FR2888685A1 - Convertisseur-regulateur continu-continu - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un convertisseur-régulateur (16) de tension continue en tension continue destiné à relier une pile à combustible (14) à un filtre (17) adapté à être connecté à un moyen de stockage (11) électrochimique d'énergie électrique lors d'une opération de charge du moyen de stockage. Le convertisseur-régulateur comprend des moyens (22, 28, 30) adaptés à maintenir, lors de l'opération de charge, la tension (VFC) aux bornes de la pile à combustible, à une tension de fonctionnement donnée.
Description
CONVERTISSEUR REGULATEUR CONTINU CONTINU
Domaine de l'invention La présente invention concerne un convertisseurrégulateur de tension continue en tension continue, ou convertisseurrégulateur continu-continu, utilisé pour la charge d'une batterie, par exemple d'une batterie de téléphone portable, par l'intermédiaire d'une pile à combustible.
Exposé de l'art antérieur Dans la suite de la description, on désigne par batterie un ensemble d'accumulateurs couplés de façon à agir simultanément, un accumulateur étant un élément électrolytique que l'on charge en y faisant passer un courant continu et qui peut ensuite se décharger, c'est-à-dire restituer, sous la forme d'un courant continu de sens inverse, une partie de l'énergie accumulée sous forme chimique. Il existe différents types de batteries dont les batteries nickel-cadmium, les batteries nickel-métal-hydrure, les batteries au plomb et les batteries au lithium. Les composants électroniques d'un téléphone portable sont généralement alimentés par une batterie adaptée à être chargée à plusieurs reprises.
La charge de la batterie d'un téléphone portable peut être réalisée à courant constant avec une tension de charge minimale ou à tension constante avec un courant limité selon le type de batterie. Lors d'une opération de charge, la batterie est généralement connectée à un générateur fournissant une tension de charge et un courant de charge adaptés. Le générateur peut comprendre un convertisseur de tension alternative en tension continue recevant la tension alternative du secteur. Il peut également comprendre un convertisseur de tension continue en tension continue alimenté par des piles.
Une pile à combustible est un système de fourniture d'énergie électrique dans lequel l'électricité est obtenue par oxydation sur une électrode de la pile d'un combustible réducteur couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air. Le combustible peut être de l'hydrogène ou du méthanol qui est transformé en hydrogène pour la réaction d'oxydation. Une pile à combustible présente l'avantage de ne pas être polluante puisqu'elle ne rejette que de l'eau. Le combustible de la pile à combustible peut être stocké dans un réservoir alimentant la pile à combustible. Les performances et les dimensions des piles à combustible actuellement disponibles rendent envisageable leur utilisation pour la charge d'une batterie, notamment d'une batterie de téléphone portable.
La figure 1 représente un exemple de courbe 5 d'évolu- tion de la tension VFC aux bornes d'une pile à combustible en fonction du courant IFC fourni par la pile à combustible. La tension VFC décroît depuis une tension maximale VFCmax en l'absence de charge connectée à la pile à combustible jusqu'à une tension nulle pour laquelle la pile à combustible fournit un courant maximal IFCmaxÉ A titre d'exemple, pour une pile à combustible susceptible d'être utilisée pour l'alimentation d'une batterie de téléphone portable, la tension maximale VFCmax peut être de l'ordre de 8 V et le courant maximal IFCmax peut être de l'ordre de 400 à 500 mA. En figure 1 est également représentée une courbe 6 d'évolution de la puissance PFC fournie par la pile à combustible. La courbe 6 a une forme en cloche qui présente au maximum pour une tension VFC et un courant IFC donnés.
Pour utiliser une pile à combustible pour la charge d'une batterie, notamment d'une batterie de téléphone portable, il est nécessaire de prendre en compte les contraintes suivantes: la puissance fournie par la pile à combustible doit être suffisamment élevée pour que la charge de la batterie n'ait pas une durée excessive; et le rendement de la pile à combustible doit être suffisamment élevé pour éviter une consommation excessive du combustible de la pile à combustible, ce qui se traduirait par l'impossibilité de réaliser plusieurs opérations de charge successives sans réalimenter le réservoir de combustible de la pile à combustible.
De telles contraintes font qu'une pile à combustible ne peut pas être directement reliée à une batterie. En effet, la batterie solliciterait la fourniture d'un courant élevé par la pile à combustible. On risquerait alors d'obtenir une surconsommation de combustible par la pile à combustible nécessitant un changement fréquent du réservoir de la pile à combustible.
Résumé de l'invention La présente invention vise un convertisseurrégulateur de tension continue en tension continue permettant l'utilisation d'une pile à combustible pour charger une batterie, par exemple une batterie de téléphone portable.
Selon un autre objet de la présente invention, le convertisseurrégulateur a un rendement élevé pendant la tata-30 lité d'une opération de charge.
Selon un autre objet de la présente invention, le convertisseurrégulateur a une structure simple.
La présente invention vise également un procédé de conversion de la tension fournie par une pile à combustible pour 35 la charge d'une batterie.
Dans ce but, la présente invention prévoit un convertisseur-régulateur de tension continue en tension continue destiné à relier une pile à combustible à un filtre adapté à être connecté à un moyen de stockage électrochimique d'énergie électrique lors d'une opération de charge du moyen de stockage. Le convertisseur régulateur comprend des moyens adaptés à maintenir, lors de l'opération de charge, la tension aux bornes de la pile à combustible à une tension de fonctionnement donnée.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le convertisseurrégulateur comprend un moyen de fourniture d'un signal d'erreur représentatif de l'écart entre la tension aux bornes de la pile à combustible et la tension de fonctionnement donnée; et un circuit abaisseur ou élévateur de tension qui attaque le filtre avec une tension moyenne correspondant à la tension aux bornes de la pile à combustible multipliée par un facteur qui dépend du signal d'erreur, d'où il résulte que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est supérieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant fourni à la batterie est augmenté, et que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est inférieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant fourni à la batterie est diminué.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le convertisseurrégulateur comprend un moyen de réglage de la 25 tension de fonctionnement donnée.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le convertisseurrégulateur comprend un condensateur connecté aux bornes de la pile à combustible.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le circuit abaisseur ou élévateur de tension est un circuit hacheur commandé par un signal rectangulaire cyclique ayant un rapport cyclique qui dépend du signal d'erreur.
La présente invention prévoit également un système d'alimentation, destiné à être relié à un moyen de stockage électrochimique d'énergie électrique lors d'une opération de charge du moyen de stockage. Le système d'alimentation comprend une pile à combustible; un filtre destiné à être relié au moyen de stockage lors de l'opération de charge; et un convertisseur-régulateur tel que défini précédemment reliant la pile à combustible au filtre.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le filtre comprend une inductance destinée à être reliée en série au moyen de stockage.
La présente invention prévoit également un système électronique, notamment un téléphone portable, comprenant un moyen de stockage électrochimique d'énergie électrique et un système d'alimentation dudit moyen de stockage tel que défini précédemment.
La présente invention prévoit également un procédé de conversion de la tension aux bornes d'une pile à combustible en une tension d'alimentation d'un filtre relié à un moyen de stockage électrochimique d'énergie électrique, lors d'une opération de charge du moyen de stockage, consistant à maintenir, pendant l'opération de charge, la tension aux bornes de la pile à combustible à une tension de fonctionnement donnée.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le procédé comprend les étapes consistant à fournir un signal d'erreur représentatif de l'écart entre la tension aux bornes de la pile à combustible et la tension de fonctionnement donnée; et à fournir au filtre une tension moyenne correspondant à la tension aux bornes de la pile à combustible multipliée par un facteur qui dépend du signal d'erreur, d'où il résulte que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est supérieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant fourni à la batterie est augmenté, et que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est inférieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant fourni à la batterie est diminué.
Brève description des dessins
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un exemple de réalisation particulier faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1, précédemment décrite, représente l'évolution de la tension aux bornes d'une pile à combustible et de la puissance délivrée par la pile à combustible en fonction du courant fourni par la pile à combustible; la figure 2 représente schématiquement un téléphone portable connecté à une pile à combustible par l'intermédiaire d'un convertisseur-régulateur selon l'invention; la figure 3 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un convertisseur-régulateur selon l'invention; la figure 4 représente un exemple de réalisation plus détaillé du convertisseurrégulateur de la figure 3; la figure 5 représente l'évolution de tensions caractéristiques du convertisseur-régulateur de la figure 4 en 20 fonctionnement; la figure 6 représente l'évolution de la tension aux bornes de la pile à combustible, de la tension aux bornes de la batterie et du courant fourni à la batterie au cours d'une opération de charge de la batterie; et la figure 7 représente l'évolution du rendement du convertisseur-régulateur selon l'invention en fonction du courant fourni par la pile à combustible.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été en 30 général désignés par de mêmes références aux différentes figures.
La figure 2 représente schématiquement un téléphone portable 10 comprenant une batterie 11 connectée à un module de commande de charge 12. La batterie 11 est, par exemple, une batterie de type lithium-ion. La charge de la batterie 11 est réalisée par l'intermédiaire d'une source d'énergie électrique 13 comprenant une pile à combustible 14 utilisant, pour la fourniture d'énergie électrique, un combustible stocké dans un réservoir 15. Il s'agit, par exemple, d'une pile à combustible à l'hydrogène ou au méthanol. La pile à combustible 14 est reliée au téléphone portable 13 par l'intermédiaire d'un convertisseur-régulateur 16 et d'un filtre 17. Le module de commande de charge 12 est adapté à détecter une connexion entre le téléphone 10 et la source d'énergie 13 pour déclencher une opération de charge de la batterie 11, par exemple, en détectant qu'un courant supérieur à un courant déterminé est fourni à la batterie 11. Le module de commande de charge 12 est également adapté à détecter si la batterie 11 est suffisamment chargée pour interrompre l'opération de charge.
La présente invention consiste, lors d'une opération de charge, à faire fonctionner la pile à combustible à un point de fonctionnement déterminé, c'est-à-dire à un couple de valeurs déterminées (VFcopt, 1FCopt) de la tension VFC et du courant IFC. Un tel point de fonctionnement est appelé point de fonctionnement optimum et permet d'obtenir une charge rapide de la batterie tout en évitant une consommation trop importante de combustible par la pile à combustible. Plus précisément, la présente invention consiste à maintenir la tension VFC aux bornes de la pile à combustible 14 à la tension du point de fonctionnement optimum VFCopt de la pile à combustible 14 lors d'une opération de charge. De ce fait, la pile à combustible 14 fournit un courant IFCopt sensiblement constant permettant de réaliser une charge à courant constant.
La figure 3 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation du convertisseur-régulateur 16 selon l'invention. Le convertisseurrégulateur 16 comprend un amplificateur d'erreur 22 qui compare la tension VFC aux bornes de la pile à combustible 14 et la compare à une tension de référence VREF fournie par un générateur de tension de référence 26. L'amplificateur d'erreur 22 fournit une tension d'erreur VERROR, représentative de l'écart entre les tensions VFC et VREF, à un modulateur 28 de largeur d'impulsion ou modulateur PWM (de l'anglais Pulse Width Modulation). Le modulateur 28 fournit une tension carrée Vpwm modulée en largeur d'impulsion à un module de régulation 30, qui peut correspondre à un circuit abaisseur de tension ou à un circuit élévateur de tension. Le module 30 fournit une tension VL au filtre 17 qui attaque la batterie 11 avec un courant de charge IBATÉ Le module de commande de charge 12 n'est pas représenté en figure 3.
La figure 4 représente un exemple de réalisation plus détaillé du convertisseur-régulateur 16 de la figure 3. La pile à combustible 14 est représentée par un générateur de tension constante 34 monté en série avec une résistance 36, représentant la résistance interne de la pile à combustible 14. La pile à combustible 14 est connectée entre une source d'un potentiel de référence 38, généralement la masse, et un noeud F. Pour éviter toute sollicitation excessive de la pile à combustible 14, le convertisseur-régulateur 16 comprend un condensateur 40 connecté entre le noeud F et la masse.
L'amplificateur d'erreur 22 comprend un amplificateur opérationnel 42 dont l'entrée inverseuse (-) est reliée à la sortie d'un générateur 43 d'une tension constante VCOMp par l'intermédiaire d'une résistance 44. En outre, l'entrée inverseuse (-) est reliée à la sortie de l'amplificateur 42 par l'intermédiaire d'un condensateur 46. L'entrée non inverseuse (+) de l'amplificateur 42 est reliée au noeud F par l'intermédiaire d'une résistance 48. Une résistance variable 49 est prévue entre l'entrée non inverseuse (+) et la masse.
Le modulateur en largeur d'impulsion 28 comprend un oscillateur 50 fournissant une tension triangulaire VOSC de fréquence constante et un amplificateur opérationnel 51 dont l'entrée non inverseuse (+) reçoit la tension d'erreur VERROR et dont l'entrée inverseuse (-) reçoit la tension triangulaire VOSCÉ L'amplificateur 51 est monté en comparateur et fournit une tension rectangulaire Vpwm. Dans le présent exemple de réalisation, la tension VFCopt du point de fonctionnement optimum de la pile à combustible 14 est de l'ordre de 5 V, ce qui correspond à la fourniture d'un courant IFCopt de l'ordre de 200 à 300 mA, et la batterie 11 est une batterie lithium-ion dont la capacité est de l'ordre de 600 à 800 mA.h (soit de 2160 coulombs à 2880 coulombs). Le module de régulation 30 correspond alors à un circuit abaisseur de tension qui comprend un module de commande 52 recevant la tension Vpwm et qui fournit deux tensions de commande SI et S2. Le module de régulation 30 comprend un transistor MOS de type P 54, dont la source est reliée au noeud F et dont le drain est relié à un noeud intermédiaire 0, et un transistor MOS de type N 56 dont le drain est relié au noeud 0 et dont la source est reliée à la masse. La grille du transistor 54 est commandée par la tension SI et la grille du transistor 56 est commandée par la tension S2. Le filtre 17 comprend une inductance 58 connectée entre le noeud 0 et une borne de sortie OUT de la source d'énergie 13 et un condensateur 59 connecté entre la borne de sortie OUT et la masse. La batterie est représentée par un condensateur 11 connecté entre la borne de sortie OUT et la masse, les masses du téléphone portable 10 et de la source d'énergie 13 étant mises en commun lors de la connexion du téléphone portable 10 à la source d'énergie 13.
L'alimentation des composants de l'amplificateur d'erreur 22 et du modulateur de largeur d'impulsion 28 est réalisée par l'intermédiaire d'une source de tension stabilisée, non représentée, recevant, par exemple, la tension VFCÉ La figure 5 représente l'évolution de tensions caractéristiques du convertisseur-régulateur 16 selon l'inven- tion en fonctionnement. L'amplificateur d'erreur 22 réalise une opération d'amplification de l'écart entre la tension VFC et une tension de référence et une opération de filtrage. La tension de référence peut être ajustée en modifiant la valeur de la résistance variable 49. Dans le présent exemple de réalisation, l'amplificateur d'erreur 22 correspond à un montage du type soustracteur-intégrateur. La tension VERROR est égale à la somme d'une tension constante VERRORO, ou tension de polarisation, et d'une tension variable verrorÉ L'expression de la tension variable verror dans le plan de Laplace est la suivante: R49 A42 (1 +R44C46p) verror -VFC R49 + R48 1+ (1+ A42)R44C46p -VCOMP A42 1 + (1 + A42)R44C46p (1) où A42 est le gain en boucle ouverte de l'amplificateur opérationnel 42, R44, R48 et R49 sont les valeurs respectives des résistances 44, 48 et 49 et C46 est la capacité du condensateur 46.
Le gain A42 étant très grand devant l'unité, l'équation (1) peut être simplifiée de la façon suivante: error = VFC R49 1+ R44C46p _ VCOMP 1 ( 2) R49 + R48 R44C46p R44C46p Aux basses fréquences, l'équation (2) devient: verror 1 (VFC' R49 - VCOMP) (3) R44C46p R49 + R48 L'asservissement du convertisseur-régulateur 16 ayant tendance à annuler la tension variable verror, la tension VFCopt vers laquelle tend la tension VFC est donc donnée par la relation suivante: VFCopt=VCOMP(l+R49) (4) La tension Vpwm est obtenue à partir de la comparaison entre les tensions VERROR et VOSC, représentées superposées en figure 5. La tension Vpwm est une tension rectangulaire cyclique ayant un rapport cyclique a égal au rapport entre la durée T1 pendant laquelle la tension Vpwm est à un état haut pendant un cycle et la durée T2 d'un cycle. Le rapport cyclique a dépend de la valeur de la tension VERRORÉ Les tensions de commande S1 et S2 sont des tensions rectangulaires obtenues à partir de la tension Vpwm. Lorsque la tension S1 est à l'état bas, le transistor 54 est passant et lorsque la tension S1 est à l'état haut, le transistor 54 est bloqué. Lorsque la tension S2 est à l'état haut, le transistor 56 est passant et lorsque la tension S2 est à l'état bas, le transistor 56 est bloqué. Les tensions de commande SI et S2 sont définies de façon que les fronts montants et descendants des tensions SI et S2 ne sont pas simultanés pour éviter que les transistors 54 et 56 soient partiellement conducteurs simultanément. Dans le présent exemple de réalisation, la tension SI correspond sensiblement à l'inverse de la tension Vpwm, la tension SI étant toutefois, pour chaque cycle, à l'état bas sur une durée légèrement inférieure à TI et la tension S2 correspond sensiblement à l'inverse de la tension Vpwm, la tension S2 étant toutefois, pour chaque cycle, à l'état bas sur une durée légèrement supérieure à TI.
Lorsque les tensions SI et S2 sont à l'état bas, le transistor 54 est passant et le transistor 56 est bloqué. Le noeud 0 est alors connecté directement au noeud F et la tension VL est égale à la tension VFC diminuée de la tension source-drain du transistor 54. L'intensité du courant traversant l'inductance 58 tend alors à augmenter. Lorsque les tensions SI et S2 sont à l'état haut, le transistor 54 est bloqué et le transistor 56 est passant. Le noeud 0 est alors connecté à la masse. La tension VL est sensiblement égale à la tension drain-source du transistor 56 et l'intensité du courant traversant l'inductance 58 tend à diminuer. La moyenne de la tension VL est donc sensiblement égale à aVFC et la moyenne du courant traversant l'inductance 58 dépend du rapport cyclique a et correspond à la fourniture d'un courant IFC par la pile à combustible 14 qui dépend lui aussi du rapport cyclique a. Le courant IFC demandé par l'inductance 58 impose la tension aux bornes de la pile à combustible 14, c'est-à-dire la tension VFC au noeud F. En régime stabilisé, la tension VFC est égale à la tension VFCopt du point de fonctionnement optimum de la pile à combustible 14 de sorte que la tension d'erreur VERROR est égale à la tension de polarisation VERRROR0. A la tension VERRRORO correspond une tension Vpwm en régime stabilisé ayant un rapport cyclique a0 déterminé. A titre d'exemple, la tension VERROR0 peut être choisie pour que le rapport cyclique a0 soit égale à 0, 5. Dans ce cas, la tension de polarisation VERRROR0 est égale à la demi somme des tensions maximum et minimum fournies par l'oscillateur 50.
Si la tension VFC est supérieure à VFCopt, on obtient une tension VERROR supérieure à VERRROR0. La tension Vpwm a alors un rapport cyclique a supérieur à a0. On obtient alors une augmentation de la durée moyenne pendant laquelle le transistor 54 est passant et donc une augmentation du courant moyen traver- sant l'inductance 58, c'est-à-dire une augmentation du courant IFC fourni par la pile à combustible 14. Il en résulte une diminution de la tension VFC. Inversement, si la tension VFC est inférieure à VFCopt, la tension d'erreur VERROR est inférieure à VERROR0. La tension Vpwm a alors un rapport cyclique a inférieur à a0. On obtient alors une diminution de la durée moyenne pendant laquelle le transistor 54 est passant et donc une diminution du courant moyen traversant l'inductance 58, c'est-à- dire une diminution du courant IFC fourni par la pile à combustible 14. Il en résulte une augmentation de la tension VFC.
La figure 6 illustre les étapes d'une opération complète de charge de la batterie 11 par la pile à combustible 14.
A l'étape I, le téléphone portable 10 n'est pas connecté à la borne de sortie OUT de la source d'énergie 13. Le courant IBAT fourni à la borne de sortie OUT est donc nul. La batterie 11 est déchargée et la tension VBAT est égale à une tension minimale VBATminÉ En outre, la pile à combustible 14 est désactivée, le réservoir de combustible 15 étant, par exemple, déconnecté de la pile à combustible 14. La tension VFC est donc nulle.
A l'étape II, la pile à combustible 14 est activée, la batterie 11 n'étant toujours pas connectée à la borne de sortie OUT. Ceci est obtenu, par exemple, en alimentant la pile à combustible 14 en combustible. La pile à combustible 14 atteint alors un régime de fonctionnement stabilisé, ce qui se traduit par une élévation de la tension VFC jusqu'à la tension VFCmax d'absence de charge.
A l'étape III, la batterie 11 est connectée à la borne OUT. Le convertisseur-régulateur 16 fonctionne alors de façon à maintenir la tension VFC aux bornes de la pile à combustible 14 à VFCopt entraînant la fourniture d'un courant IBAT sensiblement constant à la batterie 11 et une augmentation de la tension VBAT.
A l'étape IV, la batterie 11 est considérée comme étant chargée. Une telle détection de l'état de charge de la batterie 11 peut être réalisée par le module de commande de charge 12. La batterie 11 est alors déconnectée électriquement de la borne OUT par le module de commande de charge 12, le téléphone portable 10 restant mécaniquement connecté à la source d'énergie électrique 13. Le convertisseur-régulateur 16 ne réalise alors plus la régulation de la tension VFC qui s'élève à nouveau jusqu'à la tension VFCmax tandis que le courant IBAT devient nul. La tension VBAT diminue au fur et à mesure que la batterie 11 alimente les charges du téléphone portable 10 auxquelles elle est connectée.
A l'étape V, le téléphone portable 10 est déconnecté de la borne OUT. A l'étape VI, la pile à combustible 14 est désactivée, par exemple en coupant l'alimentation en combustible de la pile à combustible 14.
La figure 7 représente deux courbes 60, 62 d'évolution du rendement du convertisseur-régulateur 16 selon l'invention en fonction du courant IFC fourni par la pile à combustible 14. La courbe 60 correspond à une tension de batterie VBAT de 3,6 V qui correspond à un exemple de tension moyenne aux bornes de la batterie 11 en cours de charge et la courbe 62 correspond à une tension de batterie VBAT de 2,7 V qui correspond à un exemple de tension aux bornes de la batterie 11 en début de charge. Le rendement correspond au rapport entre la puissance fournie à la batterie 11 et la puissance fournie par la pile à combustible 14 (c'est-à-dire la somme de la puissance fournie à la batterie 11 et des pertes). Selon la présente invention, le courant fourni à la batterie étant sensiblement constant et compris dans une plage bien définie, par exemple de 150 mA à 290 mA, le rendement du convertisseur-régulateur 16 est supérieur à 85 tout au long de la charge.
Dans l'exemple de réalisation précédemment décrit, on a considéré un module de régulation 30 correspondant à un circuit abaisseur de tension. Toutefois, si la tension de fonctionnement optimum VFCopt de la pile à combustible 14 est inférieure à la tension moyenne attaquant le filtre 17, le module de régulation 30 correspond à un circuit élévateur de tension, par exemple, commandé de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment pour la commande du circuit abaisseur 30.
Dans l'exemple de réalisation précédemment décrit, on a considéré que pour une tension VFC donnée, le courant IFC fourni par la pile à combustible 14 est sensiblement constant.
En pratique, à VFC constant, le courant IFC tend à diminuer légèrement avec le temps.
Selon une variante de la présente invention, la source d'énergie électrique 13 peut être prévue directement au niveau du téléphone portable 10 et reliée mécaniquement en permanence à la batterie 11. Une opération de charge de la batterie 11 est alors réalisée comme cela a été décrit précédemment par l'activation de la pile à combustible 14 de la source d'énergie électrique 13.
Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'opération de filtrage réalisée par l'amplificateur d'erreur 22 peut être plus complexe que ce qui a été précédemment décrit.
Claims (10)
1. Convertisseur-régulateur (16) de tension continue en tension continue destiné à relier une pile à combustible (14) à un filtre (17) adapté à être connecté à un moyen de stockage (11) électrochimique d'énergie électrique lors d'une opération de charge du moyen de stockage, le convertisseur-régulateur comprenant des moyens (22, 28, 30) adaptés à maintenir, lors de l'opération de charge, la tension (VFC) aux bornes de la pile à combustible à une tension de fonctionnement donnée (VFCopt)É
2. Convertisseur-régulateur selon la revendication 1, comprenant: un moyen (22) de fourniture d'un signal d'erreur (VERROR) représentatif de l'écart entre la tension (VFC) aux bornes de la pile à combustible (14) et la tension de fonctionnement donnée (VFCopt) ; et un circuit (30) abaisseur ou élévateur de tension qui attaque le filtre (17) avec une tension moyenne correspondant à la tension aux bornes de la pile à combustible multipliée par un facteur (a) qui dépend du signal d'erreur, d'où il résulte que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est supérieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant (1BAT) fourni à la batterie (11) est augmenté, et que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est inférieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant fourni à la batterie est diminué.
3. Convertisseur-régulateur selon la revendication 1, comprenant un moyen (49) de réglage de la tension de fonctionnement donnée (VFCopt)É
4. Convertisseur-régulateur selon la revendication 1, comprenant un condensateur (40) connecté aux bornes de la pile à 30 combustible (14).
5. Convertisseur-régulateur selon la revendication 2, dans lequel le circuit (30) abaisseur ou élévateur de tension est un circuit hacheur commandé par un signal rectangulaire cyclique (Vpwm) ayant un rapport cyclique (a) qui dépend du signal d'erreur (VERROR)É
6. Système d'alimentation (13), destiné à être relié à un moyen de stockage (11) électrochimique d'énergie électrique lors d'une opération de charge du moyen de stockage, le système d'alimentation comprenant: une pile à combustible (14) ; un filtre (17) destiné à être relié au moyen de stockage (11) lors de l'opération de charge; et un convertisseurrégulateur (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, reliant la pile à combustible au filtre.
7. Système d'alimentation selon la revendication 6, dans lequel le filtre (17) comprend une inductance (58) destinée 15 à être reliée en série au moyen de stockage (11).
8. Système électronique, notamment un téléphone portable, comprenant un moyen de stockage électrochimique d'énergie électrique et un système d'alimentation dudit moyen de stockage selon la revendication 6.
9. Procédé de conversion de la tension (VFC) aux bornes d'une pile à combustible (14) en une tension d'alimentation (VL) d'un filtre (17) relié à un moyen de stockage (11) électrochimique d'énergie électrique, lors d'une opération de charge du moyen de stockage, consistant à maintenir, pendant l'opération de charge, la tension aux bornes de la pile à combustible à une tension de fonctionnement donnée (VFcopt).
10. Procédé selon la revendication 9, comprenant les étapes suivantes: fournir un signal d'erreur (VERROR) représentatif de l'écart entre la tension (VFC) aux bornes de la pile à combustible (14) et la tension de fonctionnement donnée (VFCopt) ; et fournir au filtre (17) une tension moyenne correspon- dant à la tension aux bornes de la pile à combustible multipliée par un facteur (a) qui dépend du signal d'erreur, d'où il résulte que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est supérieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant (1BAT) fourni à la batterie (11) est augmenté, et que, lorsque la tension aux bornes de la pile à combustible est inférieure à la tension de fonctionnement donnée, le courant fourni à la batterie est diminué.
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