FR3110784A1 - Wireless charging or power supply system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système d’alimentation ou de charge sans-fil intégré dans un plateau d’un mobilier, le système comportant une source d’alimentation électrique interconnectée avec un réseau de stations de charge sans-fil, chaque station de charge comportant un module de charge et une antenne, chaque module de charge étant agencé pour recevoir et transmettre une puissance électrique à l’antenne, laquelle est agencée pour transmettre cette puissance électrique vers un appareil électrique distant pour le charger ou l’alimenter électriquement et chaque module de charge comportant un redresseur de courant agencé pour recevoir un courant électrique circulant sur le réseau de stations de charge. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2The invention relates to a wireless power or charging system integrated into a table of furniture, the system comprising a power source interconnected with a network of wireless charging stations, each charging station comprising a charging module and an antenna, each charging module being arranged to receive and transmit electrical power to the antenna, which is arranged to transmit this electrical power to a remote electrical device in order to charge or supply it electrically and each module charging device comprising a current rectifier arranged to receive an electric current flowing on the network of charging stations. Figure to be published with the abstract: Fig. 2
Description
L’invention concerne le domaine des systèmes de charge ou d’alimentation électrique sans-fil. Plus précisément, l’invention concerne l’intégration d’une station de charge d’un tel système dans un mobilier.The invention relates to the field of wireless charging or power supply systems. More specifically, the invention relates to the integration of a charging station of such a system into furniture.
Afin de pouvoir alimenter ou charger des équipements électroniques dans un espace public, par exemple dans un lieu de restauration ou dans un espace d’attente, il est connu d’intégrer un système de charge ou d’alimentation électrique sans-fil dans du mobilier de cet espace. Ce type de système permet de transmettre de l’énergie depuis une station de charge sans-fil vers un appareil électronique disposé sur le mobilier, par exemple par couplage inductif entre une antenne située dans la station de charge et une bobine située dans l’appareil électronique. On relèvera par exemple que le standard Qi décrit un exemple de technologie permettant ce type de transmission d’énergie sans fil.In order to be able to supply or charge electronic equipment in a public space, for example in a restaurant or in a waiting area, it is known to integrate a wireless charging or power supply system into furniture. of this space. This type of system makes it possible to transmit energy from a wireless charging station to an electronic device placed on the furniture, for example by inductive coupling between an antenna located in the charging station and a coil located in the device. electronic. It should be noted, for example, that the Qi standard describes an example of technology allowing this type of wireless energy transmission.
Dans ce contexte, il est souhaitable d’installer dans un même mobilier plusieurs stations de charge de sorte à permettre à différents utilisateurs de bénéficier simultanément du service de charge ou d’alimentation. Afin de diminuer les couts du système et de faciliter son intégration, les stations de charge sont interconnectées entre elles pour former un réseau de stations de charge connectées à une source d’alimentation électrique. Chaque station de charge peut ainsi relayer l’alimentation électrique fournie par la source d’alimentation aux stations voisines. Toutefois, ce type de système pose problème. En effet, la transmission de l’énergie par l’antenne d’une station de charge vers un appareil électrique distant à partir d’un courant électrique qu’elle reçoit nécessite que ce courant soit reçu avec une polarité correcte, ce qui implique que l’interconnexion des stations entre elles doit prendre en compte le sens du courant électrique. Faute d’une connexion entre les stations prenant en compte la polarité du courant entre ces stations, la transmission de l’énergie depuis une station de charge vers un appareil électronique distant peut être défaillante. Il est ainsi nécessaire, lors de l’installation du système dans un mobilier, de faire appel à du personnel formé, ce qui augmente ainsi le cout du système.In this context, it is desirable to install several charging stations in the same piece of furniture so as to allow different users to benefit from the charging or power supply service simultaneously. In order to reduce the costs of the system and facilitate its integration, the charging stations are interconnected to form a network of charging stations connected to a power source. Each charging station can thus relay the electrical power supplied by the power source to neighboring stations. However, this type of system poses a problem. Indeed, the transmission of energy by the antenna of a charging station to a distant electrical device from an electric current that it receives requires that this current be received with the correct polarity, which implies that the interconnection of the stations between them must take into account the direction of the electric current. In the absence of a connection between the stations taking into account the polarity of the current between these stations, the transmission of energy from a charging station to a remote electronic device may fail. It is thus necessary, when installing the system in furniture, to call on trained personnel, which thus increases the cost of the system.
Il existe ainsi un besoin pour un système de charge ou d’alimentation électrique sans-fil palliant les inconvénients cités, et plus précisément permettant l’installation d’un système de charge ou d’alimentation sans-fil dans un mobilier et qui ne nécessite pas de compétence particulière lors de l’interconnexion des stations de charge du système. La présente invention se place dans ce contexte et vise à répondre à ce besoin.There is thus a need for a wireless charging or power supply system that overcomes the aforementioned drawbacks, and more specifically allowing the installation of a wireless charging or power supply system in furniture and which does not require no special skill when interconnecting system charging stations. The present invention is placed in this context and aims to meet this need.
A ces fins, l’invention a pour objet un système d’alimentation ou de charge sans-fil intégré dans un plateau d’un mobilier, le système comportant une pluralité de stations de charge sans-fil, chaque station de charge comportant un module de charge et une antenne, le système comprenant une source d’alimentation électrique et les modules de charge des stations de charge étant interconnectés entre eux pour former un réseau de stations de charge relié électriquement à la source d’alimentation pour recevoir une puissance électrique, chaque module de charge étant agencé pour recevoir et transmettre cette puissance électrique à l’antenne, laquelle est agencée pour transmettre cette puissance électrique vers un appareil électrique distant pour le charger ou l’alimenter électriquement. Selon l’invention, chaque module de charge comporte un redresseur de courant agencé pour recevoir un courant électrique circulant sur le réseau de stations de charge.For these purposes, the subject of the invention is a wireless power supply or charging system integrated into a furniture top, the system comprising a plurality of wireless charging stations, each charging station comprising a module charging station and an antenna, the system comprising an electrical power source and the charging modules of the charging stations being interconnected to form a network of charging stations electrically connected to the power source for receiving electrical power, each charging module being arranged to receive and transmit this electrical power to the antenna, which is arranged to transmit this electrical power to a remote electrical device in order to charge it or supply it electrically. According to the invention, each charging module comprises a current rectifier arranged to receive an electric current circulating on the network of charging stations.
On entend notamment par module de charge un module adapté pour recevoir, directement ou indirectement, .la puissance électrique émise par la source d’alimentation et pour transformer cette puissance électrique en une puissance électrique adaptée pour une transmission sans-fil, cette puissance électrique étant ensuite transmise à l’antenne. Si on le souhaite, le module de charge peut comporter une unité de mesure de courant circulant dans l’antenne, notamment à des fins de diagnostic de la station de charge. De préférence, le module de charge peut comporter une unité de contrôle et de communication agencée pour détecter un appareil électronique distant disposé sur le plateau du mobilier, pour transmettre et recevoir des informations vers ledit appareil électronique destinées à permettre la mise en œuvre de la charge ou l’alimentation électrique de cet appareil et pour contrôler, en fonction desdites informations transmises et reçues, l’unité de conversion pour la conversion de la puissance électrique reçue et la transmission de la puissance électrique convertie vers l’antenne.By charging module is meant in particular a module suitable for receiving, directly or indirectly, the electrical power emitted by the power source and for transforming this electrical power into an electrical power suitable for wireless transmission, this electrical power being then transmitted to the antenna. If desired, the charging module may comprise a unit for measuring the current flowing in the antenna, in particular for the purposes of diagnosis of the charging station. Preferably, the charging module may include a control and communication unit arranged to detect a remote electronic device placed on the top of the furniture, to transmit and receive information to said electronic device intended to allow the implementation of the charge. or the power supply of this device and to control, according to said transmitted and received information, the conversion unit for the conversion of the electrical power received and the transmission of the converted electrical power to the antenna.
On comprend que grâce à l’invention, le module de charge de chaque station de charge dispose d’un redresseur recevant un courant électrique issu de la source d’alimentation électrique ou d’une station de charge voisine. Si cette station de charge et la source d’alimentation électrique/la station de charge voisine sont connectées avec une erreur de branchement entrainant une inversion de polarité, par exemple par une liaison incorrecte des bornes de cette station avec la source d’alimentation/la station voisine, le redresseur permet d’inverser cette polarité de sorte à obtenir un courant électrique correct. S’il n’y a pas d’erreur, le redresseur n’a aucun effet sur ce courant. Il est ainsi possible d’interconnecter les différentes stations de charge sans se soucier de ces potentielles inversions de polarité, de sorte qu’un personnel non formé peut être employé pour installer le système dans le mobilier.It is understood that thanks to the invention, the charging module of each charging station has a rectifier receiving an electric current from the electrical power source or from a neighboring charging station. If this charging station and the neighboring power source/charging station are connected with a connection error resulting in reversed polarity, for example by incorrect connection of the terminals of this station with the power source/ neighboring station, the rectifier allows this polarity to be reversed so as to obtain the correct electric current. If there is no error, the rectifier has no effect on this current. It is thus possible to interconnect the different charging stations without worrying about these potential polarity inversions, so that untrained personnel can be employed to install the system in the furniture.
De préférence, le système comporte le plateau du mobilier.Preferably, the system comprises the top of the furniture.
Avantageusement, la source d’alimentation est agencée pour délivrer au réseau de stations de charge un courant électrique continu, le redresseur de courant du module de charge de chaque station de charge étant agencé pour recevoir et redresser ce courant électrique continu. Par exemple, chaque module de charge comporte une pluralité de connecteurs agencés pour participer à l’interconnexion des modules de charges entre eux, chaque connecteur comportant deux bornes de connexion, à savoir une première et une deuxième bornes, destinées à être reliées électriquement à la source d’alimentation électrique ou à un connecteur d’un module de charge d’une station de charge voisine. Par exemple, chaque module de charge comporte un unique redresseur comprenant deux entrées, les premières bornes de chaque connecteur étant reliées entre elles et à l’une des entrées du redresseur et les deuxièmes bornes de chaque connecteur étant reliées entre elles et à l’autre des entrées du redresseur. Le cas échéant, le redresseur de courant peut être un redresseur de type double alternance comprenant deux entrées chacune reliée à l’une des deux bornes de chaque connecteur. De la sorte, on s’assure que le courant en sortie du redresseur soit un courant dont la valeur correspond à la valeur absolue du courant électrique reçu par le module de charge, quelle que soit la borne de réception de ce courant.Advantageously, the power source is arranged to deliver a direct electric current to the network of charging stations, the current rectifier of the charging module of each charging station being arranged to receive and rectify this direct electric current. For example, each load module comprises a plurality of connectors arranged to take part in the interconnection of the load modules with one another, each connector comprising two connection terminals, namely a first and a second terminal, intended to be electrically connected to the power source or to a connector of a charging module of a neighboring charging station. For example, each load module comprises a single rectifier comprising two inputs, the first terminals of each connector being connected to each other and to one of the inputs of the rectifier and the second terminals of each connector being connected to each other and to the other rectifier inputs. If necessary, the current rectifier can be a full-wave type rectifier comprising two inputs each connected to one of the two terminals of each connector. In this way, it is ensured that the current at the output of the rectifier is a current whose value corresponds to the absolute value of the electric current received by the charging module, whatever the terminal receiving this current.
Dans un mode de réalisation de l’invention, la source d’alimentation comporte une batterie agencée pour délivrer ledit courant électrique continu au réseau de stations de charge. Si on le souhaite, le système peut comporter une station d’accueil destinée à accueillir la batterie, la station d’accueil étant reliée électriquement à l’une des stations de charge du réseau de stations de charge. En variante, la source d’alimentation pourra être un adaptateur relié électriquement au réseau électrique public et comportant un convertisseur alternatif-continu agencé pour délivrer ledit courant électrique continu au réseau de stations de charge.In one embodiment of the invention, the power source comprises a battery arranged to deliver said direct electric current to the network of charging stations. If desired, the system may include a docking station for accommodating the battery, the docking station being electrically connected to one of the charging stations of the network of charging stations. Alternatively, the power source may be an adapter electrically connected to the public electrical network and comprising an AC-DC converter arranged to deliver said DC electrical current to the network of charging stations.
Avantageusement, le module de charge de chaque station de charge comporte un onduleur agencé pour convertir le courant électrique redressé par le redresseur de courant en un courant alternatif et pour transmettre ce courant alternatif à l’antenne de ladite station de charge. Par exemple, ledit onduleur pourra comporter un onduleur monophasé en pont complet.Advantageously, the charging module of each charging station comprises an inverter arranged to convert the electric current rectified by the current rectifier into an alternating current and to transmit this alternating current to the antenna of said charging station. For example, said inverter may comprise a full-bridge single-phase inverter.
De préférence, le redresseur de courant comporte un pont de diodes. En variante, le redresseur de courant peut comporter un circuit de redressement synchrone, comportant des transistors, notamment à effet de champ, contrôlés de façon synchrone. Par exemple, les transistors pourront être montés en pont en H, une diode Zener étant montée en parallèle de chaque transistor.Preferably, the current rectifier comprises a diode bridge. As a variant, the current rectifier may comprise a synchronous rectification circuit, comprising transistors, in particular field-effect transistors, controlled synchronously. For example, the transistors could be mounted in an H bridge, a Zener diode being mounted in parallel with each transistor.
Avantageusement, l’antenne de chaque station de charge est montée sur le plateau au niveau d’une surface supérieure du plateau et le module de charge de ladite station de charge est monté sur le plateau au niveau d’une surface inférieure du plateau, l’antenne étant reliée au module de charge par un organe de connexion s’étendant au travers du plateau.Advantageously, the antenna of each charging station is mounted on the platform at an upper surface of the platform and the charging module of said charging station is mounted on the platform at a lower surface of the platform, the the antenna being connected to the charging module by a connection member extending through the plate.
Dans un mode de réalisation de l’invention, une pluralité de cavités borgnes sont aménagées dans la surface inférieure du plateau en s’étendant jusqu’à la surface supérieure du plateau, et l’antenne de chaque station de charge est logée dans l’une des cavités contre la surface supérieure du plateau. En d’autres termes, chaque cavité borne est agencée pour laisser une fine bande de matière du plateau au niveau de la surface supérieure. Le cas échéant, pour chaque station de charge, l’antenne peut être montée sur une face interne de la surface supérieure, le module de charge peut être fixé sous l’une des cavités borgnes, et l’organe de connexion peut s’étendre dans cette cavité borne. De préférence, le diamètre de cette cavité borne est supérieur ou égal à celui de l’antenne et inférieur à celui du module de charge.In one embodiment of the invention, a plurality of blind cavities are provided in the lower surface of the tray extending to the upper surface of the tray, and the antenna of each charging station is housed in the one of the cavities against the top surface of the tray. In other words, each terminal cavity is arranged to leave a thin strip of platter material at the top surface. If necessary, for each charging station, the antenna can be mounted on an internal face of the upper surface, the charging module can be fixed under one of the blind cavities, and the connection member can extend in this terminal cavity. Preferably, the diameter of this terminal cavity is greater than or equal to that of the antenna and less than that of the charging module.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’antenne de chaque station de charge est montée sur la surface supérieure du plateau et une pluralité d’orifices traversants est aménagée dans le plateau en débouchant chacun dans la surface supérieure au niveau de l’une des antennes et dans la surface inférieure au niveau de l’un des modules de charge, chaque organe de connexion s’étendant dans l’un des orifices traversants.In another embodiment of the invention, the antenna of each charging station is mounted on the upper surface of the plate and a plurality of through holes is arranged in the plate, each opening into the upper surface at the level of the one of the antennas and in the lower surface at the level of one of the load modules, each connection member extending into one of the through holes.
Selon un exemple, pour chaque station de charge, un logement est aménagé dans la surface supérieure du plateau, l’antenne de la station de charge étant installée dans ce logement. Le cas échéant, la profondeur du logement peut être identique à l’épaisseur de l’antenne, de sorte que l’antenne vienne affleurer une face extérieure de la surface supérieure du plateau. En variante, la profondeur du logement peut être supérieure à l’épaisseur de l’antenne, le système comportant un capot agencé pour recouvrir l’antenne et pour affleurer une face extérieure de la surface supérieure du plateau. En variante encore, l’antenne peut être montée directement sur la surface supérieure du plateau de sorte qu’elle fasse saillie de cette surface supérieure.According to one example, for each charging station, a housing is arranged in the upper surface of the plate, the antenna of the charging station being installed in this housing. If necessary, the depth of the housing can be identical to the thickness of the antenna, so that the antenna is flush with an outer face of the upper surface of the plate. As a variant, the depth of the housing may be greater than the thickness of the antenna, the system comprising a cover arranged to cover the antenna and to be flush with an outer face of the upper surface of the plate. As a further variant, the antenna can be mounted directly on the top surface of the plate so that it protrudes from this top surface.
Avantageusement, l’une des stations de charge du réseau est reliée électriquement directement à la source d’alimentation et le module de charge de chaque station de charge est agencé pour relayer la puissance électrique fournie par la source d’alimentation, ou par le module de charge d’une station de charge adjacente à laquelle il est connecté, à l’un des, notamment plusieurs des, voire tous les, modules de charge des autres stations adjacentes auxquels il est connecté. On pourra envisager différentes topologies de réseau, et notamment des topologies du type linéaire (également appelé en anglais daisy chain), du type anneau, du type maillé, du type grille ou du type étoile.Advantageously, one of the charging stations of the network is electrically connected directly to the power source and the charging module of each charging station is arranged to relay the electrical power supplied by the power source, or by the module of an adjacent charging station to which it is connected, to one of, in particular several of, or even all, the charging modules of the other adjacent stations to which it is connected. It is possible to envisage various network topologies, and in particular topologies of the linear type (also called in English daisy chain), of the ring type, of the mesh type, of the grid type or of the star type.
Avantageusement, les modules de charge des stations de charge sont interconnectés entre eux par des bandes d’alimentation plates fixées sur la face inférieure du plateau. Par exemple, chaque bande d’alimentation plate pourra comporter un support, par exemple en matière plastique, sur lequel sont formées plusieurs pistes électriques, par exemple en cuivre, et notamment dont au moins une piste destinée à transmettre une tension électrique délivrée par la source d’alimentation électrique et au moins une piste destinée à transmettre une masse. Le cas échéant, chaque bande pourra comporter un ou plusieurs plateaux faisant saillie du support et agencé pour séparer deux pistes électriques adjacentes.Advantageously, the charging modules of the charging stations are interconnected with each other by flat supply strips fixed to the underside of the plate. For example, each flat power strip may comprise a support, for example of plastic material, on which are formed several electric tracks, for example of copper, and in particular of which at least one track is intended to transmit an electric voltage delivered by the source power supply and at least one track intended to transmit a mass. Where appropriate, each strip may include one or more plates projecting from the support and arranged to separate two adjacent electrical tracks.
Avantageusement, chaque bande d’alimentation plate peut comporter des organes de fixation, et chaque module de charge peut comporter une platine de raccordement comportant une pluralité de connecteurs répartis sur le pourtour de la platine de raccordement. Le cas échant, chaque connecteur comporte des organes de fixation complémentaires agencés pour coopérer avec les organes de fixation d’une bande d’alimentation plate connectée au connecteur.Advantageously, each flat power strip may include fastening members, and each charging module may include a connection plate comprising a plurality of connectors distributed around the periphery of the connection plate. If necessary, each connector comprises complementary fastening members arranged to cooperate with the fastening members of a flat power strip connected to the connector.
Par exemple, chaque bande d’alimentation plate peut comporter un support sur lequel est formée au moins une piste électrique, le support comportant au moins un rebord profilé pour former un crochet, ledit crochet formant un organe de fixation de la bande d’alimentation plate. Le cas échéant, chaque connecteur comporte une borne de connexion montée sur la platine de raccordement et agencée pour venir en contact avec la piste électrique d’une bande d’alimentation plate connectée au connecteur et un clip formé sur la platine de raccordement au droit de la borne de connexion, ledit clip formant un organe de fixation complémentaire du connecteur, le crochet de ladite bande d’alimentation plate étant encliqueté dans le clip du connecteur. Le cas échéant, les organes de fixation de la bande d’alimentation peuvent comporter deux rebords du support et les organes de fixation complémentaire du connecteur peuvent comporter deux clips formés sur la platine de raccordement de part et d’autre de la ou des bornes de connexion du connecteur ;For example, each flat power strip may comprise a support on which is formed at least one electrical track, the support comprising at least one profiled edge to form a hook, said hook forming a fixing member for the flat power strip . Where appropriate, each connector comprises a connection terminal mounted on the connection plate and arranged to come into contact with the electrical track of a flat power supply strip connected to the connector and a clip formed on the connection plate at right the connection terminal, said clip forming a complementary fixing member of the connector, the hook of said flat power strip being snapped into the clip of the connector. Where appropriate, the power strip fastening members may include two flanges of the support and the complementary fastening members of the connector may include two clips formed on the connection plate on either side of the terminal(s) of the connector connection;
Avantageusement, l’antenne de chaque station de charge peut comporter une bobine formée par au moins un enroulement surfacique de fil de litz encapsulée dans un boîtier. Le cas échéant, l’organe de connexion peut comporter une extension du fil de litz de la bobine de l’antenne. Ladite bobine forme ainsi une bobine primaire destinée à être couplée par couplage inductif à une bobine secondaire présente sur un appareil électrique distant destiné à être chargé ou alimenté par le système selon l’invention. Si on le souhaite, l’antenne peut comporter un boîtier, notamment en plastique, encapsulant ladite bobine, le boîtier pouvant être clos sur sa périphérie par un anneau métallique. De préférence, l’extension du fil de litz de la bobine s’étend au travers du plateau du mobile pour venir s’insérer dans un connecteur du module de charge.Advantageously, the antenna of each charging station can comprise a coil formed by at least one surface winding of litz wire encapsulated in a casing. If necessary, the connecting device may include an extension of the antenna coil litz wire. Said coil thus forms a primary coil intended to be coupled by inductive coupling to a secondary coil present on a remote electrical device intended to be charged or powered by the system according to the invention. If desired, the antenna may comprise a casing, in particular made of plastic, encapsulating said coil, the casing possibly being closed on its periphery by a metal ring. Preferably, the extension of the litz wire of the coil extends through the plate of the mobile to be inserted into a connector of the charging module.
La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :The present invention is now described using only illustrative examples and in no way limiting the scope of the invention, and from the accompanying illustrations, in which:
Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.In the following description, the identical elements, by structure or by function, appearing in different figures retain, unless otherwise specified, the same references.
On a représenté en
Le système 1 comporte une source d’alimentation électrique 3, comportant une batterie 4 installée dans une station d’accueil 5. Dans l’exemple décrit, la source d’alimentation 3 est montée sur une surface inférieure 21 du plateau 2. La batterie 4 délivre une tension continue, par exemple de 12V, et un courant continu. En variante, on pourrait prévoir de remplacer la batterie 4 par un adaptateur branché sur un réseau électrique public et comportant un convertisseur alternatif-continu agencé pour transformer le courant électrique alternatif fourni par le réseau électrique un courant électrique continu.The system 1 comprises an electrical power source 3, comprising a battery 4 installed in a docking station 5. In the example described, the power source 3 is mounted on a lower surface 21 of the tray 2. The battery 4 delivers a DC voltage, for example 12V, and a DC current. As a variant, provision could be made to replace the battery 4 with an adapter connected to a public electrical network and comprising an AC-DC converter arranged to transform the alternating electric current supplied by the electrical network into a direct electric current.
Le système comporte une pluralité de stations de charge 6, comportant chacun un module de charge 61 et une antenne 62. Dans l’exemple décrit, sans que cela soit limitatif, une pluralité d’orifices traversants 22 sont aménagés dans la surface inférieure 21 du plateau 2 en s’étendant dans l’épaisseur du plateau 2 vers une surface supérieure 23 du plateau, tout en laissant une bande de matière définissant cette surface supérieure 23.The system comprises a plurality of charging stations 6, each comprising a charging module 61 and an antenna 62. In the example described, without this being limiting, a plurality of through holes 22 are arranged in the lower surface 21 of the plate 2 by extending in the thickness of plate 2 towards an upper surface 23 of the plate, while leaving a strip of material defining this upper surface 23.
L’antenne 62 de chaque station de charge 6 est logée dans un des orifices 22, en étant placée contre une face interne de la surface supérieure 23, tandis que chaque module de charge 61 est monté sur la face inférieure 21 en bouchant l’un des orifices 22. Chaque station de charge 6 comporte un organe de connexion 63 reliant l’antenne 62 au module de charge 61 en s’étendant dans l’orifice 22.The antenna 62 of each charging station 6 is housed in one of the holes 22, being placed against an internal face of the upper surface 23, while each charging module 61 is mounted on the lower face 21 by blocking one orifices 22. Each charging station 6 comprises a connection member 63 connecting the antenna 62 to the charging module 61 extending into the orifice 22.
Le module de charge 61 de la station de charge 6 adjacente à la source d’alimentation 3 est relié électriquement, par le biais d’un connecteur 71 et d’une bande d’alimentation plate 72, à la station d’accueil 5 de l’unité d’alimentation 3 pour recevoir un courant électrique délivré par la batterie 4. Le module de charge 61 de chacune des stations de charge 6 est en outre interconnecté aux modules de charge 61 des stations de charge 6 adjacentes, au moyen de bandes d’alimentation plates 72, pour relayer ce courant électrique qu’il reçoit, de la batterie 4 ou d’un module de charge 61 adjacent, aux autres modules de charge 61 adjacents. L’ensemble des stations de charge 6 forme ainsi un réseau de stations de charge qui est linéaire dans l’exemple décrit.The charging module 61 of the charging station 6 adjacent to the power source 3 is electrically connected, through a connector 71 and a flat power strip 72, to the docking station 5 of the power supply unit 3 to receive an electric current delivered by the battery 4. The charging module 61 of each of the charging stations 6 is further interconnected to the charging modules 61 of the adjacent charging stations 6, by means of strips flat power supply 72, to relay this electric current which it receives, from the battery 4 or from an adjacent charging module 61, to the other adjacent charging modules 61. The set of charging stations 6 thus forms a network of charging stations which is linear in the example described.
On a représenté en
Afin de recevoir et de relayer le courant fourni par la source d’alimentation 3 ou relayé par le module de charge d’une station voisine, le module de charge 61 comporte une pluralité de connecteurs 33a. Selon un exemple non limitatif, le module de charge peut comporter une platine de raccordement sur laquelle sont répartis les connecteurs 33a, par exemple sur le pourtour de cette platine. Chaque connecteur 33a comporte une première borne de connexion 33b et une deuxième borne de connexion 33c, chaque borne de connexion étant destinée à être reliée à une piste électrique 72a d’une bande d’alimentation plate 72. On pourra prévoir des moyens de fixation sur les bandes d’alimentation plates 72, par exemple des rebords de la bande profilés en forme de crochets, agencés pour coopérer avec des moyens de fixation complémentaires des connecteurs 33a, par exemple des clips.In order to receive and relay the current supplied by the power source 3 or relayed by the charging module of a neighboring station, the charging module 61 comprises a plurality of connectors 33a. According to a non-limiting example, the charging module may comprise a connection plate on which the connectors 33a are distributed, for example on the periphery of this plate. Each connector 33a comprises a first connection terminal 33b and a second connection terminal 33c, each connection terminal being intended to be connected to an electrical track 72a of a flat power strip 72. Fixing means may be provided on the flat supply strips 72, for example edges of the profiled strip in the form of hooks, arranged to cooperate with complementary fixing means of the connectors 33a, for example clips.
Le module de charge 61 comporte un redresseur 81 reliée aux bornes 33b,c d’un des connecteurs 33a pour recevoir un courant électrique arrivant depuis l’une de ces bornes. Plus spécifiquement, le redresseur 81 est un pont de diodes présentant deux broches d’entrée 81a et 81b. Les premières bornes de connexion 33b de tous les connecteurs 33a sont reliées entre elles ainsi qu’à la broche 81a, et les deuxièmes bornes de connexion 33b sont reliées entre elles ainsi qu’à la broche 81b. Le pont de diodes étant un redresseur double alternance, il est ainsi possible de garantir que le courant en sortie, qui sera utilisé pour alimenter l’antenne, sera positif, quelle que soit la borne 33b ou 33c recevant le courant fourni par la source d’alimentation 3 ou relayé par le module de charge d’une station voisine.The charging module 61 comprises a rectifier 81 connected to the terminals 33b, c of one of the connectors 33a to receive an electric current arriving from one of these terminals. More specifically, rectifier 81 is a diode bridge having two input pins 81a and 81b. The first connection terminals 33b of all the connectors 33a are connected to each other as well as to pin 81a, and the second connection terminals 33b are connected to each other as well as to pin 81b. The diode bridge being a full-wave rectifier, it is thus possible to guarantee that the output current, which will be used to supply the antenna, will be positive, whatever the terminal 33b or 33c receiving the current supplied by the source of supply 3 or relayed by the charging module of a neighboring station.
Le module de charge 61 comporte également une unité de conversion 82 agencée pour convertir le courant électrique redressé par le pont de diodes 81 en un courant électrique adapté pour être transmis, par transmission sans-fil, par l’antenne 62 à un appareil électronique disposé sur le plateau 2 pour le charger ou l’alimenter. Dans l’exemple décrit, l’unité de conversion comporte un onduleur monophasé en pont complet monté en charge du pont de diode 81 et agencée pour convertir le courant continu redressé par le pont de diode 81 en un courant alternatif qui est transmis à l’antenne 32.The charging module 61 also comprises a conversion unit 82 arranged to convert the electric current rectified by the diode bridge 81 into an electric current suitable for being transmitted, by wireless transmission, by the antenna 62 to an electronic device disposed on Tray 2 to load or power it. In the example described, the conversion unit comprises a full-bridge single-phase inverter connected to the load of the diode bridge 81 and arranged to convert the direct current rectified by the diode bridge 81 into an alternating current which is transmitted to the antenna 32.
Le module de charge 61 comporte en outre une unité de mesure du courant 83 circulant dans l’antenne 62, notamment à des fins de diagnostic de la station de charge 6, et une unité de contrôle et de communication 84 agencée pour détecter un appareil électronique distant disposé sur le plateau 2 du mobilier, pour transmettre et recevoir des informations vers ledit appareil électronique destinées à permettre la mise en œuvre de la charge ou l’alimentation électrique de cet appareil et pour contrôler, en fonction desdites informations transmises et reçues, l’unité de conversion 82 pour la conversion du courant électrique redressé et la transmission de ce courant converti vers l’antenne 62.The charging module 61 further comprises a unit for measuring the current 83 flowing in the antenna 62, in particular for the purposes of diagnosis of the charging station 6, and a control and communication unit 84 arranged to detect an electronic device remote placed on the shelf 2 of the furniture, to transmit and receive information to said electronic device intended to allow the implementation of the load or the electrical supply of this device and to control, according to said information transmitted and received, the conversion unit 82 for converting the rectified electric current and transmitting this converted current to the antenna 62.
L’antenne 62 comporte une bobine formée d’un enroulement surfacique d’un fil de litz. Dans l’exemple décrit, un tronçon du fil de litz s’étend depuis la bobine pour venir s’insérer dans un connecteur du module de charge 61, formant ainsi l’organe de connexion 63 entre l’antenne 62 et le module de charge 61. De la sorte, lorsqu’un appareil électronique apte à être chargé ou alimenté par le système 1 est posé sur le plateau 2 au niveau d’une antenne 62, cette antenne 62 se couple, par couplage inductif, à une bobine située dans l’appareil, et le courant électrique délivré par la source d’alimentation 3, et éventuellement relayé par les modules de charges des stations du réseau de stations de charge, peut alors être transmis à l’appareil A.The antenna 62 comprises a coil formed by a surface winding of a litz wire. In the example described, a section of the litz wire extends from the coil to be inserted into a connector of the charging module 61, thus forming the connection member 63 between the antenna 62 and the charging module 61. In this way, when an electronic device capable of being charged or powered by the system 1 is placed on the plate 2 at the level of an antenna 62, this antenna 62 is coupled, by inductive coupling, to a coil located in the device, and the electric current delivered by the power source 3, and possibly relayed by the charging modules of the stations of the network of charging stations, can then be transmitted to the device A.
La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, et notamment en proposant un système d’alimentation ou de charge sans-fil employant une pluralité de stations de charge interconnectées pour former un réseau, et dans lequel le module de charge de chaque station de charge intègre un redresseur de courant recevant le courant électrique circulant sur le réseau. On dispose ainsi d’une solution permettant d’interconnecter les différentes stations de charge sans se soucier du sens de circulation du courant, et donc d’éviter de potentielles inversions de polarité, de sorte qu’un personnel non formé peut être employé pour installer le système dans le mobilier.The foregoing description clearly explains how the invention makes it possible to achieve the objectives it has set itself, and in particular by proposing a wireless power supply or charging system employing a plurality of interconnected charging stations to form a network, and in which the charging module of each charging station incorporates a current rectifier receiving the electric current circulating on the network. This provides a solution for interconnecting the various charging stations without worrying about the direction of current flow, and therefore avoiding potential polarity reversals, so that untrained personnel can be employed to install the system in the furniture.
En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. En particulier, on pourra prévoir d’autres modes de réalisation du système de charge ou d’alimentation sans-fil, et notamment un système employant un autre type de technologie de transmission d’énergie sans fil que le couplage inductif, ou encore un système employant une autre topologie de réseau de stations de charge que celui décrit. On pourra également prévoir d’autres types de redresseur de courant que celui décrit, et notamment un circuit de redressement synchrone comportant des transistors à effet de champ, contrôlés de manière synchrone. On pourra enfin prévoir d’autres modes d’intégration du système de charge ou d’alimentation sans-fil que celui décrit.
In any event, the invention cannot be limited to the embodiments specifically described in this document, and extends in particular to all equivalent means and to any technically effective combination of these means. In particular, other embodiments of the wireless charging or power supply system may be provided, and in particular a system employing another type of wireless energy transmission technology than inductive coupling, or even a system employing a different charging station network topology than the one described. Provision may also be made for other types of current rectifier than that described, and in particular a synchronous rectifying circuit comprising field-effect transistors, controlled synchronously. Finally, it is possible to provide other modes of integration of the wireless charging or power supply system than that described.
Claims (10)
System (1) according to one of the preceding claims, in which the antenna (62) of each charging station (6) comprises a coil formed by at least one surface winding of litz wire encapsulated in a casing.
Priority Applications (1)
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| FR2005176A FR3110784B1 (en) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Wireless charging or power supply system |
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| FR2005176 | 2020-05-20 | ||
| FR2005176A FR3110784B1 (en) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Wireless charging or power supply system |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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2020
- 2020-05-20 FR FR2005176A patent/FR3110784B1/en active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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