur rapide représenté à la figure 1.

La figure 4 est le schéma d'une lampe à polymériser selon l'invention.

La figure 1 montre de façon schématique un chargeur rapide pour une batterie 10 d'accumulateurs, dont les variations de la tension U aux bornes en fonction du temps de charge t sont représentées à la figure 2. Conformément à ce diagramme, la tension U varie d'abord lentement jusqu'à une valeur UMax, correspondant au temps tMaxt puis, pcur.t > tMax, elle croit plus rapidement jusqu'à ce que les accumulateurs finissent par se détériorer de façon irréversible. La tension UMax représente donc un seuil maximum de tension de charge qu'il ne faut pas dépasser de manière excessive pendant une durée trop longue.

Comme on peut le voir à la figure 1, le chargeur comporte un générateur 20 de courant de charge commandé par un circuit logique 30 qui, dans le mode de réalisation de la figure 1, est un microprocesseur, mais qui pourrait être également un circuit logique câblé. Le circuit 30 reçoit, par l'intermédiaire de moyens de detection 41, 42, 43, 44, des informations sur la tension U aux bornes de la batterie 1C, informations qui déterminent le régime optimal de charge~qui doit être mis en oeuvre.Les moyens de détection 41, 42, 43, 44 sont ici des comparateurs qui fournissent un signal logique O ou 1 selon que la tension U est inférieure ou supérieure à des tensions de référence notées respectivement VH, VB, VA et VCC. Ainsi que le montre le diagramme de charge de la figure 3, le circuit logique 35 impose un régime de charge rapide sous un courant I, de l'ordre de 3A par exemple, durant un temps maximum t2 lorsque la tension U aux bornes de la batterie est comprise entre un seuil bas UB (comparateur 42 de la figure 1) et un seuil haut UH (comparateur 41), égal au seuil maximum de tension de charge UMax. Lorsque la tension U est inférieure à UB, la durée du régime de charge rapide est au maximum de tl, supérieure à t2. Le temps de charge rapide t2 correspond à la récupération exacte d'une valeur moyenne prédéterminée Il, îOOmA/h par exemple, de la perte de capacité de la batterie 10.

La valeur de Il est régie par l'utilisation faite de la batterie dans une application donnée. Dans le domaine dentaire, la valeur de lO0mA/h correspond sensiblement à une intervention d'une durée d'environ une minute.

Si, avant la fin de t2 ou de tl, la tension U atteint la valeur du seuil haut UH, le régime de charge rapide est interrompu en faveur d'un régime de charge lente sous un courant i, inférieur à I, d'environ 150mA, qui maintient la tension U aux bornes de la batterie à une valeur comprise entre le seuil bas UB et le seuil haut UH. L'intensité choisie pour le courant i tient compte de la consommation propre du chargeur. Dans le cas où, au temps tl la tension U est encore inférieure à UB, les accumulateurs doivent être changés.

Lors d'une mise en court-circuit du chargeur, qui peut être provoquée par une pièce métallique accidentellement placée entre les bornes du chargeur, le comparateur 44 commande au générateur 20 de courant un courant de charge nul. La tension de court-circuit Ucc est prise, par exemple, égale à 2U. Dans le même temps, le circuit logique 30, informé par le comparateur 44, génère une interruption de fonctionnement qui met à zéro tous les paramètres du chargeur, et surveille la fin du court-circuit.

Comme l'indique la figure 1, un comparateur 43 indique au circuit logique 30 la présence ou l'absence d'accumulateurs par comparaison de la tension U à une tension de référence UA, dont la valeur est de 15 V environ.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, ledit générateur 20 de courant de charge est constitué par un transistor 21 à effet de champ dont la grille G est commandée par le circuit logique 30, et placé en série avec une alimentation stabilisée 22. Un circuit 40 de commande de la grille permet de traduire les informations provenant du circuit logique 30 en tensions de grille correspondantes. De façon à ce que la relation entre le courant de charge et la tension de grille soit bien reproductible, il est necessaire que la tension UDS soit constante. Dans la mesure où la tension drain
UD varie peu, on voit qu'il suffit d'imposer Us constant, d'où la necessité d'utiliser une alimentation stabilisée 22, dont la tension de sortie UT sert également à construire les tensions de référence Up, UB, UA et UCC.

La figure i montre que l'alimentation stabilisée 22 comporte un régulateur 23 de tension ajustable. La tension de sortie UT du régulateur peut donc être modifiée en fonction du nombre d'accumulateurs de la batterie à charger, ce qui fait du chargeur selon l'invention un chargeur universel. La modification de la tension UT est obtenue, soit à [ 'aide-d'un potentiomètre, soit par l'intermédiaire du circuit logique 30 à condition que celui-ci ait reçu, sur une entrée E, un code correspondant au nombre d'accumulateurs de la batterie.

Enfin, on peut voir sur la figure 1 que le circuit logique 30 délivre des signaux d'information concernant les divers états de fonctionnement du chargeur. Dans l'exemple de la figure 1, ces signaux sont traduits sous forme lumineuse par des diodes electrolumi-nescentes 51, 52, 53, 54 qui indiquent à l'utilisateur, respectivement, le déroulement de la charge rapide, le découlement de la charge lente, l'absence de batterie, la mise en court-circuit.

La figure 4 montre une lampe 20G à polymériser une résine, alimentée par un boitier d'alimentation 100 comportant un chargeur rapide 110 analogue à celui représenté à la figure 1. Le boitier d'alimentation 100 présente, en outre, une sortie 120 de charge. Le chargeur rapide 110 est destiné à charger une batterie 10 d'accumulateurs situé dans la lampe 200, lorsque celle-ci, après usage, est replacée dans le boitier d'alimentation 100 de sorte que la sortie 120 de charge du boitier vient en coopération avec une entrée 210 de charge de la lampe 200.

Claims

REVENDICATIONS :

1. Chargeur rapide pour batterie (10) d'accumulateurs, présentant un seuil maximum (UMax) de tension de charge, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur (20) de courant de charge commandé par un circuit logique (30) qui reçoit, par l'intermédIaire de moyens de detection (41, 42, 43, 44), des informations sur la tension (U) aux bornes de ladite batterie (10), et qui impose, d'une part, un régime de charge rapide sous un courant I durant un temps maximum de valeur t2 lorsque la tension aux bornes de la batterie est comprise entre un seuil bas (UB) et un seuil haut (UH) égal au seuil maximum de tension de charge (U2x), et de valeur tl, supérieure à 2, lorsque la tension aux bornes de la batterie est inférieure au seuil bas (us), le temps de charge rapide t2 correspondant à la récupération d'une valeur moyenne prédéterminée (Il) de la perte de capacité de la batterie, et, d'autre part, un régime de charge lente sous un courant i, inférieur à I, qui maintient de la tension aux bornes de la batterie (10) à une valeur comprise entre le seuil bas (UB) et le seuil haut (UH).

2. Chargeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors d'une mise en court-circuit dudit chargeur, un moyen de detection (44) commande au générateur (20) de courant un courant de charge nul.

3. Chargeur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit générateur (20) de courant de charge est constitué par un transistor

(21) à effet de champ dont la grille (G) est commandée par ledit circuit logique t30), et placé en série avec une alimentation stabilisée (22).

4. Chargeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite alimentation stabilisée (22) comporte un régulateur (23) de tension ajustable.

5. Chargeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit logique (30) délivre des signaux d'information concernant les divers états de fonctionnement dudit chargeur.

6. Chargeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit logique (30) est un microprocesseur.

7. Boitier d'alimentation pour lampe à polymériser une résine, caractérisé en ce qu'il comporte un chargeur rapide (110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, et une sortie (120) de charge, ledit chargeur rapide (110) étant destiné à charger une batterie (10) d'accumulateurs située dans ladite lampe, lorsque celle-ci, après usage, est replacée dans le boitier d'alimentation de sorte que la sortie (120) de charge dudit boitier d'alimentation (100) vient en coopération avec une entrée (210) de charge de ladite lampe.