FR2999354A1 - Circuit electrique comportant un composant du coupure dudit circuit, et dispositif comportant un tel circuit electrique - Google Patents

Circuit electrique comportant un composant du coupure dudit circuit, et dispositif comportant un tel circuit electrique Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un circuit électrique comportant une pile électrique, une charge alimentée par la pile électrique, et un composant de coupure du circuit présentant une valeur de tension de seuil au dessus de laquelle il est passant et au dessous de laquelle il est bloquant. Selon l'invention, le circuit électrique est caractérisé en ce que le composant de coupure est agencé dans le circuit de manière à ce qu'il soit passant lorsque la tension de la pile électrique est supérieure à ladite valeur de tension de seuil et à ce qu'il soit bloquant lorsque la tension de la pile électrique est inférieure à ladite valeur de tension de seuil. L'invention concerne également un dispositif de massage et/ou d'application de produit cosmétique comportant un tel circuit électrique.

Description

La présente invention concerne un circuit électrique comportant une charge alimentée par une pile électrique. L'invention concerne plus particulièrement un circuit électrique comportant une charge alimentée par une pile électrique et un moyen évitant une décharge trop importante de la pile électrique. L'invention concerne également un dispositif de traitement cosmétique, notamment de massage ou d'application d'un produit cosmétique, ledit dispositif comportant un tel circuit électrique. Par « produit cosmétique », on entend tout produit tel que défini dans 10 le Règlement (CE) n°1223/2009 du Parlement Européen et du Conseil du 30 novembre 2009 relatif aux produits cosmétiques. La conception des circuits électriques comportant une charge alimentée par une pile électrique peuvent parfois engendrer une décharge importante de la pile, aussi appelée « décharge profonde » ou « over- 15 discharge ». Ce phénomène peut causer une altération de la pile, ses composants chimiques pouvant alors couler en dehors de leur enceinte de confinement. Un autre risque causé par ce phénomène est l'explosion de la pile. Certaines piles électriques sont plus sensibles à ce phénomène que d'autres, c'est notamment 20 le cas pour les piles alcalines par exemple du type LR44 dont la tension peut passer d'environ 1,5Volts à moins de 0,6Volt entre le début et la fin de vie de la pile, et dont les risques liés à une décharge profonde peuvent apparaitre en dessous d'une tension de la pile d'environ 0,7Volt. En générale, les dispositifs électriques comportent des composants 25 électroniques qui cessent de fonctionner dès que la tension d'alimentation de la pile devient faible. Dès lors, le courant demandé est très faible et le phénomène de décharge profonde a peu de chance de survenir. Dans le cas de dispositifs ne comportant pas de composant électronique, par exemple lorsque la charge est reliée directement à la pile, le 30 courant demandé est toujours important même si la tension de la pile passe en dessous d'un seuil à partir duquel la charge cesse de fonctionner. La pile peut alors entrer en décharge profonde et risque de fuir ou d'exploser.
On connaît du document W02007/079868 Ai, un circuit comportant une charge reliée à une batterie d'alimentation. Lorsque la tension aux bornes de la batterie devient faible des composants électroniques contrôlent l'alimentation d'un témoin lumineux pour informer l'utilisateur qu'il doit recharger la batterie. Cependant les composants électroniques ne permettent pas de couper le circuit de manière à empêcher le courant de circuler dans la charge. On connaît des documents US4086525, EP0588615 A2, EP0525744 Al et EP0512340 Ai, des circuits électriques complexes comportant des batteries rechargeables destinées à être connectées à des charges. Ces circuits comprennent des composants électroniques pilotant la coupure du circuit lorsque la tension aux bornes de la batterie devient faible. Ces composants électroniques sont des comparateurs électroniques coûteux qui ne sont pas adaptés pour fonctionner avec des piles électriques dont les tensions peuvent atteindre des valeurs assez faibles.
La présente invention a donc pour objet de fournir un circuit électrique amélioré afin de pallier les inconvénients précités. A cet effet l'invention propose un circuit électrique comportant une pile électrique, une charge alimentée par la pile électrique, et un composant de coupure du circuit présentant une valeur de tension de seuil au dessus de laquelle il est passant et au dessous de laquelle il est bloquant. Selon l'invention, le composant de coupure est agencé dans le circuit électrique de manière à ce qu'il soit passant lorsque la tension de la pile électrique est supérieure à ladite valeur de tension de seuil et à ce qu'il soit bloquant lorsque la tension de la pile électrique est inférieure à ladite valeur de tension de seuil. L'invention permet avantageusement d'obtenir un circuit simple et peu coûteux pour éviter que la pile ne se décharge au dessous d'une certaine valeur. Cette valeur seuil étant avantageusement définie par les caractéristiques intrinsèques du composant de coupure sans avoir besoin d'autres composants électroniques. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le composant de coupure peut être un transistor. Le transistor peut être un transistor à effet de champ, comportant une borne de Grille, une borne de Source et une borne de Drain. Le transistor peut être un transistor MOFSET à canal N, dont la borne de Grille est directement reliée à une première borne de la pile électrique, dont la borne de Source est directement reliée à la seconde borne de la pile électrique, et dont la borne de Drain est reliée en aval de la charge, la charge étant reliée en amont à la première borne de la pile électrique. La valeur de tension de seuil du composant de coupure peut être comprise entre 0,45Volt et 1Volt, voire comprise entre 0,7Volt et 1Volt.
La pile électrique peut être une pile alcaline. La pile électrique peut présenter une tension nominale inférieure ou égale à 3Volts, voire inférieure ou égale à 1,5Volts. La charge peut être au moins l'un des éléments suivants : un moteur, un élément chauffant, et/ou un élément lumineux.
Le circuit électrique peut également comporter un interrupteur permettant à un utilisateur de mettre manuellement en marche ou en arrêt le circuit électrique. Selon une caractéristique de l'invention le circuit électrique peut être uniquement constitué d'une pile électrique, d'une charge alimentée par la pile électrique, d'un composant de coupure du circuit présentant une valeur de tension de seuil au dessus de laquelle il est passant et au dessous de laquelle il est bloquant, et d'un interrupteur, ces éléments étant reliés entre eux par des conducteurs électriques. Ainsi le circuit est particulièrement simple et peu s'adapter dans un grand nombre de dispositifs à moindre coût.
L'invention concerne également un dispositif de massage et/ou d'application de produit cosmétique comportant un tel circuit électrique. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description suivante d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre de celle-ci, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente un schéma d'un exemple de circuit électrique selon l'invention ; - la figure 2 est une vue d'un premier exemple de dispositif avec arrachement partiel comprenant le circuit électrique de l'invention ; - la figure 3 est une vue avec arrachement partiel d'un second exemple de dispositif comprenant le circuit électrique de l'invention.
En référence à la figure 1, un circuit électrique 1 comporte une pile électrique 2 reliée à une charge 3. Les différents éléments du circuit sont classiquement reliés entre eux par des conducteurs électriques qui peuvent être des fils électriques ou des pistes d'un circuit imprimé. Les termes « amont » et « aval » utilisé dans la suite de la description sont définis par le sens conventionnel du courant électrique, c'est-à-dire en considérant que le courant circule d'amont en aval en sortant de la pile électrique par la borne positive et traversant le circuit électrique en direction de la borne négative de la pile électrique. La pile électrique 2 peut être composée d'une pile électrique unique comme dans le circuit représenté, ou par plusieurs piles électriques par exemple montées en série les unes à la suite des autres. La pile électrique est préférentiellement une pile alcaline, cependant en variante la pile électrique peut être une pile lithium, ou une pile zinc/argent. La pile électrique présente une tension nominale inférieure ou égale à 3Volts, voire inférieure ou égale à 1,5Volts. La plie peut être une pile électrique de type « pile bâton » ou de type « pile bouton ». Par exemple la pile électrique peut être choisi parmi les formats définis par la Commission Electrotechnique Internationale (CEI) suivants : LR03, LR06, LR41, LR42, LR43, LR44, LR54, LR55, LR57, LR58, LR59, LR60, LR63, LR66, LR68, LR69. La pile électrique du circuit de la figure 1 est une ile LR44. De préférence la pile électrique n'est pas rechargeable. Cependant en variante la pile peut être un accumulateur rechargeable par exemple du type nickel-cadmium (NiCd) ou nickel-hydrure métallique (NiMH). La charge 3 est par exemple un moteur pouvant engendrer un mouvement de rotation. La charge peut notamment être un moteur du type « coin motor » dont la vitesse de rotation très élevée associée à une masselotte permet de générer des vibrations. En variante la charge peut être un élément chauffant comme un fil résistif, ou un élément lumineux comme une diode électroluminescente (LED) ou un écran d'affichage à cristaux liquides. La charge peut être composée d'une charge unique comme dans le circuit représenté, ou par plusieurs charges par exemple montées en série les unes à la suite des autres, ou en parallèle. Une borne amont de la charge est reliée à une première borne de la pile notamment par un conducteur électrique. La première borne de la pile est la borne positive. Préférentiellement la borne amont de la charge 3 est reliée directement à la première borne de la pile 2, c'est-à-dire qu'aucun composant entrainant une différence de potentielle entre la borne positive de la pile 2 et la borne amont de la charge 3, n'est intercalé entre ces deux points. Un interrupteur 4 permettant à l'utilisateur d'ouvrir ou fermer le circuit électrique peut être positionné en série entre la charge et la pile. L'interrupteur 4 peut être positionné en amont ou en aval de la pile. En effet un interrupteur n'est pas considéré comme un composant entrainant une différence de potentielle car il agit comme un simple conducteur électrique ne consommant pas d'énergie en position fermée. Selon l'invention, le circuit électrique 1 comporte un composant de coupure 5 du circuit présentant une valeur de tension de seuil (Vth) mesurée entre deux bornes dudit composant de coupure 5 au dessus de laquelle il est passant et au dessous de laquelle il est bloquant. Cette valeur de tension de seuil (Vth) est une caractéristique intrinsèque dudit composant de coupure 5. Ce composant de coupure 5 est monté en série entre la charge 3 et la pile électrique 2. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le composant de coupure 5 est monté en aval de la charge 3.
De plus ce composant de coupure 5 est agencé dans le circuit de manière à ce qu'il soit passant lorsque la tension de la pile électrique 2 est supérieure à ladite valeur de tension de seuil (Vth) et à ce qu'il soit bloquant lorsque la tension de la pile électrique est inférieure à ladite valeur de tension de seuil (Vth). Avantageusement la valeur de tension de seuil (Vth) est comprise entre 0,45Volt et 1Volt, voire comprise entre 0,7Volt et 1Volt, par exemple sensiblement égale à 0,7Volt. Ces valeurs correspondent en général aux valeurs en dessous desquelles le phénomène de décharge profonde survient selon le type de la pile électrique utilisée dans le circuit. Le composant de coupure 5 de l'exemple est un transistor à effet de champ de type MOFSET à canal N. Toutefois d'autres types de composants de coupures peuvent être utilisés et notamment d'autres types de transistors. A titre d'exemple, le composant de coupure 5 est un transistor PMR280-UN-115 de la société NXP dont la valeur de tension de seuil (Vth) est sensiblement égale à 0,7Volt. Ce transistor est avantageusement choisi car sa valeur de tension de seuil correspond à la valeur en dessous de laquelle le phénomène de décharge profonde survient pour une pile LR44. Le transistor formant le composant de coupure 5 comporte une borne de Grille (G), une borne de Source (S) et une borne de Drain (D). La borne de Grille (G) est directement reliée à la première borne de la pile électrique 2, c'est-à-dire la borne positive. La borne de Source (S) est directement reliée à la seconde borne de la pile électrique 2, c'est-à-dire la borne négative. Ainsi la tension (Vgs) mesurée entre la borne de Grille (G) et la borne de Source (G) est égale à la tension aux bornes de la pile électrique 2. Enfin, la borne de Drain (D) est reliée à la borne avale de la charge 3. Lorsque l'interrupteur 4 est en position fermée, le fonctionnement du circuit 1 est le suivant. Tant que la tension de la pile électrique 2, c'est à dire Vgs, est supérieure à la valeur de tension de seuil (Vth), le transistor 5 est fermé et le courant peut circuler librement entre la borne de Drain (D) et la borne de Source (S), la charge 3 peut donc être alimentée par la pile électrique 2.
Compte-tenu de la faible résistance à l'état fermé du transistor 5, la perte occasionnée par ce composant supplémentaire est négligeable.
En revanche si la tension de la pile électrique 2, c'est à dire Vgs, devient inférieure à la valeur de tension de seuil (Vth), le transistor 5 est ouvert et le courant ne peut plus circuler entre la borne de Drain (D) et la borne de Source (S), la charge 3 ne peut donc pas être alimentée par la pile électrique 2.
La pile électrique 2 ne se décharge quasiment plus et sa tension est préservée à une valeur sensiblement égale à la valeur de la tension de seuil (Vth), le phénomène de décharge profonde est ainsi évité. Grâce à ce circuit électrique 1, le transistor est directement contrôlé par la tension aux bornes de la pile électrique 2, au lieu d'être contrôlé par une 10 consigne provenant de composants électroniques, par exemple de type comparateur. Un dispositif 110 embarquant un circuit électrique décrit ci-dessus est décrit en référence à la figure 2. Ce dispositif 110 est un appareil d'application de produit cosmétique 15 tel qu'un applicateur de mascara. Il comporte un capot de préhension 111 servant également d'élément de fermeture d'un récipient 112 contenant le produit cosmétique. Le capot 111 est prolongé par une tige 113 plongeant dans le récipient 112 lorsque le capot 111 est positionné sur le récipient 112. La tige 20 113 comporte à son extrémité libre un organe d'application 114 du produit, par exemple une brosse pour appliquer du mascara. Le capot 111 contient également une partie du circuit électrique non visible sur la figure. Le capot 111 contient par exemple la pile, l'élément de coupure et un interrupteur 104 tel qu'un bouton poussoir.
25 La charge 103 est un fil résistif enroulé autour de l'organe d'application 114 afin de chauffer le produit lors de l'application. En variante non représentée, le capot 111 peut en outre comporter un moteur vibrant, ou un moteur rotatif entrainant la tige en rotation autour de son axe d'élongation. Le capot 111 peut également comporter un témoin 30 lumineux. Un autre exemple de dispositif 210 embarquant un circuit électrique décrit ci-dessus est décrit en référence à la figure 3. Le circuit électrique est monté sur un circuit imprimé comportant une pile 202, un transistor 205 et une charge 203. Ce dispositif 210 est un appareil de massage notamment pour un traitement cosmétique. Le dispositif comporte une portion de préhension 211 et une surface d'application 212. La surface d'application 212 est par exemple en métal pour procurer un effet froid lorsqu'elle est mise au contact de la peau de l'utilisateur. La charge 203 du circuit est un moteur vibrant pour produire un effet de massage lorsque la surface d'application 212 est mise au contact de la peau de l'utilisateur. Un produit cosmétique peut être appliqué indépendamment avant, pendant ou après le massage avec le dispositif. L'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés. Les caractéristiques des différents exemples peuvent notamment se combiner au sein de variantes non illustrées. L'expression « comportant un » doit être comprise comme signifiant « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Circuit électrique (1) comportant : - une pile électrique (2), - une charge (3) alimentée par la pile électrique, - un composant de coupure (5) du circuit présentant une valeur de tension de seuil (Vth) au dessus de laquelle il est passant et au dessous de laquelle il est bloquant, le circuit électrique est caractérisé en ce que le composant de coupure est agencé dans le circuit de manière à ce qu'il soit passant lorsque la tension de la pile électrique est supérieure à ladite valeur de tension de seuil et à ce qu'il soit bloquant lorsque la tension de la pile électrique est inférieure à ladite valeur de tension de seuil.
  2. 2. Circuit électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le composant de coupure est un transistor.
  3. 3. Circuit électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le transistor est un transistor à effet de champ, comportant une borne de Grille (G), une borne de Source (S) et une borne de Drain (D).
  4. 4. Circuit électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le transistor est un transistor MOFSET à canal N, dont la borne de Grille est directement reliée à une première borne de la pile électrique, dont la borne de Source est directement reliée à la seconde borne de la pile électrique, et dont la borne de Drain est reliée en aval de la charge, la charge étant reliée en amont à la première borne de la pile électrique.
  5. 5. Circuit électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de tension de seuil est comprise entre 0,45Volt et 1Volt, voire comprise entre 0,7 Volt et 1Volt.
  6. 6. Circuit électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pile électrique est une pile alcalinê.
  7. 7. Circuit électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pile électrique présente une tension nominale inférieure ou égale à 3Volts, voire inférieure ou égale à 1,5Volts.
  8. 8. Circuit électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la charge est au moins l'un des éléments suivants : un moteur, un élément chauffant, et/ou un élément lumineux.
  9. 9. Circuit électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un interrupteur (4).
  10. 10. Circuit électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué des éléments suivants reliés entre eux par des conducteurs électriques: - une pile électrique, - une charge alimentée par la pile électrique, - un composant de coupure du circuit présentant une valeur de tension de seuil au dessus de laquelle il est passant et au dessous de laquelle il est bloquant, - et un interrupteur.
  11. 11. Dispositif (110, 210) de massage et/ou d'application de produit cosmétique comportant un circuit électrique selon une des revendications précédentes.
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